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Mol碳硫分析仪对煤中碳、硫含量的测定
检测样品:煤
检测项目:碳、硫含量
方案概述:煤是一种可燃的黑色或棕黑色沉积岩,主要由碳和其他不同比例的元素(氢、硫、氧和氮等)组成,煤被广泛用作工业原料和燃料源。由于碳和硫元素在煤的能量含量、燃烧效率和环境影响中起着重要作用,因此必须分析煤中的这些成分。本文采用德国莫尔(Mol)公司的CS1000碳硫分析仪对煤中的碳、硫含量进行测定。
煤炭是由沼泽和泥沼中的森林残余物形成的,这些森林在数百万年间被埋在地表的沉积层之下。煤化是一个生物和地质活动相互作用的过程,通过压实将植物转化为泥炭,然后在高温高压下进一步干燥和碳化,转化为煤炭。这种化石燃料根据其碳含量、热值和水分含量进行分类,通常存在于称为煤床或煤层的层状地层中。
在热电厂中,煤炭主要用于发电,通过燃烧加热锅炉中的水以产生蒸汽,从而为与发电机相连的涡轮机提供动力。由于煤炭用于制造炼铁所需的焦炭,因此它也是钢铁工业的重要原料。此外,煤炭可以转化为液体燃料和气体,在水泥制造和其他工业过程中取代天然气和石油。
根据含碳量、水分和能量含量,煤炭可分为四种主要类型或等级:
褐煤:也称为棕色煤,是等级低的煤炭,能量含量低,主要用于发电。
次烟煤:这种煤炭比褐煤含碳量高,水分少,主要用于发电和供热。
烟煤:烟煤是煤炭中的形式,含碳量高,广泛用于发电、炼焦和其他工业过程。
无烟煤:无烟煤是等级最高的煤炭,含碳量和能量最高,用于住宅和商业供热。
煤炭的碳含量决定了其热值和燃烧效率,碳含量越高则表示能量含量越高。硫含量主要引起环境问题,煤炭中的硫在燃烧过程中与氧气反应形成二氧化硫,如果不加处理就会导致酸雨和大气污染。为了减少煤炭对环境的影响,必须监测和管理其中的硫含量。准确分析煤炭中的碳和硫对于煤炭分类、估价和遵守环境法规至关重要。
对煤炭样品的分析,Mol CS1000碳硫分析仪使用 Premier 1350高温燃烧炉。称量450 mg样品粉末到陶瓷样品舟中,对于此类非均质样品,使用较大的样品重量有助于提高碳和硫测量的重复性和可靠性,提高不同样品成分的结果一致性。使用样品导入杆推入高温燃烧炉的燃烧区,燃烧炉内的限位器确保样品始终位于燃烧区的同一位置。在氧气流中,样品被燃烧,产生的气体从粉尘中释放出来,通过高氯酸镁柱干燥,然后在非色散红外检测器Mol NDIR-ORU (非色散红外光学读取单元) 中检测。EFC (全电子流量控制) 确保载气通过检测器的流量恒定。为确保操作准确性,高温燃烧炉侧面装有除水阱,可以有效去除炉出口处燃烧过程中产生的水分,防止其进入下游组件,这一点至关重要,因为凝结的水分会结合二氧化硫,从而导致硫含量测量不准确,甚至会导致“记忆效应”,即在后续分析中意外释放残留的二氧化硫,从而影响测试结果。
导致硫测量值低的另一个潜在原因可能是石英棉,它能够吸收水分并结合二氧化硫。同时也应定期更换饱和高氯酸镁,以确保不会捕获二氧化硫。此外,燃烧温度不足会影响硫的测量精度:低炉温要求为 1350°C,某些样品甚至可能需要高达 1450°C才能进行精确分析。合格的高温炉必须能够提供超过 1400°C的温度,理想情况下可达1500°C,以确保硫酸盐的分解,否则会导致错误的低硫读数。Premier 1350高温燃烧炉可以轻松达到 1550°C的温度,从而为对不同样品成分进行全面的硫分析提供必要的温度范围。
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