VDI 3486 Blatt 1-1979 Measurement of gaseous emissions Measurement of the hydrogen sulfide concentration potentiometric titration method.pdf

1、DK 502.2.08(203) : : 533.17 : 661.249543 27 543 257 1061221 (430) VDI (083.132) VDI-RICHTLINIEN April 1979VEREINDEUTSCHERINGENIEUREMessen gasfrmiger EmissionenMessen der Schwefelwasserstoff-KonzentrationPotentiometrisches TitrationsverfahrenVDI 3486Blatt 1Measurement of gaseous emissions.Measurement

2、 of the hydrogen sulfideconcentration.Potentiometrie titration method.Der Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Anicndigungim Bundesanzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Inhalt SeiteVorbemerkung 21. Grundlage des Verfahrens 22. Gerte und Chemikalien 22. 1 Gerte fr die Probenahme 2

3、2.2. Gerte fr die analytische Bestimmung 22.3. Chemikalien 23. Aufbau des Meplatzes 24. Durchfhren der Messung 34.1. Probenahme 34.2. Analytische Bestimmung 35. Aufstellen der Analysenfunktion 36. Berechnen des Ergebnisses 37. Verfahrenskenngren 48. Einsatzmglichkeit 4Schrifttum 4VDI-Kommission Rein

4、haltung der LuftArbeitsgruppe Messen von H2S und Mercaptanenim Ausschu Messen von GasenVDI-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 5 Register-Nr. 9Preisgr. 4B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-112 VDI 3486

5、 Blatt 1VorbemerkungDie Richtlinie VDI 3486 umfat mehrere Bltter. Siegibt unter Bezug auf die allgemeinen Ausfhrungen derRichtlinie VDI 2450 Messen von Emission, Transmissionund Immission luftverunreinigender Stoffe“ Anleitungenzum Messen von Schwefelwasserstoff an der Quelle (Austrittsstelle).Die a

6、usgewhlten Meverfahren werden in einzelnenRichtlinienblttern beschrieben:Blatt 1 : Messen der Schwefelwasserstoff-Konzentration.Potentiometrisches TitrationsverfahrenBlatt 2: -. Jodometrisches TitrationsverfahrenBlatt 3: Colorimetrisches Verfahren (Monocolor-Analysator).Die einzelnen Bltter werden d

7、em jeweiligen Stand derTechnik angepat. Sobald ber andere Meverfahren und-gerte gengend Erfahrungen vorliegen, werden weitereRichtlinienbltter herausgegeben.Schwefelwasserstoff tritt bei einer Reihe von technischenProzessen der verschiedensten Industriezweige (z.B.Chemiefaser-Herstellung, Kokereibet

8、riebe, Raffinerien)auf.Zur Erfassung der Emission in Masse pro Zeiteinheit istes erforderlich, die Konzentration des luftverunreinigenden Stoffes im Abgas und den Volumenstrom zu bestimmen. Die vorliegenden Richtlinienbltter behandeln ausschlielich Meverfahren zur Bestimmung der Konzentration. Sie w

9、ird in Masse/Volumen (z.B. mg/m bezogenauf Normzustand) oder als Volumengehalt (z.B. ppm) angegeben.Im Gegensatz zu Immissionsmessungen liegen bei Emissionsmessungen je nach Quelle oder Herkunft stark differierende Zusammensetzungen des Megutes vor. Dies bedingt eine Anpassung der Probenahme und des

10、 auszuwhlenden Analysenverfahrens an die jeweiligen Verhltnisse.Bei verschiedenen Quellen ist daher stets zu prfen ob diein der vorgelegten Richtlinie auf die Erfassung des Schwefelwasserstoff-Gehaltes abgestimmten Meverfahren ingleicher Weise eingesetzt werden knnen 1.1. Grundlage des Verfahrens 2;

11、 3Bei der Probenahme wird das zu untersuchende Abgas zunchst durch schwefelsaure Wasserstoffperoxid-Lsunggeleitet, um etwa vorhandenes Schwefeldioxid zu binden;danach wird der Schwefelwasserstoff in Natronlauge absorbiert. Der Gehalt der Natronlauge an Sulfid wird durchpotentiometrische Titration mi

12、t Silbernitrat-Lsung bestimmt.2. Gerte und Chemikalien2.1 . Gerte fr die Probenahme, Bild 1Entnahmesondebeheizt, aus korrosionsbestndigem Material, z.B. Quarzoder Stahl (Werkstoff Nr. 1.4571)Vier Gaswaschflaschenmit Fritte D 2, Inhalt je 250 rhEine Gaswaschflascheohne Fritte, Inhalt 250 mGasmengenzh

13、lermit ThermometerSaugpumpemit einem Frdervermgen von mindestens 100 /h beiden angegebenen Widerstandsverhltnissen der AbsorptionsvorlagenBarometerzum Messen des Luftdrucks am Meort2.2. Gerte fr die analytische BestimmungSilberISilbersulfld-Elektrodeals MeelektrodeGlaselektrodeals BezugselektrodeA u

14、 tomatisch eTi trationseinrichtung2.3. ChemikalienAlle Chemikalien sind in analysenreiner Qualitt einzusetzen.n Schwefelsure3 %ige Wasserstoffperoxid-Lsung10 %ige Ammoniak-Lsung20 %ige Natronlaugeauf je 100 m Natronlauge wird 1 g Versenegemisch zugegeben0,01 n Silbernitrat-LsungVersenegemisch ) 4Ver

15、senex 80, Versenol 120 und Versene Fe 3 werden zugleichen Massenteilen gemischt)3. Aufbau des Meplatzes, Bild 1(11TFT“3 4 5 6 7Bild 1. Beispiel fr den Aufbau einer Probenahmeeinrichtung1 Entnahmesonde, beheizt2 Probegasleitung, beheizt3,4, 6, 7 Gaswaschflasche mit Fritte D 25 Gaswaschflasche ohne Fr

16、itte (Sicherheitsgef)8 Saugpumpe9 Drosselventil10 Gasmengenzhler mit Thermometer11 Barometer1) Versene ist die Handelsbezeichnung fr verschiedene Chelat-bildner, mit deren Hilfe strende Metallionen, die mit Schwefelwasserstoff reagieren, gebunden werden.2) Hersteller: Dow Chemical International, Inc

17、.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11VDI3486 Blatt 1 34. Durchfhren der Messung4.1. ProbenahmeDie beheizte Ansaugsonde soll so kurz wie mglich gehalten werden. Um Kondensationserscheinungen auszuschl

18、ieen, gengt erfahrungsgem eine Beheizung auf mind. 5 Cber der Abgastemperatur an der Entnahme stelle. Zur Absorption des Schwefeldioxids werden die Frittenwasch-flaschen 3 und 4 mit je 50 m 0,1 n Schwefelsure undmit je 10 m 3 %iger Wasserstoffperoxidlsung gefllt.Daran wird die Gaswaschflasche ohne F

19、ritte, umgekehrtgeschaltet, als Sicherheitsgef angeschlossen. Fr dieAbsorption des Schwefelwasserstoffes werden die nachfolgenden Frittenwaschflaschen 6 und 7 mit jeweils 50 mfiversenehaltiger 20 %iger Natronlauge beschickt.Die Verwendung der Waschflaschen 3, 4 und 5 ist nurdann erforderlich, wenn S

20、chwefelwasserstoff nebenSchwefeldioxid bestimmt wird.Bei einem Volumenstrom bis 100 /h richtet sich dasdurchzuleitende Gasvolumen nach der Schwefelwasserstoff-Konzentration, T af el 1 .verbrauchte Menge Silbernitrat- Lsung in mlBild 2. Beispiel einer Titrationskurve fr eine Absorptionslsung,die nebe

21、n Schwefelwasserstoff Mercaptane enthlt.A Bis zum I.Wendepunkt verbrauchte Menge Silbernitrat-Lsung, die der Schwefelwasserstoff-Konzentration quivalent ist.B Zwischen dem 1 . und 2. Wendepunkt verbrauchteMenge Silbernitrat-Lsung, die der Mercaptan-Konzentration quivalent ist.Tafel 1. Erforderliche

22、Gasmengen zur Absorptionerwartete Konzentration durchzusaugendesan Schwefelwasserstoff Gasvolumenim Abgasmg/m mbis 5 0,100ber 5 bis 10 0,030ber 10 bis 30 0,020ber 30 0,010Bei Verwendung der Waschflaschen 3,4 und 5 wird sofort im Anschlu an die Probenahme 10 Minuten langein Stickstoffstrom durch smtl

23、iche Waschflaschen geleitet (Volumenstrom etwa 100 fi/h). Dadurch wird restliches H2S aus der Schwefelsure ausgetrieben und in dienachgeschaltete Natronlauge berfhrt. Eine Probenahmeohne nachgeschaltete N2 -Splung fhrt zu Minderbefunden von H2S.Sofern der Verdacht besteht, da Strhnenbildung imAbgask

24、anal auftritt, mssen gem Richtlinie VDI 2066Bl. 1 Netzmessungen durchgefhrt werden 5.4.2. Analytische BestimmungZur analytischen Bestimmung der SchwefelwasserstoffKonzentration werden die Inhalte der Frittenwaschflaschen 6 und 7 in einem 250-m-Becherglas quantitativvereinigt. Vor Beginn der Titratio

25、n wird etwa 1 m 10%igeAmmoniak-Lsung zugefgt. Dann wird mit 0,01 n Silbernitrat-Lsung die potentiometrische Titration durchgefhrt. Ein Leerwert, d.h. der Verbrauch an 0,01 n Silbernitrat-Lsung bei der Titration der zur Absorption vorgesehenen Lsung (Abschn. 4.1), wird ermittelt und beider Berechnung

26、 des Ergebnisses (Abschn. 6) bercksichtigt. Ein Beispiel fr die Aufzeichnung einer Titrationskurve zeigt Bild 2.5. Aufstellen der AnalysenfunktionDie Analysenfunktion lt sich in Form einer Geradender Gleichung1darstellen, wobei x in mg H2S und in m der zur Titration verbrauchten 0,01 n Silbernitrat-

27、Lsung angegebenwerden (k = 0,1704 mg/m).Die reziproke Steigung k der Analysenfunktion ergibtsich als stchiometrischer Faktor aus der molaren Massedes Schwefelwasserstoffs, bezogen auf eine 0,01 nLsung.6. Berechnen des ErgebnissesZum Berechnen der Massenkonzentration (GL 1) bzw.des Volumengehaltes (G

28、L 2) von Schwefelwasserstoff gelten folgende Gleichungen:m(H2S) =c, (ns) = f(y-yo)y-yo)-kmitundF=F nCP-Pp)(1)(2)MPn = V.m, nBei Abgasen, die Kohlendioxid enthalten (z.B. Rauchgasen), wird das Kohlendioxid in der alkalischen Vorlage(Waschflaschen 6 und 7) mitabsorbiert. Das Probevolu-B974908A824A6748

29、CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-114 VDI 3486 Blatt 1men V ergibt sich bei vollstndiger Absorption aus folgender Gleichung:V = 1 (3)In den Gleichungen bedeuten:(HjS) Massenkonzentration in mg/m(bezogen auf den Norm

30、zustand)Cy (H2S) Volumengehalt in ppmy Verbrauch an 0,01 n AgNOg Lsungin mVerbrauch an 0,01 n AgNO 3 -Lsung(bei Leerwertbestimmung) in mk reziproke Steigung der Analysenfunktion in mg/m (= 0,1704 mg/m)/ Rechenfaktor (= 10)Kjj Probevolumen, bezogen auf Normbedingungen (1013 mbar; 273 K), inmNormdicht

31、e von Schwefelwasserstoffals ideales Gas (= 1,5 g/)V Probevolumen in mNormtemperatur (= 273 K)p Barometerstand am Probenahmeortin mbarPj) Wasserdampfpartialdruck bei derTemperatur t in mbarNormdruck (= 1013 mbar)t Temperatur im Gasmengenzhler in CM molare Masse von Schwefelwasserstoff(= 34,08 g/mol)

32、molares Volumen eines idealen Gasesim Normzustand (= 22,4 /mol)im Gasmengenzhler gemessenes Volumen in mXCO2 Volumenbruch des Kohlendioxids(nach DIN 1310)m, n7. VerfahrenskenngrenNachweisgrenzeabsolut: 0,05 mg H2Srelativ: 0,5 mg/m an H2SS tandardab weichu ngWiederhol-Standardabweichungabsolut 0,003

33、mgH2Sim Konzentrationsbereich von 0,05 mgbis 0,5 mg H2Srelativ:DurchgesaugtesGasvolumenin mKonzentrationsbereichin mg/mWiederhol-Standard-abweichungin mg/m0,100 0,15 bis 5 0,030.030 0,5 bis 15 0,10,020 0,75 bis 25 0,20,010 1,5 bis 50 0,30,005 3 bis 100 0,6Standardabweichung aus Doppelbestimmungenabs

34、olut: 0,05 mg H2Srelativ: 3,6 mg/manH2Sim Konzentrationsbereich von 1 5 bis150 mg/m an H2S8. EinsatzmglichkeitDas Verfahren eignet sich zur Bestimmung von Schwefelwasserstoff in Abgasen. Cyanwasserstoff und Schwefelkohlenstoff stren die Bestimmung. Das Verfahren kanndaher z.B. fr die Untersuchung vo

35、n Koksofengas nichtangewendet werden.Bei der Bestimmung von Schwefelwasserstoff in Rauchgasen ist der Kohlendioxidgehalt zu bercksichtigen(Abschn. 6).-7- Ol -zbei Anwendung von 100 ProbegasSchrifttum1 VDI 2449 Bl. 1 Prfkriterien von Meverfahren; Datenblattzur Kennzeichnung von Analysenverfahren fr G

36、as-Immissionsmessungen.2 DIN 51855 Bl. 6 (Entwurf 12.1974) Bestimmung desGehaltes an Schwefelwasserstoff; Mercaptanschwefel undKohlenoxidsulfidschwefel; Potentiometrisches Verfahren.3 UOP-Method 212-72 Hydrogen sulfide, Mercaptan sulfurand Carbonylsulfid in hydrogencarbon gases by Potentiometrie Tit

37、ration. Universal Oil Products Company 1972.4 Rmpp: Chemie Lexikon, 7. Aufl. 1977, Bd. 6, S. 3804.5 VDI 2066 Bl. 1 Messen von Partikeln. Staubmessung in strmenden Gasen. Gravimetrische Bestimmung der Staubbeladung - bersicht.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11