煤化工分析3煤中硫的测定-工业分析

1、,工业分析课堂,滨州市技术学院化工系,上课时间：2011.11.15 11.17 课 时：4 上课班级：10高分析班 教学目的：1.了解煤中硫的测定的实验原理，了解硫的测定意义。 2.学习煤中硫的测定方法、步骤、条件控制、计算方法,5.2煤中硫的测定,5.3 煤中硫的测定,煤中的硫根据其存在的形态分类： 有机硫 无机硫 单质硫,根据燃烧性分类： 可燃硫：有机硫、硫铁矿硫和单质硫 不可燃硫（固定硫 ）：硫酸盐硫,硫是煤中的有害元素之一,燃料用煤中的硫在煤燃烧过程中形成SO2。SO2不仅腐蚀金属设备，而且还会造成空气污染。炼焦用煤中的硫直接影响钢铁质量，钢铁含硫大于0.07%，就会使钢铁热脆而成为

2、废品。脱除煤中的硫是煤炭利用的一个重要问题。,全 硫,煤中各种形态硫的总和叫做全硫，记作St，全硫通常就是煤中的硫酸盐硫（记作Ss）、硫铁矿硫（记作Sp）和有机硫（记作So）的总和，即 St = Ss + Sp + So,如果煤中有单质硫（记作S），也应包含在全硫中。,一般工业分析中只测全硫，全硫的测定方法有：艾士卡质量法、燃烧法、弹筒法等。燃烧法是快速方法，而艾士卡法至今仍是全世界公认的标准方法，,艾士卡质量法,1方法要点 本法是用艾士卡试剂（Na2CO3和MgO以质量比1+2的混和物）作为熔剂，所以称为艾士卡质量法。方法包括煤样的半熔反应、用水浸取、硫酸钡的沉淀、过滤、洗涤、干燥、灰化和灼

3、烧等过程。,2基本原理,熔样： 煤样和艾士卡试剂均匀混合后在高温下进行半熔反应，使各种形态的硫都转化成可溶于水的硫酸盐。煤样在空气中燃烧时，可燃硫首先转化为SO2，继而在有空气存在下，和艾士卡试剂作用形成可溶于水的硫酸盐：,煤 + 空气 = CO2 + H2O + SO2 + SO3 + N2 2SO2 + O2 + 2Na2CO3 = 2Na2SO4 + 2CO2 SO3 + Na2CO3 = Na2SO4 + CO2 ,MgO 作用？,艾士卡试剂中的MgO能疏松反应物，使空气能进入煤样，同时也能与SO2和SO3发生反应。,CaSO4 ？ MeSO4？,不可燃烧又难溶于水的CaSO4，也能同

4、时能和艾士卡试剂作用。难溶于水的硫酸盐MeSO4和艾士卡试剂中的Na2CO3反应如下： MeSO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + MeCO3,熔块浸取？,经半熔反应后的熔块，用水浸取，Na2SO4都溶入水中。未作用完的Na2CO3也进入水中，并部分水解，因此水溶液呈碱性。,酸性 pH约12,滤渣经过洗涤，把洗液和滤液合并，调节溶液酸度，使其呈酸性（pH约12），其目的是消除CO32-的影响，因其也会和Ba2+在中性溶液中形成碳酸钡沉淀。,沉淀、洗涤、灼烧、恒量,加入Ba2+后，生成硫酸钡沉淀： SO42- + Ba2- = BaSO4 滤出BaSO4沉淀，经洗涤、烘干、灰化、灼烧，即

5、可称量。,3试剂,3.1 艾士卡合剂(MgONa2CO3质量比2+1)； 3.2 盐酸溶液（1+1）； 3.3 氯化钡溶液（100 g/L）； 3.4 甲基橙指示剂（2 g/L）； 3.5 硝酸银溶液（10 g/L）。,4测定方法,称取煤样（粒度应小干0.2mm ）1g，置于30mL瓷坩埚中，取艾士卡试剂2g，放在瓷坩埚内仔细混匀，上面再覆盖1g艾士卡试剂，把坩埚推入高温炉内。在2h内从室温升到850，在850下加热2h，取出坩埚，冷却到室温。用玻璃棒把熔块搅碎，熔块中应无残炭颗粒（如果有，则再送入炉中加热）。,熔 样,熔块浸取,将熔块连同坩埚一并放入400mL烧杯中，用热蒸馏水洗出坩埚。加入

6、100150mL热蒸溜水，充分搅拌使熔块散碎，煮沸约5min（此时如果发现有未燃烧完全的黑色颗粒漂浮在溶液表面，则此次试验报废）。用定性滤纸滤出不溶物，收集滤液在烧杯中，再用热蒸馏水吹洗不溶物，吹洗时应注意每次加水要少些，多吹洗几次（约12次，最后溶液体积不超300mL）。,调整试液酸度,在滤液中滴加甲基橙（2g/L水溶液）指示剂3滴，然后用HCl溶液(1+1)调节酸度。先调至甲基橙的黄色刚转为红色，然后再多加2mL HCl溶液(1+1)，,沉淀恒量,把烧杯放到电热板上加热到微沸，在不断搅拌下，慢慢滴加10mLBaCl2溶液(100g/L)，在电热板上保温2h（或放置过夜），用慢速定量滤纸过滤

7、。用热蒸馏水洗至无Cl，将沉淀和滤纸正确折叠放在850下已恒量的坩埚中进行干燥，灰化至滤纸已无黑色，然后放在850的高温炉中灼烧40min，取出，先在空气中冷却，然后移入干燥器中冷到室温、称量。,5结果计算,m煤样质量，g； m1灼烧后硫酸钡的质量，g； m2空白试验硫酸钡的质量，g； 0.1374由硫酸钡换算为硫的换算因数。,6测定全硫的允许误差,7注意事项,7.1 必须在通风下进行半熔反应，否则煤粒燃烧不完全而使部分硫不能转化为SO2。这就是为什么在半熔完毕后，用水抽提不得有黑色颗粒的缘故。 7.2 在用水浸取、洗涤时，溶液体积不宜过大，当加入BaC12溶液后，最后体积应在200mL左右为

8、宜。体积过大，虽然BaSO4的溶度积不大，但是也会影响测定值（偏低）。,7注意事项,7.3 调节酸度到微酸性，同时再加热，是为了消除CO32-的影响： 2H+ + CO32- = H2O + CO2 7.4 在热溶液中加入BaCl2溶液以及在搅拌下慢慢滴加，都是为了防止Ba2+局部过浓，以致造成局部Ba2+和SO42-的乘积大于溶度积而析出沉淀。在上述条件下可以使BaSO4晶体慢慢形成，长成较大颗粒。,7注意事项 p71,7.5 在洗涤过程中，每次吹入蒸馏水前，应该将洗液都滤干，这样洗涤效果较好。 7.6 在灼烧前不得残留滤纸，高温炉也应通风。如果这两方面不注意，BaSO4会被还原而导致测定结果偏低。 BaSO4 + 2C = BaS + 2CO2 ,习 题,7什么是艾士卡试剂？