库仑滴定法测煤中全硫不确定度评定报告

库仑滴定法测定煤中的全硫一、方法要点煤样在不低于1150℃高温和催化剂作用下，于净化的空气流中燃烧分解。

生成的二氧化硫以电解碘化钾和溴化钾溶液所产生的碘和溴进行库仑滴定。

电生碘和电生溴所消耗的电量由库仑积分仪积分，并显示煤样中所含硫的毫克数。

二、仪器设备和试剂（1）仪器设备以库仑滴定为原理的自动测硫仪包括下列各部分：a.送样程序控制器：煤样可按指定的程序前进、后退。

b.高温炉：用硅碳管或硅碳棒做加热元件，有不少于90mm 长的高温带(1150±5℃)。

燃烧管需耐温1300℃以上。

采用铂铑-铂热电偶。

燃烧舟由耐温1300℃以上的瓷制成。

c.搅拌器和电解池：搅拌器转速500r/min，连续可调。

电解池高约12cm，容量约400mL，内安有两块面积为150mm2 的铂电解电极和两块面积为15mm2 的铂指示电极。

指示电极响应时间应小于1s。

d.库仑积分器：电解电流0～350mA 范围内积分线性度应为±0.1%。

配有5～6 位数字的数码管显示硫的毫克数或配有不少于5 位数字的打印机。

e.空气净化系统：由泵供出的约1500mL/min 的空气，经内装氢氧化钠及变色硅胶的管净化、干燥。

（2）试剂：碘化钾(GB 1272—77)：分析纯溴化钾(GB 649—77)：分析纯冰乙酸(GB 676—78)：分析纯三氧化钨：化学纯变色硅胶：工业品氢氧化钠(GB 629—77)：化学纯电解液：碘化钾、溴化钾各5g，冰乙酸10mL，蒸馏水250～300mL。

三、试验准备1. 接上电源后，使高温炉升温到1150℃，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600℃预分解的位置。

2.调节程序控制器，使预分解及高温分解的位置分别处于高温炉的600℃和1150℃处。

3.在燃烧管中充填厚度为3mm 的硅酸铝棉，位于高温带后端。

在燃烧管出口处充填洗净、干燥的玻璃纤维棉。

4.将程序控制器、高温炉(内装燃烧管)、库仑积分器、搅拌器和电解池及空气净化系统组装在一起。

库仑滴定法测量煤中全硫不确定度评定摘要：本文介绍了库仑滴定法测量煤中全硫的不确定度评定方法。

首先，介绍了用库仑滴定法测量煤中全硫浓度的原理和步骤，包括样品准备、试剂配制、量程调整以及检测步骤。

接下来对不确定度进行了讨论，包括人为因素和设备原因所造成的不确定度、样品影响等。

最后，介绍了煤中全硫不确定度评定的具体步骤，并给出了示例以说明该方法的实施。

关键词：库仑滴定法；煤中全硫；不确定度评定正文：1. 引言煤中全硫测定对于煤的燃料品质和煤的使用性能具有重要意义。

库仑滴定法是一种常用的测定煤中全硫的方法，不仅准确、可靠，而且具有很高的精度和稳定性。

然而，由于人为因素和设备原因，在实际应用中可能会造成不确定度。

因此，研究煤中全硫测定的不确定度评定方法十分重要。

本文将重点介绍库仑滴定法测定煤中全硫的不确定度评定方法。

2. 原理和步骤库仑滴定法是一项测定煤中全硫浓度的常见方法，由库仑滴定剂和一定的酸度控制剂，将煤中的全硫转变为硫酸盐并按量滴定来测定煤中全硫的浓度。

整个检测流程大致可以分为：样品准备、试剂配制、量程调整以及检测步骤。

3. 不确定度不确定度是指检测结果的某种度量，包括人为因素和设备原因所造成的不确定度、仪器漂移、样品特性影响等。

人为因素和设备原因可能会造成试验条件改变、加标量程不精确或不合理以及调节应力控制不当等，都会影响最终的检测数据的可靠性和精度。

样品的特性也会影响测试结果，因为在库仑滴定法测试中，样品的粒度大小和粒度分布会影响滴定的精确程度。

4. 评定步骤根据上文的讨论，库仑滴定法测定煤中全硫的不确定度评定应包括以下步骤：（1）控制试验条件和量程，选取20次滴定测试，以确保检测结果的准确性和可靠性; （2）记录测试详细数据; （3）根据统计学原理，将测量值计算为煤中全硫的不确定度，以便进行结果评定; （4）结果评定：在0.1mg/L-50mg/L范围内，根据GB/T3670-2007标准，误差不得大于5%以上即可视结果达标。

煤中全硫测定的不确定度的分析1. 概 述1.1 目的：评定煤中全硫(%),ad t S 的测量结果的不确定度。

1.2 测量依据：《S-144DR 红外测硫仪操作说明书》1.3 检测的环境条件：20℃～ 30℃；相对湿度: ≤70%；大气压力 0.1MPa 1.4 测量仪器及标准物质 1.4.1 电子天平型号：BP221S,仪器编号：12805883。

用于测量煤样重量，允差：±0.1mg 。

1.4.2红外测硫仪型号：LECO S-144DR 、仪器编号：3394。

用于测量煤中全硫(%),ad t S 。

1.4.3煤标准物质，样品编号及允差见表２２．原理红外测硫仪是测定煤中含硫量的仪器。

其工作原理为称取一定量的样品，在氧气及高温下燃烧，煤中各种形态硫被氧化分解成硫氧化物。

真空泵按一定流的流量，连续不断地将燃烧后除去水分的气体送入红外检测池，检测二氧化硫气体浓度，再通过计算机软件处理，得出该样品硫的含量。

３．测量方法和过程简单描述3.1用已知全硫含量的标准煤样对仪器进行校正，仪器自动建立拟合曲线；3.2用已校正过的红外测硫仪对煤样进行测量，仪器可根据拟合曲线进行校正修正以及试样重量修正即得到全硫的测定值。

４. 建立数学模型根据S-144DR 红外测硫仪的原理，以及考虑以下不确定度的来源：1、通过重复测量所得到的数据按统计方法计算出的不确定度；2、用标准煤样拟合校正曲线时产生的不确定度；3、标准煤样的标准值不确定度引起的不确定度；4称量样品时引起的不确定度；5、仪器测定结果漂移引起的不确定度，建立以下数学模型：54321δδδδδ+++++=X Y式中：-Y 表示全硫含量；-X 表示仪器的显示值；-1δ不确定度的A 类评定；-2δ表示拟合校正曲线对测量结果的影响；-3δ 表示标准煤样的标准值不确定度对测量结果的影响；-4δ表示称量样品时对测量结果的影响； -5δ表示仪器测定结果漂移对测量结果的影响；5.煤中全硫(%),ad t S 测量结果不确定度评定5.1测量不确定度的A 类评定表１全硫(%),ad b S 的５次重复测量值、平均值和单次测量的实验标准偏差s （ad b S ,）平均的不确定度（即平均标准偏差）1u =nS x =500007.0=3.1510-⨯5.2由四种区域的含硫量和标准含硫量进行曲线拟合时产生的不确定度 拟合曲线的实验结果见表2表2 四种区域的含硫量和标准含硫量由表中数据进行拟合得出以下直线方程：A=0.8087C+0.00式中B 1=0.8087，B 0=0.000 C---标准含硫量（%） A---区域含硫量（%）以上硫的测定是进行了5次，由该曲线拟合的结果，其硫的平均值为0.86%，硫的标准不确定度为2u =11220)()(11B x x x x np S n i i R∑=--++式中 B 1=0.8087()[]2102-+-=∑n C B B A S ii R =0.05%P=5（试验时，对硫进行了5次重复测定）； n=8（标定时对硫进行了8次测定）；区域硫含量的平均值X =nxi i∑=81=1.17%()∑=-812i ix x=1.47测定的平均值0.86%相当于0x =0.86%×200/100=1.72%； 将上述各值代入公式得2u =47.1)1017.11072.1(81518087.00005.0222--⨯-⨯++=3.52410-⨯5.3标准值的本身的不确定度引起的不确定度4种标准煤样的标准值及不确定度在表2中列出，按置性概率下的正态分布转换成测定值的标准偏差3u =22222222222222221083.11086.01003.01050.11086.01003.01085.01086.01002.01046.01086.01002.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯------------=4.8410-⨯5.4称量样品时引起的不确定度电子天平称量的分辨率为0.0001g ，据推算，在硫含量为0.86% ，样品名义称量为0.300g 的情况下，对硫测定值的影响是不是0.003%，按均匀分布转化成标准偏差为4u =310003.02-⨯=2.9510-⨯5.5仪器测定结果飘移引起的不确定度在硫含量为0.86% ，样品名义称量为0.300g 的情况下，硫测定值飘移为0.001%， 按均匀分布转化成标准偏差为5u =310001.02-⨯=0.5510-⨯5.6合成标准不确定度的评定在不考虑各输入量之间的相关性的情况下，合成标准不确定度c u 为=c u 2524232221u u u u u ++++=2525242425)105.0()109.2()108.4()1052.3()101.3(-----⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=4.83410-⨯6.扩展不确定度的评定将合成标准不确定度c u 乘以包含因子k ，得到扩展不确定度U ，在置信概率取95%的情况下，k=2，则 U=k c u =2×4.83410-⨯=9.7410-⨯7.测量结果及不确定度的报告全硫ad b S ,测定结果为：0.86%全硫ad b S ,测量的扩展不确定度：0.097％，包含因子k ＝2，置信概率p ＝95％。

库仑法测定煤中全硫含量的不确定度评定摘要：本文依据国标《煤中全硫的测定方法》（GB/T214-2007）中的库仑法，测量煤中全硫的含量，经过分析、讨论、评定测量结果的不确定度，为测量结果的准确性提供科学跟据[1]。

针对各不确定度分量的贡献大小，采取相应的措施，提升数据质量，降低实验室质量风险，更好地开展实验室质量控制工作，并达到实验室认可检测能力的要求。

关键词：煤；全硫；测量不确定度随着社会的进步和经济的发展，人民群众对生活质量要求越来越高。

各项环保排放指标越来越严格，煤中全硫含量是高架源烟气中二氧化硫的重要来源之一。

因此煤中全硫含量也成为煤质评价的主要指标之一，煤中全硫分析检测有多种方法，国家标准 GB /T 214－2007 中包括了库仑滴定法、艾士卡法和高温燃烧中和法。

目前国内大多采用库仑滴定法，这种方法快速高效且测定结果可靠。

随着煤炭交易量的不断扩大以及各国环保控制指标越来越严格，准确测定煤中的全硫含量，并对其进行不确定度评定具有很大的现实作用[2]。

测量不确定度是表征合理赋予被测量之值的分散性与测量结果相关联的参数。

在测量结果的完整性表述中，应包含测量不确定度[3]。

本文详细识别、分析煤中全硫测量结果的不确定度来源，评价各个不确定度分量,并以扩展不确定度的形式给出测量值的不确定度范围。

本实验室承担热电厂入厂煤、入炉煤、原料煤等煤炭检测分析，分析数据的准确度对环保排放总量的测算至关重要。

另外根据国家碳达峰、碳中和计划，碳交易和温室气体排放测算也成了目前企业的重点工作之一。

根据国家温室气体排放要求、企业温室气体排放管理重点工作通知中，对发电行业碳含量检测、燃煤检测机构的测量等均作了具体要求。

全硫含量参与碳排放量核算，碳含量检测报告中包括全硫参数的检测结果，因此评定测量不确定度，给出准确的检测数据十分重要。

1 测量原理和测量模型1.1测量原理在WO3催化剂作用下，试样在空气流中燃烧分解，试样中硫化物生成SO2、SO3等硫氧化物。

煤化学实验报告学院：化学工程学院班级：姓名：学号：全硫含量的测定--实验报告实验目的煤中的硫是一种有害元素，尤其作为燃料时，对硫的含量更有严格的要求。

动力用煤中的硫变成废气，污染环境，所以煤的硫含量是评价媒质的重要指标之一。

煤中全硫（Total Sulfur ）的测定方法有很多，本实验介绍的是高温燃烧库仑法。

一． 实验原理煤样在1150℃高温和催化剂作用下于净化过的空气燃烧，反应式如下：2232222Cl N SO SO O H CO O +++++→+煤（有机硫）3222114O Fe O Fe →+):(222224金属元素M O SO MO MSO ++→32222SO O SO ↔+生成的二氧化硫和少量三氧化硫被空气带入电解池与水分成亚硫酸，立即被电解池中的碘（溴）氧化生成少量硫酸，使溶液中的碘（溴）减少而碘离子（溴离子）增加，破坏了溶液中的碘-碘化钾电对的电位平衡，系统便立即以自动电解碘化钾溶液生成的碘来氧化滴定亚硫酸：222:I e I →+-阳极222:H e H →++阴极+++→++H SO H Br I O H SO H Br I SO H 2)(2)(:42222322232碘（锈）氧化电解生成的碘所耗用的库仑量，由电路采样变换，计算机进行积分运算，然后按法拉第电解定律，计算出试样中全硫含量的百分比。

)96500(100016)(m Q S ）（％⨯⨯=）试样质量，克（）电量，库仑（全硫含量（％）；g M C Q S ---;二． 仪器设备和试剂1．以库仑滴定为原理的自动测硫仪，包括以下部件：送样机构、高温炉、电解池、磁力搅拌器、电磁泵、净化系统、烟尘过滤器、控制系统等。

装备结构图如下：6-电解池 7电磁泵 8净化管 9固态继电器10控制板 11变压器 12硅整流器 13电源开关 14流量计15送样电机 16电源、控制线插座 17热电偶 18高温炉外壳（1）送样机构（2）高温炉：采用双螺纹硅碳管加热，采用铂铑-铂热电偶测温，计算机控制温度，恒温区长度大于90毫米，为保护硅碳管，在其外面套上刚玉管，在刚玉管外与高温炉外壳之间填满硅酸铝棉，以达到良好的保温性能。