CN2591624Y

CN2591624Y - 一种水泥碳硫自动分析仪

Info

Publication number: CN2591624Y
Application number: CN 02225667
Authority: CN
Inventors: 李志标
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2003-12-10
Anticipated expiration: 2012-01-30

Abstract

一种水泥碳硫自动分析仪，其测定部分包括共用氧气瓶及双管燃烧炉的定碳、定硫两部分，定碳部分包括通过在相关位置设有电磁阀的管路与氧气瓶依顺连接的流量计、净化管、燃烧炉、除尘管、量气管、调零器、水准瓶等，定硫部分包括依顺连接的流量计、燃烧炉、除尘管、硫反应器，各自独立与硫反应器和氧气瓶连接的淀粉液瓶、碘酸钾瓶，淀粉液瓶与碘酸钾瓶间呈并联形式。本实用新型二位一体，结构紧凑、简单，控制容易、使用方便，测定准确度高、耗时仅3～4分钟，效率高；适用于水泥生料热值测定，窑外分解窑的生料分解率测定，煤矸石热值测定，水泥及及其生料、熟料的SO₃含量测定，煤中硫份测定等。

Description

一种水泥碳硫自动分析仪

技术领域

本实用新型涉及一种化学分析分析仪器，特别是指一种用于水泥质量分析的碳硫自动分析仪。

背景技术

我国是水泥大国，但还是以立窑为主，采用全黑生料烧成。生料的含煤量对烧成的产量、质量及能耗影响极大，目前国内生料含煤量的测定方法主要有：1、烧失量法，以生料的烧失量估计含煤量，科学性不高且误差大、耗时长，对出磨跟踪周期几乎失去意义；2、湿式氧化定碳法，先用化学试剂驱除碳酸盐，再用氧化剂把可燃碳氧化后吸收测试，此法操作繁锁，试剂使用种类多、量大，耗时20分钟以上，难以满足生产控制需要；3、氧弹仪热值法，数年前就已证明传统的氧弹仪不适宜于生产的测定，而改进后的氧弹仪仍存在准备工作繁多，测定一次耗时长于20分钟，仍不适应生产控制的需要；4、自动定碳仪法是本申请人的ZL97223163.3号专利《水泥自动定碳分析仪》的实施成果其自动化程度高，测定准确、快速，操作简便，已在数十家企业推广应用，但仍存在不足这处，如只能定碳不能定硫，且碳酸盐中的碳量也需测定，使测定工作仍有复杂之嫌，结构上也略嫌复杂。

在水泥生产中，三氧化硫SO₃的含量对产品性能也影响极大，普通水泥中如其含量≥3.5％则为废品，而≤2.0％时早期强度欠佳或出现早凝现象，因而需对出磨水泥的石膏掺入量严格监控。国内现行的定硫方法主要有：1、硫酸钡重量法：此法虽准确，但需耗时一天；2、氯化亚锡还原——碘量法，此法需多种试剂，程序繁杂，需时约20分钟；3、静态离子交换法，需时约20分钟，且对采用某些复合矿化剂及副产品石膏的生产厂不适用；4、硫酸根电极法，需时15分钟以上；5、用元素X光仪，使用中准备工作多且价格昂贵，难以普及。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种既可快速测碳也可快速测硫且耗时较少的水泥碳硫自动分析仪。

根据上述目的设计了一种水泥碳硫自动分析仪，包括控制部分和测定部分，其测定部分包括定碳部分，定碳部分包括氧气瓶，通过管路与氧气瓶依顺序串连接的流量计、净化管、燃烧炉、除尘管、量气管、调零器、水准瓶，水准瓶又与氧所瓶连接，温度计插在量气管中，触针分别插在量气管、水准瓶、吸收器中，吸收器连接在除尘管与量气管间的管路支路上，在管路中相关位置设有电磁阀，测定部分还包括定硫部分，该部分并联在氧气瓶管路上，包括依顺序连接的流量计、燃烧炉、除尘管、硫反应器。其中，除抽述的燃烧炉为双管燃烧炉外，定硫部分还包括连接在氧气瓶管路上的淀粉液瓶，淀粉液瓶与硫反应器连通，在该段毛细管管路上设置有螺旋夹；定硫部分还包括连接在氧气瓶管路上的碘酸钾瓶，碘酸钾瓶与滴定管连通，在该段管路上设置有螺旋夹。因淀粉液瓶与碘酸钾瓶间呈并联连接形态，故在与氧气瓶连接的共有管路中设置有电磁阀。而滴定管底部通过管路通向硫反应器，在该段管路上设有螺旋夹及电磁阀。另外，在流量计与氧气瓶连接的共有管路中也设置有电磁阀。

本实用新型的测定范围是：生料按热值计含煤量为100～1000大卡/公斤，水泥SO₃含量0.5～5.0％；测定误差是生料热值≤20大卡，水泥SO₃含量≤0.15％，均符合或超过国家标准；测定时间仅需3～4分钟；对工作环境无特殊要求，室温5～40℃，大气压800～1060hpa。本实用新型二位一体，结构紧凑、简单，测定碳硫可同时或分别进行，测定过程控制容易、使用方便，测定准确度高、耗时短，效率高，可大幅度减少劳动强度和操作人员；适用于水泥生料热值测定，窑外分解窑的生料分解率测定，煤矸石热值测定，水泥及及其生料、熟料的SO₃含量测定，煤中硫份测定等。

附图说明

附图是本实用新型各零部件间相互的连接关系示意图。

具体实施方案

从附图可见，本实用新型定碳、定硫两部分的管路和部件基本分为两部分，但共用氧气瓶1及其减压阀2和燃烧炉7，控制部件可根据需要组合在一起，也可分置。其中，若以氧气瓶为起点定碳部分的管路中依连接顺序还包括电磁阀32，流量计61，净化管5，经过燃烧炉后，是除尘、除硫管4，电磁阀33，量气管10及其插在触针插口内的触针81、测温插口中的温度计13、上端口上还设置有电磁阀34，量气管进入调零器11校准零位后能入水准瓶12的底部，水准瓶内插有高位触针84和低位触针85、瓶口上的连接管上设有电磁阀3 1并与氧气瓶管路连接。在除尘、除硫管与量气管的连接管路中还设有吸收器9支路，在支路口处有电磁阀35，吸收器外端口上插有触针82和83。

与现有技术相比，本实用新型定碳部分减去了碳酸盐测定部件及其测定程序，涉及的碳酸盐含量直接由配表中查出，该表的制定依据是：生料中的碳酸盐来自石灰石，即生料中CaCO₃与CO₂成比例关系。在生产控制中，CaO或CaCO₃的百分比是必测项目，需每小时测定一次，因此先用本实用新型测定CaO百分比的未加煤白生料中的CO₂体积数，便可得到CO₂与CaO百分比的对应关系，从而绘出CaO百分比(％) -CO₂查对表。

在水泥生产控制中，出磨水泥的SO₃含量也是必测项目，需每1～2小时测定一次。从附图可见定硫部分部分的连接关系，若以氧气瓶为起点定硫部分的管路中依连接顺序还包括电磁阀36，流量计62，经过燃烧炉后与除尘管19连接，除尘管直通硫反应器20的底部；以氧气瓶为起点定硫部分的管路中还并联有另一支路，该支路经电磁阀37后，其一分支通入淀粉液瓶14，在淀粉液瓶与硫反应器的连接毛细管16管路中设有螺旋夹171，另一分支通入碘酸钾瓶15，在碘酸钾瓶与滴定管18的连接管路中设有螺旋夹172，滴定管直通入硫反应器底部的管路中设置有螺旋夹173和电磁阀38。

前述的氧气瓶提供了足够的氧气供样品燃烧，同时还用自身的压力输送气体及溶液；燃烧炉为有两根管的双管炉，工作温度1250℃，使试样在管内燃烧分解，生成的气体被载气氧送入定碳或定硫测定部分进行自动分析。定碳部分的水准瓶内盛有稀硫酸封闭液，有导电及封闭作用；吸收器内有浓度为40％的KOH溶液，用于吸收CO₂；与水准瓶相通的量气管的细长部分带有刻度，用于测量气体被吸收前后的体积。

现简述定碳的工作原理。首先是准备预热阶段，将载有样品的瓷舟放入燃烧炉管内，启动控制部分的分析键后，仪器自动进行准备，电磁阀31、34打开，利用氧气压力将水准瓶12内的封闭液压上量气管，到与触针81接通时，关闭电磁阀34，电磁阀31通大气，预热。其次是通氧燃烧、集气，电磁阀32、33打开，氧气经电磁阀32、流量计61、净化管5进入燃烧炉管，试样在高温下快速燃烧，混合所经除尘除硫管4并通过电磁阀33进入量气管10，管内封闭液慢慢下降至接近零刻度时，水准瓶内液位上升直至与触针84接触，这时进入对零程序。第三步对零，打开电磁阀32，电磁阀33通大气，已燃烧完的炉气经电磁阀33排入大气，这时量气管内气体体积处于零位，相当于满刻度。第四步吸收，电磁阀31、35打开，氧气经电磁阀31向水准瓶加压，将封闭液压向量气管，管内气体通过电磁阀35进入吸收器9，气体中的CO₂被KOH吸收，当量气管内液面上升到与触针81接触时，便自动转换到回复程序。第五步回复，电磁阀32、35打开，电磁阀31通大气排空，吸收器内的剩余气体全部回到量气管，读出体积数，计算出结果。整个过程由计算机控制。

现简述定硫的工作原理。首先是准备预热阶段，电磁阀37打开，氧气经电磁阀37向酸性淀粉液瓶14及碘酸钾瓶15加压，使淀粉液定量流入硫反应器20中，同时使碘酸钾溶液充满滴定管18后，预热。其次是通氧燃烧及滴定，电磁阀36、38打开，氧气经电磁阀36、流量计62进入燃烧炉管，已放入炉管的试样中的硫酸盐及硫化物在添加剂作用下均生成SO₂，气体经除尘管19后进入硫反应器后生成H₂SO₃，使硫反应器内原来的蓝色淀粉液褪色，这时光电转换输出信号变大，开始进行模拟转换电路和快速滴定基准电压比较，输出高电平到计算机中，使通用接口控制电磁阀38进行快速滴定，当炉内释放出的SO₂减少时，反应器内溶液颜色褪色变慢，光电转换输出信号变小，快速滴定逐步结束，接差慢速基准电压比较电路仍输出电平到计算机中，由接口电路间断输出控制电磁阀38进行慢速滴定；当SO₂停止逸出时，过量一滴碘酸钾溶液会使反应器中的溶液变为蓝色而不褪，电磁阀38关闭并发出蜂鸣，可直接从滴定管中读取结果——碘酸钾的浓度按SO₃滴定度配制，故显示结果便是SO₃的百分比含量。

Claims

1、一种水泥碳硫自动分析仪，包括控制部分和测定部分，其测定部分包括定碳部分，定碳部分包括氧气瓶(1)，通过管路与氧气瓶依顺序串连接的流量计(61)、净化管(5)、燃烧炉(7)、除尘管(4)、量气管(10)、调零器(11)、水准瓶(12)，水准瓶又与氧气瓶连接，温度计(13)插在量气管中，触针分别插在量气管、水准瓶、吸收器(9)中，吸收器连接在除尘管与量气管间的管路支路上，在管路中相关位置设有电磁阀，其特征是测定部分还包括定硫部分，该部分并联在氧气瓶管路上，包括依顺序连接的流量计(62)、燃烧炉(7)、除尘管(19)、硫反应器(20)。

2、根据权利要求1所述的分析仪，其特征是所述的燃烧炉为双管燃烧炉。

3、根据权利要求1所述的分析仪，其特征是定硫部分还包括连接在氧气瓶管路上的淀粉液瓶(14)，淀粉液瓶与硫反应器连通，在该段毛细管(16)管路上设置有螺旋夹(171)。

4、根据权利要求1所述的分析仪，其特征是定硫部分还包括连接在氧气瓶管路上的碘酸钾瓶(15)，碘酸钾瓶与滴定管(18)连通，在该段管路上设置有螺旋夹(172)。

5、根据权利要求3或4所述的分析仪，其特征是所述的淀粉液瓶与碘酸钾瓶间呈并联，在与氧气瓶连接的共有管路中设置有电磁阀(37)。

6、根据权利要求5所述的分析仪，其特征是所述的滴定管底部通过管路通向硫反应器，在该段管路上设有螺旋夹(173)及电磁阀(38)。

7、根据权利要求5所述的分析仪，其特征是在流量计(62)与氧气瓶连接的共有管路中设置有电磁阀(36)。