探究自動測硫儀在煤質檢驗中的使用及維護

吳卿

摘 要：我國是煤業大國，而煤炭在開采后存在硫成分，隨著煤炭的燃燒，硫將生成二氧化硫與三氧化硫，排入大氣后會導致環境污染，出現酸雨問題，威脅到人類、動植物和建筑表面。二氧化硫與三氧化硫會導致鍋爐出現問題，是鍋爐高低溫腐蝕與灰塵堵塞的主要因素。自動測硫儀可以快速檢測煤炭中的硫含量，在生產煤炭的過程中應用十分廣泛。

關鍵詞：自動測硫儀；煤質檢測；使用維護

中圖分類號：TQ533 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）32-0071-01

硫是一種與煤炭伴生的有害元素，而煤炭中的硫含量則成為了評價煤炭質量的關鍵。隨著我國經濟發展速度的不斷提升，環境惡化現象逐漸加劇，國家對煤炭生產過程中的環境污染進行了控制，而用戶也提出了更多的要求。在煤廠進行選煤工作時，需要使用自動測硫儀，但是在工作的過程中，自動測硫儀往往會出現大量故障，測硫儀管理工作已經成為了決定煤廠生產效率的核心因素。

1 自動測硫儀的原理與故障

1.1 自動測硫儀原理

測硫儀主要通過庫侖滴定法檢測煤炭含硫量，檢驗樣本通過高溫、催化劑在空氣中燃燒，燃燒過程使煤炭中的硫元素氧化生成二氧化硫與三氧化硫，生成的氣體直接帶入電解池，經過反應后生產亞硫酸與硫酸，電解液中的碘化鉀電位平衡將被破壞。電解池發生電解現象，電解出的碘成為滴定亞硫酸含量的滴定劑，儀器電解階段所耗電量，通過電解定律確定煤炭中的硫含量。

1.2 自動測硫儀故障

在接通電源后，儀器指針立刻滿轉，在長時間通電后，爐溫仍然無法達到1 150 ℃。生產階段突然斷電，燃燒爐流入電解液，異徑管破損。電解池磨損嚴重，使用壽命下降。玻璃熔板覆蓋大量黑色沉積物，氣流無法正常通過，測定結果準確率下降。干燥塔硅膠應定期更換，但是硅膠更換難度較大。部分自動測硫儀的攪拌器與電解池無法通用，加大了維護管理難度。

2 操作注意事項

2.1 開啟溫控開關

在儀器升溫階段，初始電流應小于5 A，在溫度升高至250～350 ℃后，將電源調整至10 A以下。在最初的電流調節階段，不能突然大幅調節，否則可能導致硅碳管壽命下降。而且在上次測定后沒有清理管壁水分，在爐溫突然升高的情況下，燃燒管可能破裂。

2.2 注入電解液

在爐溫達到1 150 ℃后，可以開啟電磁泵開關，并且設置空氣流量計轉子為1 100 ml/min。在電解池漏斗內注滿電解液，使用活塞漏斗控制電解液加入量，在漏斗內預留部分電解液。活塞漏斗必須保證存在電解液，避免空氣倒抽電解池，電解液倒入燃燒管發生炸裂事故。

2.3 開啟攪拌器

打開攪拌器電源，從小到大調節轉速，使電解池攪拌棒可以正常工作，避免因為攪拌棒轉速過快出現停轉事故。

2.4 關閉活塞

關閉電解池與燃燒管的連接活塞，在速抽后如果氣壓降至550 ml/min以下，則代表電解池與干燥系統的氣密性較為平均。如果存在漏氣現象，需要檢查乳膠管、干燥管是否存在破裂問題，橡皮塞是否正常塞緊，硅橡膠管密閉性是否正常，在完成檢測后開始下一階段。

2.5 庫侖滴定

在爐溫達到1 150 ℃后，將電解選擇鈕調節至“Ⅰ”。調節后，等待庫倫滴定發生，如果沒有出現庫倫滴定，積分儀將不會出現數據變化，則需要確定電解液放置時間，如果時間較長，碘會出現沉積問題，如果時間正常，可能使碘化鉀質量存在問題。此時，需要將高含量含硫煤礦進行燃燒，使庫倫滴定正常進行。在完成后，可以進行樣品測定。

2.6 后期處理

在完成試驗后，應將電解選擇鈕調回“O”位，關閉連接管的活塞，關閉攪拌器，打開活塞漏斗排除電解液。關閉后需要使用蒸餾水沖洗電解池，在清洗后開啟連接管活塞，抽離熔板上殘留的水珠，之后關閉電磁泵與積分儀開關。在切斷溫控電源前，應將電流調至5 A以下，在硅碳管溫度降至750 ℃后，關閉總電源，避免硅碳管因為溫度下降而出現破損。如果沒有采取標準操作流程，電解選擇鈕停留在“I”位，攪拌器關閉后，電極將被污染，如果在放掉電解液前關閉電磁泵，而且連接管活塞仍然開啟，電解液就會被吸入燃燒管，燃燒管溫度并未下降至正常溫度，遇到電解液就會導致燃燒管炸裂。所以，在完成試驗后，應根據標準流程關閉開關。

3 維護措施

3.1 指針滿轉

該問題是由測量回路導致的，在回路開路后，會導致指針滿轉，通常是受到檢修燃燒爐工作影響。需要檢查是否有熱電偶絲融斷，也需要檢查補償導線連接情況。

3.2 爐溫升高過慢

在長時間送電后，爐溫仍然無法提升至1 150 ℃，其原因為：

①電源電壓低，導致加熱電流不足（正常加熱使用5～7 A電流，不能超過10 A）。

②可控硅出現破損或觸發電路存在故障。

③1 A保險管融斷。

3.3 電解液倒吸

如果電源突然斷電，燃燒爐吸入電解液，將燃燒爐提高25～30 cm，并且通過長乳膠管連接玻璃融貫與燃燒管，異徑管需要使用硅膠管連接玻璃活塞。使用該方法即使突然中斷電源、化驗人員不在現場，也不會發生電解液倒吸問題，從而能夠保護異徑管與硅碳管。

3.4 電解池底部磨損

在長時間的使用過程中，電解池底部將不斷被磨損，應在底部安置4 mm的玻璃片，通過砂紙打磨粗糙，使電解池底部阻力增加，并且使用黏膠將玻璃黏膠粘至底部，通過該方法改造后，將不會出現電解池底部磨損問題，使電解池使用壽命得到有效提升。在使用該方法前，需要取下電解池螺絲，加入玻璃片，之后擰緊螺絲，在黏膠凝固后使用。

3.5 沉積物淤積

在長時間的使用后，玻璃熔板上將覆蓋一層黑色沉積物，嚴重影響測定準確性。根據儀器說明書，需要浸泡2.5～3.5 h，可以有效解決沉積物淤積情況，或者在異徑管與硅膠管中填入硅酸鋁，并且及時更換填充物。

3.6 更換干燥塔硅膠

干燥塔硅膠必須定期更換，但是更換難度十分大。在電解池上部使用玻璃覆蓋，并且在安裝上部抽氣管，使用夾子固定，并且連接150 cm膠皮管，作為添加電解液的設備。在連接膠皮管后，凈化裝置干燥塔前需要添加干燥瓶，并且將其串聯至泵外，使用該方法，可以使吸水效果更加優秀，也可以增加干燥塔的最大使用時間，化驗員可以快速更換硅膠，使自動測硫儀的準確性得到有效提升。

3.7 通用型較差

由于設備型號存在一定差異，所以電解池與攪拌器無法通用。提高電解池通用性，需要將電解池上蓋安裝電解電極與指示電極，并且將其焊接進插座之中，在焊接過程中一定要注意接入電極的線路，如果接線錯誤，很有可能導致自動測硫儀損壞。

4 結 語

目前常用的自動測硫儀測定速度快，結果較為精準，操作方法簡便，具有較高的自動化水平，設備體積小，非常適合選煤廠在生產工作中應用。為了加強自動測硫儀使用效果，應采取通用性較強的自動測硫儀，在設備損壞后可以快速更換，降低自動測硫儀維護難度。操作人員必須了解儀器的使用說明，并且了解在使用過程中可能出現的故障，延長使用壽命。

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