煤中各种形态硫的测定及相关问题研究
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煤中硫的测定姓名:郭静学号:2009322009 班级:应用化工技术摘要:在综合考虑各个影响硫元素测定因素的基础上,分析了硫元素的测定方法,指出了不同条件下的最佳测定方法。
关键词:煤质分析;硫含量;测定方法引言:在化石燃料中,煤的储量最大。
但是 ,煤的利用却落后于石油和天然气。
煤中的一些有害元素,特别是硫影响煤的转化和利用。
煤中的硫在燃煤过程中腐蚀设备,污染大气,形成酸雨 ,在其他利用中也受硫的影响,例如,焦炭中的残留硫会影响钢铁产品的品质等。
因此煤的脱硫是煤的高效洁净利用的主要课题。
准确测定煤中的各种形态硫含量是其中的一个关键性间题。
1 硫的形态及分布煤中的硫根据存在形态可分为物理掺入的杂质无机硫和煤的组成部分的有机硫。
无机硫主要是硫化物、硫酸盐以及少量的单质硫。
黄铁矿和白铁矿是煤中主要硫化物;另外还有少量的闪锌矿(ZnS)、方铅矿(PbS)、黄铜矿(CuFeS2)等。
在新开采未氧化的煤样中,有很少硫酸盐矿物[1]如石膏、重晶石;放置后的煤中大部分硫酸盐主要是各种水合态的硫酸亚铁、硫酸铁,它们是由黄铁矿氧化形成。
Duran[2]、Vorres[3]、Hackley[4]等对新开采的煤与风化煤对比研究,分别应用气相色谱法,同位素34S/32S比值法以及气相色谱/质谱法研究煤中单质硫,在未氧化的煤中没有检测到单质硫;认为单质硫不是煤的天然组成,硫铁矿的氧化是其来源。
在风化煤中单质硫是以S6、S7、和S8形态存在。
报导煤中有机硫形态的文献很少, 一个原因是有机硫是煤分子结构的一部分,以难溶、难脱除的芳环支链结构及杂环形态存在;另一方面是因为使用剧烈反应的方法来研究会改变含硫的组成及结构。
Attar[5]认为硫醇(一SH)占3~9%,双硫醚(一S一S一)占6~13%,脂肪硫醚(R一S一R)占28~37%,噻吩结构和芳香硫化物(Ar一S一)占7一19%,未确定的约30%是缩聚的噻吩结构。
2 全硫的测定我国家标准GB214一83提供了三种煤的全硫测定方法:重量法(艾什卡法),库仑滴定法和高温燃烧中和法。
12、煤中各种形态硫的测定方法硫酸盐硫的测定1 、方法原理盐酸煮沸煤样,浸取煤中硫酸盐,生成硫酸钡沉淀.根据硫酸钡的质量,计算硫酸含量。
2 、试剂材料( l )盐酸溶液:c ( HCl ) =5mol/L,取417mL 盐酸(分析纯),加水稀释至IL 摇匀备用。
( 2 )氨水溶液(分析纯):体积比为1 + 1 。
( 3 )氛化钡溶液:100 叭,称取氯化钡(分析纯)10g,溶于l00mL 水中.( 4 )过氧化氢(分析纯)。
( 5 )硫氛酸钾溶液:20g/L,称取2g硫氛酸钾(分析纯)溶于l00mL 水中。
( 6 )硝酸银溶液:10g/L ,称取1g硝酸银(分析纯)溶于100mL 水中,并滴加数滴硝酸(分析纯),混匀,储于棕色瓶中。
( 7 )乙醇(分析纯): 95 %以上。
( 8 )甲基橙溶液:2 泌,称取0 .饱甲基橙(分析纯)溶于l00mL 水中.( 9 )铝粉:(分析纯).( 10 )锌粉:(分析纯)o( 11 )滤纸:慢速定性滤纸和慢速定量滤纸。
3 、仪器设备( 1 )分析天平:感量为0.lmg.( 2 )马弗炉:能升温到900 ℃并可调节温度,通风良好。
( 3 )电热板或沙浴:温度可调。
( 4 )烧杯:容量(250-300 ) mL 。
( 5 )表面皿:直径l00mm。
( 6 )瓷增锅:光滑,容量(10 一20 ) mL.4 、测定步骤( 1 )准确称取粒度小于0 . 2mm的空气干燥煤样(1 士0 . 1 ) g (称准到0.0002g ) ,放入烧杯(4 )中,加入(0 . 5-1 ) mL 乙醉(7 )润湿,然后加入50mL 盐酸溶液2 ①,盖上表面皿3 ⑤,摇匀.在电热板上加热.微沸30min。
( 2 )稍冷后,先用倾泻法通过慢速定性滤纸过滤,用热水洗煤样数次,然后将煤样全部转移到滤纸上,并用热水洗到无铁离子为止【用硫氛酸钾溶液2 ⑤,检查,如溶液无色,说明无铁离子】。
过滤时如有煤粉穿过滤纸,则重新过滤,如滤液呈黄色,需加入0 . 1g铝粉2 ④或锌粉2 ⑩,微热使黄色消失后再过滤,用水洗到无抓离子为止【用硝酸银溶液2 ⑥,检查,如溶液不浑浊,说明无氯离子】。
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。
炼焦煤中各种形态硫在炼焦过程中的析出规律探讨
炼焦煤是钢铁行业中重要的原材料之一,其中硫是一种有害的杂质,会对钢的质量和生产过程造成不利影响。
为了保证钢的质量和提高生产效率,需要对炼焦煤中各种形态硫在炼焦过程中的析出规律进行探讨。
首先,炼焦煤中的硫主要以有机硫和无机硫的形式存在。
有机硫是被煤质基体直接包裹在煤质基体中的碳-硫化合物,通常被称为硫涂层。
无机硫则是指在煤中以无机盐的形式存在的硫,通常是在煤中以硫酸盐、亚硝酸盐、硫化盐等离子形式存在的。
其次,炼焦过程中,煤受热分解,产生的气体中的各种成分包括硫化氢、二氧化硫等含硫物质被带到焦炉顶端。
在炼焦过程中,由于热力学条件的变化,硫会从煤中析出。
在焦炉上部,煤中的有机硫会随着焦炭的形成被一并析出。
此时,焦炭的硫含量越高,说明有机硫析出得越充分,这对于减少制钢过程中的硫污染有较大的作用。
在炼焦过程中,无机硫的析出也是一个重要问题。
无机硫会作为气态的硫化物、硫酸盐的形式随煤气一起进入焦炉。
焦炉内的一部分无机硫会在焦炭表面析出,而另一部分则会随煤气一道输送到除硫设备中进行处理。
因此,降低炼焦煤中无机硫含量,减少煤气中的硫含量,是确保焦炭质量的重要手段。
综上所述,炼焦煤中各种形态硫在炼焦过程中的析出是受到多种因素的影响的。
炼焦过程中硫的析出规律不仅与煤中硫的含量、煤质结构等因素有关,还受到炉内的热力学条件、气体流动情况、反应速率等因素的影响。
因此,为了更好地探讨炼焦煤中各种形态硫在炼焦过程中的析出规律,需要从多方面进行研究,并采取相应的措施保证生产中的质量和效率。
煤中各种形态硫测定中应注意的几个问题煤是世界主要的能源来源,煤中的硫元素的含量影响着煤的热值,也影响着采煤、运输煤粉、燃烧煤等过程中的环境污染。
因此,煤中硫元素的测定及其各种形态的比例称之为煤中各种形态硫测定,它对煤的检测和使用具有重要意义。
下面介绍在煤中各种形态硫测定中应注意的几个问题。
首先,煤中各种形态硫测定应采用合适的试剂和仪器。
由于煤中各种形态硫的含量不同,有时可以通过吸附交换色谱法、X射线荧光分析法或其他分析方法对其进行分析。
但必须注意在选择试剂和仪器时,要确保它们具有较高的准确性和灵敏度,以保证最终测定结果的准确性。
其次,煤中各种形态硫测定过程中,一定要注意检查样品,及时修复和维护仪器设备,以及采取有效措施防止硫污染,以免对煤中硫测定结果造成影响。
此外,在操作过程中,也应注意安全。
第三,煤中各种形态硫测定的结果处理时,要注意选择合适的计算方法,并且根据所测定的样品的特点,调整一些分析参数,以免影响煤中各种形态硫测定的准确性。
最后,煤中各种形态硫测定的结果统一标准评定时,应遵循中华人民共和国GB/T 20719-2006《煤质分析化学分析方法》的规定,统一标准,同时做好上报工作,以保证煤中各种形态硫测定结果的准确性和可比性。
综上所述,在煤中各种形态硫测定中,应注意选择合适的试剂和
仪器、检查样品、及时修复和维护仪器设备、采取有效措施防止硫污染、选择合适的计算方法、根据样品特点并调整分析参数、遵循国家标准统一评定、做好上报工作等,以保证煤中各种形态硫测定的准确性,为煤的合理开发、使用提供可靠的技术服务。
煤中硫的测定几种方法与评价摘要:目前,煤中全硫测定方法在国家标准中有三种,即艾士卡法、高温燃烧中和法和库仑法。
本文对各个方法进行了介绍,分析了它们各自的优缺点,并对最为常用的库仑法在测定过程中,如何提高测定结果的精确度给出了几点建议。
关键词:全硫库仑法影响因素煤中均含有数量不等的硫。
硫是一种有害元素,含硫量高的煤,在利用过程中会带来很大的危害。
根据GB/T 214-2007《煤中全硫的测定方法》中规定了煤中全硫的测试国家标准中有三种方法:艾士卡法、高温燃烧中和法和库仑法。
1、艾士卡法艾士卡法测定煤中硫是用艾士混合剂(简称艾氏剂,由无水碳酸钠和轻质氧化镁混合而成)与煤样混匀,共同缓慢燃烧,煤中的硫转化为硫酸钠和硫酸镁。
它们的反应机理虽然至今尚未完全搞清,但一般可作如下推测:煤被氧化的同时,煤中的有机硫也随着煤炭结构的破坏被氧化成二氧化硫及少量的三氧化硫,煤中的无机硫化物同样被氧化成二氧化硫及少量的三氧化硫。
上述硫的氧化物再与碳酸钠作用,转化为亚硫酸钠及硫酸钠,前者在空气中的氧的作用下又转化为硫酸钠。
而原煤中的硫酸钙等也将与碳酸钠进行复分解,转化为硫酸钠。
氧化镁的作用是防止硫酸钠在较低的温度下熔化,使煤样与混合剂保持疏松状态,从而增加煤样与空气的接触面积,把煤样逐渐氧化成二氧化碳和水等析出。
此外,硫的氧化物也有可能直接与氧化镁作用,生成硫酸镁和亚硫酸镁,亚硫酸镁在空气中的氧的作用下氧化成硫酸镁。
也有人认为氧化镁还有催化作用,能与氧作用而生成过氧化镁,过氧化镁再放出氧,使煤样得到充分燃烧。
艾士卡法测定全硫的主要反应如下:(1)煤的氧化作用煤→CO2+H2O+N2+SO2+SO3(2)氧化硫的固定作用2Na2CO3+2SO2+O2(空气)→2Na2SO4+2CO2Na2CO3+SO3→Na2SO4+CO2MgO+SO3→MgSO42MgO+2SO2+O2(空气)→2MgSO4(3)硫酸盐的转化作用CaSO4+Na2CO3→CaCO3+Na2SO4(4)硫酸盐的沉淀作用MgSO4+Na2SO4+2BaCl2→2BaSO4+2NaCl+MgCl22、高温燃烧中和法高温中和法是把煤样在高温下于氧气流中燃烧,使煤中各种形态的硫都氧化或分解成硫氧化物,然后用中和滴定法测定生成的硫氧化物。
煤中各种形态硫测定中应注意的问题[摘要]过滤和滴定操作是煤中硫酸盐硫和硫化铁硫(氧化法)测定中的重要步骤,其正确与否直接影响到结果的准确性。
本文重点分析影响硫酸盐硫和硫化铁硫(氧化法)结果准确性的几个主要因素;指出为获得准确结果应采取的方法。
[关键词]硫酸盐硫硫化铁硫有机硫过滤滴定煤中硫主要以硫酸盐硫、硫化铁硫和有机硫3种形态存在。
所谓形态硫的测定就是测出上述3种硫的含量。
测定煤中各形态硫,主要根据3种形态硫在盐酸和硝酸介质中的不同溶解度来分离:硫酸盐硫能溶于盐酸和硝酸;硫化铁硫不溶于盐酸,但町被硝酸氧化后溶解;有机硫既不溶于盐酸,也不溶于硝酸。
因此,用盐酸可直接浸出煤中硫酸盐硫,然后,使其成为硫酸钡沉淀;根据硫酸钡的质量计算硫酸。
盐硫的含量;将稀盐酸浸出非硫化铁中铁后的煤样用稀硝酸处理,把硫化铁中的硫氧化成硫酸盐,把硫化铁中的铁氧化成3价铁;得到的3价铁盐溶液,用氯化亚锡(SnCl2)还原为2价铁;然后用重铬酸钾溶液滴定,再以铁的量计算煤中硫化铁硫的含量。
1硫酸盐硫测定中应注意的问题(1)为得到大粒BaSO4。
沉淀,生成BaSO4。
沉淀反应要在稀溶液中进行。
要求洗涤煤样时遵循“少量多次”原则,即洗涤时,每次用少量蒸馏水,洗后尽量沥干,多洗几次,使最后洗涤液的体积不能太多。
在保证将非硫化铁中铁全部洗干净前提下,洗涤液的体积最好控制在250~300 mL。
(2)BaCl2。
溶液,应在不断搅拌下慢慢逐滴加入,即不能让移液管中流出的BaCI2。
溶液连成线。
(3)从漏斗中取出已过滤并洗干净的沉淀时,应用滤纸将BaSO4沉淀完全包裹起来。
如包不好,有可能在滤纸灰化时被热气带出而落人其他坩埚中,使整批结果作废。
为此,可用玻璃棒从漏斗中取出滤纸和沉淀,按下图要求卷成小包,并将沉淀物包在里面。
①将滤纸对折成半圆形;②自右端约1/3半径处向左折起;③由上边向下折,再自右向左折;④折成滤纸包,放进已恒重的10~20mL瓷坩埚内。
煤中各种形态硫的测定方法GB215—82代替GB215—63Determination of forms of sulphur in coal国家标准总局1982-05-10 发布1982-12-01 实施本标准适用于褐煤、烟煤和无烟煤中硫酸盐硫、硫化铁硫和有机硫含量的测定。
硫酸盐硫和硫化铁硫通过实验直接测定,有机硫通过差减法由全硫(按GB 214—77《煤中全硫的测定方法》测定)、硫酸盐硫和硫化铁硫计算。
1 硫酸盐硫的测定1.1 方法原理用稀盐酸煮沸煤样,浸出煤中所含硫酸盐,使成硫酸钡沉淀,根据硫酸钡的重量,计算煤中硫酸盐硫含量。
1.2 仪器1.2.1 分析天平:准确到0.0002g。
1.2.2 箱形电炉:带有热电偶高温计(1200℃),能升温到900℃,并可调节温度,通风良好。
1.3 试剂所用试剂除特别规定外均为分析纯;所用的水均为蒸馏水。
1.3.1 盐酸(GB 622—77):3%。
1.3.2 盐酸(GB 622—77):5N(5mol/L)。
1.3.3 氨水(GB 631—77):1∶1。
1.3.4 氯化钡(GB 652—78):化学纯,10%水溶液。
1.3.5 30%过氧化氢(HG3-1082—77)。
1.3.6 硫氰酸钾(GB 648—78):2%水溶液。
1.3.7 硝酸银(GB 670—77):1%水溶液,储于深色瓶中,并加入数滴硝酸。
1.3.8 95%乙醇(GB679—80)。
1.3.9 甲基橙(HGB3089—59):0.2%水溶液。
1.4 测定步骤1.4.1 准确称取粒度小于0.2mm 分析煤样1g(准确到0.0002g),放入250mL 锥形瓶中,加入0.5~1mL 乙醇润湿煤样,然后加入5N 盐酸50mL,在瓶口上放一个小漏斗,摇荡均匀,加热微沸30min。
1.4.2 稍冷后,先用倾泻法以致密的慢速定性滤低过滤,用热水冲洗煤样数次,然后将煤样全部转移到滤纸上,并用热水洗到无铁离子为止(加数滴过氧化氢和硫氰酸钾溶液检验),过滤时如有煤粉穿过滤纸,则须重新过滤。
G/2520BT-031表2测定铁使用的条件4246铁的测定...按确定的仪器工作条件,分别测定样品溶液(...)空白溶液(..(242,44243.)和标准系列溶液(...)4244的吸光度。
以铁的浓度(g-)标准系列中l/L为横坐标,相应溶液的吸光度为纵坐标,e以绘制铁的工作曲线。
根据样品溶液和空白溶液的吸光度,从工作曲线查出铁的浓度。
425结果计算.空气干燥煤样中硫化铁硫的质量分数S.(按公式()p%)“ (计算:3S弋炭X1“ .令,8“ ,d・4式中:......一。
… 〔3)・,。
S,空气干燥煤样中p—.a硫化铁硫的质量分数,单位为百分数(;%)‘ 1待测样品溶液中铁的浓度,—单位为微克每毫升(gm)p/L;Co空白溶液中铁的浓度,—单位为微克每毫升(gmL;1/)dm单位为克()—煤样质量,9;V—分取的样品母液的体积,单位为毫升()mL;—118由.4铁换算成硫化铁硫的系数。
43方法精密度.硫化铁硫测定的重复性限和再现性临界差如表3规定。
表3方法精密度硫化铁硫的质量分数/%<10.010-40.0.0>0.04重复性限(-)Sd/0.05再现性临界差(,)%(,/S,00.101.002.0:::5有机硫的计算Sd}-=S-一(,十Sa・・・・・・・・・・・……()S“ -)・・・・・・・・・・,.・・・・・・・・・。
・4式中:S..—.aSd-—S、—Sd-—空气干燥煤样中有机硫含量,单位为百分数(;%)空气干燥煤样中全硫含量(G/24按BT测定)单位为百分数(;1,%)空气干燥煤样中硫酸盐硫含量,单位为百分数(;%)空气干燥煤样中硫化铁硫含量,单位为百分数(。
%)6试验报告应包含下列信息a试样编号;)b依据标准;)c使用方法;)d结果计算;)e与标准的偏离;)f试验中观察到的异常现象;)9试验日)期。
煤中各种形态硫测定中应注意的几个问题【摘要】随着煤炭资源的使用率越来越大,对煤炭各个方面的研究越来越广泛。
对于煤炭含量而言,测定形态硫一直都是难度较大方面。
在实际操作中运用比较普遍方法是滴定法与重量法,但是从实况来看也还存在一些问题影响着结果准确性。
本文就是探究了测定形态硫存在的一些问题,并结合测定方法提出获取准确结果建议。
【关键词】几个问题形态硫煤中图分类号:tq5331 前言在表征煤质中一个重要指标是硫分,煤炭燃烧产生的so2污染严重危害着人类健康与生态环境,因此测定形态硫不仅仅能够研究煤质,还能够给合理用煤提供重要依据。
但是在实际操作中存在的一些问题影响着测定精度,因此探究这些影响问题具有实际意义。
2 煤炭中形态硫概述分析煤炭中所含硫的化学形态可知,主要含有硫铁矿硫、有机硫及硫酸盐硫几种形式。
而硫铁矿硫主要是以fes2(黄铁矿)的形态出现,因此又叫黄铁矿硫,而硫铁矿硫还有pbs(方铅矿)、zns(闪锌矿)等各种形式出现,而硫酸盐硫且包含了caso4(无水石膏)等等。
而我国煤炭中的硫主要是黄铁矿硫为主,其次是有机硫,最少就是硫酸盐硫。
高硫煤中占据硫分2.76%,黄铁矿硫占据1.61%,占据全硫58.33%,而有机硫仅仅占据1.04%,占据全硫比例37.68%,硫酸盐硫占据0.11%。
3 在测定形态硫需要注意的一些问题3.1 测定煤中的硫酸盐硫的问题1)沉淀;当温度为250c时,硫酸钡溶剂度是0.0025g/100g,按照理论上去计算假如洗涤液的体积达到了1000ml,就要损失硫酸钡溶液中大约0.0033g硫,其称样量是1.0±0.0002g,平常硫酸盐硫中含量为0.00x% ~0.0x%,因此该损失是不能够被忽视的。
因此不能够过多洗涤硫酸钡的沉淀,溶液也不能够太稀,不然所损失的硫酸钡就超出了运行分析误差,在实际操作中最好将初生的沉淀与母液一起保温2h,或放置过夜,最后保持溶液体积在200ml左右。