全硫的测定ppt课件.ppt

煤中全硫的测定方法,2008.06.01实施,GB/T 214 2007,一 煤中全硫测定意义,1 评价煤质指标 2 大气污染主要检测指标,高硫煤对电力生产的影响,恶化煤场自燃。恶化锅炉结渣。 引起锅炉高低温受热面的腐蚀。 提高排烟温度，锅炉热效率降低，发电成本增加。恶化大气污染。 恶化输煤管道和磨煤机的磨损。,一 煤中硫存在方式（1）,有机硫SO无机硫单质硫S,硫化物硫 硫酸盐硫SS,二 煤中硫存在方式（2）,可燃硫 不可燃硫,有机硫 硫铁矿硫SP 单质硫,硫酸盐硫 （固定硫）,二 煤中全硫 St,三 煤中全硫测定方法,重量法（艾氏卡法） 高温燃烧中和法 库仑滴定法,重量法测定煤中全硫 方法原理,将煤样与艾氏卡试剂混合灼烧，煤中硫生成硫酸盐，然后使硫酸根离子生成硫酸钡沉淀，根据硫酸钡的质量计算煤中全硫含量,重量法测定煤中全硫 主要反应方程式,重量法测定煤中全硫 主要反应方程式,测定步骤-煤样的灼烧,于30mL坩埚内称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样1g*和艾氏剂2g，仔细混合均匀，再用1g艾氏剂覆盖 将装有煤样的坩埚移入通风良好的马弗炉中，在12h内从室温逐渐加热到800850，并在该温度下保持12h。,测定步骤-煤样的半溶,将坩埚从炉中取出，冷却到室温。用玻璃棒将坩埚中的灼烧物仔细搅松捣碎（如发现有未烧尽的煤粒，应在800850下继续灼烧0.5h），然后转移到400mL烧杯中。用热水冲洗坩埚内壁，将洗液收入烧杯，再加入100150mL刚煮沸的水，充分搅拌。如果此时尚有黑色煤粒漂浮在液面上，则本次测定作废。,测定步骤-用水抽提,用中速定性滤纸以倾泻法过滤，用热水冲洗3次，然后将残渣移入滤纸中，用热水仔细清洗至少10次，洗液总体积约为250300mL。,测定步骤-沉淀,向滤液中滴入23滴甲基橙指示剂，加盐酸中和后再加入2mL，使溶液呈微酸性。将溶液加热到沸腾，在不断搅拌下滴加氯化钡溶液10mL，在近沸状况下保持约2h，最后溶液体积为200mL左右。,四 测定步骤-过滤、洗涤,溶液冷却或静置过夜后用致密无灰定量滤纸过滤，并用热水洗至无氯离子为止用硝酸银检验,四 测定步骤-灰化、灼烧,将带沉淀的滤纸移入已知质量的瓷坩埚中，先在低温下灰化滤纸，然后在温度为800850的马弗炉内灼烧2040min，取出坩埚，在空气中稍加冷却后放入干燥器中冷却到室温（约2530min），称量。,四 测定步骤-空白试验,每配制一批艾氏剂或更换其他任一试剂时，应进行2个以上空白试验（除不加煤样外，全部操作正常实验操作步骤进行），硫酸钡质量的极差不得大于0.0010g，取算术平均值作为空白值。,四测定过程中的沉淀条件,沉淀剂（BaCl2）必须过量：同离子效应，降低沉淀溶解度，一般过量50%100%比较合适，过多，则可能造成盐效应，使沉淀溶解。,四测定过程中沉淀条件,必须在弱酸性溶液中进行沉淀：BaSO4+H+Ba2+HSO4-可以认为HSO4-是弱酸，酸度增加，反应向右进行，增加溶解度，沉淀溶解。,四测定过程中的沉淀条件,沉淀应该在稀溶液中进行：由于相对饱和度不大，均相成核作用不显著，得到容易过滤和洗涤的大颗粒晶形沉淀，并且晶粒大，比表面小，溶液稀、杂质的浓度相对减小，杂质共沉淀现象减少，有利于得到纯净沉淀。但不能过稀，否则沉淀溶解，引起的损失可能超出误差，一般溶液体积控制在200250mL。,四测定过程中的沉淀条件,在不断搅拌下缓慢加入沉淀剂：减少局部过浓现象，否则，形成大量晶核，颗粒小、纯度差的沉淀。,四测定过程中的沉淀条件,沉淀应该在热溶液中进行：沉淀溶解度随温度升高而增大，沉淀吸附杂质量随温度升高而降低。在热溶液中沉淀，有利于生成大颗粒的纯净沉淀，但在热溶液中析出硫酸钡，应冷却到室温再过滤，以减少沉淀溶解的损失。,四测定过程中的沉淀条件,陈化：沉淀析出完全后，让初生的沉淀与母液一起放置一段时间的过程。在陈化过程中，小晶粒逐渐溶解，大晶粒更加长大，沉淀更加纯净。加热和搅拌可以增加溶质从细小颗粒表面扩散到大颗粒表面的速度，促进陈化作用，缩短陈化时间。,四 重量法-结果计算,四 重量法-精密度,五 高温燃烧中和法-方法原理,煤样在催化剂作用下于氧气流中燃烧，煤中硫生成硫的氧化物，被过氧化氢溶液吸收形成硫酸，用氢氧化钠标准溶液滴定，根据氢氧化钠标准溶液消耗量，计算煤中全硫含量。,五 高温燃烧中和法-高温燃烧,五 高温燃烧中和法-吸收,五 高温燃烧中和法-中和滴定,以甲基红、次甲基兰混合指示剂指示终点，终点时的pH值为5.45.6，所以测定误差小于0.01%。,五 高温燃烧中和法-氯的校正,五 高温燃烧中和法-仪器,五 高温燃烧中和法-试剂,氧气.（GB/T3863） 过氧化氢溶液：每升含30%（m/m）的过氧化氢30mL。 取30mL30%过氧化氢加入970 mL水，加2滴混合指示剂，用稀硫酸或稀氢氧化钠溶液中和至溶液呈钢灰色。此溶液当天使用当天中和。,高温燃烧中和法-试剂,碱石棉：化学纯，粒状。 三氧化钨（HG10-1129）。 混合指示剂：将0.125g甲基红溶于100mL乙醇中，另将0.083g亚甲基蓝溶于100mL乙醇中，分别贮存于棕色瓶中，使用前按等体积混合。 无水氯化钙：化学纯。 邻苯二甲酸氢钾（GB1257）：优级纯。 酚酞（GB/T10729）：1g/L的60%的乙醇溶液。碳酸钠(GBW06101) :优级纯,高温燃烧中和法羟基氰化汞,羟基氰化汞溶液：称取约6.5g羟基氰化汞，溶于500mL水中，充分搅拌后，放置片刻，过滤。滤液中加入23滴混合指示剂，用稀硫酸溶液中和至中性，贮存于棕色瓶中。此溶液应在一星期内使用。燃烧舟：瓷或刚玉制品，耐温1300以上，长约77mm，上宽约12mm，高约8mm。,高温燃烧中和法-标准试剂配制及标定,1.氢氧化钠（GB/T629）标准溶液： c(NaOH)=0.03mol/L。 配制：称取优级纯氢氧化钠6g，溶于5000mL经煮沸并冷却后的水中，混合均匀，装入瓶内，用橡皮塞塞紧。,高温燃烧中和法标准试剂的配制及标定,1.1取预先在120下干燥过1h的邻苯二甲酸氢钾0.20.3g于250mL锥形瓶中，用20mL左右水溶解，以酚酞作指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至红色，计算其浓度：,高温燃烧中和法标准试剂的配制及标定,1.2 称取0.2g左右标准煤样(称准至0.0002 g)， 置于燃烧舟中，再盖上一薄层三氧化钨。按正常测定步骤进行试验并记下滴定时氢氧化钠溶液的用量，计算其滴定度：,高温燃烧中和法硫酸标准溶液的配制及标定,2.硫酸标准液:C(1/2H2SO4)=0.03mol/L2.1 配制:1000mL容量瓶中加入约40mL蒸馏水,用移液管吸取0.7mL浓硫酸缓缓加入容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀备用.,高温燃烧中和法硫酸标准溶液的配制及标定,2.2 标定:于锥形瓶中称取0.05g碳酸钠基准物质,加入5060ml蒸馏水溶解后,加入23滴甲基橙指示剂,用硫酸标准溶液滴至黄色变为橙色,煮沸稍冷后继续滴定至橙色.,五 高温燃烧中和法-试验准备,把燃烧管插入高温炉，使细径管端伸出炉口100mm，并接上一长约30mm的硅橡胶管。 将高温炉加热并稳定在12005，测定燃烧管内高温恒温带及500温度带部位和长度。 将干燥塔，氧气流量计、高温炉的燃烧管和吸收瓶连接好，并检查装置的气密性。,五 高温燃烧中和法-仪器连接,五 高温燃烧中和法-步骤,将高温炉加热并控制在1 2005。 用量筒分别量取100mL已中和的过氧化氢溶液，倒入2个吸收瓶中，塞上带有气体过滤器的瓶塞并连接到燃烧管的细径端，再次检查其气密性。,五 高温燃烧中和法-步骤,称取0.2g（称准至0.0002g）煤样于燃烧舟中，并盖上一薄层三氧化钨。 将盛有煤样的燃烧舟放在燃烧管入口端，随即用带T形管的橡皮塞塞紧，然后在350mL/min的流量通入氧气。用镍铬丝推棒将燃烧舟推到500 温度区并保持5min，再将舟推到高温区，立即撤回推棒，使煤样在该区燃烧10min。,五 高温燃烧中和法-步骤,停止通入氧气，先取下靠近燃烧管的吸收瓶，再取下另一个吸收瓶。 取下带 T 形管的橡皮塞，用镍铬丝钩取出燃烧舟。 取下吸收瓶塞，用水清洗气体过滤器23次，清洗时，用洗耳球加压，排出洗液。,五 高温燃烧中和法-步骤,分别向2个吸收瓶内加入34滴混合指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液由桃红色变为钢灰色，记下氢氧化钠溶液用量。空白测定：在燃烧舟内放一薄层三氧化钨（不加煤样），按上述步骤测定空白值。,五 高温燃烧中和法-结果计算,用氢氧化钠标准溶液的浓度计算：,五 高温燃烧中和法-结果计算,用氢氧化钠标准溶液的滴定度计算：,五 高温燃烧中和法-结果校正,氯含量高于0.02%的煤或用氯化锌减灰的精煤应按以下方法进行氯的校正：在氢氧化钠标准溶液滴定到终点的试液中加入10mL羟基氰化汞溶液，用硫酸标准溶液c(1/2H2SO4)=0.03mol/L滴定到溶液由绿色变钢灰色，记下硫酸标准溶液的用量，计算全硫含量：,五 高温燃烧中和法-结果校正,五 高温燃烧中和法-精密度,六 库仑滴定法-基础知识,氧化与还原（得失电子）：物质失去电子为氧化；得到电子为还原。氧化还原当量：参加反应的物质都以一定的量相互作用。得失一个电子相当的物质的质量为该物质的克当量。克当量 E = 克分子质量 M / 得失电子数 n,Cl-,六 库仑滴定法-电解,阴极,阳极,Cu2+,CuCl2溶液,六 库仑滴定法-法拉第定律,通电于电解质溶液后，在电极上析出1克当量任何物质（或1克当量任何电解质发生电解反应），都需要96485库仑电量，近似为96500库仑电量。电量单位：库仑（电流 时间）1 库仑 =1 安培1 秒,六 库仑滴定法-方法原理,煤样在催化剂作用下，于空气流中燃烧分解，煤中硫生成二氧化硫并被碘化钾溶液吸收，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。,六 库仑滴定法-高温燃烧,黄铁矿硫,硫酸盐硫,可逆反应,六 库仑滴定法-电解液吸收,六 库仑滴定法-电解、测定,六 库仑滴定法-计算,库仑滴定法-仪器,库仑滴定法-仪器,库仑滴定法-仪器,六 库仑滴定法-空气净化,大气,电解池,六 库仑滴定法-温度进样控制,开,停,返回,电源开关,电流调节,加热电流,温度指示,程控指示,分解,预分解,六 库仑滴定法-燃烧炉,进气,底座,底座,硅碳管,保温材料,炉盖,电源,散热盖,固定夹,刚玉管,石英管,六 库仑滴定法-电解搅拌,电磁搅拌,电解电极,指示电极,放液口,燃烧炉,玻璃熔板,抽气口,加液漏斗,搅拌子,六 库仑滴定法-测定方法,电解液：碘化钾、溴化钾各5g，冰乙酸 10mL，溶于250300mL水中。碘化钾：电解产生I2来滴定SO2；溴化钾：硫含量高时，防止H2O的电解， 并且用来滴定SO2。冰乙酸：调节溶液pH值，使碘化钾最先 电解。,六 库仑滴定法-试验准备,将管式高温炉升温至1 150，用另一组铂铑-铂热电偶高温计测定燃烧管中高温带的位置、长度及500的位置。 调节送样程序控制器，使煤样预分解及高温分解的位置分别处于500和1 150处。,六 库仑滴定法-仪器连接,在燃烧管出口处充填洗净、干燥的玻璃纤维棉；在距出口端约80100mm处，充填厚度约3mm的硅酸铝棉。,六 库仑滴定法-仪器连接,将程序控制器、管式高温炉、库仑积分器、电解池、电磁搅拌器和空气供应及净化装置组装在一起。燃烧管、活塞及电解池之间连接时应口对口紧接，并用硅橡胶管封住。,六 库仑滴定法-气密检查,开动抽气和供气泵，将抽气流量调节到1000mL/min，然后关闭电解池与燃烧管间的活塞，如抽气量降到500mL/min以下，证明仪器各部件及各接口气密性良好，否则需检查各部件及其接口。,六 库仑滴定法-测定步骤,将管式高温炉升温并控制在11505。 开动供气泵和抽气泵并将抽气流量调节到1 000mL/min。在抽气下，将250300mL电解液加入电解池内，开动电磁搅拌器。,六 库仑滴定法-废样试验,在瓷舟中放入少量非测定用的煤样，按后面步骤进行测定（终点电位调整试验）。如试验结束后库仑积分器的显示值为0，应再次测定，直至显示值不为0。,六 库仑滴定法-煤样测定,于瓷舟中称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样0.05g（称准至0.0002g），在煤样上盖一薄层三氧化钨。将舟置于送样的石英托盘上，开启送样程序控制器，煤样即自动送进炉内，库仑滴定随即开始。试验结束后，库仑积分器显示出硫的毫克数或百分含量并由打印机打出。,库仑滴定法-仪器标定,标定方法:使用有证煤标准物质、按以下方法之一进行测硫仪标定。（）多点标定法：用硫含量能覆盖被测样品硫含量范围的至少3个有证煤标准物质进行标定。 （）单点标定法：用与被测样品硫含量相近的标准物质进行标定。,库仑滴定法-仪器标定,、按GB/T212测定煤标准物质的空气干燥基水分，计算其空气干燥基全硫标准值。2、按步骤，用被标定仪器测定煤标准物质的硫含量。每一标准物质至少重复测定3次，以3次测定值的平均值为煤标准物质的硫测定值。,库仑滴定法-仪器标定,3、将煤标准物质的硫测定值和空气干燥基标准值输入测硫仪（或仪器自动读数）生成校正系数。*有些仪器可能需要人工计算校正系数，然后再输入仪器,库仑滴定法-仪器标定,标定有效性核检 另外选定（1-2）个煤标准物质或者其他控制样品，用被标定的测硫仪按照步骤测定基全硫含量。若测定值与标准值（控制值）之差在标准值（控制值）的不确定度范围，说明标定有效，否则应查明原因，重新标定。,库仑滴定法-仪器标定,标定检查仪器测定期间应使用煤标准物质或其它控制样品定期对测硫仪的稳定性和标定的有效性进行核查，如果煤标准物质或其它控制样品的测定结果超出标准值的不确定度范围，应重新对仪器进行标定，并重新测定自上次检查以来的样品。,六 库仑滴定法-结果计算,当库仑积分器最终显示数为硫的毫克数时，全硫含量按下式计算：,六 库仑滴定法-氯的影响,六. 库仑滴定法-精密度,六 库仑滴定法-高硫煤测定,用库仑法测定硫含量超过10的煤样和煤系黄铁矿时，应采用手动方式适当延长试样在500600处停留的时间，或重新设定500600 温度区段的停留时间一般以 5 min为宜，试样进入高温区后，待积分器上显示的数字不再变化后退出瓷舟。这样就可保证高硫煤的测值不会明显偏低。,六 库仑滴定法-煤灰测定,煤灰中的硫均以硫酸盐硫的形式存在，在高温下硫酸盐硫分解为金属氧化物和三氧化硫。由于存在SO2和SO3的可逆平衡，分解生成的三氧化硫将有97转化为可被库仑法测定的二氧化硫。所以煤灰中的硫与煤中硫一样，均可用库仑法测定。,六 库仑滴定法-注意事项,烧结玻璃熔板及其管道有黑色沉结物时应及时进行清洗。否则抽气部分的乳胶管将抽瘪，流量计浮子逐渐下降，结果偏低。,六 库仑滴定法-注意事项,如烧结玻璃熔板清洗后，流量计指示流速仍达不到1000mL/min，或可达1000mL/min，但熔板处没有气泡或气泡很少，需检查电磁泵到电解池的各部分是否漏气。其中包括连结的乳胶管，硅橡胶管，气体净化管的橡胶塞不紧及电解池漏气等。,六 库仑滴定法-注意事项,切勿用手触摸指示电极与电解电极，否则会沾污电极；在试验完毕，放出电解液时，如忘记将库仑积分仪面板上的电解调节选择钮置“零”位，则会在电极和指示电极上蒙上一层薄薄的碘，产生电极沾污。指示电极一旦沾污，终点控制即失灵，常导致过滴定，此时，可打开电解地，取出电极，用乙醇或丙酮擦洗。,六 库仑滴定法-注意事项,在加放电解液及洗电解他时注意不要把溶液撒到搅拌器的插头和插座上。否则也会使终点控制失灵。将置于搅拌器上的插头打开，用丙酮或乙醇清洗，吹干后装好即可。,六 库仑滴定法-注意事项,高温燃烧炉的电流不易过大，最初在57A，然后加大到10A，大约四十分钟左右可升到1150。,库仑滴定法-注意事项,当样品从燃烧炉中自动返回时，计数器的数字仍不断增加，说明有拖尾现象，则应加长在高温区的停留时间，还应检查载气量是否足，异径管是否断裂。,库仑滴定法-电解池的清洗维护,用洗液清洗熔板及电极，指示电极可以用酒精灯烧红。电解池打不开时，不能用金属工具开启，或硬性拧开，否则会造成电解池上盖、电极及熔板的损坏。一般用注水或浸入的方法。,库仑滴定法-故障处理及日常维护问题,当气体流量下降到零时，应先打开电解池放气口，看气体流量是否回升。若回升，则检查变色硅胶过度失效，予以更换；若不回升，则检查电磁泵皮碗是否破损。仪器使用一段时间，一般数据会偏低，在这种情况下，不要急于调整校正系数，应先做以下工作：对电极、熔板、电解池毛细管进行清洗。检查石英管是否破损。填充的硅酸铝棉、玻璃纤维棉是否需要更换。气路中连接是否存在堵塞、漏气现象。,