浅析煤炭全硫含量检测中库仑滴定法的注意事项

李士波

摘 要：煤在燃烧时，主要生成二氧化硫。同时还伴有少量三氧化硫的生成。人吸入二氧化硫会发生支气管炎等呼吸道疾病，浓度高达一定程度时，人会死亡。二氧化硫和三氧化硫在大气云层中与水分子结合使降雨呈酸性，对环境造成极大危害。酸雨已成全球性的环境问题。很多国家都致力于硫含量的测定和脱硫处理的研究。硫在各种煤中普遍存在，只是含量高低及其存在形态有差别。所以煤炭在使用之前对硫含量的测定就显得尤为重要。并在测定之后对其进行脱硫处理提供依据，以减少对环境的污染。下面就煤质硫含量检测中库仑滴定法检测时应注意的一些问题和注意事项。

关键词：煤炭；全硫含量检测；库仑滴定法

1 库仑滴定法的试验原理

库仑滴定法的来源是库仑定律（法拉第电解定律）。利用化学反应原理，煤样在催化剂的作用下，于空气流中燃烧分解，煤中硫生成硫氧化物，其中二氧化硫被碘化钾溶液吸收，以电解碘化钾溶液所产生的碘进行滴定，根据电解所消耗的电量计算煤中全硫的含量。利用库仑滴定法检测结果准确，操作方便，手工操作大量减少，减少试验时间等优点，所以在一般实验室被普遍采用。但是测硫仪的结构比较复杂，仪器精密度比较高，因此相对来说对实验人员的水平要求较高。

2 仪器工作流程

（1）首先打开计算机，打开机器的电源开关。（2）进入检测全硫的程序。（3）用鼠标点击“工作测试”菜单下的“开始测试”按钮，进入试验测试系统，随之仪器开始升温。（4）把搅拌开关打开，从电解池的放液口中抽入电解液约250毫升，它的高度位于两刻度线之间（一般在电极片上端2厘米左右）。检查抽气流量应为2200毫升/分钟，并且比较稳定，在实验过程中应经常观察气流量，如变化大，则应调整。然后夹紧放液管。此时应注意检查气密性（方法如下：用夹子夹住电解池的进水管和放液管。此时应注意观察气体流量计浮子的变化，看是否符合标准要求。如不符合，应检查并解决问题后方可继续做实验）。（5）库仑滴定法对煤样也有一定要求。要求煤样的粒度应小于0.2毫米，先将达到粒度要求的煤样搅拌均匀，再用万分之一电子天平称取煤样重量在（0.05±0.005）克，要求精度在（0.0002克），放入燃烧舟内。然后在称好的煤样上均匀加盖一薄层三氧化钨。为了试样之间可比性，同一试样称取时用的勺子不能更换，并且每次擦干净。这样做的好处是保证同一批样品的重量稳定。对于硫含量差别大的试样，称好后应马上进行试验，如不能马上放于干燥塔内。（6）将称好的煤样放入转盘边缘的孔中，同时在计算机上点击“添加试样”，输入样重，并使坩埚号一一对应。（可以使用面板上的转动按钮来变换不同的坩埚位置）。（7）全部试样添加完成后（第一次最多20个试样），即可点击“开始分析”。（8）打开计算机进入测试界面，约30分钟左右当测硫仪的炉温上升到1150℃时，计算机就会自动完成检测过程。在测试前必须先做1-2个废样。这样做的目的是使电解液达到规定的要求（保持平衡状态）。一批试样最好中间别间隔，如中间间断相当长的时间（半小时以上）应在做一个废样。如果电解液长时间不用，颜色很深，最好用硫含量较高的煤做废样，直到结果不为零且电解液颜色变浅为止。（9）完成实验后，按“停止”按钮返回到程序的主界面，关閉相应开关，将电解液放出。打开相应开关，抽入蒸馏水，把电解池清洗干净。（10）所有试样测完，把测硫仪主机电源关掉，然后再进行计算机操作。（11）返回主菜单，关闭电源开关，下班前关闭总电源。

3 日常维护相关知识

（1）电解液的配置。碘化钾，溴化钾各5克左右，冰乙酸10毫升，蒸馏水250-300毫升，放入一容器即可，电解液使用时间长短根据检测的次数及试样含硫高低决定的。当PH值不符合规定或电解液严重污浊时，应更换。电解液不能放在阳光直射的地方保存。（2）硅胶、脱脂棉的更换。当干燥管中的硅胶全部逐渐变成粉红色，过滤器中的脱脂棉由于灰太多而变黑变脏时，应及时更换，必要时加涂凡士林。（3）仪器应避免灰尘及其他东西进入，应放在干燥环境中使用。环境的温度保证在（5C0-35C0）、相对湿度小于或等于80%。保证试验室的空气中基本不含二氧化硫气体。试验完后应罩好，长时间不用应隔一定期限做几个废样。以保障测流仪的使用寿命。（4）仪器在搬运时必须小心轻放，并检查仪器各连接是否接好。（5）电解池中的烧结玻璃及管道有黄色或黑色沉淀物时应及时清洗，方法如下：取下电解池，先在电解池中先放入适量水，用滴定管往熔板的支管中注入新配置的清洗液（5克重铬酸钾和10毫升水，加热溶解冷却后缓缓加入100毫升浓硫酸），应反复冲洗2-3次，然后用蒸馏水在反复冲洗，直到电解池熔板应洁白如初。用滤纸吸干支管中的水，将电解池装好待用。（6）应经常对系统的气密性进行检查。a.测硫仪是一种气体分析仪，所以气路系统就显得至关重要，必须对其进行维护。应经常检查过滤开关内的脱脂棉，防止发生堵塞情况（一般每测试200个试样就应更换）。同时需对过滤开关的硅胶管进行除尘处理。并检查硅胶管与燃烧室相连端有无开裂或穿孔。b.应确保过滤开关的磨口密封性能良好，根据情况定期加涂凡士林。c.即时排除漏气或阻塞的情况，对老化的乳胶管、硅胶管应更换。（7）如发现送样机构运行时有异响或卡住，可在齿轮条上加一点润滑油。（8）电解池中的电极应定期用酒精棉球擦洗（尤其当测试时间变长时应清洗），擦完后应将电极整形，并保持四片电极在同一直线上，操作时不要用力拉扯电极片，以防扯断焊点。（9）为了防止灰尘阻塞电解池中的气体过滤器，在电解池的入口处有一个过滤器，其中的棉花用于阻挡灰尘，应定期更换，棉花不必塞得过多但一定要塞紧、挡严，使灰尘不能通过。（10）每隔一段时间，用标煤对仪器进行检验一次，时间长短可以根据做样情况而定。以检查燃烧室内是否破裂或其他各部分有无故障。

4 仪器在使用的过程中，可能会产生一些故障

不升温：（1）主机箱的电源没有接好；（2）保险丝断了；（3）硅碳管断裂；（4）调压模块损坏；（5）控制模块故障。

报警器长鸣：（1）是否程序有问题；（2）调压模块损坏；（3）继电器工不工作；（4）控制系统的电路有无故障。

实验开始加温时，显示炉温为0度，但实际温炉已上升：（1）是否程序出现故障，重新启动计算机或重新安装软件；（2）热电偶极性接反；（3）热电偶损坏；（4）采集模块故障。

测量值偏低：（1）气体流量达不到规定要求；（2）系统气密性封闭不严，漏气；（3）燃烧室开裂；（4）高温炉温度不准；（5）送样不到位；（6）载气通道堵塞。

以上这些是煤质全硫检测时了解和掌握的基础知识和必须注意事项。作为实验人员必须掌握煤中全硫的测定方法GB/T214-2007标准。然后按照标准规定的流程就可以完成煤中全硫的检测。