煤炭自动测硫仪
煤炭自动测硫仪是一种用于快速、准确测定煤炭及其他固体燃料中全硫含量的专用分析仪器。
工作原理
通常采用高温燃烧-库仑滴定法(也称库仑法)或红外吸收法进行硫含量测定:
1.高温燃烧-库仑滴定法(主流方法)
样品燃烧:将一定量的煤样置于高温(一般为1150℃左右)炉中,在富氧环境下完全燃烧,煤中的硫转化为二氧化硫(SO?)和少量三氧化硫(SO?)。
气体转化:通过催化剂(如三氧化钨)确保所有硫化物转化为SO?。
电解滴定:SO?被载气带入电解池,与碘化钾-溴化钾电解液反应,生成硫酸。仪器通过测量电解过程中消耗的电量(库仑数),根据法拉第定律计算出硫的含量。
自动计算:仪器内置程序自动换算并显示硫含量(通常以%表示)。
2.红外吸收法
燃烧后产生的SO?气体通过红外检测器,利用SO?对特定波长红外光的吸收强度来定量硫含量。
此法无需电解液,维护更简便,但成本较高。
主要特点
1.自动化程度高:自动送样、燃烧、滴定、计算、打印结果。
2.精度高、重复性好:符合国家标准(如GB/T 214-2007《煤中全硫的测定方法》)。
3.操作简便:触摸屏控制,一键启动。
4.多通道设计:部分机型支持同时测试多个样品(如5~20个)。
5.安全环保:配备尾气处理装置,减少SO2排放。
操作步骤
一、实验前准备
1.检查仪器状态
更换干燥管内的变色硅胶(每日一次),并确保异径管至电解池间过滤器的脱脂棉清洁。
检查气路、电缆连接是否正常,确认无漏气或松动。
确保仪器放置平稳,避免震动干扰。
2.试剂与耗材准备
配制电解液(碘化钾、溴化钾、冰乙酸混合液),液面需浸没电解池极片约2厘米。
准备样品:固体样品需研磨至0.2mm以下,液体样品按需稀释;称取50±0.5mg样品(如煤样),覆盖三氧化钨或其他催化剂。
二、开机与预热
1.启动仪器
打开测硫仪电源,连接电脑并启动控制程序,观察程序界面温度显示是否正常。
设置参数:燃烧温度(通常1050-1150℃)、气体流量(1000ml/min)、反应时间等。
2.预热与气路调节
等待炉温升至设定值(约30-40分钟)。
调节流量计至1L/min,捏住气管检查气密性(流量计降至Z低为正常)。
开启搅拌器,调整速度至电解液气泡均匀分布,避免失步现象。
三、实验操作流程
1.样品测试
放置样品至瓷舟或进样器,输入样品信息及编号。
送入废样(含硫量>1%)平衡电解液,直至仪器显示正常计数(避免结果偏低)。
正式测试时,仪器自动完成燃烧、电解及数据采集,记录硫含量结果。
2.特殊操作
使用ai氏剂法时,需在800-850℃灼烧样品1-2小时,过滤后滴加氯化钡沉淀硫酸根。
紫外荧光法需预热至抛物线稳定,通过标样建立标准曲线后运行序列。
四、实验后处理
1.数据与清理
核对数据准确性,计算平均值及偏差,生成检测报告。
清洗电解池及极片,更换废液,清理瓷舟残渣。
2.维护保养
定期检查气泵、硅碳管、搅拌器磁力等部件,更换老化或损坏配件。
校准温度传感器(热电偶)及流量计,确保控温精度±5℃。
故障解决方法
一、气路系统故障
1.气路漏气
现象:流量计浮子不稳定、流速达不到设定值(如1000 mL/min),硫含量偏低。
原因:
硅胶管老化破裂;
电解池盖未旋紧;
胶塞松动或密封不良;
过滤器或干燥管接口漏气。
处理:
检查所有连接处,更换破损硅胶管;
确保电解池盖拧紧;
使用肥皂水或酒精棉检测漏点;
更换老化密封件。
2.气路堵塞
现象:流量计浮子无法上升或归零困难,煤样烧不透,结果偏低。
原因:
玻璃熔板(烧结板)被黑色沉淀物堵塞;
干燥管内变色硅胶结块;
炉内异径管断裂或积灰。
处理:
拆下熔板用铬酸洗液或稀盐酸浸泡清洗;
更换干燥剂;
清理或更换炉内管道。
二、电解系统故障
1.电解池无气泡或气泡微弱
现象:滴定异常,结果严重偏低(如标样0.51%实测仅0.28%)。
原因:
电解池连接软管破裂导致气体泄漏;
电解片污染或失效;
电解液失效(颜色变深、导电性下降)。
处理:
更换连接软管;
清洗或更换电解片;
更换新鲜电解液(通常为KI-KBr混合溶液)。
2.终点控制失灵/过度滴定
现象:测试时间过长、结果偏高、重复性差。
原因:
电极插头氧化或污染;
电解液浓度过高或杂质多。
处理:
用无水乙醇擦拭电极引出插头;
更换电解液并校准基线。
三、温控与加热系统故障
1.炉体不升温
现象:开机后炉温不上升,显示异常低温。
原因:
硅碳管老化、断裂;
热电偶安装错误或接触不良;
固态继电器损坏;
控制器保险丝熔断;
控制板故障。
处理:
检查并更换硅碳管;
确保热电偶正确插入且不接触硅碳管;
测量固态继电器通断;
更换保险丝或送修控制器。
2.炉温过高或波动大
原因:
热电偶短路或位置偏移;
温控电路故障;
程序参数错误。
处理:重新安装热电偶,检查温控模块。
四、机械与控制系统故障
1.开机报警不停
现象:仪器启动后持续蜂鸣报警。
原因:
送样杆/送样块不在原始位置;
原点限位开关损坏或线路断开。
处理:
打开上盖,手动将送样块复位至起始位;
检查限位开关是否卡滞或损坏。
2.送样机构卡顿或不动作
原因:
导轨缺油或积灰;
步进电机故障;
皮带松动或断裂。
处理:清洁润滑导轨,检查电机与传动部件。
注意事项
1.定期校准:使用标准煤样定期校验仪器准确性。
2.电解液更换:库仑法需定期更换或补充电解液,避免失效。
3.炉管清洁:防止积灰影响燃烧效率和气流。
4.干燥剂检查:确保气路干燥,防止水分干扰。
5.废液处理:含酸废液应按环保要求处理。