高温燃烧中和法测定煤中全硫含量

1.基本原理

煤样在氧气流中于高温下燃烧，煤中各种形态的硫氧化分解成硫氧化物，用过氧化氢吸收，使其生成硫酸，然后用标准氢氧化钠溶液滴定生成酸，则可求出煤中的硫含量。

燃烧中和法测硫的主要反应为

该法的关键是如何使煤中硫酸盐在不太高的温度下得以充分分解。为此，试样要置于高温氧气流中，并选择适当的催化剂条件下燃烧才能达到目的。常用的催化剂除氧化钨外，还有石英砂、氧化铝、磷酸铁等。

2.测定装置

测定装置由氧气净化系统、燃烧装置及反应产物吸收装置三部分组成，如图4-7所示。

3.测试中的主要技术问题

（1）对测定装置的要求。试样燃烧后所生成的硫氧化物，与煤中水分及氢燃烧后生成的水分作用形成酸。它易附于燃烧管出口端管壁上，从而使测定结果偏低。煤中硫含量越大，偏低程度越明显。为克服这一缺点，可在燃烧管出口端加装喇叭状的中性硬质玻璃或石英玻璃接受器。喇叭口的口径应略小于燃烧管内径。由于硫酸的沸点是336℃，因此接受器固定在400℃左右的位置上较好。燃烧完毕，将此接受器用水冲洗，其冲洗液并入过氧化氢吸收液中，最后用标准氢氧化钠溶液滴定。

图4-7 高温燃烧中和法测定全硫装置

1—吸收瓶；2—高温炉；3—燃烧管；4—燃烧舟；5—橡胶塞；
6—微型流量计；7—干燥塔；8—洗气瓶；9—氧气瓶；
10—橡胶管；11—样品推入棒；12—T形玻璃管；
13—高温计；14—热电偶；15—接受器(www.xing528.com)

（2）对燃烧管材质的要求。由于燃烧管要承受1200℃的高温，因此对其材质应具有特殊要求，目前常用的为石英管及气密刚玉燃烧管。石英燃烧管价格高且质脆易断，而气密刚玉燃烧管虽可满足耐温要求，价格也比较低，但在试样分期推进高温区的过程中易产生横向裂纹。

（3）对操作条件的控制。氧气流速可根据煤样及其硫含量加以适当控制，通常控制流速为350mL/min，在整个测定过程中，切不可中断氧气流。为了确保燃烧产物被过氧化氢溶液完全吸收，宜采用具有微孔玻璃熔板的气体吸收瓶进行二次吸收。吸收完毕，可将此吸收液合并在一起，同时用水将两个吸收瓶冲洗干净，冲洗液一起并入吸收瓶中，用标准氢氧化钠溶液滴定，同时还要进行空白试验。在计算结果时，应将测定试样时所消耗的氢氧化钠体积减去空白值。

（4）煤中氯的测定。燃烧中和法还可用于煤中氯的测定。煤样燃烧时，氯呈气体状态析出，它同样被过氧化氢溶液吸收而形成盐酸，其反应如下

故在用氢氧化钠滴定时，实际上它除与硫酸中和外，还与盐酸进行中和反应，即

在需要测定氯时，则在氢氧化钠标准溶液滴定后，再加入一定的羟基氰化汞饱和溶液，它与氯化钠反应转变成定量的氢氧化钠，其反应式如下

用标准硫酸滴定所生成的氢氧化钠，由上述滴定的总酸量中减去相当于氯含量的标准硫酸溶液用量后所得的结果，才可用以计算煤中全硫含量。由于煤中氯含量一般很少，作为动力用煤，其影响甚微，因此通常对氯不测定。此外，羟基氰化汞溶液有剧毒，遇火焰或被撞击时易发生爆炸，使用时要特别注意。

4.燃烧中和法的特点

燃烧中和法测定煤中全硫含量，具有快速的特点，也不需要昂贵的仪器设备；但应用该法测定高硫煤时，经常表现出测定结果偏低的趋势，即存在系统偏差。因此有的单位在使用该法时，根据与艾氏卡法的对比试验，将实测结果再乘上一个大于1的校正系数，通过计算来消除测定结果的影响。

该法对煤中全硫含量测定结果偏低的原因是：煤中硫酸盐在确定条件下并不能被全部分解，燃烧产物被水吸收后不同程度地为燃烧管壁所吸附。因此，该法不能用于仲裁试验。