测硫仪使用中的问题及解决方法

张宝娟，王新峰，高 扬，谢秋利

（唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305）

随着环境治理工作的日渐严峻，含硫废气的排放越来越受到关注。准确测定原煤、白煤、焦炭中的硫含量对环境监控有重要的指导意义。同时硫含量作为与供应商之间结算考核重要指标之一，结果准确可靠，是企业降低成本的一项重要途径。而测定硫含量所用到的仪器就是测硫仪，如果测硫仪出现故障，分析结果就不能迅速反馈，严重时还会造成数据不准确，使企业的经济利益蒙受损失。因此，测硫仪的正确使用、日常维护和问题处理是每天面临的问题。

1 测硫仪测定原理

唐山三友化工股份有限公司使用的测硫仪为型号为YX-DL/A的卧式定硫仪，使用的方法为库伦滴定法。其测定原理是根据库伦定律提出来的，即法拉第电解定律。当电流通入电解池中，在电极下析出的物质的量与通过电解池的电量成正比。根据库伦滴定法原理，煤样在1 150℃高温条件及催化剂的作用下，在净化过的空气流中燃烧，煤中各种形态的硫均被燃烧分解为SO2和少量SO3气体，而被净化过的空气流带到电解池内，生成亚硫酸或少量硫酸，亚硫酸立即被电解池中的碘（溴）氧化成硫酸，结果溶液中的碘（溴）减少而碘离子（溴离子）增加，破坏了电解液的平衡状态，指示电极间的电位升高，仪器自动判断启动电解，并根据指示电极上的电位高低，控制与之对应的电解电流的大小与时间，使电解电极上生成的碘（溴）与亚硫酸反应所消耗的数量相等，从而使电解液重新回到平衡状态，重复这些过程，直到试验结束。最后，仪器根据对电解产生碘（溴）所耗用电量的积分，根据法拉第电解定律计算试样中全硫的含量。

全硫含量的计算公式为：

S（%）=C×16×100/（96 500×G）

式中：S为空干基的全硫，%；

C为毫库仑电量=电流mA×时间s；

16为物质的摩尔质量，g/mol；

96 500为法拉第常数；

G为试样重量，mg。

2 存在问题及解决方式

仪器在使用过程中可能会存在许多问题，本文仅对分析结果造成影响的问题加以论述，对单纯的仪器故障忽略不计。

2.1 测试结果偏低

2.1.1 煤样未燃烧完全

煤样未燃完全主要有以下几个方面的原因及改进措施。

（1）由于送样杆没有送到位置，检查皮带时出现脱落或松动，这时需要紧固或更换皮带；

（2）刚玉异径管断裂阻止样品前行；

（3）还有可能是送样杆弯曲或者与异径管不在同一直线上，使之不能到达需要位置，需更换异径管或送样杆。

如果解决了以上问题仍存在黑色物质，可能是由于温度不够，造成温度不够的原因可能是硅碳管断裂或者是固态继电器与硅碳管电极片之间的高温线断裂。也可能是由于连接加热的电源故障，需要逐一排除。

2.1.2 煤样燃烧完全

煤样燃烧完会主要由以下几个方面。

（1）由于载气系统故障，如果煤灰过滤器处的脱脂棉容易变黑，可能是由气流量过大造成，气流量太大会使样品来不及燃烧就被带走，这样也容易使玻璃熔板堵塞，这时应该及时调低气流量，并带标煤检查其准确性；

（2）如果煤灰过滤器处的脱脂棉不易变黑，则要检查载气系统的气密性，消除漏点，使气流量恢复正常；

（3）由于玻璃熔板堵塞，必须进行清洗。如果气路系统正常，则有可能是电解杯漏气，这时要更换电解杯胶垫或者重新安装，消除漏点；

（4）如果载气系统也正常，测量结果重现性好，那么有可能是电解液使用时间太长，需要重新配制。并清洗电解池内电极片，如果重现性不好，则有可能是刚玉异径管断裂，需换新管；也有可能是耐高温管老化，更换新管。

2.1.3 非仪器故障

测定白煤等硫含量较低的样品时，可能是由于仪器对较低组分的样品响应不够明显，需要首先用较高硫含量样品进行测定，使仪器正常响应平衡系统，同时可以略微加大称样量进行解决。

如果能够排除所有仪器原因，测试结果仍然偏低，那么则需要做多组标准煤样（至少5平行）调整校正系数，使结果正常，并重新带标准样品验证结果的准确性。

2.2 测试结果精密度不好

（1）样品粒度问题。先测定标准样品的精密度，如果精密度合格，则说明试样的粒度不均匀，需要重新制备样品。

（2）仪器故障。如果标准样品的精密度不合格，则是仪器有问题需要逐一排查。首先要保证称样时天平的稳定性；如果天平正常则要检查仪器的气路系统。煤灰过滤器处的脱脂棉容易变黑则说明气流量过大，需调低气流量，并保证流量的稳定；如果脱脂棉不易变黑，则需检查电解液搅拌时转子的情况，若电解池内电解液存在搅拌子乱跳，转速不稳的现象，则需重新放置电解池，使其平稳，并更换搅拌子；电解液搅拌正常则需检查载气系统。载气系统的检查参考测试结果偏低时排查方法。

2.3 测试结果偏高

出现这种现象如果排除天平的原因，最可能的是需要调整校正系数，方法参考测量结果偏低的方法。

3 结束语

保证分析结果准确的最佳方法就是定期用标准样品对仪器进行验证。几年下来，通过对仪器的保养使用，从未出现过分析事故。以每吨煤节约10元，仅原煤一项每年就可节省资金近千万元，加之白煤、焦炭的费用更是可观，极大地保证了公司经济利益，并为生产上进行含硫废气的处理提供了准确可靠的数据，保护了环境。