РД 34.02.309-88

     
     
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ СОДЕРЖАНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ
В ДЫМОВЫХ ГАЗАХ КОТЛОВ
(экспресс-метод)

     
     
Срок действия с 01.01.89
до 01.01.94*
_______________________
* См. ярлык "Примечания".

     
     
     РАЗРАБОТАНО Государственным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским энергетическим институтом им. Г.М.Кржижановского
     
     ИСПОЛНИТЕЛИ Т.А.Тишина, Н.В.Астахова
     
     УТВЕРЖДЕНО Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации 29.07.88
     
     Заместитель начальника В.И.Гуща
     
     
     Настоящие Методические указания устанавливают порядок экспресс-определения содержания диоксида серы в дымовых газах котлов газоанализатором "Эвдиометр-2", проводимого при испытаниях котлов, экспериментальных работах, проверке выбросов в атмосферу.
     
     Методические указания распространяются на электростанции и котельные Минэнерго СССР.
     
     

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

     
     В основу определения содержания диоксида серы в дымовых газах положен йодометрический метод (модификация метода Рейха). Сущность метода состоит во взаимодействии диоксида серы с водным раствором йода, который окисляет сернистую кислоту, восстанавливаясь ею до галогеноводорода.
     
     Метод предусматривает применение газоанализатора "Эвдиометр-2", принцип действия которого состоит в том, что анализируемый газ пропускается через поглотитель со стандартным раствором йода (в присутствии крахмала) до полного его обесцвечивания. По скорости пропускания и времени обесцвечивания вычисляется объем пробы и концентрация диоксида серы.
     
     При определении концентрации диоксида серы в дымовых газах методом йодометрии может происходить искажение результатов вследствие восстановления йода другими кислыми примесями (NO, SO), а также вследствие уноса йода при пропускании пробы через раствор. На показания могут также влиять наличие в пробе твердых взвешенных частиц и температура газа.
     
     Твердые частицы и серный ангидрид удаляются в процессе отбора пробы. Оксиды азота не оказывают влияния на показания прибора до концентраций 0,1% об. NО, 0,02% об. NO (в дымовых газах наблюдаются концентрации NO до 0,1% и NО до 0,01%). Влияние температуры и уноса йода снижено до значения не более 0,4 основной погрешности прибора подбором режимных параметров и состава поглотительного раствора.
     
     Газоанализатор "Эвдиометр-2" является нестандартизованным средством измерения единичного производства и метрологически обеспечен. Технические характеристики прибора приведены в приложении 1. Средством контроля показаний прибора являются поверочные газовые смеси "Диоксид серы в азоте" - ТУ 16-2956-87.
     
     Метод проверен на искусственных газовых смесях и на реальных газах действующих котлов.
     
     

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ

2.1. Подготовка к работе

     
     2.1.1. Сборка схемы.
     
     Прибор следует собрать согласно схеме рис.1, все элементы соединить трубками из силиконовой резины. Краны смазать вакуумной смазкой и тщательно очистить их проходные отверстия.
     
     

Рис.1. Принципиальная схема прибора "Эвдиометр-2":

1, 7 - термометры; 2 - конденсационный сосуд; 3 - краны;
4 - поглотительный сосуд; 5 - ловушка; 6 - побудитель расхода;
8 - реометр; I и II - положение кранов

     
     
     2.1.2. Проверка прибора на герметичность.
     
     К входному шлангу прибора (см. рис.1) необходимо присоединить U-образный манометр, побудителем расхода создать разрежение 700 мм вод.ст.; шланг на выходе из прибора заглушить. Газоанализатор считается герметичным, если падение давления не превышает 2 мм вод.ст. в течение 3 мин.
     
     2.1.3. Приготовление растворов.
     
     Раствор йода. В мерную колбу вместимостью 500 мл перенести содержимое ампулы фиксанала (стандарт - титр 0,1 г-экв) и довести объем до метки дистиллированной водой. Для получения 0,01-нормального раствора необходимо 50 мл 0,1-нормального раствора перенести в колбу вместимостью 500 мл и довести объем до метки дистиллированной водой. Раствор хранить в темной склянке с притертой пробкой не более 7 сут.
     
     Раствор крахмала. Растереть 1 г крахмала с 1-2 каплями дистиллированной воды и влить в 150 мл кипящей дистиллированной воды. Полученный раствор профильтровать. Раствор хранить не более 3 сут.
     
     Раствор йодистого калия. Перенести 10 г йодистого калия в колбу и долить 90 мл дистиллированной воды. Раствор хранить не более 7 сут.
          
     

2.2. Отбор пробы газа

     
     2.2.1. Отбор пробы газов следует производить, согласно общепринятой методике теплотехнических испытаний котельных установок, из газового тракта котла при температуре 400-200 °С, чему отвечает участок газового тракта "Выход из конвективного пароперегревателя - экономайзер - выход из воздухоподогревателя".
     
     2.2.2. Для исследований отбор проб целесообразно осуществлять в зоне "Конвективный пароперегреватель - экономайзер", при контроле выбросов диоксидов серы в зоне воздухоподогревателя.
     
     2.2.3. Отбор проб можно производить из штатной линии кислородомеров или из газохода котла. Во втором случае следует применять неохлаждаемые пробоотборные трубки из нержавеющей стали с предварительной тарировкой сечения по общепринятой методике испытаний котельных установок или специальные газоотборные устройства, обеспечивающие отбор усредненной пробы.
     
     2.2.4. Схема соединения прибора с пробоотборной трубкой представлена на рис.2. Прибор присоединить к пробоотборнику с помощью резинового шланга и тройника из металла или стекла. При высоких температурах начальный участок соединительной линии может быть выполнен из термостойкой резины.
     
     

Рис.2. Схема отбора пробы газа для анализа прибором "Эвдиометр-2":

1 - стенка газохода; 2 - пробоотборник; 3 - соединительный шланг; 4 - тройник;
5 - фильтр (анализируемый газ); 6 - к эжектору; 7 - к прибору

     
     
     2.2.5. Серный ангидрид в виде серной кислоты отделяется в конденсационном сосуде вместе со сконденсировавшимися парами воды. Поэтому длину соединительной линии следует выбирать таким образом, чтобы температуре пробы на входе в прибор была не более 80 °С. Температура контролируется термометром, входящим в схему прибора.
     
     2.2.6. Для предотвращения скопления в линии сконденсировавшейся влаги следует ее гибкую часть располагать без петель и перегибов, с уклоном 10-15 град. в сторону прибора для обеспечения стока конденсата.
     
     2.2.7. Отделение твердых частиц обеспечивается в конденсационном сосуде. При анализе газов с высоким содержанием золы в свободный конец пробоотборной трубки следует дополнительно поместить слой кварцевой ваты толщиной 5 см. Температурный интервал 200-400 °С гарантирует от конденсации, которая способствует забиванию фильтра. Фильтры заменять по мере забивания.
     
          

2.3. Порядок проведения анализа

     
     2.3.1. В колбу вместимостью 200 мл измерительными пипетками залить 2; 4; 6; 8 или 10 мл раствора йода, 10 мл раствора крахмала, 16 мл раствора йодистого калия, довести дистиллированной водой до метки и тщательно перемешать. В поглотительные сосуды поместить 10 мл этого раствора. Ниже приводится зависимость количества раствора йода в поглотителе от количества раствора йода в колбе.
     

     
     2.3.2. Установить поглотительный сосуд 4 (см. рис.1), краны 3 поставить в положение 1.
     
     2.3.3. Включить побудитель расхода 6, установить требуемый расход по реометру 8 и пропустить анализируемый газ в течение 1-2 мин для промывания линии.
     
     2.3.4. Переключить краны 3 в положение II и при появлении первого пузырька газа включить секундомер. Скорректировать расход газа и поддерживать его постоянным в течение всего времени отбора пробы.
     
     Отсчет времени заканчивают при полном обесцвечивании раствора.
     
     2.3.5. Зафиксировать температуру пробы по термометру 7 на выходе из прибора.
     
     2.3.6. Краны 3 переключить в первоначальное положение; поглотительный сосуд 4 снять и поставить на его место следующий.
     
     2.3.7. Из конденсационного сосуда 2 слить конденсат, сосуд установить в прибор.
     
     2.3.8. Повторить все операции с п.2.3.3.
     
     2.3.9. По окончании проведения требуемого количества анализов отключить побудитель расхода 6.
     
     2.3.10. Прибор отключить от сети и от линии отбора.
     
     2.3.11. Поглотительные сосуды промыть дистиллированной водой.
     
     2.3.12. Рекомендуемые соотношения количества раствора йода (), его нормальности () и скорости пропускания пробы газа () в зависимости от концентрации  диоксида серы в анализируемом газе приведены в табл.1.
     
     

Таблица 1

     
     
     2.3.13. Оптимальное соотношение параметров , ,  при неизвестных значениях концентрации диоксида серы следует выбирать после нескольких предварительных измерений таким образом, чтобы время обесцвечивания раствора составляло от 0,5 до 3 мин.
          
     

2.4. Обработка результатов

     
     2.4.1. Концентрацию диоксида серы в анализируемом газе (г/м) рассчитать по формуле
     

,

     
где  - объем газовой пробы, приведенный к нормальным условиям, л;
     
     32 - количество SO, эквивалентное 1 л 1-нормального раствора йода, г,
     
или
     

,

     
где  - температура пробы газа, определяемая по термометру 7 (см. рис.1), К;
     
      - барометрическое давление, мм рт.ст.;
     
      - время обесцвечивания раствора, мин;
     
     89,08 - численный коэффициент, равный ,
     
где 32 - количество SО, эквивалентное 1 л 1-нормального  раствора йода, г;
     
     760 - нормальное барометрическое давление, мм рт.ст.;
     
     273 - нормальная температура, К.
     
     2.4.2. Для упрощения расчета можно пользоваться формулой
     

,

     
где .
     
     Численные значения коэффициента  в зависимости от параметров  и  даны в табл.2.
     
     

Таблица 2

     
     
     2.4.3. Рекомендуемая форма записи и обработки результатов приведена в приложении 2, пересчет секунд в минуты - в приложении 3.
     
     2.4.4. Для пересчета концентрации диоксида серы на другие единицы пользоваться формулой
     

,

     
где  - концентрация диоксида серы в требуемых единицах;
     
      - коэффициент пересчета;
     
      - концентрация диоксида серы в заданных единицах.
     
     Значения коэффициента  представлены в табл.3.
     
     

Таблица 3

     
     
Приложение 1

     
ПРИБОР "ЭВДИОМЕТР-2", ЛАБОРАТОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
И РЕАКТИВЫ

     
1. Характеристика прибора

     
     2. Состав прибора

     
     Для сборки прибора необходимы следующие детали:
     
     термометры ртутные типа ТЛ со шкалой (0-100) °С ГОСТ 10163-76* - 2 шт.;
________________
     * Номер соответствует оригиналу. ГОСТ 10163-76 имеет наименование "Реактивы. Крахмал растворимый. Технические условия". - Примечание .

     
     конденсационный сосуд (склянка Дрекселя) вместимостью 100 мл ГОСТ 25336-82 Е - 1 шт.;
     
     краны соединительные стеклянные КЗХ-2-32-2,5 ГОСТ 7995-80 Е - 2 шт.;
     
     поглотительный сосуд (Рыхтера N 3) ГОСТ 17.2.4.03-81 - 1 шт.;
     
     ловушка стеклянная (рис.3);
     
     побудитель расхода (микрокомпрессор АЭН-1) ТУ 16-539.630-77;
     
     реометр из оргстекла (рис.4-6), Лб.5.183.002 ТУ 25-05-1560-74;
     
     соединительные трубки из силиконовой резины с внутрением диаметром 3,5 мм.
     
     Допустимые отклонения:
     
     по высоте конденсационного, поглотительного сосудов и ловушки ±10 мм;
     
     по диаметрам конденсационного и поглотительного сосудов ±3 мм;
     
     по внутренним диаметрам соединительных трубок ±1,5 мм.
     
     

Рис.3. Ловушка

Рис.4. Реометр:

1 - верхняя часть; 2 - нижняя часть; 3 - верхняя крышка;
4 - нижняя крышка; 5 - штуцер; 6 - кран; 7 - заглушка

Рис.5. Верхняя часть реометра

      
Рис.6. Нижняя часть реометра

     
     
3. Лабораторное оборудование и реактивы

     
     В процессе определения концентрации диоксида серы прибором "Эвдиометр-2" должны применяться:
     
     пипетки измерительные 1; 5; 10 мл ГОСТ 1770-74 Е;
     
     секундомер СД СПр-1 ГОСТ 5072-79 Е;
     
     смазка вакуумная ОСТ 38018-75;
     
     манометр U-образный, водяной.
     
     Для приготовления растворов должны применяться:
     
     колбы мерные стеклянные вместимостью 100 и 500 мл ГОСТ 1770-74 E;
     
     стакан стеклянный ПТ 200 мл ГОСТ 1770-74 E;
     
     весы аналитические ВЛР-200 ГОСТ 24104-80* E;
________________
     * На территории Российской Федерации действует ГОСТ 24104-2001. - Примечание .
     
     йод, фиксанал, стандарт-титр 0,1 г-экв, ТУ 6-09-2540-72;
     
     крахмал растворимый картофельный ГОСТ 10163-76;
     
     калий йодистый ГОСТ 4232-74;
     
     фильтры обеззоленные ТУ 6-09-1678-77.
     
     

Приложение 2

     
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ФОРМА ЗАПИСИ И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

     
     
Приложение 3

     
ПЕРЕВОД СЕКУНД В МИНУТЫ

     
     
     
Текст документа сверен по:
/ Министерство энергетики и электрификации СССР;
Главное научно-техническое управление
энергетики и электрификации. -               
М.: СПО Союзтехэнерго, 1989