李士波

摘 要：煤在燃燒時(shí)，主要生成二氧化硫。同時(shí)還伴有少量三氧化硫的生成。人吸入二氧化硫會(huì)發(fā)生支氣管炎等呼吸道疾病，濃度高達(dá)一定程度時(shí)，人會(huì)死亡。二氧化硫和三氧化硫在大氣云層中與水分子結(jié)合使降雨呈酸性，對(duì)環(huán)境造成極大危害。酸雨已成全球性的環(huán)境問題。很多國家都致力于硫含量的測(cè)定和脫硫處理的研究。硫在各種煤中普遍存在，只是含量高低及其存在形態(tài)有差別。所以煤炭在使用之前對(duì)硫含量的測(cè)定就顯得尤為重要。并在測(cè)定之后對(duì)其進(jìn)行脫硫處理提供依據(jù)，以減少對(duì)環(huán)境的污染。下面就煤質(zhì)硫含量檢測(cè)中庫侖滴定法檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意的一些問題和注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：煤炭；全硫含量檢測(cè)；庫侖滴定法

1 庫侖滴定法的試驗(yàn)原理

庫侖滴定法的來源是庫侖定律（法拉第電解定律）。利用化學(xué)反應(yīng)原理，煤樣在催化劑的作用下，于空氣流中燃燒分解，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。利用庫侖滴定法檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，操作方便，手工操作大量減少，減少試驗(yàn)時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，所以在一般實(shí)驗(yàn)室被普遍采用。但是測(cè)硫儀的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，儀器精密度比較高，因此相對(duì)來說對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的水平要求較高。

2 儀器工作流程

（1）首先打開計(jì)算機(jī)，打開機(jī)器的電源開關(guān)。（2）進(jìn)入檢測(cè)全硫的程序。（3）用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“工作測(cè)試”菜單下的“開始測(cè)試”按鈕，進(jìn)入試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，隨之儀器開始升溫。（4）把攪拌開關(guān)打開，從電解池的放液口中抽入電解液約250毫升，它的高度位于兩刻度線之間（一般在電極片上端2厘米左右）。檢查抽氣流量應(yīng)為2200毫升/分鐘，并且比較穩(wěn)定，在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)經(jīng)常觀察氣流量，如變化大，則應(yīng)調(diào)整。然后夾緊放液管。此時(shí)應(yīng)注意檢查氣密性（方法如下：用夾子夾住電解池的進(jìn)水管和放液管。此時(shí)應(yīng)注意觀察氣體流量計(jì)浮子的變化，看是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。如不符合，應(yīng)檢查并解決問題后方可繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)）。（5）庫侖滴定法對(duì)煤樣也有一定要求。要求煤樣的粒度應(yīng)小于0.2毫米，先將達(dá)到粒度要求的煤樣攪拌均勻，再用萬分之一電子天平稱取煤樣重量在（0.05±0.005）克，要求精度在（0.0002克），放入燃燒舟內(nèi)。然后在稱好的煤樣上均勻加蓋一薄層三氧化鎢。為了試樣之間可比性，同一試樣稱取時(shí)用的勺子不能更換，并且每次擦干凈。這樣做的好處是保證同一批樣品的重量穩(wěn)定。對(duì)于硫含量差別大的試樣，稱好后應(yīng)馬上進(jìn)行試驗(yàn)，如不能馬上放于干燥塔內(nèi)。（6）將稱好的煤樣放入轉(zhuǎn)盤邊緣的孔中，同時(shí)在計(jì)算機(jī)上點(diǎn)擊“添加試樣”，輸入樣重，并使坩堝號(hào)一一對(duì)應(yīng)。（可以使用面板上的轉(zhuǎn)動(dòng)按鈕來變換不同的坩堝位置）。（7）全部試樣添加完成后（第一次最多20個(gè)試樣），即可點(diǎn)擊“開始分析”。（8）打開計(jì)算機(jī)進(jìn)入測(cè)試界面，約30分鐘左右當(dāng)測(cè)硫儀的爐溫上升到1150℃時(shí)，計(jì)算機(jī)就會(huì)自動(dòng)完成檢測(cè)過程。在測(cè)試前必須先做1-2個(gè)廢樣。這樣做的目的是使電解液達(dá)到規(guī)定的要求（保持平衡狀態(tài)）。一批試樣最好中間別間隔，如中間間斷相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間（半小時(shí)以上）應(yīng)在做一個(gè)廢樣。如果電解液長(zhǎng)時(shí)間不用，顏色很深，最好用硫含量較高的煤做廢樣，直到結(jié)果不為零且電解液顏色變淺為止。（9）完成實(shí)驗(yàn)后，按“停止”按鈕返回到程序的主界面，關(guān)閉相應(yīng)開關(guān)，將電解液放出。打開相應(yīng)開關(guān)，抽入蒸餾水，把電解池清洗干凈。（10）所有試樣測(cè)完，把測(cè)硫儀主機(jī)電源關(guān)掉，然后再進(jìn)行計(jì)算機(jī)操作。（11）返回主菜單，關(guān)閉電源開關(guān)，下班前關(guān)閉總電源。

3 日常維護(hù)相關(guān)知識(shí)

（1）電解液的配置。碘化鉀，溴化鉀各5克左右，冰乙酸10毫升，蒸餾水250-300毫升，放入一容器即可，電解液使用時(shí)間長(zhǎng)短根據(jù)檢測(cè)的次數(shù)及試樣含硫高低決定的。當(dāng)PH值不符合規(guī)定或電解液嚴(yán)重污濁時(shí)，應(yīng)更換。電解液不能放在陽光直射的地方保存。（2）硅膠、脫脂棉的更換。當(dāng)干燥管中的硅膠全部逐漸變成粉紅色，過濾器中的脫脂棉由于灰太多而變黑變臟時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換，必要時(shí)加涂凡士林。（3）儀器應(yīng)避免灰塵及其他東西進(jìn)入，應(yīng)放在干燥環(huán)境中使用。環(huán)境的溫度保證在（5C0-35C0）、相對(duì)濕度小于或等于80%。保證試驗(yàn)室的空氣中基本不含二氧化硫氣體。試驗(yàn)完后應(yīng)罩好，長(zhǎng)時(shí)間不用應(yīng)隔一定期限做幾個(gè)廢樣。以保障測(cè)流儀的使用壽命。（4）儀器在搬運(yùn)時(shí)必須小心輕放，并檢查儀器各連接是否接好。（5）電解池中的燒結(jié)玻璃及管道有黃色或黑色沉淀物時(shí)應(yīng)及時(shí)清洗，方法如下：取下電解池，先在電解池中先放入適量水，用滴定管往熔板的支管中注入新配置的清洗液（5克重鉻酸鉀和10毫升水，加熱溶解冷卻后緩緩加入100毫升濃硫酸），應(yīng)反復(fù)沖洗2-3次，然后用蒸餾水在反復(fù)沖洗，直到電解池熔板應(yīng)潔白如初。用濾紙吸干支管中的水，將電解池裝好待用。（6）應(yīng)經(jīng)常對(duì)系統(tǒng)的氣密性進(jìn)行檢查。a.測(cè)硫儀是一種氣體分析儀，所以氣路系統(tǒng)就顯得至關(guān)重要，必須對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。應(yīng)經(jīng)常檢查過濾開關(guān)內(nèi)的脫脂棉，防止發(fā)生堵塞情況（一般每測(cè)試200個(gè)試樣就應(yīng)更換）。同時(shí)需對(duì)過濾開關(guān)的硅膠管進(jìn)行除塵處理。并檢查硅膠管與燃燒室相連端有無開裂或穿孔。b.應(yīng)確保過濾開關(guān)的磨口密封性能良好，根據(jù)情況定期加涂凡士林。c.即時(shí)排除漏氣或阻塞的情況，對(duì)老化的乳膠管、硅膠管應(yīng)更換。（7）如發(fā)現(xiàn)送樣機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)有異響或卡住，可在齒輪條上加一點(diǎn)潤(rùn)滑油。（8）電解池中的電極應(yīng)定期用酒精棉球擦洗（尤其當(dāng)測(cè)試時(shí)間變長(zhǎng)時(shí)應(yīng)清洗），擦完后應(yīng)將電極整形，并保持四片電極在同一直線上，操作時(shí)不要用力拉扯電極片，以防扯斷焊點(diǎn)。（9）為了防止灰塵阻塞電解池中的氣體過濾器，在電解池的入口處有一個(gè)過濾器，其中的棉花用于阻擋灰塵，應(yīng)定期更換，棉花不必塞得過多但一定要塞緊、擋嚴(yán)，使灰塵不能通過。（10）每隔一段時(shí)間，用標(biāo)煤對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)一次，時(shí)間長(zhǎng)短可以根據(jù)做樣情況而定。以檢查燃燒室內(nèi)是否破裂或其他各部分有無故障。

4 儀器在使用的過程中，可能會(huì)產(chǎn)生一些故障

不升溫：（1）主機(jī)箱的電源沒有接好；（2）保險(xiǎn)絲斷了；（3）硅碳管斷裂；（4）調(diào)壓模塊損壞；（5）控制模塊故障。

報(bào)警器長(zhǎng)鳴：（1）是否程序有問題；（2）調(diào)壓模塊損壞；（3）繼電器工不工作；（4）控制系統(tǒng)的電路有無故障。

實(shí)驗(yàn)開始加溫時(shí)，顯示爐溫為0度，但實(shí)際溫爐已上升：（1）是否程序出現(xiàn)故障，重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)或重新安裝軟件；（2）熱電偶極性接反；（3）熱電偶損壞；（4）采集模塊故障。

測(cè)量值偏低：（1）氣體流量達(dá)不到規(guī)定要求；（2）系統(tǒng)氣密性封閉不嚴(yán)，漏氣；（3）燃燒室開裂；（4）高溫爐溫度不準(zhǔn)；（5）送樣不到位；（6）載氣通道堵塞。

以上這些是煤質(zhì)全硫檢測(cè)時(shí)了解和掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和必須注意事項(xiàng)。作為實(shí)驗(yàn)人員必須掌握煤中全硫的測(cè)定方法GB/T214-2007標(biāo)準(zhǔn)。然后按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的流程就可以完成煤中全硫的檢測(cè)。