CN101236174A - 煤中氯含量的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤中氯含量的测定方法，其特征是将煤样称重后送入裂解管中充分燃烧，煤中氯转化为氯离子，由载气携带进入设有4支电极并与微库仑放大器组成闭环自控系统的氯离子滴定池，氯离子与溶液中银离子发生化合反应，随着银离子消耗，在电极和放大器作用下不断向池内电解补充银离子保持其恒定值，再由计算机测出电解所耗电量，根据法拉弟电解定律算出煤样中氯含量。本发明用于煤矿、电厂、石油、化工等行业测定煤中氯含量，操作简化，分析速度快，测定精度高，能提高自动化水平，比常用测定方法有显著优越性。

Description

煤中氯含量的测定方法

技术领域

本发明涉及一种煤中氯含量的测定方法，属于化学分析和定量分析的技术领域。本发明适用于煤矿、电厂、石油、化工等企业的煤炭中氯含量的自动快速测定。

背景技术

煤中氯主要以无机物形式存在，但也有少量氯以有机物形式存在，以无机物存在的主要有钾盐矿物(KCl)、石盐矿物(NaCl)及水氯镁石(MgCl₂·6H₂O)等。我国的煤中氯含量均极低，一般为0.1％以下。

煤中氯含量的高低反应出煤中钾钠等元素含量的高低，而钾钠是锅炉污染的重要因素；在煤的燃烧及炼焦过程中，煤中氯的释出会引起炭化室炉壁及管道腐蚀；煤中氯还是计算煤中矿物质及精确计算煤中氧的主要依据之一。

煤中氯的常用测定方法有高温燃烧法和艾氏剂分解-沉淀滴定法。这两种方法存在的主要问题是准备工作麻烦，操作复杂，需要配制标准溶液，使用贵重试剂，由指示剂判断反应终点，因氯含量极低，一般工作人员难以掌握，分析速度慢，分析结果的准确度及精度都很差，无法实现自动分析。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有常用测定方法的不足之处，提供一种自动快速测定煤中氯含量的测定方法，该方法操作过程简化，一般工作人员容易掌握，能提高测定精度和准确度，提高分析速度和自动化水平。

本发明的技术方案是：运用微库仑分析方法和法拉弟电解定律，由计算机计算出煤样中氯含量，其具体方法如下：

(1)称取少量煤样放于瓷舟中，并在煤样表面加一层催化剂WO₃，然后送入高温炉的裂解管中，充分燃烧，使煤中的氯转化为氯离子，裂解管进样口段通入载气和反应气，载气为氮气或惰性气体，反应气采用氧气；

(2)由载气携带氯离子进入氯离子滴定池，该滴定池注入含有10^-7mol/L银离子浓度的70％HAC溶液，设有测量电极、参考电极、电解阳极、电解阴极4支电极及搅拌器，并与微库仑放大器组成闭环自控系统，放大器与计算机连接，氯离子进入滴定池后，与银离子发生化合反应：

Ag⁺+Cl^-→AgCl↓

(3)随着反应中银离子的消耗，在上述电极和放大器的作用下，不断向滴定池中电解补充银离子，当反应完毕后，保持银离子浓度的恒定值；

(4)测量电解补充银离子时所消耗的电量，根据法拉弟电解定律由计算机算出煤样中氯含量。

进一步的方案是：所述载气流量为50～200ml/min，反应气流量为100～400ml/min，裂解管温度为900～1300℃；所述微库仑放大器采用零平衡原理设计，由计算机控制，其测量程序与电解程序不同时进行，放大器通过USB口或RS232口与计算机连接；在正式测定之前，对上述方法全过程用已知氯含量的标准煤样进行校准3～5次，当回收率在100％±10％及相对误差＜10％时，便可确定该系统工作正常，可以进行实际煤样的测定。

采用本发明的方法，主要操作和计算由计算机完成，在系统平衡的条件下，只要称取样品将样重输入计算机，经过样品裂解、滴定反应后，仪器将自动完成分析过程，得出分析结果。其具体优点是：

1、仪器分析代替常规的化学分析，提高了分析的灵敏度；

2、采用氯离子滴定池与微库仑放大器实现了自动测量与电解，滴定剂由电解阳极产生，消除了配制标准溶液而人为带来的误差，氯离子滴定池的装配与清洗简单，一般的操作人员就能掌握；

3、微库仑分析方法灵敏度高，特别适合低含量样品的分析，提高了测量精度和准确度；

4、微库仑放大器的测量与电解相互隔离，做到测量时不电解，电解时不测量，防止相互干扰，提高了整个系统的灵敏度；

5、本发明操作过程简化，分析速度快，单个样品的分析时间只需2～5min，特别适用于煤矿、电厂、石油、化工等行业的煤炭中氯含量的自动快速测定，提高自动化水平。

附图说明

附图为本发明操作过程及所用装置连接关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

(1)称取少量煤样W放于瓷舟4中，在煤样表面加一层催化剂WO₃，共同放入固体进样器1的送样舟中，送入高温炉8的裂解管2中，由温控器3控制裂解管温度为1000～1100℃。

(2)调节气体流量计7，使作为反应气的氧气以200ml/min的流量从管道6进入裂解管，煤样与氧气混合并燃烧，煤中氯转化为氯离子；

(3)调节气体流量计7，使作为载气的氮气以100ml/min的流量从管道5进入进样管和裂解管，载气携带氯离子进入氯离子滴定池14；

(4)所述氯离子滴定池内注入含10^-7mol/L银离子浓度的70％HAC溶液60ml，池内设有与微库仑放大器13组成闭环自控系统的测量电极9、参考电极10、电解阴极11、电解阳极12共四支电极，池底部设有搅拌器15，微库仑放大器13通过USB口与计算机16相连；

(5)氯离子进入滴定池后，与银离子发生化合反应：Ag⁺+Cl^-→AgCl↓

(6)随着反应中银离子的消耗，在上述电极和放大器的作用下，不断向滴定池中电解补充银离子，当反应完毕后，保持银离子浓度的恒定值，电解时的电流曲线在与计算机相连的显示器17上显示；

(7)由计算机得出电解银离子时所需电量Q，根据法拉弟电解定律计算出煤样中氯含量X： $X=\frac{36.6\×Q}{W}\×100\%,$ 其中：36.6--氯离子电化当量，毫克/库仑；Q--电解电量，库仑；W--煤样重量，毫克。

(8)在正式测定之前，对上述方法先用已知氯含量的标准煤样进行校准3次，当回收率达100％±10％及相对误差＜10％时，便可进行实际煤样的测定。

Claims (4)

1. 一种煤中氯含量的测定方法，其特征是：

(1)称取少量煤样放于瓷舟中，并在煤样表面加一层催化剂WO₃，然后送入高温炉的裂解管中，充分燃烧，使煤中的氯转化为氯离子，裂解管进样口段通入载气和反应气，载气为氮气或惰性气体，反应气采用氧气；

(2)由载气携带氯离子进入氯离子滴定池，该滴定池注入含有10^-7mol/L银离子浓度的70％HAC溶液，设有测量电极、参考电极、电解阳极、电解阴极4支电极及搅拌器，并与微库仑放大器组成闭环自控系统，放大器与计算机连接，氯离子进入滴定池后，与银离子发生化合反应：

Ag⁺+Cl^-→AgCl↓

(3)随着反应中银离子的消耗，在上述电极和放大器的作用下，不断向滴定池中电解补充银离子，当反应完毕后，保持银离子浓度的恒定值；

(4)测量电解补充银离子时所消耗的电量，根据法拉弟电解定律由计算机算出煤样中氯含量。

2. 按权利要求1所述的煤中氯含量的测定方法，其特征是所述载气流量为50～200ml/min，反应气流量为100～400ml/min，裂解管温度为900～1300℃。

3. 按权利要求1所述的煤中氯含量的测定方法，其特征是所述微库仑放大器采用零平衡原理设计，由计算机控制，其测量程序与电解程序不同时进行，放大器通过USB口或RS232口与计算机连接。

4. 按权利要求1所述的煤中氯含量的测定方法，其特征是在正式测定之前，对上述方法全过程用已知氯含量的标准煤样进行校准3～5次，当回收率在100％±10％及相对误差＜10％时，便可确定该系统工作正常，可以进行实际煤样的测定。

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