專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鈣基脫硫劑主次量及雜質(zhì)元素的同時(shí)測(cè)定法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鈣基脫硫劑主次量及雜質(zhì)元素的同時(shí)測(cè)定法。 技術(shù)背景近幾年來(lái)，隨著國(guó)家環(huán)保力度的不斷加大，火電廠煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展迅猛。目前我國(guó)煙氣脫硫技術(shù)工藝中90%以上均采用了|^基脫 硫劑。鈣基脫硫劑的品質(zhì)不但會(huì)直接影響脫硫效果，也會(huì)對(duì)脫硫工藝 設(shè)備及流程產(chǎn)生各種影響，脫硫系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生的一些運(yùn)行故障大多都 與脫硫劑品質(zhì)相關(guān)，其中的雜質(zhì)帶入系統(tǒng)后會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而 目前國(guó)內(nèi)的鈣基脫硫劑的元素含量并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同廠 家、不同產(chǎn)地的鈣基脫硫劑，其種類(lèi)、品質(zhì)及元素含量差別很大。鈣基脫硫劑的主次量及雜質(zhì)元素測(cè)定一般采用的是化學(xué)容量法、 滴定法、比色法等傳統(tǒng)方法，每一個(gè)元素一種測(cè)定方法，速度慢，效 率低，其中的高含量鈣和較低含量的鎂、硅、鐵、鋁、鈦、錳、鋅、 硫、磷等元素?zé)o法同時(shí)測(cè)定，其中對(duì)脫硫有重要影響的鉀、鈉元素更 是化學(xué)法無(wú)法測(cè)定的。目前對(duì)脫硫劑成分的要求還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),都是根據(jù)脫硫 裝置的設(shè)計(jì)和運(yùn)行特點(diǎn)，各脫硫公司往往根據(jù)自己積累的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)， 對(duì)脫硫劑的成分指標(biāo)等提出相應(yīng)要求。脫硫劑中主量元素應(yīng)達(dá)到一定 含量，含量太低會(huì)給運(yùn)行帶來(lái)一些問(wèn)題，造成吸收劑耗量增加和運(yùn)輸 費(fèi)用增加。同時(shí)，過(guò)高的雜質(zhì)元素含量會(huì)降低脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行性能并 形成系統(tǒng)故障，因此，快速準(zhǔn)確測(cè)定脫硫劑的主次量元素以及雜質(zhì)元 素的含量對(duì)脫硫系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行非常重要。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可以實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確地同時(shí) 測(cè)定這些主次量及各種雜質(zhì)元素，鈣基脫硫劑的微波消解預(yù)處理及定 量測(cè)定其中主次量及多種雜質(zhì)元素的方法。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 本發(fā)明采用如下方法步驟 (l)鈣基脫硫劑分析樣品為經(jīng)過(guò)180-200目分析篩后定量稱(chēng)取， 所述的鈣基脫硫劑分析樣品的稱(chēng)量范圍控制在0. 05g—0. 25g;(2) 采用多步驟微波消解法對(duì)定量的鈣基脫硫劑分析樣品迸行 高溫高壓混合酸微波消解，混合酸采用2ml濃鹽酸和4一6ml濃硝酸， 微波消解步驟是采用三步法進(jìn)行消解，即三步法消解控制條件為微 波功率梯度時(shí)間為10 — 15分鐘，微波功率保持時(shí)間為30_45分鐘， 冷卻時(shí)間15 — 30分鐘；消解功率800W，消解管最大控制壓力為60bar， 消解管最高控制溫度為210°C，壓力升高速度為0. 2bar/s;(3) 對(duì)消解后的樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)移并定容，制備成分析溶液，即用 2%的稀硝酸將消解內(nèi)管中溶液轉(zhuǎn)移至25ml —50ml的容量瓶中并定 容至刻度；(4) 分析溶液用全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀準(zhǔn)確測(cè)定多種元 素的含量。本發(fā)明進(jìn)行多元素同時(shí)測(cè)定的全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀 的條件為中階梯光柵，CID電荷注入式監(jiān)測(cè)器，高頻發(fā)生器工作 功率1150W， ICP頻率為27. 12MHZ，載氣(霧化氣)流量1. 0L/min， 輔助氣流量1. 0L/min，等離子氣流量1. 0L/min，進(jìn)樣量1. 85ml/min， 霧化器壓力為28psi，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速130Z/min。本發(fā)明所述的鈣基脫硫劑分析樣品按照以下三種情況處理:第一 種情況是如果鈣基脫硫劑是干燥的、粉末狀態(tài)的鈣基脫硫劑，可以直 接過(guò)篩稱(chēng)量即為分析樣品；第二種情況是如果鈣基脫硫劑是顆粒狀 態(tài)，必須首先對(duì)其進(jìn)行粉碎、過(guò)篩并干燥后進(jìn)行稱(chēng)量做為分析樣品； 第三種情況是如果鈣基脫硫劑是泥漿類(lèi)的，必須混勻后先進(jìn)行干燥處 理，再過(guò)篩進(jìn)行稱(chēng)量做為分析樣品。 本發(fā)明的有益效果是大量二氧化硫的排放是造成降雨酸性的主要原因，我國(guó)酸雨面積 發(fā)展迅速，已經(jīng)成為世界上繼北美和歐洲后的第三大酸雨污染的國(guó)家 和地區(qū)，二氧化硫的排放量已經(jīng)成為世界第一，全國(guó)有一半以上的城 市二氧化硫的濃度超過(guò)國(guó)家環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù) 工作的日益重視，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的日益提高，對(duì)脫硫工作也提出了更高的 要求。而直接影響脫硫效果的脫硫劑品質(zhì)也更加重要。目前用于電廠脫硫的鈣基脫硫劑其品質(zhì)沒(méi)有一項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，各電廠或脫硫公司往往都是按照脫硫裝置的設(shè)計(jì)和運(yùn)行特 點(diǎn)，根據(jù)自己積累的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)脫硫劑的成分指標(biāo)等提出相應(yīng)要求。 這樣就形成了系統(tǒng)運(yùn)行無(wú)可比性，也造成了鈣基脫硫劑市場(chǎng)的混亂。4國(guó)內(nèi)的鈣基脫硫劑資源非常豐富，其結(jié)構(gòu)、種類(lèi)、品質(zhì)及雜質(zhì)的 成分和含量等多種性質(zhì)差別很大，它的諸多性質(zhì)直接影響脫硫過(guò)程中 二氧化硫的溶解、吸收和氧化反應(yīng)。由于目前對(duì)鈣基脫硫劑的分析項(xiàng) 目少，導(dǎo)致在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的一些故障和問(wèn)題找不到直接原因，往 往走彎路且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。本發(fā)明不但實(shí)現(xiàn)快速測(cè)定常規(guī)的主次量元素， 而且增加了一般化學(xué)法無(wú)法測(cè)定的多種雜質(zhì)元素，對(duì)脫硫系統(tǒng)的安全 高效運(yùn)行非常重要。為了提高脫硫的效率往往片面追求主量元素鈣的含量，但是，脫 硫劑中的雜質(zhì)會(huì)對(duì)脫硫產(chǎn)生不利的影響。比如雜質(zhì)氧化硅會(huì)使磨機(jī)、 漿液泵、漿液管道等發(fā)生磨損，并增加能耗，降低副產(chǎn)物石膏的純度。雜質(zhì)鋁與煙氣中的氟離子化合成F-AL復(fù)合體，形成包膜覆蓋在脫硫 劑的表面，從而降低脫硫劑的活性。而雜質(zhì)鎂會(huì)促進(jìn)F-AL復(fù)合體包 膜的形成。隨著脫硫漿液的不斷循環(huán)，其中的雜質(zhì)鉀、鈉、鋅、鐵等 逐步富集，濃度會(huì)愈來(lái)愈高，形成絡(luò)合物，從而弱化脫硫劑在溶液體 系中的溶解和電離，降低脫硫效率，增加脫硫劑的用量。因此準(zhǔn)確測(cè) 定脫硫劑中的各種雜質(zhì)元素就顯得非常有意義。本發(fā)明不但可以快速準(zhǔn)確測(cè)定鈣基脫硫劑中主次量和多種雜質(zhì) 元素的含量，而且也適用于脫硫運(yùn)行中漿液的多種元素測(cè)定。
具體實(shí)施方式
(1) 本發(fā)明中的鈣基脫硫劑分析樣品為均勻干燥的粉末態(tài)定量稱(chēng)取；(2) 本發(fā)明采用微波消解法對(duì)定量的鈣基脫硫劑分析樣品進(jìn)行高 溫高壓混合酸消解；(3) 本發(fā)明采用三步法消解控制條件對(duì)加酸后的樣品進(jìn)行微波消(4) 本發(fā)明采用溫度和壓力兩項(xiàng)參數(shù)同時(shí)監(jiān)控微波消解反應(yīng)過(guò)程；(5) 本發(fā)明采用稀酸溶液對(duì)溶解后的樣品進(jìn)行稀釋并定容，制備 成分析溶液；(6) 分析溶液用全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀對(duì)主量、次量及多 種雜質(zhì)元素的含量同時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定。本發(fā)明所述的鈣基脫硫劑分析樣品按照三種情況處理第一種情況 是如果鈣基脫硫劑是干燥的、細(xì)粉狀態(tài)的，可以直接過(guò)篩稱(chēng)量即為分 析樣品；第二種情況是如果鈣基脫硫劑是顆粒狀態(tài)，必須首先對(duì)其進(jìn)行粉碎、過(guò)篩并干燥后進(jìn)行稱(chēng)量做為分析樣品；第三種情況是如果轉(zhuǎn) 基脫硫劑是泥漿類(lèi)的，必須混勻后先進(jìn)行干燥處理，再過(guò)篩進(jìn)行稱(chēng)量 做為分析樣品。本發(fā)明所述的鈣基脫硫劑分析樣品的稱(chēng)量范圍控制在0. 05g— 0.20g，并準(zhǔn)確到0.0001g，樣品置于干燥潔凈的微波消解內(nèi)管中。本發(fā)明所述的多步驟微波消解法對(duì)定量的鈣基脫硫劑分析樣品 進(jìn)行高溫高壓混合酸微波消解，微波消解步驟是采用三步法進(jìn)行消 解；本發(fā)明所述的三步法消解控制條件為微波功率梯度時(shí)間為10 一15分鐘，微波功率保持時(shí)間為30—45分鐘，冷卻時(shí)間15_30分 鐘；本發(fā)明所述的其它微波消解條件為消解功率800W，消解罐最大 控制壓力為60bar，消解管最高控制溫度為210°C，壓力升高速度為 0. 2bar/s，混合酸采用2ml濃鹽酸和4一6ml濃硝酸；對(duì)消解后的樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)移并定容，制備成分析溶液。即用2%的 稀硝酸將消解內(nèi)管中溶液轉(zhuǎn)移至25ml — 50ml的容量瓶中并定容至刻 度；實(shí)施例一準(zhǔn)確稱(chēng)取干燥的、經(jīng)200目分析篩的鈣基脫硫劑分析樣品 0.05000g (精確到0.0001g)，置于干燥潔凈的微波消解內(nèi)管中。分 別沿管壁加入2ml濃鹽酸和4ml濃硝酸(注意往內(nèi)管加入酸時(shí)要盡 可能將管壁上的固體樣品沖入底部，保證管壁上不能有固體樣品，以 免引起局部過(guò)熱)，搖勻后放置10分鐘。設(shè)定三步法微波消解控制條件為微波功率梯度升高時(shí)間為10 分鐘，微波功率保持時(shí)間為30分鐘，冷卻時(shí)間30分鐘。設(shè)定其它微 波消解條件為消解功率800W，消解罐最大控制壓力為60bar，消解管 最高控制溫度為210°C，壓力升高速度為0. 2bar/s。對(duì)消解后的樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)移并定容，制備成分析溶液。即用2%的 稀硝酸將消解內(nèi)管中溶液轉(zhuǎn)移至50ml的容量瓶中并定容至刻度；按照最佳的儀器參數(shù)和實(shí)驗(yàn)條件，在全譜直讀等離子體發(fā)射光譜 儀上進(jìn)行各種多種元素的測(cè)定。本發(fā)明所述的同時(shí)測(cè)定多種元素是指在同一次處理的鈣基脫硫 劑樣品溶液中，可以同時(shí)測(cè)定鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、鋁、鈦、硅、錳、鋅、硫、磷等元素。本發(fā)明中進(jìn)行多元素同時(shí)測(cè)定的全譜直讀等離子 體發(fā)射光譜儀的條件為中階梯光柵，CID電荷注入式監(jiān)測(cè)器，高頻發(fā)生器工作功率1150W ， ICP頻率為27. 12MHZ，載氣(霧化氣)流量 1.0L/min，輔助氣流量1.0L/min，等離子氣流量1,0L/min，進(jìn)樣量 1.85ml/min，霧化器壓力為28psi，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速130Z/min。本發(fā)明所述方案中的所有器皿在使用前均用1: 1的HN0s浸泡24 小時(shí)，用高純水清洗、干燥備用。本方案所用的鹽酸和硝酸均為優(yōu)級(jí) 純，可以最大限度減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的誤差，對(duì)微量元素的準(zhǔn)確測(cè)定意 義很大。實(shí)施例二準(zhǔn)確稱(chēng)取干燥的、經(jīng)180目分析篩的韓基脫硫劑分析樣品 0.25000g (精確到0.0001g)，置于干燥潔凈的微波消解內(nèi)管中。分 別沿管壁加入2ml濃鹽酸和5ml濃硝酸(注意往內(nèi)管加入酸時(shí)要盡 可能將管壁上的固體樣品沖入底部，保證管壁上不能有固體樣品，以 免引起局部過(guò)熱)，搖勻后放置12分鐘。設(shè)定三步法微波消解控制條件為微波功率梯度升高時(shí)間為12 分鐘，微波功率保持時(shí)間為45分鐘，冷卻時(shí)間20分鐘。設(shè)定其它微 波消解條件為消解功率800W，消解罐最大控制壓力為60bar，消解管 最高控制溫度為2KTC，壓力升高速度為0.2bar/s。對(duì)消解后的樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)移并定容，制備成分析溶液。即用2%的 稀硝酸將消解內(nèi)管中溶液轉(zhuǎn)移至25ml的容量瓶中并定容至刻度；按照最佳的儀器參數(shù)和實(shí)驗(yàn)條件，在全譜直讀等離子體發(fā)射光譜 儀上進(jìn)行各種多種元素的測(cè)定。本發(fā)明所述的同時(shí)測(cè)定多種元素是指在同一次處理的鈣基脫硫 劑樣品溶液中，可以同時(shí)測(cè)定鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、鋁、鈦、硅、錳、 鋅、硫、磷等元素。本發(fā)明中進(jìn)行多元素同時(shí)測(cè)定的全譜直讀等離子 體發(fā)射光譜儀的條件為中階梯光柵，CID電荷注入式監(jiān)測(cè)器，高頻 發(fā)生器工作功率1150W ， ICP頻率為27. 12MHZ，載氣(霧化氣)流量 1.0L/min，輔助氣流量1.0L/min，等離子氣流量1. OL/min，進(jìn)樣量 1.85ml/min，霧化器壓力為28psi，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速130Z/min。本發(fā)明所述方案中的所有器皿在使用前均用1: 1的HN03浸泡24 小時(shí)，用高純水清洗、干燥備用。本方案所用的鹽酸和硝酸均為優(yōu)級(jí) 純，可以最大限度減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的誤差，對(duì)微量元素的準(zhǔn)確測(cè)定意7義很大。實(shí)施例三準(zhǔn)確稱(chēng)取干燥的、經(jīng)190目分析篩的鈣基脫硫劑分析樣品 0.20000g (精確到O.OOOlg)，置于干燥潔凈的微波消解內(nèi)管中。分 別沿管壁加入2ml濃鹽酸和6ml濃硝酸(注意往內(nèi)管加入酸時(shí)要盡 可能將管壁上的固體樣品沖入底部，保證管壁上不能有固體樣品，以 免引起局部過(guò)熱)，搖勻后放置15分鐘。設(shè)定三步法微波消解控制條件為微波功率梯度升高時(shí)間為15 分鐘，微波功率保持時(shí)間為40分鐘，冷卻時(shí)間15分鐘。設(shè)定其它微 波消解條件為消解功率800W，消解罐最大控制壓力為60bar，消解管 最高控制溫度為210。C，壓力升高速度為0.2bar/s。對(duì)消解后的樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)移并定容，制備成分析溶液。即用2%的 稀硝酸將消解內(nèi)管中溶液轉(zhuǎn)移至35ml的容量瓶中并定容至刻度；按照最佳的儀器參數(shù)和實(shí)驗(yàn)條件，在全譜直讀等離子體發(fā)射光譜 儀上進(jìn)行各種多種元素的測(cè)定。本發(fā)明所述的同時(shí)測(cè)定多種元素是指在同一次處理的鈣基脫硫 劑樣品溶液中，可以同時(shí)測(cè)定鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、鋁、鈦、硅、錳、 鋅、硫、磷等元素。本發(fā)明中進(jìn)行多元素同時(shí)測(cè)定的全譜直讀等離子 體發(fā)射光譜儀的條件為中階梯光柵，CID電荷注入式監(jiān)測(cè)器，高頻 發(fā)生器工作功率1150W ， ICP頻率為27. 12MHZ,載氣(霧化氣)流量 1.0L/min，輔助氣流量1.0L/min，等離子氣流量1. OL/min，進(jìn)樣量 1.85ml/min，霧化器壓力為28psi，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速130Z/min。本發(fā)明所述方案中的所有器皿在使用前均用1: 1的朋03浸泡24 小時(shí)，用高純水清洗、干燥備用。本方案所用的鹽酸和硝酸均為優(yōu)級(jí) 純，可以最大限度減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的誤差，對(duì)微量元素的準(zhǔn)確測(cè)定意 義很大。
權(quán)利要求
1、一種鈣基脫硫劑主次量及雜質(zhì)元素的同時(shí)測(cè)定法，其特征在于采用如下方法步驟(1)鈣基脫硫劑分析樣品為經(jīng)過(guò)180-200目分析篩后定量稱(chēng)取，所述的鈣基脫硫劑分析樣品的稱(chēng)量范圍控制在0.05g-0.25g；(2)采用多步驟微波消解法對(duì)定量的鈣基脫硫劑分析樣品進(jìn)行高溫高壓混合酸微波消解，混合酸采用2ml濃鹽酸和4-6ml濃硝酸，微波消解步驟是采用三步法進(jìn)行消解，即三步法消解控制條件為微波功率梯度時(shí)間為10-15分鐘，微波功率保持時(shí)間為30-45分鐘，冷卻時(shí)間15-30分鐘；消解功率800W，消解管最大控制壓力為60bar，消解管最高控制溫度為210℃，壓力升高速度為0.2bar/s；(3)對(duì)消解后的樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)移并定容，制備成分析溶液，即用2％的稀硝酸將消解內(nèi)管中溶液轉(zhuǎn)移至25ml-50ml的容量瓶中并定容至刻度；(4)分析溶液用全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀準(zhǔn)確測(cè)定多種元素的含量。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈣基脫硫劑主次量及雜質(zhì)元素 的同時(shí)測(cè)定法，其特征在于進(jìn)行多元素同時(shí)測(cè)定的全譜直讀等離子 體發(fā)射光譜儀的條件為中階梯光柵，CID電荷注入式監(jiān)測(cè)器，高 頻發(fā)生器工作功率1150W ， ICP頻率為27.12MHZ，載氣(霧化氣) 流量1.0L/min，輔助氣流量1.0L/min，等離子氣流量1.0L/min， 進(jìn)樣量1. 85ml/min，霧化器壓力為28psi，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速130Z/min。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鈣基脫硫劑主次量及雜質(zhì)元 素的同時(shí)測(cè)定法，其特征在于所述的鈣基脫硫劑分析樣品按照以下 三種情況處理第一種情況是如果鈣基脫硫劑是干燥的、粉末狀態(tài) 的鈣基脫硫劑，可以直接過(guò)篩稱(chēng)量即為分析樣品；第二種情況是如 果鈣基脫硫劑是顆粒狀態(tài)，必須首先對(duì)其進(jìn)行粉碎、過(guò)篩并干燥后 進(jìn)行稱(chēng)量做為分析樣品；第三種情況是如果鈣基脫硫劑是泥漿類(lèi) 的，必須混勻后先進(jìn)行干燥處理，再過(guò)篩進(jìn)行稱(chēng)量做為分析樣品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鈣基脫硫劑主次量及雜質(zhì)元素的同時(shí)測(cè)定法，它采用如下方法步驟鈣基脫硫劑分析樣品為經(jīng)過(guò)180-200目分析篩后定量稱(chēng)取，采用多步驟微波消解法對(duì)定量的鈣基脫硫劑分析樣品進(jìn)行高溫高壓混合酸微波消解，混合酸采用2ml濃鹽酸和4-6ml濃硝酸，微波消解步驟是采用三步法進(jìn)行消解，對(duì)消解后的樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)移并定容，制備成分析溶液，即用2％的稀硝酸將消解內(nèi)管中溶液轉(zhuǎn)移至25ml-50ml的容量瓶中并定容至刻度；分析溶液用全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀準(zhǔn)確測(cè)定多種元素的含量。本發(fā)明不但可以快速準(zhǔn)確測(cè)定鈣基脫硫劑中主次量和多種雜質(zhì)元素的含量，而且也適用于脫硫運(yùn)行中漿液的多種元素測(cè)定。
文檔編號(hào)G01N1/44GK101598673SQ20091007458
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者武玉霞, 石景燕 申請(qǐng)人:河北省電力研究院