Síra je škodlivá nečistota v uhlí. Jeho obsah přímo souvisí s emisemi v životním prostředí, korozí zařízení a kvalitou produktů. Je také jedním z ukazatelů, které je třeba měřit při testování uhlí. Pro elektrickou energii, hutnictví, chemický a další průmysl povede nadměrný obsah síry ke korozi kotlů, ucpání kouře, zvýší náklady na léčbu ochrany životního prostředí a dokonce čelí sankcím za životní prostředí; V obchodu s uhlím je obsah síry důležitým základem pro stanovení cen a nadměrné chyby v testech mohou vést k ekonomickým ztrátám pro podniky. Tento článek podrobně popisuje znalosti a standardní metody testování obsahu síry v uhlí, stejně jako společné technické problémy a řešení v praxi, aby pomohl podnikům zlepšit přesnost testování obsahu síry a vyhnout se souvisejícím rizikům.

Síra v uhlí je rozdělena především na organickou síru, anorganickou síru (pyritová síra, síra síra) a elementární síru, z nichž pyritová síra a organická síra jsou hlavními složkami, což představuje více než 90% celkového obsahu síry v uhlí. Analytické ukazatele obsahu síry zahrnují především celkovou síru (St), organickou síru (So), pyritovou síru (Sp) a síru (Ss). Mezi nimi je celková síra nejčastěji používaným detekčním indexem, který přímo odráží celkový obsah síry v uhlí. Národní standard má jasná omezení na celkový obsah síry v uhlí pro různé účely (například celkový obsah síry v uhlí pro výrobu energie obecně nepřesahuje 1,5%).
Standardní metoda stanovení obsahu síry v uhlí vychází z GB / T 214-2007 "Stanovení metody celkové síry v uhlí", která stanoví tři běžně používané metody stanovení, jmenovitě Eskarova metoda, Coulombova titrační metoda a metoda vysokoteplotní neutralizace spalování. Různé metody jsou vhodné pro různé scénáře a podniky si mohou vybrat podle svých vlastních potřeb.
Metoda Eskar je arbitrážní metoda, která je vhodná pro všechny druhy uhlí. Výsledky jsou přesné, ale provozní proces je těžkopádný a časově náročný (asi 4-6 hodin). Jeho základním principem je smíchat a spálit vzorek uhlí s Eskar činidlem (2 díly lehkého oxidu hořečnatého + 1 díl bezvodého uhličitanu sodného). Síra v uhlí se přemění na síru a poté se celkový obsah síry vypočítá srážkou, filtrací a vážením. Tato metoda je vhodná pro laboratorní detekci přesnosti a obchodní arbitráž. Nevýhodou je, že je méně účinná a není vhodná pro detekci šarží.
Coulomb titrace je hlavní metodou v průmyslu, s vysokým stupněm automatizace a rychlou rychlostí detekce (asi 10-15 minut pro každý vzorek). Je vhodný pro detekci dávkového vzorku a je široce používán v uhelných dolech, elektrárnách, uhelných farmách a dalších podnicích. Jeho principem je, že vzorek uhlí je spálen a rozložen v toku vzduchu pod působením katalyzátoru, a síra se převede na oxid siřičitý, který je absorbován roztokem jodidu draselného. Titrace se provádí elektrolýzou jódu produkovaného roztokem jodidu draselného a celkový obsah síry se vypočítá podle elektřiny spotřebované elektrolýzou. Metoda je jednoduchá a efektivní, ale vyžaduje vysokou přesnost a provozní specifikace.
Metoda vysokoteplotní neutralizace spalování je vhodná pro uhlí s vysokým obsahem síry (celkový obsah síry > 4%). Principem je, že vzorek uhlí je spálen v proudu kyslíku pod působením katalyzátoru a síra je přeměněna na oxidy síry, které jsou absorbovány roztokem peroxidu vodíku za vzniku kyseliny sírové. Titrace standardním roztokem hydroxidu sodného a výpočet celkového obsahu síry podle spotřeby hydroxidu sodného. Tato metoda má rychlou rychlost detekce a je vhodná pro dávkovou detekci uhlíků s vysokou sírou.
V praxi jsou technické obtíže a řešení, se kterými se běžně setkáváme při testování obsahu síry, následující:
Obtížnost 1: Vzorek uhlí není zcela spálen, což má za následek nízkou hodnotu měření obsahu síry. Hlavním důvodem je, že velikost částic vzorku uhlí je příliš velká, teplota spalování je nedostatečná nebo přívod kyslíku (vzduchu) je nedostatečný, což vede k tomu, že síra v uhlí není zcela přeměněna na oxidy síry. Například v coulombové titrační metodě, pokud teplota trubkové vysokoteplotní pece nedosáhne 1150 ° C (standardní teplota), nebo průtok vzduchu je nedostatečný, povede to k nedostatečnému spalování síry a nízkým výsledkům detekce. Roztok: Vzorek uhlí se práší na méně než 0,2 mm, aby se zajistila jednotná velikost částic; teplota spalování je přísně kontrolována (coulombova titrační metoda 1150 ° C, vysokoteplotní metoda neutralizace spalování 1200 ± 10 ° C) a průtok vzduchu (kyslík) se nastaví na standardní rozsah (coulombova titrační metoda 100-150ml / min), aby se zajistilo, že vzorek uhlí je zcela
Obtížnost 2: Nedostatečná čistota činidla nebo nesprávná příprava ovlivňuje výsledky zkoušek. Při metodě Eskar povede nerovnoměrné míchání Eskarova činidla a nestandardní čistoty k neúplné konverzi síry; při coulometrické titrační metodě povede odchylka koncentrace roztoku jodidu draselného a selhání elektrolytu k nepřesné titraci; při metodě neutralizace hoření při vysoké teplotě je koncentrace standardního roztoku hydroxidu sodného nestabilní, což ovlivní výsledky výpočtu. Řešení: Použijte chemické činidla, která splňují požadavky národní normy, připravte činidla v přísném souladu se standardním postupem, pravidelně kalibrujte koncentraci činidel (jako je standardní roztok hydroxidu sodného je kalibrován jednou týdně) a připravené činidla jsou utěsněny a uloženy, aby se zabránilo selhání.
Obtížnost 3: Chyby způsobené selháním přístroje. Elektrolytická buňka Coulombova titrátoru propouští vzduch, elektrody jsou znečištěny a odchylka polohy termočlánku trubkové vysokoteplotní pece povede k výkyvům ve výsledcích zkoušek; v metodě Eskar se kelímek nevymyje a teplota hoření je nerovnoměrná, což povede k nepřesnému měření množství srážek. Řešení: Pravidelně kontrolujte přístroj a zařízení. Coulombův titrátor kontroluje utěsnění elektrolytické buňky před každým použitím a čistí elektrody; trubková vysokoteplotní pec pravidelně kalibruje termočlánek, aby byla zajištěna přesná teplota; kelímek se před použitím důkladně promyje a spálí na konstantní hmotnost, aby se zabránilo zbytkovým nečistotám ovlivňujícím výsledky.
Obtížnost 4: Slepý test selže. Slepý test je klíčem k odstranění rušení činidel, přístrojů, prostředí a dalších faktorů. Pokud výsledky slepého testu překročí standard, výsledky testů budou zkreslené. Hlavním důvodem je, že činidla obsahují nečistoty, přístroje jsou kontaminovány nebo experimentální voda neodpovídá
Splňovat požadavky. Řešení: Slepá zkouška se provádí současně se zkoušením vzorku, s použitím bezsírových činidel a destilované vody. Před experimentem důkladně vyčistěte nástroje a nádobí, aby se zajistilo, že výsledky slepého testu splňují požadavky národní normy (slepá hodnota nepřesahuje 0,005%).
Kromě toho by pracovníci laboratoře měli poznamenat, že požadavky na přesnost různých metod jsou různé. Metoda Eskar, metoda titrace coulombu a metoda neutralizace vysokoteplotního spalování mají limit opakovatelnosti 0,05%, pokud je obsah síry ≤ 1,50%; pokud je obsah síry 1,50% -4,00%, limit opakovatelnosti je 0,10%. Paralelní testování vzorků musí splňovat tento požadavek. Současně musí být metoda Eskar použita v arbitrážní analýze, aby se zabránilo sporům způsobeným různými metodami. Zvládnutí výše uvedených technických bodů může účinně zlepšit přesnost testování obsahu síry a pomoci podnikům kontrolovat kvalitu uhlí, dodržování výroby a vyhnout se obchodním rizikům.