焦炉煤气中氰化物含量测定方法的研究

2020-08-26蒋淑敏苏召飞

广州化工 2020年16期

蒋淑敏，苏召飞

(四川达兴能源股份有限公司，四川达州 635002)

氰化氢在焦炉煤气中含量虽然不多，但有剧毒，燃烧时生成NOx，在煤气净化过程中必须脱除[1]，煤气中氰化物含量作为煤气净化过程中的一个重要指标，必须加以测量与监控。测量氰化氢含量没有国家标准及行业标准，最常用的方法是多硫化铵法[2]，此方法是煤气中氰化氢测定的最经典的方法，准确度高，但此方法步骤复杂，耗时长，不能及时指导生产，所用的试剂多，且多种试剂有毒有害，影响试验人员的身心健康。水中氰化物含量的分析方法有很多，如硝酸银滴定法[3]、分光光度法[4]、流动注射[5]等，通过研究，我公司通过借鉴水中氰化物的分析方法，采用硝酸银滴定法来分析煤气中氰化氢含量，此方法分析过程简单，所用试剂不多且无毒，可以用于指导日常生产。

1 实验

1.1 原理

用氢氧化钠溶液作为煤气中氰化氢的吸收液，加醋酸铅溶液除去吸收液中的硫化氢，在碱性条件下(pH>11)，用硝酸银标准溶液滴定，氰离子与银离子作用生成可溶性的银氰络合离子[Ag(CN)2]-，过量的银离子与试银灵指示剂反应，溶液由黄色变为橙红色即为终点。

反应方程式：HCN+NaOH=NaCN+H2O

Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-

取来的煤气样中既含有HCN又含有H2S，如果不把H2S除去，滴定时会产生黑色AgS沉淀，干扰终点的判断，在滴定前加入醋酸铅溶液与H2S反应生成黑色硫化铅沉淀，过滤后的滤液再用硝酸银标准溶液滴定。

1.2 仪器

250 mL碘量瓶；5 L湿式煤气流量计；10 mL移液管；棕色酸式滴定管；500 mL容量瓶；500 mL烧杯；250 mL吸收瓶；滤纸；玻璃棒；250 mL锥形瓶。

1.3 试剂

20%(W/V)氢氧化钠溶液；硝酸银标准溶液(0.02 mol/L)；0.2 g/L试银灵指示剂；50 g/L醋酸铅溶液；无离子水。

1.4 操作步骤

1.4.1 脱硫塔后取样及试验

取样装置如图1所示，在串联的两个洗气瓶内各放入100 mL 20% NaOH溶液。取样前需对煤气流量计进行较正，先将煤气放散5～10 min后，立即接上串联的两个洗气瓶，进行取样。取精脱硫后煤气样，煤气流量为1～2 L/min，取样体积为100～120 L，取样结束后记下流量计读数和煤气温度及压力。将吸收液全部移入500 mL容量瓶中，用蒸馏水洗涤吸收瓶多次，稀释至刻度，摇匀备用作为样液。

图1 精脱硫后取样装置

1.4.2 脱硫塔前取样及试验

考虑到脱硫塔前硫化氢含量高，取样时在两个装有NaOH溶液的吸收瓶前面增添一个100 mL 50 g/L醋酸铅溶液吸收瓶，使此瓶吸收煤气中的大部分H2S，使NaOH溶液吸收的硫化氢含量降低，且取样体积减为50～60 L，取样装置如图2所示，其余步骤按1.4.2进行。

图2 脱硫塔前取样装置

2 结果与讨论

2.1 HCN含量的分析与计算

取一定量的样液于洁净的锥形瓶中，边摇动边滴加50 g/L醋酸铅溶液至不再产生黑色沉淀，并过量产生少量白色沉淀为止，然后用滤纸将溶液过滤到干净的锥形瓶中，不洗涤，滤液备用。

用移液管称取10～20 mL滤液于锥形瓶中，加入3滴0.2 g/L试银灵指示剂，用0.02 mol/L AgNO3标准溶液滴定至溶液由黄色变成橙红色即为终点，记录消耗AgNO3标准溶液的量，按下式计算煤气中HCN含量：

式中：V——煤气取样体积，L

V1——吸收液用量，mL

V3——AgNO3标准溶液用量，mL

f——气压补正校正因子

M——AgNO3标准溶液浓度，mol/L

0.054——氰化氢的摩尔质量

2.2 实验结果

2.2.1 脱硫塔后氰化氢试验结果

脱硫塔后煤气中氰化氢含量测定结果如表1所示。

表1 脱硫塔后煤气中氰化氢含量(mg/Nm3)

经试验，塔后煤气中的氰化氢含量可以测出，从表1可以看出，采用硝酸银滴定法可以稳定的测出煤气中氰化氢含量，因为塔后煤气中硫化氢含量低，滴加醋酸铅溶液量少，滤液可在碱性条件下滴加硝酸银标准溶液，滴定终点变化明显。但脱硫塔前煤气中硫化氢含量高，脱除硫化氢所用的醋酸铅用量多，如果仍然采用取样后再用醋酸铅消除的方式，致使滴定液的pH值<11，不满足测定条件，从而无法滴定，必须在取样时就把硫化氢脱除。

2.2.2 脱硫塔前氰化氢试验结果

脱硫塔前煤气氰化氢含量测定结果如表2所示。