三氧化钨对库仑滴定法测硫的影响
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三氧化钨对库仑滴定法测硫的影响
摘要:三氧化钨在库仑法测定煤中硫含量过程中的作用,三氧化钨
在试验过程中起到的作用是催化剂的作用,改变化学反应的反应途径,
降低了反应的活化能,使反应经过较低的能垒,使反应能在相对不苛刻
的环境下发生化学反应,通过试验过程中加三氧化钨与不加三氧化钨
的试验对比验证三氧化钨在库仑滴定法测硫过程中所起到的作用。
关键词:库仑法测硫 三氧化钨 活化能 能垒 试验对比
1 三氧化钨在库仑滴定法测硫中的作用
煤燃烧时,其中有机硫和硫化物硫在800°C~900°C下能全部分解,
而硫酸盐硫需要在1100~1200°C下才开始分解,因此为了保证煤中各
种形态硫都能分解,必须有较高的炉温,另一方面,SO2+O2=SO3—Q,二
氧化硫和三氧化硫之间在有氧气和加热的环境下为可逆反应,而三氧
化硫在库仑滴定法测硫过程中不参加反应而使测定结果偏低,由二氧
化硫和三氧由此化学式可以看出,此反应为放热反应,温度升高会向生
成二氧硫的方向移动,所以只有使反应尽可能向生成二氧化硫和氧气
的方向反应才能准确的测量结果,由以上两方面的因素,都是升高温度,
测量结果才能更准确,但温度过高会缩短燃烧管的寿命,因此,不得不
降低燃烧温度,但又必须保证硫酸盐在较低的温度下完全分解,所以要
在煤样上覆盖一层催化剂。
2 WO3和煤样燃烧过程中作用原理
催化剂是能显著改变反应速率而本身的化学性质和数量在反应
前后不发生变化的物质,化学反应能否进行要根据自由能的变化,但仅
仅根据自由能的变化还不能判断反应能否发生,因为化学反应还取决
于反应的能垒,即如果反应能垒很高,则必须提供一定的能量越过能垒,
完成反应,该能垒称为活化能,而催化剂的作用就是降低该反应的活化
能,使之在相对不苛刻的环境下发生化学反应。催化剂改变反应速率,
是由于改变了反应途径,如下图1所示,由需要一个较高能垒的反应途
径改变为需要越过较低能垒的反应途径,降低了反应的活化能,在库仑
滴定法中煤燃烧过程中三氧化钨的角色起到了在温度较低的条件下
能使硫酸盐能够完全分解,保证准确的测量结果。
2.1 试验过程
本实验采用全自动库仑测硫仪,调节仪器保证仪器处于正常状态
(温度、气流量、气密性、搅拌器的搅拌速度、电解液的有效性等均
在范围),开启仪器,升温并控制在(1150±10),调节气流量,以及搅拌速度,
将电解液加入电解池内。首先进行终点电位调整试验(如果库仑积分
器的显示值为0,应再次测定,直至显示值不为零),再用和被测样品含
硫量相近的煤标样进行对测硫仪的稳定性和标定的有效性进行核查,
确保仪器的准确度。在瓷舟中秤取粒度小于0.2 mm的空气干燥煤样
(0.05±0.005)(秤准至0.0002 g),每个样品秤四个单次,两个单次盖三氧
化钨,两个单次不加三氧化钨,进行测定,每个样品测定完后再次用标
样核对仪器的准确度,把加三氧化钨和不加三氧化钨的测定值进行对
比。
2.2 数据处理
选择含硫量不同的煤种进行测定,含硫量从高到底的测定结果如
表1所示。
根据以表1可以看出,库仑测硫法催化剂对测流量的影响,由此可
以看出用库仑测硫方法测定煤中硫含量催化剂也是影响测定结果准
确性的一个因素,所以我们在测定过程中一定要在煤样上面撒上三氧
化钨以保证测定结果的准确性。
3 结语
硫是一种有害元素,含硫量高的煤,供燃烧气化或炼焦使用时都会
带来很大的危害,比如高硫煤用作燃料时,燃烧后产生的二氧化硫气体,
不仅严重腐蚀锅炉的管道而且还严重污染大气,用高硫煤制半水煤气
时,由于煤气中硫化氢等气体较多且不易脱净,会使合成氨催化剂中毒
而失效,在炼焦工业中,硫分的影响更大,一方面煤中硫分高,焦炭中的
硫分也增高,从而直接影响钢铁的品质,(钢铁中含硫量大于0.07%,就
会使之产生热脆性而无法使用);另一方面,为了脱去钢铁中的硫,就必
须在高炉中加入较多的石灰石,这样又会减小高炉的有效容量,同时增
加出渣量,因此,为了有效而经济地利用煤炭资源,必须了解煤中全硫
的准确含量。所以在试验过程中,我们要注意每一个细节,使我们的测
定值更准确。
参考文献
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地质,2007(3).
[2] 樊艳梅.浅谈影响库仑滴定法测定煤中全硫的几个因素[J].
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