定硫儀由空氣凈化裝置、控制器、燃燒爐、電解池和攪拌器等分組成。 主要用于測定煤炭、鋼鐵和各種礦物中的硫含量,是煤炭、電力、化、建材、冶金、地質(zhì)勘探、商檢、環(huán)保檢測等實驗室的優(yōu)選儀器。
分析原理
煤樣在 1150 ℃溫條件下在凈化過的空氣中燃燒,煤中各種形態(tài)的硫均被燃燒分解出來,被空氣帶到電解池內(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,儀器便立即輸出電電解碘化鉀溶液生成碘,去恢復(fù)原來的動態(tài)平衡,也就是 GB/T214-1996 中的庫侖滴定。具體恢復(fù)到原來的動態(tài)平衡所耗用了多少電,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硫含量。
煤樣在 1150℃溫條件下于凈化過的空氣中燃燒,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(jī)物)+O2 → CO2 ↑+ H 2 O + SO2 ↑+ CI2 ↑+ ……
4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O3 + 8SO 2 ↑
2ΜSO4 → 2ΜO + 2SO 2 ↑+ O2 ↑ (Μ金屬元素)
2SO 2 + O 2 → 2SO 3 ↑
生成的SO 2 和少量SO3 被空氣帶到電解池內(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;2I - –2e→I 2
陰;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)即可計算出煤中硫含量(%)。
根據(jù)庫侖滴定法原理,煤樣在1150℃溫條件及催化劑的作用下,在凈化過的空氣中燃燒,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),示電間的電位升,儀器自動判斷啟動電解,并根據(jù)示電上的電位低,控制與之對應(yīng)的電解電的大小與時間,使電解電上生成的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(fù)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硫的含量。
。 電解液的配制:碘化鉀 5 克,溴化鉀 5 克,溶入 250~300ml 的蒸水 中,然后加入 10ml 冰醋酸(冰乙酸)電解液可重復(fù)使用,當(dāng)電解液的 PH 值應(yīng)為 1~2 之間,當(dāng) ph 值<1 或混濁不清時應(yīng)更新配制電解液。
2 打開前電解窗,將電解液裝入電解池內(nèi)。
3 打開主機(jī)電源(電源開關(guān)在儀器的后左下方)
4 按下操作面板上的升溫鍵,儀器將自動升溫至 1150℃。
5 按下攪拌鍵,攪拌器自動升速,氣泵自動開啟,這時要檢查氣路是否 正常,將抽氣量調(diào)節(jié)至 1000ml/min,用手緊捏電解池上方氣管時,如 果抽氣量計下懸浮粒子降到底,則表示空氣凈化系統(tǒng)不漏氣,否則 檢查漏氣位。
6 試樣稱量前的準(zhǔn)備作:在試樣稱量前,應(yīng)盡可能地將試樣瓶內(nèi)的煤 樣混和均勻,可用手握住帶蓋的試樣瓶上方,自上而下做園周運(yùn)動,切 勿上下?lián)u動。試樣的充分混合是確保試驗結(jié)果的重要因素。
7 稱取煤樣(50mg±0.2mg)保持小數(shù)后位(50.0mg),并在上面覆蓋 層三氧化鎢以防止燃。
8 按下電解鍵后,按返回鍵,瓷盤托板自動打開,送樣棒自動送出儀器 右外側(cè)。
9 送樣棒復(fù)位后,按清零鍵,再將試樣重量鍵入。
10 試驗日期的鍵入:按動日期鍵,鍵入 2005 后再按次日期鍵,鍵入 0820。注意月份和日期均須鍵入兩位數(shù)。這時的打印日期為 2005 年 8 月 20 日,若忘記輸入日期,打印結(jié)果為????年??月??日。
11 將裝有煤樣的瓷舟放入托板上后,按啟動鍵,儀器便自動入測試 作狀態(tài)。
12 按以上方法做到兩個廢樣后,便可入做正樣的狀態(tài)。每次測試 畢后,便自動打印出測試結(jié)果。清零后,從復(fù)以下測試過程。
13 測試作成后,按啟送樣鍵,再按返回鍵,送樣棒會自動退入機(jī)體 內(nèi),到位后,關(guān)閉送樣板。按啟攪拌鍵,升溫鍵關(guān)掉電源開關(guān)。
(1)開電源開關(guān),儀器將控制爐體自動升溫。
(2)打開定硫儀氣泵開關(guān),檢查是否漏氣。再將氣體量調(diào)節(jié)到1000mL/min左右。打開攪拌器開關(guān),看轉(zhuǎn)速是否合適。
(3)待爐溫升到1050℃時,打開電解開關(guān),按[2/電解]鍵,觀察電解電壓是否大于35mv,如小于35mv需做廢樣平衡電解液,直至電解電壓大于35mv或作出非零結(jié)果。
(4)在瓷舟上稱取50毫克左右的煤樣,上面覆蓋薄層三氧化鎢(或三氧化二鎢),將瓷舟放入石英托盤上,按[啟動]鍵,鍵入三位數(shù)樣重,再按下[啟動]鍵,試驗開始。
試驗開始后,分別在500℃和1150℃處停留,停留時間按設(shè)定輸入時間和煤樣燃燒時的時間來確定,試樣經(jīng)燃燒后,庫侖滴定自動行,整個試驗過程將由程序執(zhí)行,待石英托盤和瓷舟返回原位,打印機(jī)打出結(jié)果,試驗畢。當(dāng)做平行樣后,需要打印報表時,請重新輸入樣號,自動打印報表。
定硫儀試驗畢后,關(guān)閉電解開關(guān),放出電解液,并用蒸餾水清洗電解池,然后關(guān)閉凈化裝置。
定硫儀試驗連續(xù)行,如中間間隔時間較長,在試驗前需加燒個廢樣。
1、開啟電源:按下電源開關(guān),通電后儀器行自檢,自檢通過后自動升溫。
2、當(dāng)爐溫升到1100℃時,啟動載氣系統(tǒng),檢查氣密性。方法如下:用止血夾夾住電 解池的氣管和放液管,此時應(yīng)看到氣體量計浮子慢慢下降,如降到500ml/min 以下表示合格,否則應(yīng)檢查并解決問題后方可繼續(xù)做實驗。
3、接著打開放液管和止血夾,把電解液吸入電解池,電解液吸入電解池,電解液 般不過電片上端2厘米。調(diào)整攪拌速度(在攪拌子不失步的情況下,攪拌速度 快些較好),實驗過程中不允許改變攪拌速度,否則此次實驗無效。調(diào)節(jié) 量計,使氣為1000ml/min左右,在實驗過程中應(yīng)經(jīng)常觀察氣量,如過低則 應(yīng)調(diào)整。
4、當(dāng)爐溫升到1150℃時,即可開始做實驗。在測正式樣前做1-3個廢樣。如果 電解液長時間不用,顏色很深,用硫含量較的煤做廢樣,直到結(jié)果不為零 且電解液顏色變淺為止,做廢樣目的是使電解液達(dá)到儀器所要求的平衡狀態(tài)。 批試樣連續(xù)做,如中間間斷長的時間(半小時以上),為確保準(zhǔn)確 度,在繼續(xù)實驗前加做個廢樣。
5、實驗結(jié)束后,關(guān)閉載氣系統(tǒng),放出電解液,并用蒸餾水清洗電解池。
6、返回主菜單,有自動關(guān)機(jī)作用的儀器使用自動關(guān)機(jī),其他型號的定硫儀則關(guān)閉電 源開關(guān),下班前關(guān)閉總電源。
1、凈化器:量計示應(yīng)在 0.8~~1.2 之間。若氣密性下降,重點應(yīng)檢查以下件:氣泵、量計、玻璃管、橡膠管和氣路連接。
(1). 量計:其、出氣口由于和干燥管相連,可能被干燥管內(nèi)的硅膠顆粒阻塞氣路,而使氣量不穩(wěn),或調(diào)不到規(guī)定量;其內(nèi)如果入液體或入粉塵和潮氣結(jié)合,將給小浮子成很大阻力,也成量不穩(wěn)或無法調(diào)節(jié);其本身的損壞如內(nèi)氣路密閉不嚴(yán),針形閥也成量不可調(diào)或不穩(wěn)。
(2) 玻璃管:其下兩端應(yīng)填充脫酯棉。分別遮蔽上下兩個氣孔,使其內(nèi)容物不致吸入連接管道內(nèi),阻塞氣路。其本身如有小裂紋,可用用膠密封,硅膠旦變色,要及時更換。
(3) 氣泵:其原理是內(nèi)由電磁作用帶動兩個皮碗作往復(fù)運(yùn)動,產(chǎn)生空氣動力。其發(fā)生故障般都是兩個皮碗破裂所致。皮碗破裂,則抽力下降,表現(xiàn)為量計浮子直往下掉,量不穩(wěn),與 1 、 2 表現(xiàn)樣。
(4) 橡膠管:容易老化,成系統(tǒng)漏氣,量不穩(wěn)。
以上故障的表現(xiàn)都樣,每次試驗都要行的檢漏作都是針對它們的(當(dāng)然另外也包括電解池)反映到做樣結(jié)果上,都是使測定結(jié)果不穩(wěn)定,忽忽低。
2、電解池:
(1) 電解池的上蓋要旋緊,密封圈老化,各個出孔處 開膠,都是成漏氣的原因。
(2) 電解池內(nèi)四個片,兩個小的組,為示電 兩個大的組,為電解電。示電起感受電解液滴定情況并而控制電解電行滴定的作用。如果個電出毛病,都將成實驗無法行。所以定要保證四個片表面的潔凈,其封膠處不得開裂。
若示電片與其引線斷開(如封膠開裂時)將成電解電持續(xù)電解,不能停止。電解液發(fā)紅,屏幕飛快計數(shù)(即使不放煤樣),其表面粘污也是這樣現(xiàn)象:若電解電片與其引線斷開,將成做樣時電解液越來越白,但屏幕始終不計數(shù),即相當(dāng)于電解開關(guān)關(guān)閉狀態(tài)。其表面粘污則表現(xiàn)為電解遲頓,即液體很白時電解才突然開通,測定結(jié)果嚴(yán)重偏低且不穩(wěn)定。
處理辦法:對表面粘污的,可做清潔處理。對開膠導(dǎo)致斷開的,可將殘膠剔除,取下與片相連的塑料管,清洗其內(nèi)壁,更換已腐蝕的引線分,重新焊接,封膠,不可將裂口封膠了事,因其內(nèi)可能已積存電解液,引線已被腐蝕,與片不導(dǎo)通。
(3) 電解池的引出線插頭及機(jī)器上插座,日久氧化,松動所成 的故障現(xiàn)象與片受污染或開路樣,可將插頭鍍上薄層焊錫,除去其氧化層增加插頭與插座的緊密性,也可將引線直接接焊至機(jī)內(nèi)相應(yīng)點。
3、攪拌器:其原理是利用旋轉(zhuǎn)的磁場,帶動電解池內(nèi)的磁力攪拌棒旋轉(zhuǎn)。若攪拌器磁場減弱或其電機(jī)轉(zhuǎn)速減慢,則相應(yīng)地成攪拌速度減慢。攪拌棒的磁力消退,是成攪拌失步現(xiàn)象的常見原因,可更換之或?qū)ζ涑浯拧嚢杷俣仍娇?,越有利?SO2 水合物的均勻滴定,攪拌速度過低也測定結(jié)果不理想的個原因,實驗中攪拌器若停轉(zhuǎn),則即發(fā)生過電解現(xiàn)象。
4、燃燒爐:
(1) 熱電偶的正確安裝很重要,向下插到碰到硅碳管后回退2mm. 離的越遠(yuǎn),則儀器顯示值低于實際爐溫遲遲升不到設(shè)定溫度(實際爐溫早已達(dá)到)或者升到設(shè)定℃后,控制度不好,在控溫點上下幾十甚至上百度的波動:如果熱電偶碰在硅碳管上,則當(dāng)升到溫時,會有漏電由硅碳管竄入機(jī)內(nèi),使顯示溫度大幅度波動,直線下掉甚至出現(xiàn)負(fù)溫度(要與熱電偶接返成的溫度下降出現(xiàn)負(fù)溫度區(qū)分開),嚴(yán)重的擊壞儀器溫度分電路??販禺惓?,爐溫過(遠(yuǎn)于 1050 ℃)的現(xiàn)象是:向爐膛內(nèi)看,已不是正常的紅光,而是已經(jīng)發(fā)白,往往成石英舟與異徑管粘連,嚴(yán)重的有異徑管燒彎,異徑管與硅碳管粘連現(xiàn)象,如果送入煤樣,退出時會發(fā)現(xiàn)煤灰已熔化在瓷舟上,無法刮掉,可視實際情況調(diào)整熱電偶位置或調(diào)整設(shè)定溫度。如果熱電偶未接好或其內(nèi)斷路,則儀器顯示 1 ,表示量程:如果熱電偶短路,則儀器始終顯示室溫。
(2) 異徑管是試樣的密閉燃燒室,保證燃燒產(chǎn)生的 SO2 氣體在氣泵作用下入電解池。如其有裂紋或斷裂,將會成含硫氣體外逸,使測定結(jié)果嚴(yán)重偏低且不穩(wěn)定,異徑管處于溫下,又隱蔽于爐體內(nèi),故斷裂處較隱蔽,感覺異常時可松開爐口的緊固螺絲,將其抽出檢查。
(3) 硅碳管調(diào)試時以 10 Ω為佳值。其阻值過大或過小,都將成大加熱電變小,其自然老化后,阻值將會變大。表現(xiàn)為升溫時間變長或升不到設(shè)定溫度:此時爐模擬顯示燈不能達(dá)到 9 或 10 燈亮位置。處理辦法般以更換為好,判定時可量其阻值情況。
上一篇 : 中藥粉碎機(jī)的使用和保養(yǎng)和注意事項
下一篇 : 耐油防腐涂料的施方法