一、 概述

TJDL—4 M 型智能测硫仪是鹤壁市天键电子科技有限公司按照国标GB/T 214中规定的库仑滴定法生产的快速全硫测定仪，即煤样在催化剂的作用下，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。它同时满足行标MT/M 935-2005通用技术条件的要求。可快速测定煤炭、焦碳、矿物、钢铁等物料的全硫含量。产品广泛用于煤炭、冶金、电子、焦化、煤洗选、煤运公司以及质检、大专院校等单位。

测试过程采用微机自动控制，并由微机对测试数据进行多种校正和处理，数字显示煤中含硫百分比,同时打印测定结果。每次测定时间约5分钟。该方法与艾士卡法和高温燃烧中和法相比具有测定迅速优点。本机使用轻触键薄膜面板输入数据，具有操作简单，自动化程度高，体积小等优点，是目前实验室理想的测硫仪。

二、 主要技术指标

1. 硫的测量范围：0～40%

2. 试样燃烧分析时间：≈5 min，其中在 500 ℃处停留 45 S。

3. 控温精度： ± 5℃ 测温精度：0.5级

加热体为硅碳管，高温区长度 >90 mm，温度为 (1150 士5)℃(根据需要可调节温度)。

4. 重复性和再现性：如下表1规定

表1

St ，%　重复性St,ad ，%　再现性St,d ，%

<1　0.05　0.10

1—4　0.10　0.20

>4　0.20　0.30

5. 升温速度：20～25℃/min，约 40min 可达 1150 ℃。

6. 电解池：容积为 450 ml，铂电解电极面积：150mm。

7. 仪器的稳定性：在开机 30 min 后，测在 5 min 内零点漂移不超过 10 个字，线性度 ± 0.1%。

8. 电源：AC 220V±10%，50Hz。

9. 功率：<… 3 KW

10. 使用条件

（1） 环境温度：5～40 ℃

（2） 相对湿度：<85%

（3） 载气：干燥无酸性氧化物的净化空气，流速大于1500 ml/min

（4） 被测气体流速：1000 ml/min

（5） 试样：试样粒度小于0.2mm

三、 测定原理

1. 分析原理

煤中各种形态的硫在不低于1150℃高温和催化作用下，于净化的空气流中燃烧分解，生成二氧化硫并被碘化钾和溴化钾溶液吸收，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。

即煤样在 1150℃高温条件下，在净化过的空气流中燃烧，煤中各种形态的硫均被燃烧分解为 SO 2 和少量 SO3 而逸出。反应式如下：

煤(有机硫)+O2→CO2↑+H2O+SO2+SO3+4FeS2+HO2→2Fe2O3+8SO2↑

2MSO4→2MO+2SO2↑+O2↑(M指金属元素)

2SO2+O2→←2SO3

生成的SO2和少量的SO3被空气流带到电解池内，与水化合生成 H2SO3和少量H2SO4，破坏了碘—碘离子电对的电位平衡，仪器便立即以自动电解碘化钾溶液生成的碘来氧化滴定H2SO3。

反应式为：

阳极：2I—2e → I 2

阴极：2H+2e → H2

碘氧化 SO2 反应为：

I2+H2SO3+H2O→2I+H2SO4+2H

电解产生碘所耗用的电量，由控制仪器内部进行积分计算并显示。煤样中所含硫的毫克数除以煤样的重量(毫克)即可计算出煤中全硫含量：

式中：St，ad ——空气干燥煤样中全硫含量，%

m1 ——库仑积分器显示值，mg

m ——煤样质量，mg

2. 程序控制原理

该仪器全过程采用微机自动控制。机器接通电源后，通过键盘输入试样重量（3位毫克数，以0.1mg为最小输入单位），按一下送样按钮，电机正转，带动送样推棒向前推进，推进到500℃处时，送样机构碰动一微动开关，这一信号送入计算机，使电机停转，预分解延时45秒。然后，计算机发出信号，使电机正转带动送样棒继续向前推进。到1150℃处时送样机构又碰动另一微动开关，该信号送入计算机，使电机停转，分解延时4分45秒左右。分解结束，发出信号，使电机反转，带动送样棒将盛放试样的瓷舟拉回到原来位置，电机停转，测试的全过程结束。打印出测试数据。

3. 终点和电解电流控制器原理

该仪器用一对通以 10 μA 电流的铂电极指示溶液中碘和碘离子电势的变化。当电解液处于终点，由于溶液中有极少量的碘和大量的碘离子，在铂指示电极上有下述可逆平衡存在：

指示电极(阳)：2 I－2e → I 2

指示电极(阴)：I 2+2e → 2 I

即电解液处于平衡状态时，指示电极间电位接近于零，电解电极的电解终止。

当有SO2进入电解池后，破坏了电解液的电解平衡，指示电极间电位随之升高，电解开通，电解电极开始进行电解，以电生碘和电生溴氧化滴定SO2与水化合生成的亚硫酸。电解电流的大小由指示电极的电位高低决定。当再次达到滴定终点时，指示电极间的电位重回到接近于零，电解电极上的电解电流立即为零，电解终止。

四、 仪器结构简介

该仪器由净化装置(含搅拌器)、控制器（库仑积分、程序控制、温度控制）、燃烧炉、电解池几部分组成。

1. 净化装置(含搅拌器)

该部分由电磁泵、空气流量计( 0～1000 ml/min )、干燥器、搅拌器等。空气预处理和输送部分示意图见图1。

图1 空气预处理和输送

（1） 双路电磁气泵：一路通过流量计、干燥管从电解池中抽气。一路经过硅胶和氢氧化钠向送样口供净化空气。

（2） 流量计：玻璃管浮子流量计，配有针形阀，用以调节抽气流量，使之稳定在1000 ml/min。在流量计和电解池之间，装有内充填硅胶的干燥管，使进入流量计的空气不含水，保证流量计的正常工作。

（3） 硅胶干燥管，主要是除去空气中水分；氢氧化钠管主要是除去空气中的酸性气体杂质等，使进入异径管的空气不含酸性物质。由于从电解池中抽出的空气水份量大，故需经常烘烤和更换硅胶。

（4） 搅拌器：用于搅拌电解液。

2. 控制器（库仑积分、程序控制、温度控制）

该部分包括库仑积分器、程序控制器、送样机构和温度控制器，等部分装于一机箱内，面板示意图如图2。

图2 KZDL一4M型控制器面板示意图

3. 电解池和搅拌器

电解池用有机玻璃制成，容积为 450 ml ，在上盖上固定有一对电解电极和一对铂指示电极。上盖与其壳体用硅橡胶密封圈密封。电解电极面积为 150 mm，电解阴电极置于电解池的中心，电解阳电极置于电解池的边缘，以使生成的碘尽快扩散，指示电极面积为 15 mm。电解池壳体一侧装有一烧结玻璃熔板气体过滤器，将燃烧后放出的气体喷成细雾状，以便将全部电解液搅拌均匀。在电解池内放有一用塑料封装的磁芯棒，作为搅拌棒，搅拌电机装在净化装置内，搅拌转速约为 500 r/min ，且连续可调。使分析结果趋于准确，但不易太快，过快易引起失步。

4. 燃烧炉

本仪器采用管式高温炉为燃烧炉，其加热元件为一端接线的双螺纹硅碳管，型号为　40/30 X 200 40。为保护硅碳管，在其外部套一刚玉护管，然后再填充高铝和硅酸铝以达到良好的保温性。燃烧管采用刚玉管，直接放入硅

碳管内，其结构如图3所示。

图3 燃 烧 炉

1、刚玉挡板 2、炉盖 3、刚玉管 4、固定夹 5、刚玉护管 6、保温棉

7、散热罩 8、电极片 9、炉口 10、导气管 11、硅碳管 12、炉体

五、 安装

1. 电解池安装

用螺丝刀取下电解池盖上的四个螺钉，用自来水冲洗电解池的有机玻璃壳体及四支铂电极，并用乙醇(或丙酮)棉球小心擦拭，最后用蒸馏水冲洗。然后，将搅拌捧放入电解池内，盖上盖，拧紧螺丝。对于新电解池，通过气密性检查，确定不漏气后，可直接使用。注意：安装各接口处软管时，用力要柔和，尤其是熔板处，以免埙坏。

2. 电源线连接

按图4安装示意图将仪器净化装置(含搅抖器)、燃烧炉、控制器自左向右摆放在工作台上(从仪器背面看摆放方向相反)。将硅碳管放入炉体，小心接好硅碳管引线，并将另一端分别与两根负载线接在一起；将负载线接到控制器输出端上；将电源线接到输入端上。将热电偶插入炉体表面热电偶孔，插到底然后退出约 2 mm 固定即可．热电偶正负极通过热电偶补偿导线接控制器后面板上的热电偶端子上。将净化装置电源线插入控制器后面板电源插座上。电解线分别接到电解池、控制器后面板上的电解插座上。

图4 安装示意图

3. 空气管连接

按图4示意图将净化装置进气口用乳胶管与电解池盖上的出气口连接；将净化装置上的出气口用乳胶管与燃烧炉导气管连接；将炉体左端异径管(刚玉管)，用硅胶管与两通阀连接，二通阀另一端用乳胶管与电解池进气口连接。二通阀进气端安装硅酸铝棉或脱脂棉，以隔绝灰尘，并经常更换，以保护电解池熔板。

4. 安装送样棒和石英舟

启动控制器，使送样滑块运行，并使滑块上的传送轴露出机箱壳体，然后把送样捧拧入传送轴。使送样棒对准炉门并在一条直线上，以使送样顺利。接着调整控制器与高温炉距离。使预分解和分解分别准确地保证石英舟的中部处 500 ℃及 1150 ℃ 处。将石英舟放入燃烧管头部，使其圆孔与送样棒相接。

5. 气密性检查

开动电磁泵，调节到规定的气体流速，关闭燃烧管与电解池间的玻璃阀门，观察气体流量计(指示 1000 m1/min )的转子是否下降，如下降且可到底则表示接电解池、净化系统不漏气。否则就是有漏气，如漏气可再捏死电解池与净化系统进气口间的软管，观察气体流量计的转子是否下降，以判断是电解池还是净化系统漏气，如下降且可到底则表示净化系统不漏气，否则净化系统有漏气（检查干燥管胶塞是否塞紧，上下两个接口是否严密等）。电解池漏气（检查密封圈是否压紧，杯体是否破裂等）。

6. 将打印机取下，把纸卷的纸头插入到机头内。其方法参看：八、2安装纸卷。