煤中全硫的測(cè)定方法

--------GB/T214—2007

一．測(cè)定煤中全硫的重要意義硫是一種有害元素。含硫量高的煤，供燃燒、氣化或煉焦使用時(shí)都會(huì)帶來很大的危害。高硫煤用作燃料時(shí)，燃燒后產(chǎn)生的二氧化硫氣體，不僅嚴(yán)重腐蝕鍋爐的管道，而且還嚴(yán)重污染大氣；

在煉焦工業(yè)中，硫分的影響更大，一方面煤中硫分高，焦炭中的硫分也增高，從而直接影響鋼鐵的品質(zhì)，另一方面，為了脫去鋼鐵中的硫，就必須在高爐中加入更多的石灰石，這樣又會(huì)減小高爐溫的有效容量，同時(shí)增加出渣量。因此，為了有效而經(jīng)濟(jì)地利用煤炭資源，必須了解煤中全硫含量。

二．測(cè)試方法：仲裁方法：艾士卡法（具體測(cè)試步驟省略）常規(guī)方法：庫侖滴定法高溫燃燒中和法（具體測(cè)試步驟省略）高溫燃燒中和法的優(yōu)缺點(diǎn)方法的精度相對(duì)較低，只作為日常檢驗(yàn)方法使用；不需要昂貴和復(fù)雜的設(shè)備，實(shí)施分析的成本較低；人工環(huán)節(jié)多，需手工計(jì)算結(jié)果，易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤；由于自動(dòng)化測(cè)硫儀器的普遍使用，該方法已較少使用。A．庫侖滴定法原理煤樣在催化劑作用下，于空氣流中燃燒（1150℃）分解，煤中硫生成硫氧化物，其中二氧化硫被碘化鉀溶液吸收，以電解碘化鉀溶液所產(chǎn)生的碘進(jìn)行滴定，根據(jù)電解所消耗的電量計(jì)算煤中全硫的含量。

B．儀器設(shè)備1、管式高溫爐：能加熱到1200℃以上，并有至少70mm長的（1150±10）℃高溫恒溫帶，爐內(nèi)裝有耐溫1300℃以上的燃燒管。2、電解池：電解池高（120～180）mm，容量不少于400mL，內(nèi)有面積約150mm2的鉑電解電極對(duì)和面積約15mm2的鉑指示電極對(duì)，指示電極響應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于1S。3、攪拌器：攪拌器轉(zhuǎn)速約為500r/min且連續(xù)可調(diào)，轉(zhuǎn)速越快越好，以攪拌子在攪拌過程中不跳起來而碰到電極片為準(zhǔn)。

C、試劑和材料催化劑：三氧化鎢變色硅膠：工業(yè)品氫氧化鈉：化學(xué)純電解液：碘化鉀、溴化鉀各5克，溶于（250～300）mL蒸餾水中，并在溶液中加入冰乙酸10mL。燃燒舟：素瓷或剛玉制品，裝樣部分長約60mm，耐溫1200℃以上。在瓷舟中稱取粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣（0.05±0.005）g，平攤均勻，并在煤樣上蓋一薄層三氧化鎢，然后將瓷舟放在儀器規(guī)定位置即可。煤+O2→SO2+SO3+CO2+H2O+……I2+SO2+H2O→2Iˉ+SO42-+4H+標(biāo)定有效性核驗(yàn)：另外選取幾種煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或其他控制樣品，用被標(biāo)定的測(cè)硫儀測(cè)定其全硫含量。若測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值之差在標(biāo)準(zhǔn)值的不確定度范圍內(nèi)，說明標(biāo)定有效，否則應(yīng)查明原因，重新標(biāo)定。

庫侖滴定法為何要有一級(jí)校正系數(shù)：煤樣在高溫下燃燒分解生成的SO2和SO3間存在一個(gè)可逆平衡，SO3的生成率由燃燒分解溫度和氧氣量決定。在1150℃和用空氣燃燒煤樣時(shí)，SO3的生成率為3﹪左右。而SO3與碘離子不起氧化還原反應(yīng)，所以它不能被庫侖法測(cè)定。此外，在高溫燃燒下，煤中氫燃燒生成的水和煤中水能與SO2、SO3反應(yīng)，生成亞硫酸或硫酸，

吸附在進(jìn)入電解池前的玻璃管道中而導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果偏低，結(jié)合這些因素，并經(jīng)過統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)證明庫侖法的結(jié)果比艾氏卡法結(jié)果相對(duì)偏低6﹪左右，所以庫侖法結(jié)果必須乘以1.06的系數(shù)，該系數(shù)已存儲(chǔ)在庫侖定硫儀中，在實(shí)際測(cè)定中，儀器顯示數(shù)已是經(jīng)過校正后的硫含量。（不同廠家的定硫儀因校正方式不一樣，所采用的系數(shù)也各不相同）。

為何加催化劑三氧化鎢:從SO2和SO3的可逆平衡來考慮,必須保持較高的燃燒溫度才能提高SO2的生成率,但溫度過高會(huì)縮短燃燒管的使用壽命,因此,不得不降低燃燒溫度。而為使煤中硫酸鹽硫在相對(duì)較低溫度下（1150℃）完全分解，所以在煤樣上覆蓋一層催化劑（三氧化鎢）。為何要用空氣而不使用純氧氣：從SO2和SO3的可逆平衡來考慮,必須保持較低的氧氣分壓，才能提高SO2的生成率，如采用純氧氣則會(huì)導(dǎo)致SO3含量增加，而庫侖滴定法不能吸收SO3，從而會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果偏低，所以選用空氣而非氧氣。同時(shí)必須使用經(jīng)干燥后的空氣，這是因?yàn)槲唇?jīng)干燥的空氣會(huì)使SO2在進(jìn)入電解池前就形成H2SO3，吸附在管路中，使測(cè)定結(jié)果偏低。為何當(dāng)電解液的pH值小于1后要更換：這是因?yàn)楫?dāng)電解液呈強(qiáng)酸性后，碘離子和溴離子的光敏反應(yīng)增強(qiáng)而額外生成I2和Br2，這些I2和Br2是非電解產(chǎn)生的，將會(huì)導(dǎo)致全硫測(cè)定值偏低，所以需更換。SDS516定硫儀SDS212紅外定硫儀SDS212原理圖(3)．夾住連接煤灰過濾器與電解池之間的優(yōu)質(zhì)硅膠管，如果流量計(jì)的流量能降到300ml/min，則代表電解池和凈化管氣路不漏氣，反之則表示該氣路漏氣；(4)．夾住電解池與干燥管之間的優(yōu)質(zhì)硅膠管，如果流量計(jì)的流量能降到300ml/min，則代表凈化管氣路不漏氣，反之則表示該氣路漏氣；注：若煤灰過濾器漏氣則應(yīng)加凡士林進(jìn)行密封；若電解池漏氣則應(yīng)加凡士林及更換密封圈進(jìn)行密封。假不升溫則應(yīng)進(jìn)行如下分析：(1)．熱電偶是否脫線或斷裂等。(2)．控制卡、接口卡等是否有故障。流量計(jì)流量不穩(wěn)定或達(dá)不到1000ml/min(1)．電磁泵漏氣或損壞（如氣泵皮碗開裂等）；(2)．軟管老化或接頭不緊，檢查軟管或更換；(3)．煤灰過濾器被堵或破損，清洗或更換即可；(4)．流量計(jì)被堵或損壞，清洗或更換即可；(5)．干燥管被堵，清洗或更換即可；(6)．電解池砂芯漏斗被堵，清洗或更換電解池即可。注：如果干燥管內(nèi)加有氫氧化鈉顆粒，應(yīng)經(jīng)常更換，不能使其出現(xiàn)溶融狀況，以免氣路被堵?lián)p壞氣泵皮碗。平行性不好(1)．檢查氣路是否漏氣或被堵；(2)．檢查電解池的四片電極片是否沾污、