探究自动测硫仪在煤质检验中的使用及维护

吴卿

摘 要：我国是煤业大国，而煤炭在开采后存在硫成分，随着煤炭的燃烧，硫将生成二氧化硫与三氧化硫，排入大气后会导致环境污染，出现酸雨问题，威胁到人类、动植物和建筑表面。二氧化硫与三氧化硫会导致锅炉出现问题，是锅炉高低温腐蚀与灰尘堵塞的主要因素。自动测硫仪可以快速检测煤炭中的硫含量，在生产煤炭的过程中应用十分广泛。

关键词：自动测硫仪；煤质检测；使用维护

中图分类号：TQ533 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）32-0071-01

硫是一种与煤炭伴生的有害元素，而煤炭中的硫含量则成为了评价煤炭质量的关键。随着我国经济发展速度的不断提升，环境恶化现象逐渐加剧，国家对煤炭生产过程中的环境污染进行了控制，而用户也提出了更多的要求。在煤厂进行选煤工作时，需要使用自动测硫仪，但是在工作的过程中，自动测硫仪往往会出现大量故障，测硫仪管理工作已经成为了决定煤厂生产效率的核心因素。

1 自动测硫仪的原理与故障

1.1 自动测硫仪原理

测硫仪主要通过库仑滴定法检测煤炭含硫量，检验样本通过高温、催化剂在空气中燃烧，燃烧过程使煤炭中的硫元素氧化生成二氧化硫与三氧化硫，生成的气体直接带入电解池，经过反应后生产亚硫酸与硫酸，电解液中的碘化钾电位平衡将被破坏。电解池发生电解现象，电解出的碘成为滴定亚硫酸含量的滴定剂，仪器电解阶段所耗电量，通过电解定律确定煤炭中的硫含量。

1.2 自动测硫仪故障

在接通电源后，仪器指针立刻满转，在长时间通电后，炉温仍然无法达到1 150 ℃。生产阶段突然断电，燃烧炉流入电解液，异径管破损。电解池磨损严重，使用寿命下降。玻璃熔板覆盖大量黑色沉积物，气流无法正常通过，测定结果准确率下降。干燥塔硅胶应定期更换，但是硅胶更换难度较大。部分自动测硫仪的搅拌器与电解池无法通用，加大了维护管理难度。

2 操作注意事项

2.1 开启温控开关

在仪器升温阶段，初始电流应小于5 A，在温度升高至250～350 ℃后，将电源调整至10 A以下。在最初的电流调节阶段，不能突然大幅调节，否则可能导致硅碳管寿命下降。而且在上次测定后没有清理管壁水分，在炉温突然升高的情况下，燃烧管可能破裂。

2.2 注入电解液

在炉温达到1 150 ℃后，可以开启电磁泵开关，并且设置空气流量计转子为1 100 ml/min。在电解池漏斗内注满电解液，使用活塞漏斗控制电解液加入量，在漏斗内预留部分电解液。活塞漏斗必须保证存在电解液，避免空气倒抽电解池，电解液倒入燃烧管发生炸裂事故。

2.3 开启搅拌器

打开搅拌器电源，从小到大调节转速，使电解池搅拌棒可以正常工作，避免因为搅拌棒转速过快出现停转事故。

2.4 关闭活塞

关闭电解池与燃烧管的连接活塞，在速抽后如果气压降至550 ml/min以下，则代表电解池与干燥系统的气密性较为平均。如果存在漏气现象，需要检查乳胶管、干燥管是否存在破裂问题，橡皮塞是否正常塞紧，硅橡胶管密闭性是否正常，在完成检测后开始下一阶段。

2.5 库仑滴定

在炉温达到1 150 ℃后，将电解选择钮调节至“Ⅰ”。调节后，等待库伦滴定发生，如果没有出现库伦滴定，积分仪将不会出现数据变化，则需要确定电解液放置时间，如果时间较长，碘会出现沉积问题，如果时间正常，可能使碘化钾质量存在问题。此时，需要将高含量含硫煤矿进行燃烧，使库伦滴定正常进行。在完成后，可以进行样品测定。

2.6 后期处理

在完成试验后，应将电解选择钮调回“O”位，关闭连接管的活塞，关闭搅拌器，打开活塞漏斗排除电解液。关闭后需要使用蒸馏水冲洗电解池，在清洗后开启连接管活塞，抽离熔板上残留的水珠，之后关闭电磁泵与积分仪开关。在切断温控电源前，应将电流调至5 A以下，在硅碳管温度降至750 ℃后，关闭总电源，避免硅碳管因为温度下降而出现破损。如果没有采取标准操作流程，电解选择钮停留在“I”位，搅拌器关闭后，电极将被污染，如果在放掉电解液前关闭电磁泵，而且连接管活塞仍然开启，电解液就会被吸入燃烧管，燃烧管温度并未下降至正常温度，遇到电解液就会导致燃烧管炸裂。所以，在完成试验后，应根据标准流程关闭开关。

3 维护措施

3.1 指针满转

该问题是由测量回路导致的，在回路开路后，会导致指针满转，通常是受到检修燃烧炉工作影响。需要检查是否有热电偶丝融断，也需要检查补偿导线连接情况。

3.2 炉温升高过慢

在长时间送电后，炉温仍然无法提升至1 150 ℃，其原因为：

①电源电压低，导致加热电流不足（正常加热使用5～7 A电流，不能超过10 A）。

②可控硅出现破损或触发电路存在故障。

③1 A保险管融断。

3.3 电解液倒吸

如果电源突然断电，燃烧炉吸入电解液，将燃烧炉提高25～30 cm，并且通过长乳胶管连接玻璃融贯与燃烧管，异径管需要使用硅胶管连接玻璃活塞。使用该方法即使突然中断电源、化验人员不在现场，也不会发生电解液倒吸问题，从而能够保护异径管与硅碳管。

3.4 电解池底部磨损

在长时间的使用过程中，电解池底部将不断被磨损，应在底部安置4 mm的玻璃片，通过砂纸打磨粗糙，使电解池底部阻力增加，并且使用黏胶将玻璃黏胶粘至底部，通过该方法改造后，将不会出现电解池底部磨损问题，使电解池使用寿命得到有效提升。在使用该方法前，需要取下电解池螺丝，加入玻璃片，之后拧紧螺丝，在黏胶凝固后使用。

3.5 沉积物淤积

在长时间的使用后，玻璃熔板上将覆盖一层黑色沉积物，严重影响测定准确性。根据仪器说明书，需要浸泡2.5～3.5 h，可以有效解决沉积物淤积情况，或者在异径管与硅胶管中填入硅酸铝，并且及时更换填充物。

3.6 更换干燥塔硅胶

干燥塔硅胶必须定期更换，但是更换难度十分大。在电解池上部使用玻璃覆盖，并且在安装上部抽气管，使用夹子固定，并且连接150 cm胶皮管，作为添加电解液的设备。在连接胶皮管后，净化装置干燥塔前需要添加干燥瓶，并且将其串联至泵外，使用该方法，可以使吸水效果更加优秀，也可以增加干燥塔的最大使用时间，化验员可以快速更换硅胶，使自动测硫仪的准确性得到有效提升。

3.7 通用型较差

由于设备型号存在一定差异，所以电解池与搅拌器无法通用。提高电解池通用性，需要将电解池上盖安装电解电极与指示电极，并且将其焊接进插座之中，在焊接过程中一定要注意接入电极的线路，如果接线错误，很有可能导致自动测硫仪损坏。

4 结 语

目前常用的自动测硫仪测定速度快，结果较为精准，操作方法简便，具有较高的自动化水平，设备体积小，非常适合选煤厂在生产工作中应用。为了加强自动测硫仪使用效果，应采取通用性较强的自动测硫仪，在设备损坏后可以快速更换，降低自动测硫仪维护难度。操作人员必须了解仪器的使用说明，并且了解在使用过程中可能出现的故障，延长使用寿命。

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