探讨煤中全硫测定的准确度提升路径

侯美桃(晋中市综合检验检测中心，山西 晋中 030600)

0 引言

硫物质是煤中所含主要的有害物质，煤炭在燃烧的过程中，会因硫物质含量过多而产生有害气体，从而影响到煤炭的安全生产与使用。为此，进行煤中全硫测定，并不断提高煤中全硫测定的准确度具有重要意义，这也是煤炭企业在发展的过程中应该十分注重的方面。

1 提高煤中全硫测定准确度的作用

煤炭本身的质量决定了其转换为能源的效率与使用的安全性，而煤中全硫测定就是对煤炭质量进行检测评定的重要方式方法，硫含量的高低是判断煤炭价值的重要影响因素。一般情况下，优质的煤炭资源应满足含硫量低，发热量高的特点，而含硫量的高低就是由煤中全硫测定以判定，为此提高煤中全硫测定的准确性十分必要，只有煤中全硫测定的准确性提高，才能真正使得煤炭资源使用的合理性提升，从而推动煤炭企业精细化发展与实现煤炭使用的绝对安全。而且，在现阶段国家大力推行环境保护与节能减排生产的大环境下，煤炭因含硫量高而在使用过程中造成的空气污染问题被十足重视与关注。为此，煤炭企业通过加大研究力度与科技投入提高煤中全硫测定的准确度，也可看做是有社会担当，注重社会效益的表现。在现阶段，煤中全硫测定正呈现科技化、自动化特征。

2 煤中全硫测定的方法

煤中全硫是指煤炭中无机硫和有机硫的总和，在煤炭中的硫元素多以硫酸盐、硫化物、二硫化物、硫醚等物质中的结合硫形式存在，对于以这些形式存在的硫元素进行检测并提高测定的准确度，一直以来都是我国煤炭行业发展中重视的工作内容。现阶段根据国家有关规定，我国常用的煤中全硫测定的方法主要包括四种，即艾士卡法、高温燃烧中和法、库仑滴定法和红外光谱法。每种方法都具有不同的特点，比如艾士卡法为仲裁法，而库仑滴定法与红外光谱法的设备精密性更高，自动化特点明显，由此也使得这两种方法的煤中全硫测定准确度更高。具体对艾士卡法、高温燃烧中和法、库仑滴定法和红外光谱法分析介绍如下：

2.1 艾士卡法

艾士卡法的适用对象为烟煤、褐煤、焦炭等，燃烧的载气为空气。艾士卡法作为煤中全硫分析的仲裁式方法，其特点主要包括准确度高、可以重复进行，但是其不足之处在于分析测试的步骤繁琐，应用周期较长，对结果的干扰因素较多且控制困难。

具体艾士卡法的应用原理是将煤样与试剂进行混合灼烧以生成硫酸盐，硫酸盐再生成硫酸钡沉淀，最后根据硫酸钡的质量对煤中全硫进行测定分析。

2.2 高温燃烧中和法

高温燃烧中和法的适用对象与艾士卡法基本相似，都可适用于烟煤、褐煤、焦炭等，而且相比于艾士卡法，高温燃烧中和法的测定速度较快，效率较高，且方法使用的成本较低。但是由于高温燃烧中和法使用的载气为氧气，所以使得高温燃烧中和法的测定结果存在一定的偏差，比如低硫煤样测定结果偏高，高硫煤样测定结果偏低，具体高温燃烧中和法的应用原理是通过催化剂使煤样在氧气中燃烧，由此使得煤中硫化物生成氧化物，然后使其被过氧化氢溶液吸收成为硫酸，然后根据滴定使用的氢氧化钠标准溶液消耗量的多少测定煤中全硫的含量。

2.3 库仑滴定法

库伦滴定法的适用对象与载气基本一致，适用对象都为烟煤、褐煤、焦炭等，燃烧的载气为空气。库仑滴定法的自动化程度高，操作相对简单，测定时间短，结果准确度高。具体库仑滴定法的应用原理是煤样在催化剂作用下于空气中燃烧以生成硫氧化物，碘化钾溶液将二氧化硫进行吸收后，使用碘化钾溶液电解后产生的碘进行滴定，具体煤中全硫的测定结果由电解所消耗的电量测定。

2.4 红外光谱法

红外光谱法属于技术类型较新的煤中全硫测定方法，在进行试样量较大时，红外光谱法准确性高、测定效率高、测定时间短的优势能够最大程度体现。其所适用的对象与使用的载气与高温燃烧中和法一致，燃烧载气均为氧气。具体红外光谱法的应用原理是煤样在高温环境中于氧气中燃烧分解，高温条件为1300℃。燃烧气流中的颗粒与水蒸汽分别由玻璃棉和高氯酸镁盐吸附，待完成滤除后可送红外检测池测定，最终定量的依据原理是朗伯比尔定律，即分光光度法的基本定律。

3 煤中全硫测定准确度提升的路径

提升煤中全硫测定准确度的路径选择，应以具体上述四种方法为基础有针对性进行，为提高对比效果，提高煤中全硫测定准确度提升的有效性，具体上述四种方法的对比见表1。

根据艾士卡法、高温燃烧中和法、库仑滴定法和红外光谱法的准确度对比，对提升煤中全硫测定准确度的路径分析如下：

3.1 完善煤中全硫测定的程序制度

煤中全硫检测在科学技术发展的支持下，正向着自动化程度越来越高的方向进步，随着技术水平的不断提高，为了更好地保证工作效率与测定效果，应对煤中全硫测定的程序制度进行完善与规范，通过完善与规范煤中全硫测定的程序制度以避免操作人员在使用过程中发生错误，导致测定误差的出现以及对包括测硫仪等在内的仪器设备的损坏。

在程序制度的完善当中应特别注意对样品选择的操作进行规范。样品选择时，应严格按照国际标准选择煤样，坚持分层次、多点位、合理性的原则，以此确保在平均选择的标准之下实现煤中全硫测定结果的准确，特别是在样品选择的质量较小时，为保证燃烧充分，更应该注重样品选择的规范性，确保使用样品的质量。同时，对KI 溶液的配置也应该严格按照国际标准进行。

表1 煤中全硫测定方法准确度对比表

3.2 合理煤中全硫测定的溶液配制

合理煤中全硫测定的溶液配置主要是指电解溶液的配置，作为煤中全硫测定的重要物质，电解溶液对于测定结果的准确性具有重要影响。在进行电解溶液的配置时，应注意配置方法使用的合理性，对于配置所需溶液的量的选用要做到精准把握，比如5gKI 溶液与5gKBr 溶液应放进300mL 水中进行溶解，溶解充分后应再放入10mL 乙酸。只有溶液配制量足够精准，才能确保试验过程中各项反应发生的充分，才能确保煤中全硫测定的准确度提升。

3.3 维护煤中全硫测定的仪器设备

在提升煤中全硫测定准确度的路径当中，对于包括测硫仪在内的仪器设备进行维护保养是十分重要的工作内容，如果测硫仪等仪器设备能够良好运行，那一定会提高煤中全硫测定的准确度。现阶段，随着科学技术的进步发展，包括测硫仪等在内的仪器设备的自动化水平显著提高，精密性提高的同时对于维护保养的要求也相应提高。不仅是要做好日常的维护保养，在使用测硫仪等仪器设备时应严格按照规范进行，确保不发生仪器设备的误操作损坏。

3.4 控制煤中全硫测定的试样质量

煤炭试样的质量直接决定了煤中全硫测定的结果，提高煤中全硫测定的准确度，在很大程度上是通过提高煤炭试样质量来实现的。在控制煤中全硫测定的试样质量时，很重要的一点是控制煤炭试样的粒度不超过0.2mm，这是为了确保煤炭试样能够充分燃烧。除了控制煤中全硫测定的试样质量外，对于废样的选择也应该进行合理控制，废样质量的高低直接决定电解液的激活程度，直接决定测硫仪的调校效果，废样质量的控制对于煤中全硫测定的准确度提升有重要意义。

3.5 调节煤中全硫测定的搅拌速度

调节煤中全硫测定的搅拌速度，避免出现速度过快或过慢的问题，如果搅拌的速度过快，会使搅拌转子失控，发生混乱移动，从而对电解池造成破坏，而搅拌的速度过慢，虽然可以节省一部分时间，但是放缓了电解碘的扩散速度，使得煤炭燃烧散发出来的硫化物无法被完全吸收，所以无论是过快还是过慢都无法达到煤中全硫测定的准确度要求。为此，调节煤中全硫测定的搅拌速度，是确保搅拌转子保持恒定均匀的速度，以此确保煤中全硫测定的准确度。

3.6 做好煤中全硫测定的细节部分

煤中全硫测定的细节部分主要包括煤炭的燃烧温度、流量器气流量、三氧化钨覆盖情况等。煤炭燃烧时，应保证实际的炉内温度与屏显温度保持一致，炉温低于屏显温度说明燃烧并不充分，炉温高于屏显温度则会对测硫仪等设备仪器造成损坏。对于流量器气流量的控制应满足1000mL/min 的标准，如果低于该标准则煤炭燃烧不充分，如果高于该标准则气流不能被电解池所吸收。在煤样上均匀的涂抹三氧化钨，使得三氧化钨的覆盖全面，是确保煤样充分燃烧的关键。对于煤中全硫测定细节部分的控制，做好相应的工作，其根本目的是为了确保煤样的燃烧充分，以此提升煤中全硫测定的准确度。

4 结语

煤中全硫测定是煤炭生产中的重要工作内容，通过煤中全硫测定能够确保煤中的硫物质含量符合国家要求，从而确保煤炭使用的安全与环保。在经济社会发展的过程中，科学技术的进步明显，科学技术转化为实践应用的效率不断提高，这一点在煤中全硫测定中得以体现，包括测硫仪等在内的仪器设备自动化程度、智能化水平显著提高的同时，煤中全硫测定的准确度也不断提升，这在推动我国煤炭生产与使用方面具有重要意义。