CN113758978B - 基于orp值计算湿法脱硫浆液液相含硫(iv)物质含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于ORP值计算湿法脱硫浆液液相含硫(IV)物质含量的方法，包括：针对脱硫浆液液相中发生的各氧化还原反应，确定各反应标准电极电位；针对脱硫浆液液相中发生的各氧化还原反应，根据能斯特方程，确定反应电极电位与氧化态及还原态物质浓度的关系；计算脱硫浆液实测ORP值，确定脱硫浆液的实测ORP值与其含硫(IV)物质含量的对应关系；根据脱硫浆液的实测ORP值与其含硫(IV)物质含量的对应关系确定湿法脱硫浆液液相的含硫(IV)物质含量，该方法能够准确测定湿法脱硫浆液液相含硫(IV)物质含量。
Description
技术领域
本发明属于化学技术领域，涉及一种基于ORP值计算湿法脱硫浆液液相含硫(IV)物质含量的方法。
背景技术
目前火电厂烟气脱硫多采用湿法脱硫工艺，利用氧化风机鼓入的空气进行氧化，液相中发生的氧化还原反应可见式(1)～(6)，反应均为含硫(IV)物质向含硫(VI)物质转变，反应过程中液相反应涉及的含硫(IV)物质包括：H2SO3、HSO3 -及SO3 2-，含硫(VI)物质主要为H2SO4、HSO4 -。反应均发生在液相，O2在发生反应前需从气相溶解到液相中。
浆液液相中含硫(IV)物质的含量可以反映出浆液的氧化程度，可用于对氧化风机的精确指导，以保证石膏品质。
然而现有技术中不能对湿法脱硫浆液液相含硫(IV)物质含量进行测定。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于ORP值计算湿法脱硫浆液液相含硫(IV)物质含量的方法，该方法能够准确测定湿法脱硫浆液液相含硫(IV)物质含量。
为达到上述目的，本发明所述的基于ORP值计算湿法脱硫浆液液相含硫(IV)物质含量的方法包括：
针对脱硫浆液液相中发生的各氧化还原反应，确定各反应标准电极电位；
针对脱硫浆液液相中发生的各氧化还原反应，根据能斯特方程，确定反应电极电位与氧化态及还原态物质浓度的关系；
根据脱硫浆液实测ORP值，确定脱硫浆液的实测ORP值与其含硫(IV)物质含量的对应关系；
根据脱硫浆液的实测ORP值与含硫(IV)物质含量的对应关系确定湿法脱硫浆液液相的含硫(IV)物质含量。
湿法脱硫浆液液相的含硫(IV)物质包括H2SO3、HSO3 -及SO3 2-。
脱硫浆液液液相中发生以下氧化还原反应：
各反应电极电位E1、E2、E3、E4、E5及E6与氧化态及还原态物质浓度的关系为：
其中，R为气体常数，n为转移的电子数，F为法拉第常数，T为浆液温度，
及/>分别为各反应标准电极电位。
浆液实测ORP值Etotal＝E1+E2+E3+E4+E5+E6。
H2SO3、HSO3 -及SO3 2-和HSO4 -及SO4 2-存在以下关系：
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的基于ORP值计算湿法脱硫浆液液相含硫(IV)物质含量的方法在具体操作时，首先，确定脱硫浆液的实测ORP值与含硫(IV)物质含量的对应关系，再根据脱硫浆液的实测ORP值与含硫(IV)物质含量的对应关系确定湿法脱硫浆液液相的含硫(IV)物质含量，操作简单，测定速度快。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明所述的基于ORP值计算湿法脱硫浆液液相含硫(IV)物质含量的方法包括以下步骤：
1)针对脱硫浆液液相中发生的各氧化还原反应，确定各反应标准电极电位Eθ；
2)针对脱硫浆液液相中发生的各氧化还原反应，根据能斯特方程，确定反应电极电位与氧化态及还原态物质浓度的关系；
所述含硫(IV)物质包括H2SO3、HSO3 -及SO3 2-。
ORP值根据脱硫浆液液相中发生的以下6个氧化还原反应得到：
各反应电极电位与氧化态及还原态物质浓度的关系为：
其中，R为气体常数，n为转移的电子数，F为法拉第常数，T为浆液温度。
3)确定脱硫浆液实测ORP值与其含硫(IV)物质含量的对应关系；
浆液实测ORP值Etotal＝E1+E2+E3+E4+E5+E6。
得ORP值与H2SO3、HSO3 -及SO3 2-含量的一一对应关系，然后根据ORP值与H2SO3、HSO3 -及SO3 2-含量的一一对应关系确定湿法脱硫浆液液相含硫(IV)物质含量。
需要说明的是，根据弱酸解离平衡常数，H2SO3、HSO3 -及SO3 2-和HSO4 -及SO4 2-存在以下关系： 其中，常温T＝298.15K时，Ka1、Ka2及Ka′2的值分别为1.23×10-2、5.6×10-8及1.02×10-2，非常温条件下，Ka值根据ΔGdiss＝-RTlnKa计算得到，ΔGdiss为酸解离过程中吉布斯自由能的变化。
SO4 2-浓度其中，Ksp为溶度积常数，溶度积在273.15K-348.15K温度范围内，根据Ksp(T)＝-1.307×10-4+9×10-7·T-1.448×10-9·T2进行确定。
标准电极电位为已知项，硫酸浆液的实际ORP值由氧化还原电极测得，温度T由温度计测得，[H+]由pH计测得，[O2]由溶氧仪测得，[Ca2+]通过钙离子计检测仪测得。
实施例一
本实施例的具体过程为：
取适量待测脱硫浆液并放置于烧杯中，使用快速滤纸过滤得到澄清滤液；
按澄清滤液与去离子水体积比为1：5加入定量去离子水，并充分摇匀；
将所需仪表(温度计、PH计、溶氧仪、钙离子检测仪)的电极插入到浆液中，待各仪表读数稳定；
根据温度计获得浆液温度T；根据pH计算出H+浓度；由钙离子测定仪读出Ca2+浓度；由溶氧仪获得O2浓度；在温度T下，得到H2SO3、HSO3 -及SO3 2-，HSO4 -及SO4 2-的浓度关系；并计算出温度T下硫酸钙的溶度积；
根据本发明计算获得浆液液相中含硫(IV)物质(H2SO3、HSO3 -及SO3 2-)的含量。
实施例二
本实施例的具体过程为：
取适量待测脱硫浆液并放置于烧杯中，放入磁子，在磁力搅拌器搅拌下使浆液分散均匀；
将所需仪表(温度计、PH计、溶氧仪、钙离子检测仪)的电极插入到浆液中，待各仪表读数稳定；
根据温度计获得浆液温度T；根据pH计算出H+浓度；由钙离子测定仪读出Ca2+浓度；由溶氧仪获得O2浓度；在温度T下，得到H2SO3、HSO3 -及SO3 2-，HSO4 -及SO4 2-的浓度关系；并计算出温度T下硫酸钙的溶度积；
根据本发明计算获得浆液液相中含硫(IV)物质(H2SO3、HSO3 -及SO3 2-)的含量。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明提供的一种基于ORP值计算湿法脱硫浆液液相含硫(IV)物质含量的方法，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (2)
1.一种基于ORP值计算湿法脱硫浆液液相含硫(IV)物质含量的方法，其特征在于，包括：
针对脱硫浆液液相中发生的各氧化还原反应，确定各反应标准电极电位；
针对脱硫浆液液相中发生的各氧化还原反应，根据能斯特方程，确定反应电极电位与氧化态及还原态物质浓度的关系；
根据脱硫浆液实测ORP值，确定脱硫浆液的实测ORP值与其含硫(IV)物质含量的对应关系；
根据脱硫浆液的实测ORP值与其含硫(IV)物质含量的对应关系确定湿法脱硫浆液液相的含硫(IV)物质含量；
脱硫浆液液相中发生以下氧化还原反应：
各反应电极电位E1、E2、E3、E4、E5及E6与氧化态及还原态物质浓度的关系为：
其中，R为气体常数，n为转移的电子数，F为法拉第常数，T为浆液温度，及/>分别为各反应标准电极电位；
浆液实测ORP值Etotal＝E1+E2+E3+E4+E5+E6；
H2SO3、HSO3-及SO3 2-和HSO4-及SO4 2-存在以下关系：
SO4 2-浓度其中，K12为溶度积常数，溶度积在273.15K-348.15K温度范围内，根据K12(T)＝-1.307×10-4+9×10-；·T-1.448×10-＝·T2进行确定；
标准电极电位为已知项，硫酸浆液的实际ORP值由氧化还原电极测得，温度T由温度计测得，[H+]由pH计测得，[O2]由溶氧仪测得，[Ca2+]通过钙离子计检测仪测得。
2.根据权利要求1所述的基于ORP值计算湿法脱硫浆液液相含硫(IV)物质含量的方法，其特征在于，湿法脱硫浆液液相的含硫(IV)物质包括H2SO3、HSO3-及SO3 2-。
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