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排放管道中硫化氫檢驗法-甲烯藍比色法

一、方法概要

氣體試樣中之硫化氫經鋅氨錯鹽吸收液{〔[Zn(NH 3 ) 6 ](OH) 2 }吸收後, 產生安定之鋅氨錯鹽之硫化物{[Zn(OH3)6] S }, 再與N ﹐ N–二甲基對苯二胺二鹽酸鹽溶液( N ﹐ N–dimethy1-1 ﹐ 4-phenylenediammoniumdichloride )(簡稱DPDA溶液)及氯化鐵溶液產生甲烯藍顏色, 於665nm比色定量之(1)-(3)

二、適用範圍

本法適用於排放管道中硫化氫濃度為5 ~ 1000ppm , 若增加試樣氣體之吸引量可偵測更低濃度(1)。

三、干擾(4)

(一)宜使用衝擊式吸收瓶( Impinger ), 因附玻璃濾器之吸收瓶會使已捕集之硫離子易受空氣氧化。

(二)在定量過程中, 混合操作需溫和進行。 激烈振盪會使H2S逸散而造成吸光度低下。

四、設備

(一)衝擊式氣體吸收瓶(5)( Impinger ):如圖一所示。

(二)氣體採樣裝置:詳見圖二。

(三)分光光度計:波長設定於665nm 。

五、試劑

(一)鋅氨錯鹽吸收液, {Zn(NH3)6](OH)2}:溶解5g硫酸鋅(Zinc Sulfate , ZnSO4.7H2O)於500 mL蒸餾水, 另取6 g氫氧化鈉( NaOH )溶於300 mL蒸餾水, 二者混合均勻。 一面攪拌混合液, 一面加入70g硫酸銨〔Ammoniumsulfate , (NH 4 ) 2 SO 4 〕, 直到生成之氫氧化鋅〔Zn(OH)2〕沉澱完全溶解後, 加蒸餾水至1L , 此即吸收液。

(二)N ﹐ N–二甲基對苯二胺二鹽酸鹽溶液, ( DPDA溶液):秤取0.2g N ﹐ N–二甲基對苯二胺二鹽酸鹽, 〔 N ﹐ N–dimethy1- 1 ﹐ 4-phenylenediammoniumdichloride , (CH3)2NC6H4NH2.2HC1〕溶於100 mL之( 1 + 3 )濃硫酸稀釋液。

(三)氯化鐵溶液, 1 %:秤取1g氯化鐵( Ferricchloride, FeC13.6H2O)溶於100 mL之( 1 + 99 )濃硫酸稀釋液。

(四)碘溶液, 0.1N :秤取40g碘化鉀( Potassiumiodide ﹐ KI )置於250 mL燒杯, 加入25 mL蒸餾水和13g碘(Iodine ﹐I2), 攪拌使其溶解後, 用蒸餾水稀釋至1L , 加入3滴濃鹽酸( HCl )。 置於棕色玻璃瓶並貯存于冷暗處。

(五)澱粉指示液(6):秤取0.4g可溶性澱粉, 加入少量蒸餾水, 調成均勻糊狀, 此糊狀物小心地倒入200 mL沸水中,

繼續煮沸直至澄清, 冷卻後, 置於有蓋之玻璃瓶。

(六)硫代硫酸鈉標準液(6), 0.1N :溶解25g硫代硫酸鈉( Sodiumthiosulfate ﹐Na2S2O3.5H2O)於新配製經煮沸且放冷後之蒸餾水1L中, 加入0.1g碳酸鈉( Sodiumcarbonate ﹐ Na2S2O3.5H2O), 放置一天后再行標定。
硫代硫酸鈉標準液之標定(6)
精確秤取已經180℃烘乾2小時之碘酸鉀( Potassiumiodate , KIO3) 1.5g溶於蒸餾水, 稀釋至500 mL標線。 量取此碘酸鉀溶液50.0 mL , 置於500 mL有蓋燒瓶, 加入2g碘化鉀( KI )和10 mL之( 1 + 10 )濃鹽酸稀釋液, 立刻加蓋, 放置于冷暗處靜置10分鐘後, 使用0.1N硫代硫酸鈉標準液滴定, 直至呈淡黃色時, 加入5 mL澱粉指示液, 繼續滴定至澱粉之藍色消失時為終點。

?

(七)硫化鈉儲備液, 1 %:溶解1g硫化鈉( Sodiumsulfide, Na2S.9H2O )於經煮沸且加蓋放冷後之蒸餾水100 mL 。

(八)硫化鈉標準液

1.量取1 %硫化鈉儲備液10 mL置於有蓋燒瓶, 加入0.1N碘溶液25 mL , 再加入1 mL濃鹽酸, 立刻加蓋,

置於冷暗處靜置10分鐘。

2.使用0.1N硫代硫酸鈉標準液滴定, 直至呈淡黃色時, 加入5 mL澱粉指示液, 繼續滴定至澱粉之藍色消失時為終點, 記錄耗用量amL 。

3.另作空白試驗, 記錄耗用量bmL 。

4.取〔 ? 〕 mL之1 %硫化鈉儲備液, 稀釋至100 mL標線。 ( f是0.1N硫代硫酸鈉之濃度係數) 1 mL Na2S標準液之當量等於100μL H2S ( 0℃, 760 mmHg )。

(九)硫化氫檢量線用溶液:取5 mL硫化鈉標準液於1000 mL量瓶, 以鋅氨錯鹽吸收液稀釋至標線。 此時1 mL溶液之當量等於0.5μL H2S( 0℃, 760 mmHg )。

六、步驟

(一)採集氣體試樣

1.連結氣體採集裝置, 如圖二所示。

2.采氣管宜使用不受排氣中硫化氫腐蝕之材質, 如玻璃管、石英管、鐵弗龍管及不銹鋼管。

3.采氣管之先端必須填充適當的過濾材料, 用以防止粒狀污染物混入試樣氣體中。 如無堿玻璃纖維或玻璃篩檢程式。

4.采氣管與吸收瓶間必須加熱至120℃以上,

且配管盡可能縮短, 以防止排氣中之硫化氫及水分凝縮。

5.加熱區域其連接部分使用磨合玻璃接頭或矽橡皮管連接, 不可使用普通橡皮管(7)。

6.圖二中之兩個吸收瓶( D部分), 分別裝入50 mL鋅氨錯鹽吸收液。

7.圖二中之旁路吸收瓶( E部分), 裝入20 %(w/v)氫氧化鈉溶液50 mL 。

8.試樣氣體之溫度較高時, 吸收瓶應置於冷卻槽內。

9.尚未將試驗氣體導入吸收瓶之前, 先將配管經由旁路以氣體試樣充分置換。

10.抽氣速率在0.1 ~ 0.5L ∕min之間, 採集量約為1 ~ 10L, 抽氣速率和采氣量可依硫化氫之濃度作適宜之調整, 參見表一。

11.測定采氣量時, 應同時記錄流量計內之氣體溫度與壓力, 並測量大氣壓(7)。

12.採樣過程需避免日光直射。

13.採集試樣後之吸收瓶, 將其內容液移置於250 mL量瓶,

以吸收液洗淨吸收瓶, 洗液一併移入量瓶, 又以吸收液稀釋至標線, 此即分析用檢液。

14.若13.之分析用檢液其硫化氫濃度在0.5μL∕mL以上時, 則取適量檢液以吸收液稀釋一定倍數, 再行定量分析。

(二)檢量線之製作

1.分別精取0.00 、 4.00 、 8.00 、 12.0 、 16.0 、 20.0 mL硫化氫檢量線用溶液置於25 mL量瓶, 各添加定量鋅氨錯鹽吸收液, 使其總體積各為20.0 mL。

2.各量瓶中分別加入DPDA溶液2 mL , 加瓶蓋後小心倒轉混合均勻後(不可振盪以免H2S逸散), 迅速地分別加入1 %氯化鐵溶液1 mL , 再加瓶蓋, 小心地倒轉混合均勻(不可振盪混合), 而後加水稀釋至標線。

3.室溫下靜置30分鐘。

4.量取鋅氨錯鹽吸收液20.0 mL , 依六、(二)、 2.及3.之步驟操作後即為對照液。 於665nm測定吸光度, 繪製硫化氫之標準檢量線。

(三)分析操作步驟

1.分取分析用檢液20.0 mL ,置於25 mL量瓶。

2.依六、(二)、 2..及3.之步驟操作,讀取665nm之吸光度,由檢量線求出硫化氫之含量。

(四)空白試驗

分取20.0 mL未曝露之吸收液, .依六、(二)、 2.及3.之步驟作空白試驗。

七、結果處理(7)

C :硫化氫之濃度( v∕vppm )
A :由檢量線中求出之硫化氫體積(μL )
S :分析用檢液之總量( 250 mL )
v :分析用檢液之分取量( 20 mL )
V :采氣量( L )
Pa:大氣壓力( mmHg )
t :氣體流量計所吸引氣體之溫度(℃)
Pm:氣體流量計所吸引氣體之表壓( mmHg )
Pv:氣體溫度t ℃時之飽和蒸氣壓( mmHg )

1.分取分析用檢液20.0 mL ,置於25 mL量瓶。

2.依六、(二)、 2..及3.之步驟操作,讀取665nm之吸光度,由檢量線求出硫化氫之含量。

(四)空白試驗

分取20.0 mL未曝露之吸收液, .依六、(二)、 2.及3.之步驟作空白試驗。

七、結果處理(7)

C :硫化氫之濃度( v∕vppm )
A :由檢量線中求出之硫化氫體積(μL )
S :分析用檢液之總量( 250 mL )
v :分析用檢液之分取量( 20 mL )
V :采氣量( L )
Pa:大氣壓力( mmHg )
t :氣體流量計所吸引氣體之溫度(℃)
Pm:氣體流量計所吸引氣體之表壓( mmHg )
Pv:氣體溫度t ℃時之飽和蒸氣壓( mmHg )

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