定硫儀由空氣凈化裝置、控制器、燃燒爐、電解池和攪拌器等部分組成。主要用于測定煤炭、鋼鐵和各種礦物中的全硫含量,是煤炭、電力、化工、建材、冶金、地質(zhì)勘探、商檢、環(huán)保檢測等部門實驗室的優(yōu)選必備儀器。
分析原理
煤樣在 1150 ℃高溫條件下在凈化過的空氣流中燃燒,煤中各種形態(tài)的硫均被燃燒分解出來,被空氣流帶到電解池內(nèi)與水化合生成 H2SO3 ,由于其破壞了電解池內(nèi)原有的碘 - 碘離子對的動態(tài)平衡;
儀器便立即輸出電流電解碘化鉀溶液生成碘,去恢復原來的動態(tài)平衡,也就是 GB/T214-1996 中的庫侖滴定。
具體恢復到原來的動態(tài)平衡所耗用了多少電流,是與煤樣中燃燒分解硫的多少有直接關(guān)系的,它可由微處理器測量并計算出來,故而我們可以得出煤中的全硫含量。
煤樣在 1150℃高溫條件下于凈化過的空氣流中燃燒,煤中各種形態(tài)的硫均被燃燒分解為SO 2 和少量SO 3 而逸出。反應(yīng)如下;
煤(有機物)+O2 → CO2 ↑+ H 2 O + SO2 ↑+ CI2 ↑+ ……
4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O3 + 8SO 2 ↑
2ΜSO4 → 2ΜO + 2SO 2 ↑+ O2 ↑ (Μ指金屬元素)
2SO 2 + O 2 → 2SO 3 ↑
生成的SO 2 和少量SO3 被空氣流帶到電解池內(nèi),與水化合生成H 2 SO 3 和少量H2 SO 4 ,破壞了碘-碘化鉀電對的電位平衡,儀器便立即以自動電解碘化鉀溶解生成的碘來氧化滴定H 2 SO 3。反應(yīng)式為;
陽極;2I - –2e→I 2
陰極;2H + + 2e → H 2
碘氧化 H 2 SO 3 反應(yīng)式為:I 2 + H 2 SO 3 + H 2 O → 2I - + H 2 SO4 + 2H +
電解產(chǎn)生碘所耗用的電量,由控制器采集并計算出相應(yīng)的含硫毫克數(shù)。煤樣所含硫的毫克數(shù)除以煤樣的重量(毫克)即可計算出煤中全硫含量(%)。
定法原理
根據(jù)庫侖滴定法原理,煤樣在1150℃高溫條件及催化劑的作用下,在凈化過的空氣流中燃燒,煤中各種形態(tài)的硫均被燃燒分解為SO2和少量SO3氣體,而被凈化過的空氣流帶到電解池內(nèi),生成H2SO3或少量H2SO4,H2SO3立即被電解液中的I2(Br2)氧化成H2SO4,結(jié)果溶液中的I2(Br2)減少而I(Br)增加,破壞了電解液的平衡狀態(tài),指示電極間的電位升高;
儀器自動判斷啟動電解,并根據(jù)指示電極上的電位高低,控制與之對應(yīng)的電解電流的大小與時間,使電解電極上生成的I2(Br2)與H2SO3反應(yīng)所消耗的數(shù)量相等,從而使電解液重新回到平衡狀態(tài),重復些過程,直到試驗結(jié)束。
儀器根據(jù)對電解產(chǎn)生I2(Br2)所耗用電量的積分,再根據(jù)法拉弟電解定律計算試樣中全硫的含量。
1、應(yīng)防止灰塵及腐蝕性氣體侵入,并置于干燥環(huán)境中使用。若長期不使用,要妥善保管。儀器搬動時應(yīng)輕放,特別是爐體,以防震壞硅碳管。
2、燒結(jié)玻璃熔板及其管道內(nèi)有黑色沉結(jié)物時,應(yīng)及時進行清洗。清洗方法如下:打開電解池上蓋,熔板及電極便被一起拿出,先用自來水沖洗后,將其放入新配制的清洗液(5克重鉻酸鉀和10ml蒸餾水,加熱溶解,冷卻后緩緩加入100ml濃硫酸)中,上下左右運動清洗,然后提起熔板,待清洗液流凈后,用此法再反復清洗2~3次,即可除去熔板及支管中的黑色沉結(jié)物。熔板清洗完后,再用自來水沖洗電解池,并用洗耳球從熔板支管中抽水至不殘留洗液,熔板應(yīng)潔白如初。用濾紙條吸干熔板及其支管中的水,將電解池裝好。打開電磁泵,用空氣吹干玻璃熔板及其支管,加入電解液便可使用。燃燒管與電解池間的玻璃活塞,有黑色沉結(jié)物時用濾紙條擦凈即可。
3、如燒結(jié)玻璃板清洗后,流量計指示的流速仍達不到1000ml/min,或雖可達1000ml/min,但熔板處沒有氣泡或氣泡很少,需檢查電磁泵到電解池的各部分是否漏氣,其中包括接連的乳膠管、硅橡膠管、氣體凈化管的橡膠圈塞及電解池等處。還應(yīng)檢查流量計、燃燒管、干燥管是否堵塞,氣泵皮腕是否破裂。
4、送樣單元屬機械動作,需經(jīng)常維護。如在小滑輪處略加一些潤滑油等。不要用手觸摸指示電極與電解電極,否則會沾污電極。指示電極一旦沾污,終點控制即失靈,常導致過度滴定。此時,應(yīng)用乙醇或丙酮擦洗電極。
5、在加、放電解液及洗電解池時,不要把溶液撒到電極引出插頭上。否則,會使終點控制失靈。此時用乙醇丙酮擦洗電極引出插頭。
6、為消除煤樣的爆燃和減少玻璃熔板變黑,可于燃燒管內(nèi)充填硅酸鋁棉,其厚度為3~4mm。為使硅酸鋁棉大小合適,可將燃燒管進口端頂在硅酸鋁棉上,打上個印記,按此印記剪下硅酸鋁棉圓塊,用頭部直徑與此圓塊相仿的推棒將硅酸鋁棉推到高溫區(qū)后沿上,也可用硅酸鋁棉少許裝在電解池與燃燒管之間的玻璃管道上。
7、儀器連續(xù)使用3~5天以后,要用標樣校驗一次,以檢查燃燒管有無破裂或其它部分有無漏氣現(xiàn)象。