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）

隨著環境治理工作的日漸嚴峻，含硫廢氣的排放越來越受到關注。準確測定原煤、白煤、焦炭中的硫含量對環境監控有重要的指導意義。同時硫含量作為與供應商之間結算考核重要指標之一，結果準確可靠，是企業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，如果測硫儀出現故障，分析結果就不能迅速反饋，嚴重時還會造成數據不準確，使企業的經濟利益蒙受損失。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的量與通過電解池的電量成正比。根據庫倫滴定法原理，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，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，指示電極間的電位升高，儀器自動判斷啟動電解，并根據指示電極上的電位高低，控制與之對應的電解電流的大小與時間，使電解電極上生成的碘（溴）與亞硫酸反應所消耗的數量相等，從而使電解液重新回到平衡狀態，重復這些過程，直到試驗結束。最后，儀器根據對電解產生碘（溴）所耗用電量的積分，根據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為物質的摩爾質量，g/mol；

96 500為法拉第常數；

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，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，這時應該及時調低氣流量，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，則要檢查載氣系統的氣密性，消除漏點，使氣流量恢復正常；

（3）由于玻璃熔板堵塞，必須進行清洗。如果氣路系統正常，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）如果載氣系統也正常，測量結果重現性好，那么有可能是電解液使用時間太長，需要重新配制。并清洗電解池內電極片，如果重現性不好，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，使儀器正常響應平衡系統，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，測試結果仍然偏低，那么則需要做多組標準煤樣（至少5平行）調整校正系數，使結果正常，并重新帶標準樣品驗證結果的準確性。

2.2 測試結果精密度不好

（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定性；如果天平正常則要檢查儀器的氣路系統。煤灰過濾器處的脫脂棉容易變黑則說明氣流量過大，需調低氣流量，并保證流量的穩定；如果脫脂棉不易變黑，則需檢查電解液攪拌時轉子的情況，若電解池內電解液存在攪拌子亂跳，轉速不穩的現象，則需重新放置電解池，使其平穩，并更換攪拌子；電解液攪拌正常則需檢查載氣系統。載氣系統的檢查參考測試結果偏低時排查方法。

2.3 測試結果偏高

出現這種現象如果排除天平的原因，最可能的是需要調整校正系數，方法參考測量結果偏低的方法。

3 結束語

保證分析結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，通過對儀器的保養使用，從未出現過分析事故。以每噸煤節約10元，僅原煤一項每年就可節省資金近千萬元，加之白煤、焦炭的費用更是可觀，極大地保證了公司經濟利益，并為生產上進行含硫廢氣的處理提供了準確可靠的數據，保護了環境。