測硫儀使用中的問題及解決方法

張寶娟，王新峰，高 揚，謝秋利

（唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305）

隨著環(huán)境治理工作的日漸嚴峻，含硫廢氣的排放越來越受到關(guān)注。準確測定原煤、白煤、焦炭中的硫含量對環(huán)境監(jiān)控有重要的指導(dǎo)意義。同時硫含量作為與供應(yīng)商之間結(jié)算考核重要指標之一，結(jié)果準確可靠，是企業(yè)降低成本的一項重要途徑。而測定硫含量所用到的儀器就是測硫儀，如果測硫儀出現(xiàn)故障，分析結(jié)果就不能迅速反饋，嚴重時還會造成數(shù)據(jù)不準確，使企業(yè)的經(jīng)濟利益蒙受損失。因此，測硫儀的正確使用、日常維護和問題處理是每天面臨的問題。

1 測硫儀測定原理

唐山三友化工股份有限公司使用的測硫儀為型號為YX-DL/A的臥式定硫儀，使用的方法為庫倫滴定法。其測定原理是根據(jù)庫倫定律提出來的，即法拉第電解定律。當電流通入電解池中，在電極下析出的物質(zhì)的量與通過電解池的電量成正比。根據(jù)庫倫滴定法原理，煤樣在1 150℃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)，生成亞硫酸或少量硫酸，亞硫酸立即被電解池中的碘（溴）氧化成硫酸，結(jié)果溶液中的碘（溴）減少而碘離子（溴離子）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碘（溴）與亞硫酸反應(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)這些過程，直到試驗結(jié)束。最后，儀器根據(jù)對電解產(chǎn)生碘（溴）所耗用電量的積分，根據(jù)法拉第電解定律計算試樣中全硫的含量。

全硫含量的計算公式為：

S（%）=C×16×100/（96 500×G）

式中：S為空干基的全硫，%；

C為毫庫侖電量=電流mA×時間s；

16為物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，g/mol；

96 500為法拉第常數(shù)；

G為試樣重量，mg。

2 存在問題及解決方式

儀器在使用過程中可能會存在許多問題，本文僅對分析結(jié)果造成影響的問題加以論述，對單純的儀器故障忽略不計。

2.1 測試結(jié)果偏低

2.1.1 煤樣未燃燒完全

煤樣未燃完全主要有以下幾個方面的原因及改進措施。

（1）由于送樣桿沒有送到位置，檢查皮帶時出現(xiàn)脫落或松動，這時需要緊固或更換皮帶；

（2）剛玉異徑管斷裂阻止樣品前行；

（3）還有可能是送樣桿彎曲或者與異徑管不在同一直線上，使之不能到達需要位置，需更換異徑管或送樣桿。

如果解決了以上問題仍存在黑色物質(zhì)，可能是由于溫度不夠，造成溫度不夠的原因可能是硅碳管斷裂或者是固態(tài)繼電器與硅碳管電極片之間的高溫線斷裂。也可能是由于連接加熱的電源故障，需要逐一排除。

2.1.2 煤樣燃燒完全

煤樣燃燒完會主要由以下幾個方面。

（1）由于載氣系統(tǒng)故障，如果煤灰過濾器處的脫脂棉容易變黑，可能是由氣流量過大造成，氣流量太大會使樣品來不及燃燒就被帶走，這樣也容易使玻璃熔板堵塞，這時應(yīng)該及時調(diào)低氣流量，并帶標煤檢查其準確性；

（2）如果煤灰過濾器處的脫脂棉不易變黑，則要檢查載氣系統(tǒng)的氣密性，消除漏點，使氣流量恢復(fù)正常；

（3）由于玻璃熔板堵塞，必須進行清洗。如果氣路系統(tǒng)正常，則有可能是電解杯漏氣，這時要更換電解杯膠墊或者重新安裝，消除漏點；

（4）如果載氣系統(tǒng)也正常，測量結(jié)果重現(xiàn)性好，那么有可能是電解液使用時間太長，需要重新配制。并清洗電解池內(nèi)電極片，如果重現(xiàn)性不好，則有可能是剛玉異徑管斷裂，需換新管；也有可能是耐高溫管老化，更換新管。

2.1.3 非儀器故障

測定白煤等硫含量較低的樣品時，可能是由于儀器對較低組分的樣品響應(yīng)不夠明顯，需要首先用較高硫含量樣品進行測定，使儀器正常響應(yīng)平衡系統(tǒng)，同時可以略微加大稱樣量進行解決。

如果能夠排除所有儀器原因，測試結(jié)果仍然偏低，那么則需要做多組標準煤樣（至少5平行）調(diào)整校正系數(shù)，使結(jié)果正常，并重新帶標準樣品驗證結(jié)果的準確性。

2.2 測試結(jié)果精密度不好

（1）樣品粒度問題。先測定標準樣品的精密度，如果精密度合格，則說明試樣的粒度不均勻，需要重新制備樣品。

（2）儀器故障。如果標準樣品的精密度不合格，則是儀器有問題需要逐一排查。首先要保證稱樣時天平的穩(wěn)定性；如果天平正常則要檢查儀器的氣路系統(tǒng)。煤灰過濾器處的脫脂棉容易變黑則說明氣流量過大，需調(diào)低氣流量，并保證流量的穩(wěn)定；如果脫脂棉不易變黑，則需檢查電解液攪拌時轉(zhuǎn)子的情況，若電解池內(nèi)電解液存在攪拌子亂跳，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)的現(xiàn)象，則需重新放置電解池，使其平穩(wěn)，并更換攪拌子；電解液攪拌正常則需檢查載氣系統(tǒng)。載氣系統(tǒng)的檢查參考測試結(jié)果偏低時排查方法。

2.3 測試結(jié)果偏高

出現(xiàn)這種現(xiàn)象如果排除天平的原因，最可能的是需要調(diào)整校正系數(shù)，方法參考測量結(jié)果偏低的方法。

3 結(jié)束語

保證分析結(jié)果準確的最佳方法就是定期用標準樣品對儀器進行驗證。幾年下來，通過對儀器的保養(yǎng)使用，從未出現(xiàn)過分析事故。以每噸煤節(jié)約10元，僅原煤一項每年就可節(jié)省資金近千萬元，加之白煤、焦炭的費用更是可觀，極大地保證了公司經(jīng)濟利益，并為生產(chǎn)上進行含硫廢氣的處理提供了準確可靠的數(shù)據(jù)，保護了環(huán)境。