固體生物質(zhì)燃料中全硫的測定方法

蔣萍萍

(赤峰市特種設(shè)備檢驗(yàn)所,內(nèi)蒙古 赤峰 024000)

隨著人口和經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的增長，電力需求越來越旺盛，現(xiàn)在常用的燃料是煤，化石燃料是不可再生資源，開發(fā)利用都受到一定限制，并且對環(huán)境有負(fù)面影響。從經(jīng)濟(jì)和環(huán)保角度考慮，有必要尋找一種既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的能源資源，固體生物質(zhì)作為一種高效的綠色能源，逐步代替化石燃料，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性節(jié)能、降耗、減排效益。隨著國家對環(huán)保的重視，對固體生物質(zhì)燃料的要求也而越來越嚴(yán)格，固體生物質(zhì)燃料中全硫的含量會對環(huán)境有很大影響，制約著固體生物質(zhì)燃料的發(fā)展，因此全硫的測定越來越重要。

適用固體生物質(zhì)全硫測定的方法不多，有GB/T 28732-2012中規(guī)定采用艾士卡法和庫侖滴定法，另外還有新方法報道出現(xiàn)，如紅外光譜法，本文對固體生物質(zhì)燃料中全硫測定的三種方法進(jìn)行分析和討論。

1 固體生物質(zhì)燃料中全硫的三種測定方法

1.1 艾氏卡法

將艾氏卡試劑和固體生物質(zhì)燃料樣品充分混合均勻，在800～850℃高溫條件下充分灼燒2h，使固體生物質(zhì)燃料中有機(jī)形態(tài)和無機(jī)形態(tài)的硫都生成可溶性鹽，溶解后過濾，向過濾后的溶液加入鹽酸并煮沸，后加入一定量的氯化鋇使含硫的物質(zhì)全部以沉淀的形式沉積下來，對沉淀經(jīng)過一些列處理后，通過稱量沉淀的重量得知固體生物質(zhì)燃料中全硫的含有量[1]。該方法操作過程比較復(fù)雜，耗時較長，對操作人員的熟練性要求較高。孫創(chuàng)奇[2]對該方法進(jìn)行了改進(jìn)，縮短實(shí)驗(yàn)時間，減小測量不確定度，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性。

1.2 庫倫滴定法

固體生物質(zhì)燃料樣品在高溫條件下，和催化劑三氧化鎢進(jìn)行充分混合，于空氣中充分燃燒，樣品中有機(jī)態(tài)的硫會氧化生成二氧化硫和少量的三氧化硫，硫氧化物被溶液吸收生成相應(yīng)的酸，通過電解反應(yīng)溶液中產(chǎn)生一定量單質(zhì)碘，用來滴定亞硫酸，通過檢測該過程所消耗的電量即可得知固體生物質(zhì)燃料中全硫的含量[1]。該方法在較短時間內(nèi)(0.5h)就可以得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，操作過程與艾氏卡法相比較簡單，但實(shí)驗(yàn)過程中不僅生成二氧化硫，還有其他硫氧化物，因而固體生物質(zhì)全硫結(jié)果相對于真實(shí)值偏低，故結(jié)果準(zhǔn)確度相較艾氏卡法低。

1.3 紅外光譜法

固體生物質(zhì)燃料在1300℃高溫下，在O2氣流充分燃燒分解，氣流中的固體被玻璃棉吸附，水蒸氣分被吸水性物質(zhì)吸收，除去雜質(zhì)和水分的燃燒氣被送到紅外檢測池，依據(jù)朗伯比爾定律，儀器通過監(jiān)測二氧化硫吸收紅外線的多少，經(jīng)過計算機(jī)軟件計算處理后，得出固體生物質(zhì)燃料中全硫含量的百分比[3]。該方法較簡單，幾分鐘內(nèi)即可得知實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其準(zhǔn)確度和其他檢測方法相比差別不大。

2 減小測量誤差的措施

2.1 艾氏卡法

(1)艾氏卡試劑中的無水碳酸鈉和氧化鎂一定要混合均勻，避免測定結(jié)果出現(xiàn)偏差；(2)為防止生成的硫氧化物溢出，應(yīng)該在樣品上面再蓋一層艾氏試劑，且馬弗爐的升溫速率不能太快，通風(fēng)要好，灼燒時間需充分；(3)轉(zhuǎn)移時要用熱水清洗，多次洗滌，合并洗滌液，確保含硫物質(zhì)全部轉(zhuǎn)移；(4)沉淀時要注意加入BaCl2的量(過量50%～100%)和溶液的酸度，避免鹽效應(yīng)和強(qiáng)酸條件下沉淀溶解度增加，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低。

2.2 庫侖滴定法

(1)實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)該檢查儀器的氣密性，如有漏氣，必須進(jìn)行查找，可分段查找直到確定漏氣位置；(2)每次開機(jī)實(shí)驗(yàn)前都應(yīng)先做一個廢樣，儀器穩(wěn)定后再做標(biāo)樣，需看標(biāo)樣結(jié)果的誤差是否在允許范圍內(nèi)，不在需校準(zhǔn)，校準(zhǔn)合格后才可以進(jìn)行固體生物質(zhì)樣品的檢測；(3)盡可能提高溶液攪拌速度，保證電解液內(nèi)部狀態(tài)趨于均勻，使指示電極跟蹤電解過程。

2.3 紅外光譜法

(1)保證儀器的氣密性良好；(2)正式開始試驗(yàn)前，先做廢樣，使儀器狀態(tài)趨于穩(wěn)定后進(jìn)行標(biāo)樣測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果在誤差允許范圍內(nèi)才允許試驗(yàn)；(3)實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)保持氣流穩(wěn)定，抽氣流量的高低嚴(yán)重影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。否則應(yīng)先用標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行校準(zhǔn)。

3 結(jié)語

隨著標(biāo)準(zhǔn)GB/T 28732-2012《固體生物質(zhì)燃料全硫定方法》的頒布施行，固體生物質(zhì)燃料的監(jiān)督也越來越嚴(yán)格、規(guī)范，全硫是判斷生物質(zhì)燃料質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，制約著生物質(zhì)燃料的推廣。為提高固體生物質(zhì)燃料中全硫測定的準(zhǔn)確性，需要不斷探索新的檢測方法，只有制樣才能實(shí)現(xiàn)發(fā)展以“清潔、環(huán)保”為核心的固體生物質(zhì)燃料利用技術(shù)，減少硫化物對大氣的危害。