专利名称：一种钙基脱硫剂主次量及杂质元素的同时测定法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钙基脱硫剂主次量及杂质元素的同时测定法。 技术背景近几年来，随着国家环保力度的不断加大，火电厂烟气脱硫技术发展迅猛。目前我国烟气脱硫技术工艺中90%以上均采用了|^基脱 硫剂。钙基脱硫剂的品质不但会直接影响脱硫效果，也会对脱硫工艺 设备及流程产生各种影响，脱硫系统经常发生的一些运行故障大多都 与脱硫剂品质相关，其中的杂质带入系统后会影响系统的稳定性。而 目前国内的钙基脱硫剂的元素含量并没有一个统一的标准，不同厂 家、不同产地的钙基脱硫剂，其种类、品质及元素含量差别很大。钙基脱硫剂的主次量及杂质元素测定一般采用的是化学容量法、 滴定法、比色法等传统方法，每一个元素一种测定方法，速度慢，效 率低，其中的高含量钙和较低含量的镁、硅、铁、铝、钛、锰、锌、 硫、磷等元素无法同时测定，其中对脱硫有重要影响的钾、钠元素更 是化学法无法测定的。目前对脱硫剂成分的要求还没有一个统一的标准,都是根据脱硫 装置的设计和运行特点，各脱硫公司往往根据自己积累的运行经验， 对脱硫剂的成分指标等提出相应要求。脱硫剂中主量元素应达到一定 含量，含量太低会给运行带来一些问题，造成吸收剂耗量增加和运输 费用增加。同时，过高的杂质元素含量会降低脱硫系统的运行性能并 形成系统故障，因此，快速准确测定脱硫剂的主次量元素以及杂质元 素的含量对脱硫系统的安全高效运行非常重要。 发明内容本发明所解决的技术问题是提供一种可以实现快速准确地同时 测定这些主次量及各种杂质元素，钙基脱硫剂的微波消解预处理及定 量测定其中主次量及多种杂质元素的方法。本发明采用如下技术方案 本发明采用如下方法步骤 (l)钙基脱硫剂分析样品为经过180-200目分析筛后定量称取， 所述的钙基脱硫剂分析样品的称量范围控制在0. 05g—0. 25g;(2) 采用多步骤微波消解法对定量的钙基脱硫剂分析样品迸行 高温高压混合酸微波消解，混合酸采用2ml浓盐酸和4一6ml浓硝酸， 微波消解步骤是采用三步法进行消解，即三步法消解控制条件为微 波功率梯度时间为10 — 15分钟，微波功率保持时间为30_45分钟， 冷却时间15 — 30分钟；消解功率800W，消解管最大控制压力为60bar， 消解管最高控制温度为210°C，压力升高速度为0. 2bar/s;(3) 对消解后的样品进行转移并定容，制备成分析溶液，即用 2%的稀硝酸将消解内管中溶液转移至25ml —50ml的容量瓶中并定 容至刻度；(4) 分析溶液用全谱直读等离子体发射光谱仪准确测定多种元 素的含量。本发明进行多元素同时测定的全谱直读等离子体发射光谱仪 的条件为中阶梯光栅，CID电荷注入式监测器，高频发生器工作 功率1150W， ICP频率为27. 12MHZ，载气(雾化气)流量1. 0L/min， 辅助气流量1. 0L/min，等离子气流量1. 0L/min，进样量1. 85ml/min， 雾化器压力为28psi，蠕动泵转速130Z/min。本发明所述的钙基脱硫剂分析样品按照以下三种情况处理:第一 种情况是如果钙基脱硫剂是干燥的、粉末状态的钙基脱硫剂，可以直 接过筛称量即为分析样品；第二种情况是如果钙基脱硫剂是颗粒状 态，必须首先对其进行粉碎、过筛并干燥后进行称量做为分析样品； 第三种情况是如果钙基脱硫剂是泥浆类的，必须混匀后先进行干燥处 理，再过筛进行称量做为分析样品。 本发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，我国酸雨面积 发展迅速，已经成为世界上继北美和欧洲后的第三大酸雨污染的国家 和地区，二氧化硫的排放量已经成为世界第一，全国有一半以上的城 市二氧化硫的浓度超过国家环境质量二级标准。随着国家对环境保护 工作的日益重视，环境标准的日益提高，对脱硫工作也提出了更高的 要求。而直接影响脱硫效果的脱硫剂品质也更加重要。目前用于电厂脱硫的钙基脱硫剂其品质没有一项国家标准或行 业标准，各电厂或脱硫公司往往都是按照脱硫装置的设计和运行特 点，根据自己积累的运行经验，对脱硫剂的成分指标等提出相应要求。 这样就形成了系统运行无可比性，也造成了钙基脱硫剂市场的混乱。4国内的钙基脱硫剂资源非常丰富，其结构、种类、品质及杂质的 成分和含量等多种性质差别很大，它的诸多性质直接影响脱硫过程中 二氧化硫的溶解、吸收和氧化反应。由于目前对钙基脱硫剂的分析项 目少，导致在运行过程中出现的一些故障和问题找不到直接原因，往 往走弯路且费时费力。本发明不但实现快速测定常规的主次量元素， 而且增加了一般化学法无法测定的多种杂质元素，对脱硫系统的安全 高效运行非常重要。为了提高脱硫的效率往往片面追求主量元素钙的含量，但是，脱 硫剂中的杂质会对脱硫产生不利的影响。比如杂质氧化硅会使磨机、 浆液泵、浆液管道等发生磨损，并增加能耗，降低副产物石膏的纯度。杂质铝与烟气中的氟离子化合成F-AL复合体，形成包膜覆盖在脱硫 剂的表面，从而降低脱硫剂的活性。而杂质镁会促进F-AL复合体包 膜的形成。随着脱硫浆液的不断循环，其中的杂质钾、钠、锌、铁等 逐步富集，浓度会愈来愈高，形成络合物，从而弱化脱硫剂在溶液体 系中的溶解和电离，降低脱硫效率，增加脱硫剂的用量。因此准确测 定脱硫剂中的各种杂质元素就显得非常有意义。本发明不但可以快速准确测定钙基脱硫剂中主次量和多种杂质 元素的含量，而且也适用于脱硫运行中浆液的多种元素测定。
具体实施方式
(1) 本发明中的钙基脱硫剂分析样品为均匀干燥的粉末态定量称取；(2) 本发明采用微波消解法对定量的钙基脱硫剂分析样品进行高 温高压混合酸消解；(3) 本发明采用三步法消解控制条件对加酸后的样品进行微波消(4) 本发明采用温度和压力两项参数同时监控微波消解反应过程；(5) 本发明采用稀酸溶液对溶解后的样品进行稀释并定容，制备 成分析溶液；(6) 分析溶液用全谱直读等离子体发射光谱仪对主量、次量及多 种杂质元素的含量同时进行准确测定。本发明所述的钙基脱硫剂分析样品按照三种情况处理第一种情况 是如果钙基脱硫剂是干燥的、细粉状态的，可以直接过筛称量即为分 析样品；第二种情况是如果钙基脱硫剂是颗粒状态，必须首先对其进行粉碎、过筛并干燥后进行称量做为分析样品；第三种情况是如果转 基脱硫剂是泥浆类的，必须混匀后先进行干燥处理，再过筛进行称量 做为分析样品。本发明所述的钙基脱硫剂分析样品的称量范围控制在0. 05g— 0.20g，并准确到0.0001g，样品置于干燥洁净的微波消解内管中。本发明所述的多步骤微波消解法对定量的钙基脱硫剂分析样品 进行高温高压混合酸微波消解，微波消解步骤是采用三步法进行消 解；本发明所述的三步法消解控制条件为微波功率梯度时间为10 一15分钟，微波功率保持时间为30—45分钟，冷却时间15_30分 钟；本发明所述的其它微波消解条件为消解功率800W，消解罐最大 控制压力为60bar，消解管最高控制温度为210°C，压力升高速度为 0. 2bar/s，混合酸采用2ml浓盐酸和4一6ml浓硝酸；对消解后的样品进行转移并定容，制备成分析溶液。即用2%的 稀硝酸将消解内管中溶液转移至25ml — 50ml的容量瓶中并定容至刻 度；实施例一准确称取干燥的、经200目分析筛的钙基脱硫剂分析样品 0.05000g (精确到0.0001g)，置于干燥洁净的微波消解内管中。分 别沿管壁加入2ml浓盐酸和4ml浓硝酸(注意往内管加入酸时要尽 可能将管壁上的固体样品冲入底部，保证管壁上不能有固体样品，以 免引起局部过热)，摇匀后放置10分钟。设定三步法微波消解控制条件为微波功率梯度升高时间为10 分钟，微波功率保持时间为30分钟，冷却时间30分钟。设定其它微 波消解条件为消解功率800W，消解罐最大控制压力为60bar，消解管 最高控制温度为210°C，压力升高速度为0. 2bar/s。对消解后的样品进行转移并定容，制备成分析溶液。即用2%的 稀硝酸将消解内管中溶液转移至50ml的容量瓶中并定容至刻度；按照最佳的仪器参数和实验条件，在全谱直读等离子体发射光谱 仪上进行各种多种元素的测定。本发明所述的同时测定多种元素是指在同一次处理的钙基脱硫 剂样品溶液中，可以同时测定钾、钠、钙、镁、铁、铝、钛、硅、锰、锌、硫、磷等元素。本发明中进行多元素同时测定的全谱直读等离子 体发射光谱仪的条件为中阶梯光栅，CID电荷注入式监测器，高频发生器工作功率1150W ， ICP频率为27. 12MHZ，载气(雾化气)流量 1.0L/min，辅助气流量1.0L/min，等离子气流量1,0L/min，进样量 1.85ml/min，雾化器压力为28psi，蠕动泵转速130Z/min。本发明所述方案中的所有器皿在使用前均用1: 1的HN0s浸泡24 小时，用高纯水清洗、干燥备用。本方案所用的盐酸和硝酸均为优级 纯，可以最大限度减少实验过程中的误差，对微量元素的准确测定意 义很大。实施例二准确称取干燥的、经180目分析筛的韩基脱硫剂分析样品 0.25000g (精确到0.0001g)，置于干燥洁净的微波消解内管中。分 别沿管壁加入2ml浓盐酸和5ml浓硝酸(注意往内管加入酸时要尽 可能将管壁上的固体样品冲入底部，保证管壁上不能有固体样品，以 免引起局部过热)，摇匀后放置12分钟。设定三步法微波消解控制条件为微波功率梯度升高时间为12 分钟，微波功率保持时间为45分钟，冷却时间20分钟。设定其它微 波消解条件为消解功率800W，消解罐最大控制压力为60bar，消解管 最高控制温度为2KTC，压力升高速度为0.2bar/s。对消解后的样品进行转移并定容，制备成分析溶液。即用2%的 稀硝酸将消解内管中溶液转移至25ml的容量瓶中并定容至刻度；按照最佳的仪器参数和实验条件，在全谱直读等离子体发射光谱 仪上进行各种多种元素的测定。本发明所述的同时测定多种元素是指在同一次处理的钙基脱硫 剂样品溶液中，可以同时测定钾、钠、钙、镁、铁、铝、钛、硅、锰、 锌、硫、磷等元素。本发明中进行多元素同时测定的全谱直读等离子 体发射光谱仪的条件为中阶梯光栅，CID电荷注入式监测器，高频 发生器工作功率1150W ， ICP频率为27. 12MHZ，载气(雾化气)流量 1.0L/min，辅助气流量1.0L/min，等离子气流量1. OL/min，进样量 1.85ml/min，雾化器压力为28psi，蠕动泵转速130Z/min。本发明所述方案中的所有器皿在使用前均用1: 1的HN03浸泡24 小时，用高纯水清洗、干燥备用。本方案所用的盐酸和硝酸均为优级 纯，可以最大限度减少实验过程中的误差，对微量元素的准确测定意7义很大。实施例三准确称取干燥的、经190目分析筛的钙基脱硫剂分析样品 0.20000g (精确到O.OOOlg)，置于干燥洁净的微波消解内管中。分 别沿管壁加入2ml浓盐酸和6ml浓硝酸(注意往内管加入酸时要尽 可能将管壁上的固体样品冲入底部，保证管壁上不能有固体样品，以 免引起局部过热)，摇匀后放置15分钟。设定三步法微波消解控制条件为微波功率梯度升高时间为15 分钟，微波功率保持时间为40分钟，冷却时间15分钟。设定其它微 波消解条件为消解功率800W，消解罐最大控制压力为60bar，消解管 最高控制温度为210。C，压力升高速度为0.2bar/s。对消解后的样品进行转移并定容，制备成分析溶液。即用2%的 稀硝酸将消解内管中溶液转移至35ml的容量瓶中并定容至刻度；按照最佳的仪器参数和实验条件，在全谱直读等离子体发射光谱 仪上进行各种多种元素的测定。本发明所述的同时测定多种元素是指在同一次处理的钙基脱硫 剂样品溶液中，可以同时测定钾、钠、钙、镁、铁、铝、钛、硅、锰、 锌、硫、磷等元素。本发明中进行多元素同时测定的全谱直读等离子 体发射光谱仪的条件为中阶梯光栅，CID电荷注入式监测器，高频 发生器工作功率1150W ， ICP频率为27. 12MHZ,载气(雾化气)流量 1.0L/min，辅助气流量1.0L/min，等离子气流量1. OL/min，进样量 1.85ml/min，雾化器压力为28psi，蠕动泵转速130Z/min。本发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 小时，用高纯水清洗、干燥备用。本方案所用的盐酸和硝酸均为优级 纯，可以最大限度减少实验过程中的误差，对微量元素的准确测定意 义很大。
权利要求
1、一种钙基脱硫剂主次量及杂质元素的同时测定法，其特征在于采用如下方法步骤(1)钙基脱硫剂分析样品为经过180-200目分析筛后定量称取，所述的钙基脱硫剂分析样品的称量范围控制在0.05g-0.25g；(2)采用多步骤微波消解法对定量的钙基脱硫剂分析样品进行高温高压混合酸微波消解，混合酸采用2ml浓盐酸和4-6ml浓硝酸，微波消解步骤是采用三步法进行消解，即三步法消解控制条件为微波功率梯度时间为10-15分钟，微波功率保持时间为30-45分钟，冷却时间15-30分钟；消解功率800W，消解管最大控制压力为60bar，消解管最高控制温度为210℃，压力升高速度为0.2bar/s；(3)对消解后的样品进行转移并定容，制备成分析溶液，即用2％的稀硝酸将消解内管中溶液转移至25ml-50ml的容量瓶中并定容至刻度；(4)分析溶液用全谱直读等离子体发射光谱仪准确测定多种元素的含量。
2、根据权利要求1所述的一种钙基脱硫剂主次量及杂质元素 的同时测定法，其特征在于进行多元素同时测定的全谱直读等离子 体发射光谱仪的条件为中阶梯光栅，CID电荷注入式监测器，高 频发生器工作功率1150W ， ICP频率为27.12MHZ，载气(雾化气) 流量1.0L/min，辅助气流量1.0L/min，等离子气流量1.0L/min， 进样量1. 85ml/min，雾化器压力为28psi，蠕动泵转速130Z/min。
3、根据权利要求1或2所述的一种钙基脱硫剂主次量及杂质元 素的同时测定法，其特征在于所述的钙基脱硫剂分析样品按照以下 三种情况处理第一种情况是如果钙基脱硫剂是干燥的、粉末状态 的钙基脱硫剂，可以直接过筛称量即为分析样品；第二种情况是如 果钙基脱硫剂是颗粒状态，必须首先对其进行粉碎、过筛并干燥后 进行称量做为分析样品；第三种情况是如果钙基脱硫剂是泥浆类 的，必须混匀后先进行干燥处理，再过筛进行称量做为分析样品。
全文摘要
本发明涉及一种钙基脱硫剂主次量及杂质元素的同时测定法，它采用如下方法步骤钙基脱硫剂分析样品为经过180-200目分析筛后定量称取，采用多步骤微波消解法对定量的钙基脱硫剂分析样品进行高温高压混合酸微波消解，混合酸采用2ml浓盐酸和4-6ml浓硝酸，微波消解步骤是采用三步法进行消解，对消解后的样品进行转移并定容，制备成分析溶液，即用2％的稀硝酸将消解内管中溶液转移至25ml-50ml的容量瓶中并定容至刻度；分析溶液用全谱直读等离子体发射光谱仪准确测定多种元素的含量。本发明不但可以快速准确测定钙基脱硫剂中主次量和多种杂质元素的含量，而且也适用于脱硫运行中浆液的多种元素测定。
文档编号G01N1/44GK101598673SQ20091007458
公开日2009年12月9日 申请日期2009年7月2日 优先权日2009年7月2日
发明者武玉霞, 石景燕 申请人:河北省电力研究院