3.3煤中全硫的测定3.3.1煤中硫煤中硫分,按其存在的形态分为有机硫和无机硫两种。有的煤中还有少量的单质硫。煤中的有机硫,是以有机物的形态存在于煤中,其结构复杂,至今了解的还不够充分;煤中无机硫,是以无机物形态存在于煤中。无机硫又分为硫化物硫和硫酸盐硫。硫化物硫绝大部分是黄铁矿硫,少部分为白铁矿硫,两者是同质多晶体。还有少量的ZnS,PbS等。硫酸盐硫主要存在于CaSO4中。煤中硫分,按其在空气中能否燃烧又分为可燃硫和不可燃硫。有机硫、硫铁矿硫和单质硫都能在空气中燃烧,都是可燃硫。硫酸盐硫不能在空气中燃烧,是不可燃硫。煤燃烧后留在灰渣中的硫(以硫酸盐硫为主),或焦化后留在焦炭中的硫(以有机硫、硫化钙和硫化亚铁等为主),称为固体硫。煤燃烧逸出的硫,或煤焦化随煤气和焦油析出的硫,称为挥发硫(以硫化氢和硫氧化碳(COS)等为主)。煤的固定硫和挥发硫不是不变的,而是随燃烧或焦化温度、升温速度和矿物质组分的性质和数量等而变化。煤中各种形态的硫的总和称为煤的全硫(St)。煤的全硫通常包含煤的硫酸盐硫(Ss)、硫铁矿硫(Sp)和有机硫(So)。硫是煤中有害物质之一。如煤作为燃料,在燃烧时生成SO2和SO3,不仅腐蚀设备还污染空气,甚至降酸雨,严重危及植物生长和人的健康;煤用于合成氨制半水煤气时,由于煤气中硫化氢等气体较多不易脱净,易毒化合成催化剂而影响生产;煤用于炼焦,煤中硫会进入焦炭,使钢铁变脆(钢铁中硫含量大于0.07%时就成了废品);煤在储运中,煤中硫化铁等含量多时,会因氧化、升温而自燃。煤的工业分析通常不要求将无机硫和有机硫分别测出,而是测定其全硫的含量。测定煤中的全硫量有艾氏卡法、库仑法和高温燃烧中和法三种。艾氏卡法是世界公认的标准方法,在仲裁分析时,采用艾氏卡法。3.3.2测定方法1.艾氏卡法(1)方法原理将煤样与艾氏卡试剂混合灼烧,煤中硫生成硫酸盐,由硫酸钡的质量计算煤中全硫的含量。①煤样与艾氏剂(Na2CO3+MgO)混合燃烧。煤CO2↑+NOx↑+SO2↑+SO3↑②燃烧生成的SO2和SO3被艾氏剂吸收,生成可溶性硫酸盐。2Na2CO3+2SO2+O2(空气)=2Na2SO4+2CO2↑Na2CO3+SO3=Na2SO4+CO2↑2MgO+SO2+2O2(空气)=2MgSO4③煤中的硫酸盐被艾氏剂中的Na2CO3转化成可溶性Na2SO4。CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4④溶解硫酸盐,用沉淀剂BaCl2沉淀SO42-。MgSO4+BaCl2=MgCl2+BaSO4↓Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓(2)结果计算空气干燥煤样的全硫按下式计算:(3)方法讨论艾氏剂中的MgO,因其具有较高的熔点(2800℃),当煤样与其混合在一起于800~850℃进行灼烧时不至于熔融,使熔块保持疏松,防止硫酸钠在不太高的温度下熔化。同时煤样与空气充分接触,有利于溶剂对生成硫化物的吸收。%100m0.1374)m-(m21ad,tS3.3.2测定方法2.库仑滴定法(1)方法原理煤样在催化剂作用下,于空气流中燃烧分解,煤中硫生成二氧化硫并被碘化钾溶液吸收,以电解碘化钾溶液所产生的碘进行滴定,根据电解所消耗的电量计算煤中全硫的含量。(2)结果计算当库仑积分器最终显示数为硫的质量(mg)时,全硫含量按下式计算:3.高温燃烧中和法(1)方法原理煤样在催化剂作用下于氧气流中燃烧,煤中硫生成硫的氧化物,并捕集在过氧化氢溶液中形成硫酸,用氢氧化钠标准滴定溶液滴定,根据其消耗量,计算煤中全硫含量。(2)结果计算用氢氧化钠标准溶液的浓度计算煤中全硫含量:%100016.0)(0,mfVVcSadt%100mm1ad,tS