煤中全硫的测定方法.ppt

煤中全硫的测定方法所谓煤中全硫是指煤中各种形态硫的总和。通常分为两大类,一是以有机物存在的硫,叫做有机硫。另一类以无机物存在的硫,叫做无机硫。另外,还有少数煤中含有以单质状态存在的单质硫。有机硫( SO ) 主要以硫醇类,噻吩类,硫醌类、硫醚类、硫蒽类官能团存在于煤中。无机硫分为硫化铁硫( SP ) 和硫酸盐硫( SS )。硫化铁硫中绝大部分是黄铁矿硫( FeS 2 ), 硫酸盐硫主要以硫酸钙( CaSO 4) 的形式存在与煤中。有的煤中还含有单质硫。一般在低硫煤中以有机硫为主,高硫煤中则大多是以黄铁矿硫( FeS 2) 为主。只有少数特殊的高硫煤中的硫是以有机硫为主。有机硫、黄铁矿硫和单质硫都能在空气中燃烧,所以它们都是可燃硫。硫酸盐硫是固定硫,为不可燃硫。由于有机硫属于煤的有机质组成,分布均匀。如果用重力洗选的方法是无法将其脱去的。一、概述煤的无机硫主要是黄铁矿,能否洗选脱出,决定于存在状态。一般黄铁矿呈团块状或结核状,易于洗选脱出。但是呈浸染状,分布均匀的,则很难用洗选方法除去。通常煤中硫酸盐硫含量都较低,只有风化或氧化过的含黄铁矿高的煤中的硫酸盐硫含量可达 ~ %。硫是煤中的有害元素之一。煤在燃烧过程中形成 SO 2。 SO 2 不仅腐蚀设备,可形成酸雨,污染空气,对环境造成极大的破坏。炼焦时,煤中的硫进入焦炭,炼铁用焦炭硫分过高时,它会使生由于它是酸性物质,在高炉中,就需要提高炉渣的碱度,而增大排渣量,降低了高炉的生产能力及冶炼强度,同时还提高了焦比。有些硫铁矿含量多的煤,因氧化而放出热量,散热不及时,使煤堆温度升高而自燃。煤中全硫的测定方法很多,主要是艾氏卡重量法、库仑法、高温燃烧中和法。其中艾氏卡重量法国标规定为仲裁法。现在已有不少单位采用红外吸收法。 GB/T214-2007 适用于褐煤、烟煤、无烟煤和焦炭。二、测定方法艾士卡法为测定煤中全硫的经典方法,它采用重量分析方法,操作虽然复杂,测试周期也长,但它以测定结果准确著称,常用作仲裁方法及研制标准煤样中的定值方法。(1)要求:试剂和材料详见标准规定。(2 )煤样:粒度< mm ; 样重 1g( 全硫含量 5-10% ,称取 g ;全硫大于 10% 时取 g)(称准至 g)。(3) 艾士卡试剂: 2 份化学纯轻质氧化镁与 1 份化学纯无水碳酸钠混匀,并研细至小于 mm ,保存于密闭容器中。 1. 艾士卡法(4)测定步骤及技术要点: ①熔样利用艾士卡试剂与煤样一起熔融,艾士卡试剂中的氧化镁可以防止碳酸钠在较低温度下熔化,使煤样与艾士卡试剂保持疏松状态而有利于氧的渗入,促进氧化反应的进行。同时,硫的氧化物也可直接与氧化镁反应,在空气氧的作用下,最后生成硫酸镁。煤+O 2→ CO 2 +SO 2 +SO 3 +N 2 +H 2O 2Na 2 CO 3 +2SO 2 +O 2→ 2Na 2 SO 4 +2CO 2 Na 2 CO 3 +SO 3→ Na 2 SO 4 +CO 2 2MgO+SO 2 +O 2→ 2MgSO 4 MgO+SO 3→ MgSO 4 煤中不可燃硫,如硫酸钙在受热的条件下则与艾士卡试剂中的碳酸钠发生复分解反应,也转化为硫酸钠。 CaSO 4 +Na 2 CO 3→ CaCO 3 +Na 2 SO 4。由此可知, 艾士卡试剂可使得煤中的可燃硫及不可燃硫均转为可溶性的硫酸钠与硫酸镁而进入溶液。在熔样时,必须使煤样与艾士卡试剂充分混匀,为防止挥发物过快逸出, 试样应从低温放入炉中熔化,并缓缓升温,同时要求在煤样与艾士卡试剂混合物上再覆盖 1g艾士卡试剂这样就可确保硫氧化物与硫酸钠及氧化镁反应完全。熔样是艾士卡法测定全硫中特别重要的一个环节,熔样的温度与时间要掌握好,温度太低,时间太短或艾士卡试剂与煤样混合不均匀,均可能导致燃烧不完全。如在燃烧产物中发现未燃尽煤粒,则应继续灼烧一段时问,直至试样燃烧完全为止。艾士卡试剂,有现成试剂,也有的则要自己配制,所用氧化镁及无水碳酸钠,最好用一级品即保证试剂( GR ), 如实在无一级品,则得用二级试剂,即分析试剂( AR )。一般说来,试剂纯度越差,则杂质含量越高,空白试验值也越大。无水碳酸钠暴露在空气中会吸水后结块,这将大大降低艾士卡试剂的作用,同时,也无法与煤样混合均匀,故受潮的无水碳酸钠不宜使用。②硫酸盐溶解煤与艾士卡试剂在氧渗入的条件下反应,生成的硫酸钠与硫酸镁是易溶于水的盐类。用热浸取熔融物,煮沸数分钟后就可使它们进入溶液,用定性滤纸过滤,把滤液