CN108693177A - 一种快速测定脱硫体系中络合铁降解的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速测定脱硫体系中络合铁降解的方法,本发明在络合铁脱硫液加入过量强氧化剂H2O2溶液，使络合铁发生快速降解，然后通过测定溶液中的总铁浓度和游离铁离子的浓度，即可计算出络合铁的降解率。这一络合铁快速降解及络合铁降解率测定方法，操作简单方便，耗时短，不受分析仪器条件限制，可用于络合铁脱硫体系中络合剂和脱硫剂的快速筛选，还可作为络合铁脱硫工艺条件优化的分析方法，为分析脱硫液的降解机理和评价络合剂及稳定剂的性能提供科学依据。

Description

一种快速测定脱硫体系中络合铁降解的方法

技术领域

本发明涉及脱硫技术领域，尤其涉及一种快速测定脱硫体系中络合铁降解的方法。

背景技术

络合铁法脱硫技术是一种以铁为催化剂的湿式氧化脱除H2S的脱硫技术，工艺简单、工作硫容高且环保无毒，H2S脱除率可达99％以上，适用于天然气、变换气、煤制气、生物气、沼气等气体脱硫场合。络合铁法脱硫工艺采用三价络合铁溶液吸收H2S，并将其氧化成硫磺，同时自身被还原成二价络合铁溶液，然后在再生过程中，通过鼓吹空气，使二价络合铁被重新被氧化成三价络合铁，恢复其氧化性能，由此循环，以达到连续脱除H2S气体的目的。

但目前工业上几种常见的络合铁工艺均存在脱硫剂降解的问题，络合铁降解速率越快，脱硫液的损耗就越大。现有技术对络合铁稳定性的研究是通过短期循环实验进行的，其络合铁的降解率是通过用原子吸收光谱法测溶解态的铁浓度的方法计算的。由于许多工艺的络合铁浓度很高，用原子吸收光谱法需要很高的稀释倍数。这使得其测定结果误差较大，并且该法还受到仪器设备等条件的限制；在降解率的研究中，短期循环实验的方法需要多次循环才能对脱硫体系产生明显影响，时间跨度较长。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种快速测定脱硫体系中络合铁降解的方法，配制一定浓度的络合铁脱硫液，在其中加入过量强氧化剂H2O2溶液，使络合铁在强氧化条件下发生快速降解，通过测定溶液中的总铁浓度和游离铁离子的浓度，计算出络合铁的降解率。

为实现上述目的，本发明提供了一种快速测定脱硫体系中络合铁降解的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、采用EDTA-Fe作为实验用的络合铁溶液，按1：l的物质的量比称取一定量的EDTA—Na2和FeC13·6H2O加蒸馏水溶解，得到相应浓度的络合铁溶液；

步骤2、重铬酸钾标准滴定溶液的配制：配制K2Cr2O7 浓度为0．02mol／L的标准滴定溶液，用于总铁的测定；

步骤3、Fe3+标准滴定溶液的配制：称取10g无水硫酸铁置于烧杯中，加蒸馏水溶解，加5mL 98％浓硫酸后，用蒸馏水稀释至500mL，此为Fe3+标准溶液，用移液管移取20mL Fe3+标准溶液，移入lOOmL容量瓶中，稀释至刻度，得到Fe3+标准滴定溶液，标定后用于Fe3+的测定；

步骤4、总铁和游离Fe3+的测定，测定各个不同pH条件下通过H202快速氧化后各络合铁溶液中总铁浓度 C（Fe总）与游离Fe3+的浓度C（Fe3+游离），降解率η计算公式为：

其中，分子的｛C（Fe总）-C（Fe3+游离）｝降解后表示降解后总铁浓度与游离Fe3+的浓度之差，｛C（Fe总）-C（Fe3+游离）｝初始表示初始时总铁浓度与游离Fe3+的浓度之差。

上述的一种快速测定脱硫体系中络合铁降解的方法，其特征在于，所述步骤4中总铁的浓度测定方法为：分别移取各样品溶液2mL于250mL锥形瓶中，加10 mL(1+1)盐酸溶液，加热至近沸，边搅拌边滴加质量分数为10％的氯化亚锡溶液至溶液颜色刚变为无色，再过量数滴，将锥形瓶在流水中冷却至室温，摇动下滴加5％高锰酸钾溶液至溶液呈棕色，加20mL蒸馏水，加热使溶液呈透明状，取下，边摇边滴加氯化亚锡至溶液呈浅黄色，加入4～5滴靛红指示液，滴加质量分数为1．5％的三氯化钛盐酸溶液至溶液蓝色刚好消失，再滴加0．02mol/L重铬酸钾标准滴定溶液至溶液呈亮蓝色，用水稀释至约100mL，冷却加入10mL硫-磷酸混合酸和3滴二苯胺磺酸钠指示剂，用0.02mol／L重铬酸钾标准溶液滴定至溶液由蓝色经浅绿色变为紫色即为终点，记录消耗K2Cr2O7标准滴定溶液的体积，并计算总Fe浓度 C（Fe总），计算公式为：

C（Fe总）=(C*Vn)/V

其中Vn为滴定时消耗重铬酸钾标准滴定溶液的体积，单位mL；C为重铬酸钾标准滴定溶液的实际浓度，单位mol／L；V为移取样品的体积，单位mL。

上述的一种快速测定脱硫体系中络合铁降解的方法，其特征在于，所述步骤4中游离Fe3+的浓度测定方法为：分别移取各样品2mL于250mL锥形瓶中，加100mL蒸馏水、5mL0.1mol／L的EDTA．Na2溶液和5滴质量分数为20％的磺基水杨酸水溶液，调节pH至近中性(5．0- 7．0之间)，加入5mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液(pH=6)，加热至60℃以上，用0.02mol／L的Fe3+标准溶液滴定，溶液由亮黄色变成微红色即为终点，记录消耗Fe3+标准溶液的体积，并计算游离Fe3+浓度C（Fe3+游离），计算公式为：

C（Fe3+游离）=C*(Vn-V0)/V

其中C为Fe3+标准滴定溶液的实际浓度，单位mol／L；Vn为各样品消耗Fe3+ 标准滴定溶液的体积，单位mL；V0为对照组溶液消耗Fe3+标准滴定溶液的体积，单位mL；V为移取样品的体积，单位mL。

本发明的有益效果是：

本发明在络合铁脱硫液加入过量强氧化剂H2O2溶液，使络合铁发生快速降解，然后通过测定溶液中的总铁浓度和游离铁离子的浓度，即可计算出络合铁的降解率。这一络合铁快速降解及络合铁降解率测定方法，操作简单方便，耗时短，不受分析仪器条件限制，可用于络合铁脱硫体系中络合剂和脱硫剂的快速筛选，还可作为络合铁脱硫工艺条件优化的分析方法，为分析脱硫液的降解机理和评价络合剂及稳定剂的性能提供科学依据。

具体实施方式

一种快速测定脱硫体系中络合铁降解的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、采用EDTA-Fe作为实验用的络合铁溶液，按1：l的物质的量比称取一定量的EDTA—Na2和FeC13·6H2O加蒸馏水溶解，得到相应浓度的络合铁溶液；

步骤2、重铬酸钾标准滴定溶液的配制：配制K2Cr2O7 浓度为0．02mol／L的标准滴定溶液，用于总铁的测定；

步骤3、Fe3+标准滴定溶液的配制：称取10g无水硫酸铁置于烧杯中，加蒸馏水溶解，加5mL 98％浓硫酸后，用蒸馏水稀释至500mL，此为Fe3+标准溶液，用移液管移取20mL Fe3+标准溶液，移入lOOmL容量瓶中，稀释至刻度，得到Fe3+标准滴定溶液，标定后用于Fe3+的测定；

步骤4、总铁和游离Fe3+的测定，测定各个不同pH条件下通过H202快速氧化后各络合铁溶液中总铁浓度 C（Fe总）与游离Fe3+的浓度C（Fe3+游离），降解率η计算公式为：

其中，分子的｛C（Fe总）-C（Fe3+游离）｝降解后表示降解后总铁浓度与游离Fe3+的浓度之差，｛C（Fe总）-C（Fe3+游离）｝初始表示初始时总铁浓度与游离Fe3+的浓度之差。

本实施例的一种快速测定脱硫体系中络合铁降解的方法，其特征在于，所述步骤4中总铁的浓度测定方法为：分别移取各样品溶液2mL于250mL锥形瓶中，加10 mL(1+1)盐酸溶液，加热至近沸，边搅拌边滴加质量分数为10％的氯化亚锡溶液至溶液颜色刚变为无色，再过量数滴，将锥形瓶在流水中冷却至室温，摇动下滴加5％高锰酸钾溶液至溶液呈棕色，加20mL蒸馏水，加热使溶液呈透明状，取下，边摇边滴加氯化亚锡至溶液呈浅黄色，加入4～5滴靛红指示液，滴加质量分数为1．5％的三氯化钛盐酸溶液至溶液蓝色刚好消失，再滴加0．02mol/L重铬酸钾标准滴定溶液至溶液呈亮蓝色，用水稀释至约100mL，冷却加入10mL硫-磷酸混合酸和3滴二苯胺磺酸钠指示剂，用0.02mol／L重铬酸钾标准溶液滴定至溶液由蓝色经浅绿色变为紫色即为终点，记录消耗K2Cr2O7标准滴定溶液的体积，并计算总Fe浓度 C（Fe总），计算公式为：

C（Fe总）=(C*Vn)/V

其中Vn为滴定时消耗重铬酸钾标准滴定溶液的体积，单位mL；C为重铬酸钾标准滴定溶液的实际浓度，单位mol／L；V为移取样品的体积，单位mL。

本实施例的一种快速测定脱硫体系中络合铁降解的方法，其特征在于，所述步骤4中游离Fe3+的浓度测定方法为：分别移取各样品2mL于250mL锥形瓶中，加100mL蒸馏水、5mL0.1mol／L的EDTA．Na2溶液和5滴质量分数为20％的磺基水杨酸水溶液，调节pH至近中性(5．0- 7．0之间)，加入5mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液(pH=6)，加热至60℃以上，用0.02mol／L的Fe3+标准溶液滴定，溶液由亮黄色变成微红色即为终点，记录消耗Fe3+标准溶液的体积，并计算游离Fe3+浓度C（Fe3+游离），计算公式为：

C（Fe3+游离）=C*(Vn-V0)/V

其中C为Fe3+标准滴定溶液的实际浓度，单位mol／L；Vn为各样品消耗Fe3+ 标准滴定溶液的体积，单位mL；V0为对照组溶液消耗Fe3+标准滴定溶液的体积，单位mL；V为移取样品的体积，单位mL。

本发明在络合铁脱硫液加入过量强氧化剂H2O2溶液，使络合铁发生快速降解，然后通过测定溶液中的总铁浓度和游离铁离子的浓度，即可计算出络合铁的降解率。这一络合铁快速降解及络合铁降解率测定方法，操作简单方便，耗时短，不受分析仪器条件限制，可用于络合铁脱硫体系中络合剂和脱硫剂的快速筛选，还可作为络合铁脱硫工艺条件优化的分析方法，为分析脱硫液的降解机理和评价络合剂及稳定剂的性能提供科学依据。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种快速测定脱硫体系中络合铁降解的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、采用EDTA-Fe作为实验用的络合铁溶液，按1：l的物质的量比称取一定量的EDTA—Na2和FeC13·6H2O加蒸馏水溶解，得到相应浓度的络合铁溶液；

步骤2、重铬酸钾标准滴定溶液的配制：配制K2Cr2O7 浓度为0．02mol／L的标准滴定溶液，用于总铁的测定；

步骤3、Fe3+标准滴定溶液的配制：称取10g无水硫酸铁置于烧杯中，加蒸馏水溶解，加5mL 98％浓硫酸后，用蒸馏水稀释至500mL，此为Fe3+标准溶液，用移液管移取20mL Fe3+标准溶液，移入lOOmL容量瓶中，稀释至刻度，得到Fe3+标准滴定溶液，标定后用于Fe3+的测定；

步骤4、总铁和游离Fe3+的测定，测定各个不同pH条件下通过H202快速氧化后各络合铁溶液中总铁浓度 C（Fe总）与游离Fe3+的浓度C（Fe3+游离），降解率η计算公式为：

其中，分子的｛C（Fe总）-C（Fe3+游离）｝降解后 表示降解后总铁浓度与游离Fe3+的浓度之差，｛C（Fe总）-C（Fe3+游离）｝初始表示初始时总铁浓度与游离Fe3+的浓度之差。

2.如权利要求1所述的一种快速测定脱硫体系中络合铁降解的方法，其特征在于，所述步骤4中总铁的浓度测定方法为：分别移取各样品溶液2mL于250mL锥形瓶中，加10 mL(1+1)盐酸溶液，加热至近沸，边搅拌边滴加质量分数为10％的氯化亚锡溶液至溶液颜色刚变为无色，再过量数滴，将锥形瓶在流水中冷却至室温，摇动下滴加5％高锰酸钾溶液至溶液呈棕色，加20mL蒸馏水，加热使溶液呈透明状，取下，边摇边滴加氯化亚锡至溶液呈浅黄色，加入4～5滴靛红指示液，滴加质量分数为1．5％的三氯化钛盐酸溶液至溶液蓝色刚好消失，再滴加0．02mol/L重铬酸钾标准滴定溶液至溶液呈亮蓝色，用水稀释至约100mL，冷却加入10mL硫-磷酸混合酸和3滴二苯胺磺酸钠指示剂，用0.02mol／L重铬酸钾标准溶液滴定至溶液由蓝色经浅绿色变为紫色即为终点，记录消耗K2Cr2O7标准滴定溶液的体积，并计算总Fe浓度 C（Fe总），计算公式为：

C（Fe总）=(C*Vn)/V

其中Vn为滴定时消耗重铬酸钾标准滴定溶液的体积，单位mL；C为重铬酸钾标准滴定溶液的实际浓度，单位mol／L；V为移取样品的体积，单位mL。

3.如权利要求1所述的一种快速测定脱硫体系中络合铁降解的方法，其特征在于，所述步骤4中游离Fe3+的浓度测定方法为：分别移取各样品2mL于250mL锥形瓶中，加100mL蒸馏水、5mL 0.1mol／L的EDTA．Na2溶液和5滴质量分数为20％的磺基水杨酸水溶液，调节pH至近中性(5．0- 7．0之间)，加入5mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液(pH=6)，加热至60℃以上，用0.02mol／L的Fe3+标准溶液滴定，溶液由亮黄色变成微红色即为终点，记录消耗Fe3+标准溶液的体积，并计算游离Fe3+浓度C（Fe3+游离），计算公式为：

C（Fe3+游离）=C*(Vn-V0)/V

其中C为Fe3+标准滴定溶液的实际浓度，单位mol／L；Vn为各样品消耗Fe3+ 标准滴定溶液的体积，单位mL；V0为对照组溶液消耗Fe3+标准滴定溶液的体积，单位mL；V为移取样品的体积，单位mL。