文档介绍：该【褐煤全硫含量的确定 】是由【jiyudian11】上传分享，文档一共【4】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【褐煤全硫含量的确定 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。煤种全硫含量的确定
一、实验目的通过本实验,掌握艾氏法、库伦滴定法测定煤中全硫的基本方法、原理和步骤。在实验操作的实践中,进一步加深分析化学、仪器分析等基础理论和操作技能。
二、艾氏法测定煤中全硫
1•测定原理
艾氏卡试剂(由碳酸钠和氧化镁混合而成)与每样混合,在850°C下灼烧,使煤中各种形态的硫全部转化成可溶性碳硫盐。加热水溶解,并滤除残渣。在一定酸度下向滤液中加入氧化钡溶液,使可溶性硫酸盐全部转化为硫酸钡沉淀,根据硫酸钡的质量即可算出煤中全硫含量。艾氏法测定全硫的主要反应如下:
⑴煤样的氧化
煤-COf+HOf+Nf+SOf+SOf+„(在加热和通空气的条件下)
22223
⑵氧化硫的固定
2NaCO3+2SO2+O2-2Na2SO4+2CO2f NaCO3+SO3+O2-Na2SO4+CO2f
2MgO+2SO+O-2MgSO
224
⑶难容硫酸盐的转化CaCO+NaCO—NaSO+CaCO
423243
⑷MgSO+NaSO+BaCI一BaSOJ+2NaCI+MgCI
44242
仪器设备和试剂
瓷坩埚:30mL(灼烧试样用);10~20mL(灼烧硫酸钡用)。
箱型电炉:附有热电偶,可升温至900C,可调节温度,且通风良好。
10%***化钡溶液:分析纯***化钡10g加蒸馏水配成100mL溶液并滤去不溶物。
艾氏试剂:,保存在密封容器中。
1%***银溶液:用分析纯***银溶液配成1%水溶液,存于深色瓶中并加几滴***。
(6)%***橙指示剂。
盐酸:(1+1)水溶液。
滤纸:中速定性滤纸和致密五灰定量滤纸。
测定步骤
称取(±)g()—般分析试验煤样,置于30mL的瓷坩埚中,加2g()艾氏试剂,用玻璃棒仔细搅拌匀,再将1g()艾氏试剂均匀覆盖在混合物上。
将装有试样的坩埚移入通风良好的冷电炉中。为了避免挥发物很快逸出,必须在1~2h内将电炉温度升至800~850C。然后在此温度下灼烧1~2h,取出坩埚并冷却。冷却后,用玻璃棒搅碎坩埚中的灼烧物,若发现未烧尽的黑色颗粒,。
将坩埚中灼烧物移入400mL的烧杯中,用热蒸馏水仔细吹洗坩埚内壁,并将洗液倒入烧杯。然后再加入刚煮沸的蒸馏水,100~150mL,充分搅拌。若发现尚未燃烧完全的颗粒漂浮在液面上,则本次实验作废。
将烧杯中的混合物用倾泻法以中速定性滤纸过滤。以热蒸馏水仔细洗涤滤纸上的滤渣不少于10次,直至滤液体积为250~300mL。
向滤液中加入2~3滴***橙试剂,然后加入(1+1)盐酸使滤液呈中性后再过量2mLo将滤液移至电炉上加热到沸腾,在不断搅拌下慢慢滴加10mL10%的***化钡热熔液。保持近沸状态2h,并使溶液体积为200mLo
溶液冷却后或静置过夜后,用致密的无灰定量试纸过滤,并采用热蒸馏水洗剂沉淀,
直至没有***离子为止,(用1%***银溶液检验,若无白色沉淀,则说明无***离子。)
将沉淀物连同滤纸一并移入已知质量的10~20mL的瓷坩埚中,在箱型电炉内,先用低温(200~250°C)灰化滤纸(切勿使之着火燃烧),然后将炉温升至800~850°C,灼烧20~40min,取出坩埚,在空气中稍微冷却,放入干燥器,是指冷却至室温后称量。
空白值测定,取3g艾氏试剂(不加煤样),其余操作同上。同时测定2个以上,,取算术平均值为空白值。
实验记录表:煤中全硫含量测定
煤样名称
重复测定
第一次
第二次
灼烧
煤样
坩埚编号
坩埚质量/g
煤样+坩埚质量/g
煤样质量/g
灼烧硫酸钡
坩埚编号
坩埚质量/g
硫酸钡+坩埚质量/g
硫酸钡质量m/g
空白实验硫酸钡质量m?/g
空气干燥基全硫含量stad/%
平均值std/%'
1
测定人: 审定人:
(2)结果计算:
S={[(m1/m)]/m}X100%t,ad式中St,ad——空气干燥基全硫含量,%;
t,ad
mT――空气干燥煤样的质量,g;m2——空白值硫酸钡质量,g;m 煤样的质量,go
Stad/%
同一化验室重复性限Sd/%
不同化验室再现性临界差Std/%
<
~
>
(6)注意事项
为避免硫酸钡形成细晶,切勿将10mL***化钡溶液一次加入,应分多次边搅拌边加入。
洗硫酸钡沉淀,宜采用少量水多次洗涤,不宜一次用水过多否则可能产生部分溶解。
再煮沸时,切勿使溶液溅出,以免造成误差。
灼烧硫酸钡沉淀时,滤纸不能着火。灼烧温度不得超过850C,以免硫酸钡分解。四、库伦滴定法测煤中全硫
测定原理
在催化剂的作用下,煤样置于1150C净化的空气流中燃烧,使煤中各形态硫转化为二氧化硫和少量三氧化硫。反应如下:
煤(有机硫)+O2^SO2+H2O+CO2+Cl2„ 4FeS2+11O2^2Fe2O3+8SO2
2MSO4+O2f2MO+2SO2+2O2(M表示金属元素Mg、Ca等) 2SO2+O2^2SO3
二氧化硫和少量三氧化硫随空气进入电解池,与水化合成亚硫酸和少量硫酸:so2+H2Ofh2so3 so3+h2o-h2so4
电解液中的碘立即将亚硫酸氧化成硫酸,碘测则变成碘离子(卜),从而使碘-碘化钾碘电子对的电位平衡遭到破坏,仪器则自动电解,使碘离子(卜)生成碘,以恢复原来的平衡,直到亚硫酸全部氧化为硫酸(由双铂电极指示终点)。电极反应如下:
阳极2I—2e-I2 阳极 2H++2e-H2
碘氧化亚硫酸的反应:l2+H2SO3+H2Of2I-+H2SO4+2H+根据电解碘离子生成碘所消耗的电量,由法拉第电解定律计算出硫的质量为:
W=[电量(库仑)X16X1000Xf]/96500(库仑)
式中3——煤样中硫的质量,mg; f——校正系数,f=
根据煤样的质量即可计算出煤中全硫的百分含量。
仪器设备和试剂
(1)仪器设备:本实验用ZCL自动定硫仪,它包括:Q空气净化和输送系统该系统包括电磁泵、流量计、气体干燥塔和净化塔等。
干燥塔内装硅胶以除去空气中的水蒸气;净化塔内装粒状氢氧化钠以除去空气中的酸性气体,电磁泵的进气口和出气口个装有一膜片,分别使空气进出,泵体内装有硅橡胶薄膜,在其背后黏有一电磁铁,电磁铁下有一线圈。通电后,硅橡胶薄膜振动使空气从进气口抽入,从出气孔压出。Q程控温控仪系统:包括程序控制器和温度控制器,以控制送样、升温和停留等动作。Q高温炉:使用硅碳管作加热元件高温炉须有不少于90mm长的高温带[(1150±5)°C]。燃烧管要求耐温1300以上,由石英或制成,直接置于硅碳管内。Q电解池及搅拌器:电解池是由有机玻璃制成,在上盖中固定一对电解电极和一对铂指示电极。电解阴电极位于电解池的中心,电解阳电解极位于电解池的边缘。在电解池内放置一塑料封装的铁芯棒,作为搅拌器使用。在磁力搅拌器的磁场作用下即作旋转运动,从而起到了搅拌的作用。Q库仑积分仪:库仑积分仪设有“自动”“零”“手动”三档。“零”档供放出电解液及蒸馏水冲洗电解池之用,防止搅拌通气停止后,清洗在电极上电解沉积的碘;“自动”档是仪器按预定程序自动测定;“手动”档,根据需要,人为控制送样、燃烧和电解等动作.
实验准备
(1) 接上电源,使高温炉达到1050C(本仪器为了减小体积,控温热电偶装在加热管外,因而此点温度低于内部温度。一般情况下毫伏机指针在1060C时炉温已达到1050C),另取一组已校正的铂铑-铂热电偶高温计,测定燃烧管中高温带的位置、长度及600C预分解的位置。
(2) 调节程控温控器是预分解和高温分解的位置分别位于高温炉的600C以及1050C出。
(3) 在燃烧管高温带后端填充厚度为3mm的硅酸铝棉,在燃烧管出口处填充经洗净、干燥的玻璃纤维棉。
(4) 将程控温控器、燃烧炉(内装燃烧管)、库仑积分器、搅拌器和电解池及空气净化系统连接奏装好(燃烧管、旋塞及电解池之间用硅橡胶管连接)。
(5) 开动净化系统的电磁泵进行抽气、送气、调节抽风量为1000mL/min,关闭电解池与燃烧管间的旋塞,如抽速可降至500mL/min以下表明电解池、干燥管等部件均气密;否则,应查明原因并进行调节,使系统不漏气,方可进行实验。
实验步骤
(1) 将炉温控制在(1150±5)C,抽气棒的气量调节在1000mL/min,电解选择钮置于零位。
(2) 在抽气和供气条件下,将已配好的250mL电解液注入电解池,使漏斗中留有少量电解液。开动搅拌器,将旋钮转至自动电解档。
(3) (),并在煤样上撒一薄层三氧化钨并将试样舟置于石英托盘上,开启程序控制器,适应托盘即自动进炉,库伦滴定随即开始(一般在正式测定前,应先送入几个不称量的试样进行电解,电解达终点后在进行正式测定)。库仑滴定到达终点时积分仪显示出硫的毫克数或打印机打印出硫的百分含量。
(4) 实验结束,首先关闭燃烧管与电解池之间的旋塞,然后打开电解池上的漏斗活塞,放出电解液,并用蒸馏水清洗电解池,然后关闭漏斗活塞。开启燃烧管与电解池间旋塞,抽出进入烧结玻璃熔板的水珠。关闭电源开关。
5、结果计算 Sta=(积分仪上显示数mg/煤样质量mg)X100%
6、 精密度:同高温燃烧中和法的规定。
7、 注意事项
(1) 实验结束前,应先关闭电解池与燃烧管间的旋塞,以防电解液流入燃烧管而使燃烧管炸裂。
(2) 加电解液必须在抽气泵开启,并且燃烧管和电解池间的旋塞关闭时,方可将电极液加入电解池。(3)试样称量前,应尽可能将试样混合均匀。
(4) 电解液可以重复使用,重复使用的次数视电解液PH值而定,PH<1时需要更换。
(5) 试样最好连续分析,如中间间隔时间较长,在测定前应加烧一个废样50mg左右,不称量,不计值),使电解液电极电位调整到仪器所需数值,然后再进行测定。
8、思考题
(1) 煤样中***对实验结果有什么影响?
(2) 氧气流量、煤样推进速度及最终燃烧时间等条件的变化对测定有何影响?
(3) 艾氏法测定煤中全硫的原理?
(4) 沉淀硫酸钡时为什么要使溶液呈微酸性?
(5) 硫酸钡的沉淀作用为什么要在沸腾溶液中进行?
(6) 沉淀时加入的***化钡通常需过量,但必须适当,为什么?
(7) 为什么库伦法测定煤中全硫含不采用纯氧做载气?
(8) 库伦法正式测定前为什么要加烧废样?