阅读说明：本技术 基于orp值计算湿法脱硫浆液液相含硫(iv)物质含量的方法 (Method for calculating liquid-phase sulfur (IV) containing substance content of wet desulphurization slurry based on ORP value ) 是由 房孝维 何育东 李兴华 陶明 余昭 吴晓龙 宦宣州 何仰朋 孟令海 李楠 王韶晖 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：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。(The invention discloses a method for calculating the liquid-phase sulfur (IV) containing substance content of wet desulphurization slurry based on ORP value, which comprises the following steps: determining the potential of each reaction standard electrode aiming at each redox reaction generated in the desulfurization slurry liquid phase; determining the relation between the reaction electrode potential and the concentration of the oxidation state and reduction state substances according to the nernst equation aiming at each oxidation-reduction reaction in the desulfurization slurry liquid phase; calculating an actual measurement ORP value of the desulfurization slurry, and determining a corresponding relation between the actual measurement ORP value of the desulfurization slurry and the content of sulfur (IV) containing substances; and determining the content of the sulfur (IV) containing substances in the liquid phase of the wet desulphurization slurry according to the corresponding relation between the measured ORP value of the desulphurization slurry and the content of the sulfur (IV) containing substances of the liquid phase of the wet desulphurization slurry, wherein the method can accurately determine the content of the sulfur (IV) containing substances in the liquid phase of the wet desulphurization slurry.)

基于ORP值计算湿法脱硫浆液液相含硫(IV)物质含量的方法

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E_total＝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E^θ；

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E_total＝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ΔG_diss＝-RTlnKa计算得到，ΔG_diss为酸解离过程中吉布斯自由能的变化。

SO₄ ^2-浓度其中，K_sp为溶度积常数，溶度积在273.15K-348.15K温度范围内，根据K_sp(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。