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高氯酸钡滴定法快速测定燃煤电厂脱硫石膏中二水硫酸钙含量

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成果主要完成人

谢明均,万茂,曹方勇,李小梅,余蕴洁,程国浩,曹佳妮

项目概况

一、研究背景:燃煤电厂采用石灰石-湿法脱硫技术大幅降低二氧化硫排放,但伴随产生大量脱硫石膏副产物,其主要成分为二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)。石膏的再利用价值与环保效益高度依赖其成分精确测定,而传统分析方法(如硫酸钡重量法、EDTA滴定法)存在操作繁琐、耗时长(需数小时至数天)、易受杂质干扰等问题,难以满足电厂实时监测需求。管理及技术难点:(一)传统方法步骤复杂,耗时长且精度不足,无法为脱硫系统运行提供实时数据支撑。(二)石膏中半水亚硫酸钙、氯离子等杂质易干扰测定,导致结果偏差。(三)低效分析延误石膏品质判断,影响电厂资源回收效益与环保达标。 二、成果先进、创新、推广:(一)提出基于高氯酸钡滴定法的二水硫酸钙测定新方法,创新性整合以下技术:1.氧化净化工艺:过氧化氢氧化亚硫酸盐为硫酸盐,强酸性阳离子交换树脂去除干扰阳离子,提升分析特异性。2.乙醇促沉淀技术:通过乙醇增强硫酸钡沉淀形成效率,结合pH精确调控(3.0-3.5),缩短反应时间。3.快速滴定判定:以偶氮磺酸-Ⅲ为指示剂,滴定终点颜色变化显著,操作简便且重复性好。实验验证表明,该方法可在30分钟内完成测定,二水硫酸钙含量测定结果稳定(平均值85.0%,标准差0.3%),较传统方法效率提升80%以上,精度提高50%。(二)创新性:1.方法集成创新:首次将阳离子交换树脂净化、乙醇促沉淀与高氯酸钡滴定结合,突破多杂质共存下的精准检测难题。2. 操作流程简化:省去传统灼烧、恒重等复杂步骤,实现“一步氧化、一步滴定”的高效分析。(三)可推广性:1.设备普适性:无需高端设备,适用于各类电厂化验室。2.成本低廉:试剂均为常见化学药品。3.标准化潜力:方法步骤清晰,易纳入行业标准,可快速推广。 三、经济社会效益:(一)经济效益:实时监测助力优化脱硫系统运行参数,大量节约化学药剂成本;提升石膏品质,资源化收益大幅增加。(二)环保效益:精准控制脱硫效率,确保二氧化硫排放稳定达标,年减排污染物超千吨,支持电厂绿色转型。(三)行业推动:为脱硫石膏高值化利用提供数据基础,助推循环经济发展,助力“双碳”目标实现。(四)推动行业进步:本成果填补了脱硫石膏快速检测技术空白,为燃煤电厂设备运行优化与副产物资源化提供核心技术支撑。其高效、精准的特点有望纳入行业标准,推动全产业链向智能化、绿色化升级,对我国能源行业可持续发展具有重要战略意义。

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