一、概述
該儀器主要用于測定煤炭、鋼鐵和各種礦物中全硫的含量，因此，該儀器可供煤炭、電力、冶金和地質勘探及相關檢測、計量等部門的實驗室使用。 本儀器是根據標準中庫侖滴定法原理設計的，全部測試過程采用微機自動控制，并由微機對測試數據進行多種校正和處理，數字顯示煤中含硫的百分數，同時打印測定結果，該方法與目前采用的艾士卡重量分析法和高溫燃燒中和法相比具有測定迅速、結果準確等優(yōu)點。
二、特點 和同類儀器相比，本機具有以下特點：
1、使用輕觸薄膜板輸入數據，功能控制觸摸鍵盤便可，操作簡單方便。
2、設計爐溫以及修正硫含量可通過鍵盤輸入，無需打開面板。
3、自動判斷滴定終點，縮短了實驗時間。
4、采用PID控制爐流，自動調整爐流大小，和傳統(tǒng)控制器相比可以延長硅碳管使用時間。(電流由小到大自動控制)
5、送樣機構采用電子開關，可靠性高。
6、不會因為開、關機順序產生過電解現象。
7、自動打開電解。
8、 自動化程度高，體積小，是目前實驗室理想的測硫儀器。
三、
l、 硫的測定范圍：0—30％。
2、 試樣燃燒分析時間：3—5min，其中在700℃處停留45s左右，1050℃處停留2—4min，自動判定滴定終點。
3、 控溫：保證0—1100℃高溫段的精度1.0級，外接WRP (即 S 值)
型鉑銠10—鉑熱電偶：加熱體為硅碳管，高溫區(qū)長度≥90毫米，溫度為
1150℃±5℃(根據需要可調節(jié)溫度)，選購硅碳管時以10Ω為佳值。
4、 升溫速度：25—30℃／分，≤30分鐘可升到1050℃。
5、 電解池：容積為400毫升，電解鉑電極面積1Cm × 1.5cm，指示鉑
電極面積0.5 × lcm．
6、 儀器的穩(wěn)定性：開機 5 分鐘后儀器進入穩(wěn)定狀態(tài)。
7、 供電電源：220V±20％ 50Hz
8、 儀器尺寸 (mm)
控制器：360 × 320× 140
控溫爐：580 × 250× 270
四、原理1、分析原理： 煤中各種形態(tài)的硫在不低于1150℃高溫和催化作用下，于凈化的空氣流中進行燃燒分解，生成的二氧化碳以電解碘化鉀和溴化鉀溶液所產生的碘和溴進行庫化滴定，電生碘和電生溴所消耗的電量由庫侖積分儀積分，并由儀器計算出煤中含硫的毫克數和百分數。硫(毫克)S (％)= -------------100
試樣重(毫克)
2、程序控制原理：該儀器全過程采用微機自動控制，機器接通電源后，以通過鍵盤鍵入日期和試樣重量(3位數)，按一下啟動鍵，電機正轉，帶動試樣送樣棒向前推進，推進到700℃處時，送樣機構自動將信號送入計算機，使用機停轉，并延45秒，然后，計算機發(fā)出信號，使電機正轉帶動送樣棒繼續(xù)向前推進，到1150℃處時送樣機構又自動將該信號送入計算機，使電機停轉；自動判斷電解終點，然后發(fā)出信號，使電機反轉，把送樣棒拉回到原來位置，電機停轉，測試的全過程結束，打印出測試數據。3、終點和電解電流控制器原理當電解液處于終點，即電解液處于平衡狀態(tài)時，指示電極間電位接近于零，電解電極的電解終止，當有S02進入電解池后，破壞了電解液的電解平衡，指示電極間電位隨之升高，電解開通，電解電極開始進行電解，以電生碘和電生溴氧化滴定S02與水化合生成的亞硫酸和硫酸，電解電流的大小由指示電極的電位高低決定。當再次達到滴定終點時，指示電極間的電位重回到接近于零，電解電極上的電解電流立即為零，電解終止。
五、結構該儀器由空氣的預處理和輸送，庫侖積分、程序控制器和溫度控制器、燃燒爐、電解池和攪拌器等部分組成。1、空氣預處理和輸送部分該部分由電磁泵、空氣流量計(0—1000毫升／分)、干燥器等，系統(tǒng)示意圖見圖—
圖一(1)電磁泵：內部有兩組相互獨立的抽排系統(tǒng)，提供兩組空氣循環(huán)動力。(2)干燥器：主要是除去空氣中酸性氣體和水分等雜質，一組起保護流量計作用，一組與氫氧化鈉一起給燃燒爐提供凈化的載氣。(3)流量汁：玻璃管浮子流量計，配有針形閥，用以調節(jié)流速，指示上限小于1000毫升／分。2、庫侖積分和程控、溫控器即主機部分 該部分包括庫侖積分器，程序控制器和溫度控制器，三部分裝于一機箱內。 3、燃燒爐本儀器采用管式高溫爐為燃燒爐，其加熱元件為一端接線的雙螺紋硅碳管，型號為Φ40／30× 200，為保護硅碳管，在其外套一剛玉護管，然后再填充高鋁和硅酸鋁保溫棉以達到良好的保溫性能，燃燒管采用剛玉管，自接放入硅碳管內。 4、電解池和攪拌器 電解池用有機玻璃制成，容積約400毫升，在上蓋固定有一對鉑電解電極和—對鉑指示電極，上蓋與其殼體用橡膠密封圈密封，電解電極面積1cm ×1.5cm，電解陰電極置于電解池的中心，電解陽電極置于電解池的邊緣， 以使生成的碘快速擴散，指示電極面積為0.5cm× 1cm。電解池內下側裝有一燒結玻璃板氣體過濾器，將燃燒后放出的氣體噴成細霧狀，以便將全部電解液攪拌均勻，在電解池內放有一磁棒，作為攪拌棒，攪拌馬達轉速約為500轉／分左右，攪拌速度較快，使分析結果趨于準確，但不易太快，過快易引起失步。
六、使用條件 1、環(huán)境溫度：5—40℃ 2、相對濕度：≤85％； 3、安裝環(huán)境：室內不應有強烈的熱、冷或腐蝕性氣體，應盡量遠離電磁場等有可能對該機產生干擾的儀器設備，并不與其它大功率用電設備采用一相電路； 4、載氣：干燥無酸性氧化物質的凈化空氣，流量為1000ml／min； 5、煤樣：粒度小于0.2毫米，重約50毫克左右(±2毫克)；6、試劑：碘化鉀、溴化鉀、冰乙酸均為分析；三氧化鎢(或三氧化二鎢）、氫氧化鈉為化學純；變色硅膠為工業(yè)品。
七、電解液及煤樣的制備
1、配制電解液：先稱取6克碘化鉀，6克溴化鉀，待其溶于250毫升蒸餾水中后，再加入10毫升冰乙酸，攪拌均勻即可。電解液可重復使用，用的時間長短根據重復使用次數和試樣含硫量高低而定，但每次做實驗前應進行1—2次測定，使電解液中碘—碘離子對的電極電位校正到儀器的所需數值，電解液的PH值在1—3時，可以使用，但PH值小于1時，應予以廢棄。
2、煤樣的制備：在試樣稱量前，應盡可能地將試樣瓶內的試樣混合均勻，用手將瓶蓋擰緊握住試樣瓶上方，手腕自上而下的圓周運動，或打開瓶蓋用稱樣勺攪拌試樣，試樣充分混合是保證結果準確的關鍵，在瓷舟上稱取50±2毫克的煤樣，稱準到0.1毫克，上面薄薄地覆蓋一層W03或W203，注意應直接在瓷舟上稱量，禁止用別的器具稱量再倒入瓷舟中，以保證稱量精度，保證稱量的準確性是保證結果準確的前提。
八、安裝方法
l、控制器、燃燒爐、電解池及攪拌器和空氣預處理單元等，按圖二所示安裝，組裝時要使推棒對準電爐并在一條直線上，以使送樣順利，燃燒管閥門及電解池間均需用(硅)橡膠管連接，并盡量做到玻璃口對玻璃口封接，以防氧化疏對(硅)橡膠管的腐蝕，異徑管細端口和燃燒爐進氣口處都需用硅膠管連接(硅膠管耐高溫）。
2、按圖三連接電路
圖三
高溫燃燒爐引線接在標明“電爐”的二個接線柱上，熱電偶插入爐后而熱電偶孔，插到底，然后退回約2mm固定即可，高溫爐熱電偶接在標明“熱電偶”的兩個接線柱上，正端接紅接線柱，負端接黑接線柱(按圖三所示安裝)，將電解池引線插頭插入機器后面的四芯插座上，注意不要插反(四芯插頭接線情況如圖四示)。
電解池與主機四芯插座接線圖(圖四)
3、用自備的標準高溫計復測700℃的位置和高溫區(qū)的溫度(如1150℃)及其長度，若高溫區(qū)溫度不足1150℃，應將預置溫度往上略調，直到滿足要求為止，實際中往往由于熱電偶的插入點溫度與煤樣燃燒處溫度不同，一般視實際情況將設定溫度在1050℃—1150℃范圍內調節(jié)
4、打開控制器上蓋，將送樣棒用滑塊上的螺釘旋緊固定，并進行運行，改變控制器與高溫爐距離；使送樣位置一、送樣位置二分別準確地保證石英舟的中部處于700℃及1150℃處，然后將上蓋蓋好，將石英托盤放入燃燒管頭部，使其圓孔與鎳鉻絲送樣棒掛接。
九、儀器鍵盤輸入方法l、日期輸入：做試驗之前可鍵入日期，剛開始按“日期”鍵，再鍵入四位數字(比如2005)，即輸入了年號；再鍵入四位數字(比如0101)，即輸入了月號(前兩位為1月)和日號(后兩位為1日)，若發(fā)現鍵入數字有錯，可重復上述過程再次輸入，然后按存儲健。2、樣重輸入：按“啟動”鍵之前，應鍵入煤樣重量，樣重需是3位數，小數點不用按，如樣重為50.2mg，直接輸入“502”即可。準確至0.1mg，若只鍵入1位或2位數，儀器將不予啟動。說明：A、每做一個煤樣，序號自動增加，打印日期、序號、樣重、測試數據和試樣的全硫含量，若測試過程中提前兩分鐘以上返回，微機將按做廢樣處理，不增序號，不打印測試結果。 B、試驗結果自動打印輸出，若忘記了輸入日期，打印的結果將不包含日期項，而機器仍正常運轉，對試驗沒有—任何影響。 3、水分值的輸入：按下水分鍵，顯示原水分值，然后顯示P，提示輸入，可通過鍵盤輸入所需水分值，按一下存儲鍵即可，例如：2％水分。 按水分鍵 輸入2 按存儲鍵 說明：若輸入水分值，則打印中包含分析基硫和干基硫，若不輸入水分則只打印分析基硫。 4、爐溫可通過面板調整：例：設定1050℃按一下爐溫設定鍵，顯示原設定值，然后顯示P。輸入1050按—下存儲鍵即可
十、實驗操作步驟及說明 1、打開主機電源，讓機器自行升溫，操作員可離開機器進行稱樣等準備工作。2、待爐溫升至900℃以后，即可進行如下工作。A、在電解池和異徑管之間的氣路中在氣閥右側加入少量脫脂棉，以阻擋燃燒產生的煙灰進入電解池，積存于電解池熔板內，使熔板變黑，日久失去透氣性，置于氣閥右側是防止棉球被吸入玻璃板內，也可在異徑管內填充硅酸鋁棉，其厚度3-4mm，置于高溫區(qū)后沿處。說明：填充硅酸鋁棉的方法簡便易行，但要注意經常更換燒焦的棉絮，填充硅酸鋁棉的方法可以長期不用更換，但要注意更換新異徑管時勿忘再次填充，若玻璃熔板變黑失去透氣性，請參照第十條維護方法進行處理。B、將氣閥置于關閉位置：C、將電解液放入電解池內，旋緊橡皮塞。D、打開氣泵，觀察流量計浮子能否降到零刻度以下，若不能，說明有漏氣環(huán)節(jié)，應加以排除，若能則繼續(xù)進行下一步。E、打開氣閥，并調節(jié)氣流量為1000ml／min(實際中寧高勿低)F、打開攪拌器，在保證攪拌棒不失步的情況下使攪拌速度盡量快，原則上速度越高越有利于分析結果準確。說明：所謂失步現緣是指攪拌棒的轉動與攪拌器的旋轉磁場不同步而造成的攪拌棒上下跳動的情況，實驗中如出現失步現象，將隨之發(fā)生過電解現象——電解液迅速變紅，同時伴有含硫量屏幕快速計數。此時可將調速電位器逆時針調到小，讓攪拌棒靜止，重新調節(jié)轉速即可。G、保持此狀態(tài)至溫度升至設定溫度，以干燥通氣管和燒結玻璃熔板。3、待爐溫升至1050℃時，即可進行以下操作：A、送入一不大于60毫克的廢樣，隨便輸入三位數，進行做樣，作廢樣的目的是為了使電解液達到平衡即滴定終點狀態(tài)，若不進行此步驟，將使正式實驗結果偏低或為零。電解液平衡的典型現象為儀器含硫量顯示屏開始計數，即表示電解已達到滴定終點狀態(tài)，儀揣能感受到S02的進入。說明：雖然是廢樣，也需象正式樣一樣由儀器自動完成全過程，不可中途人為退出。經正常實驗，已燒透的載煤瓷舟可反復使用，不影響分析結果，將其內殘渣刮去即可，廢樣一般應選擇含硫1％以上的煤樣作試樣，含硫量低的廢樣往往需做許多次才能使電解液達到平衡。B、電解液平衡后，即可進行正式實驗工作：即將待測煤樣瓷舟放入爐口載樣石英舟內，從鍵盤輸入待測煤樣質量(三位數)，按啟動鍵，余下工作由儀器自動完成，如此循環(huán)。說明：實驗應連續(xù)進行，中間若有較長停頓，應加燒一個廢樣。3、作樣完畢，應按以下步驟操作A、關閉控制器電源：B、關閉氣閥；C、關閉攪拌器；D、關閉氣泵；E、打電電解池上橡皮塞松開放液管，放出電解液。F、倒入蒸餾水，打開攪拌器對電解池進行清洗，清洗完，放出液體。
十一、儀器的維護l、電解池發(fā)生電解現象后，應打開電解池，用乙醇或丙 酮擦洗電極，使電極呈現光亮的銀白色；沾污嚴重的可用細砂紙或小刀小心處理，除去電極上的附著物，再用乙醇和丙 酮清洗，注意不要用乙醇等有機試劑擦洗電解池的有機玻璃筒壁，防止可能發(fā)生的外殼龜裂現象。 2、燒結玻璃熔板及其管道有黑色沉結物時應及時進行清洗，清洗方法如下：取下電解池(不必將蓋打開)在電解池中先放一些水，以不漫到熔板為宜。將電解池傾斜放置，用滴管往熔板的支管中注入新配制的洗液(5g重鉻酸鉀和10毫升水，加熱熔解冷卻后緩緩加入100毫升濃硫酸)，待洗液流凈后，再反復加入2-3次，即可去除熔板及支管中黑色沉結物，然后再用自來水沖洗電解池，并用洗耳球從熔板支管中抽水洗至不殘留洗液，熔板應潔白如初，用濾紙條吸干熔板及其支管中的水，將電解池裝好，打開電磁泵，用空氣吹干玻璃熔板及其支管，然后再加入電解液使用，燃燒管與電解池間的玻璃閥門有黑色沉結物時，用濾紙條擦凈即可。3、連接氣路的橡膠管要經常檢查，其接頭處容易老化而漏氣。4、盛煤樣的瓷舟應放在干凈的容器內保管，新瓷舟剛開始使用前應經過高溫處理，已稱量好的盛有煤樣的瓷舟尤其注意不要被粘有煤的手或桌臺污染，有專門放置瓷舟的白瓷盤。5、定期用標樣校驗儀器，以檢查儀器作樣是否正常。如異徑管是否破裂，電解池極片是否被污染，氣路是否漏氣等。6、儀器如果使用時間較長，或者系統(tǒng)組件如凈化裝置，電解池被更換用標樣校驗儀器時，可能會發(fā)生儀器作樣整體偏高或偏低，但一致性可以——即系統(tǒng)存在偏差現象，此時可以通過面板修正：按修正鍵，左邊一個數碼管顯示P，等待輸入儀器修正前值和標準樣值，(修正前值，即送樣返回前，儀器屏幕實際顯示的值)。通過鍵盤輸入，再按一下存儲健即可。如：0.52標樣，修正值為0.43。按一下修正鍵，顯示原修正值然后顯示P，等待輸入數據。先在屏幕左邊輸入0.430。接著在右邊輸入0.520然后按一下存儲鍵即可。(需輸入4位有效數字，無淪標準值或修正前值)7、儀器應防止灰塵及腐蝕性氣體輸入，并置于干燥環(huán)境中使用，若長期不用，應蓋好，并定期取出通上電源，以烘烤儀器內的潮氣，電解池若長期不用，應將連接用膠管的取下，防止其老化粘連。8、送樣檢測：輸入“000”，按“啟動”鍵，則送樣機均自動往返運轉，可觀察送樣是否正常及調整儀器的高度是否合適。
十二、系統(tǒng)各部件可能發(fā)生的故障現象及其原因和處理辦法 1、空氣凈化裝置：包括一個流量計、三支玻璃管、一臺氣泵(電磁泵)及連接膠管。A、流量計：其進、出氣口由于和干燥管相連，可能被 干燥管內的硅膠或氫氧化鈉顆粒阻塞氣路，而使顯示流量不穩(wěn)，或調不到規(guī)定流量；其內部如果進入液體或進入的粉塵與潮氣結合，將給小浮子造成很大阻力，也造成流量不穩(wěn)或無法調節(jié)；其本身的損壞如內部氣路密閉不嚴，針形閥環(huán)也造成流量不可調或不穩(wěn)。B、玻璃管：共上下兩端應填充脫脂棉。分別遮蔽上下兩個氣孔，使其內容物不致吸入連接管道內，阻塞氣路，以致造成流量計不穩(wěn)。其本身如有小裂紋，可用專用膠密封，硅膠全部變色后，要及時更換。C、氣泵：其原理是內部由電磁作用帶動兩個皮碗作往復運動，產生空氣動力，其發(fā)生故障一般都是兩個皮碗破裂所致。皮碗破裂，則抽力下降，表現為流量計浮子一起往下掉，流量不穩(wěn)，與A、B現象一樣。D、橡膠管：容易老化，造成系統(tǒng)漏氣，流量不穩(wěn)，因此要經常更換，如采用硅膠管，則使用時間較乳膠管長得多。以上故障的表現都—樣，每次實驗都要進行的檢測工作都是針對它們的(當然另外也包括電解池)反映到作樣結果上都是使測定結果不穩(wěn)定，忽高忽低。2、電解池：A：電解池的固定螺絲松動，密封圈老化，各個進出孔處開膠，都是造成漏氣的原因。B：電斛池內有四個極片，兩個小的組，為指示電極；兩個大的一組，為電解電極，指示電極起感受電解液滴定情況并進而控制電解電極實行滴定的作用，如果任一個電極出毛病，都將造成實驗無法進行，所以要保證四個極片表面的潔凈，共封膠處不得開裂。若指示電極極片與其引線斷開：(如封膠開裂時)，將造成電解電極持續(xù)電解，不能停止，電解液發(fā)紅，屏幕飛快計數(即使不放煤樣)同過電解現象。其表面沾污也是這種現象，若電解電極極片與其引線斷開，將造成作樣時電解液越來越白，但屏幕始終不計數，即相當于電解關閉狀態(tài)。其表面沾污則表面為電解遲鈍，即液體很白時電解才突然開通，測定結果嚴重偏低且不穩(wěn)定。處理方法：對表面粘污的，可作清潔處理。對開膠導致斷開的，可將殘膠剔除，取下與極片相連的塑料管，清洗其內壁，更換已腐蝕的引線部分，重新焊接，封膠，不可將裂口封膠了事，因其內部可能已積存電解液，引線已被腐蝕，與極片不導道。C、電解池的引出線插頭及機器上的插座。日久氧化、松動，所造成的故障現象與極片受污染或開路一樣，可將插頭鍍上一層薄焊錫，除去其氧化層，增加插頭與插座的緊密性，也可將引線直接焊至機內相應點。 3、攪拌器：其原理是利用旋轉的磁場，帶動電解池內的磁力攪拌棒旋轉，若攪拌器磁場減弱或其電機轉速械慢，則相應地造成攪拌速度減慢，攪拌棒的磁力消退，也是造成攪拌速度減慢的常見原因，可更換之或對其充磁，攪拌速度越快，越有利于S02水合物的均勻滴定，攪拌速度過低也是使測定結果不理想的一個原因，實驗中攪拌器若停轉，則即發(fā)生過電解現象。4、燃燒爐部分： A：熱電偶的正確安裝很重要，向下插到碰到硅碳管后退回2mm，離的越遠，則儀器顯示值越低于實際爐溫值，造成顯示爐溫遲遲升不到設定溫度(實際爐溫早已達到)或者升到設定溫度后，控制精度不好，在控溫點上下幾十甚至上百度的波動。如果熱電偶碰在硅碳管上，則當升到高溫時，會有漏電流由硅碳管竄入機內，使顯示溫度大幅度波動，直線下掉甚至出現負溫度(要與熱電偶接反造成的下降出現負溫度區(qū)分開)，嚴重的有擊壞儀器的溫度部分電路?？販禺惓?，爐溫升高(遠高于1150℃)的現象是：向爐膛內看，已不是正常的紅光，而是已經發(fā)白，往往造成石英舟與異徑管粘連，致使送樣棒返回時鉤不動石英舟而發(fā)生斷鉤現象，如果送入煤樣，退出時會發(fā)現煤灰已熔化在瓷舟上，無法刮掉，可視實際情況調整熱電偶位置或調整設定溫度。如果熱電偶未接好或其內部斷路，則儀器顯示屏閃爍。如果熱電偶短
路(熱電偶失去感生電壓能力形同一根短路線或者外接線搭接)，則儀器始終顯示室溫，加滿爐流，溫度顯示也始終不上升。實際硅碳管一直在加熱，出現這種情況應立即斷電檢修，否則后果相當嚴重，輕者燒壞硅碳管；重者可能損壞控制管，判斷方法很簡單：觀察硅碳管內如已發(fā)紅光或發(fā)白光且控制器顯示溫度仍顯示室溫，說明熱電偶存在短路。B、異徑管是試樣的密閉燃燒室，保證燃燒產生的S02氣體在氣泵作用下全部進入電解池，如其有裂紋或斷裂，將會造成含硫氣體外逸，使測定結果嚴重偏低且不穩(wěn)定，異徑管處于高溫下，又隱蔽于爐體內，故斷裂處較隱蔽，感覺異常時可松開爐口的緊固螺絲，將其抽出檢查。 C、送樣過程中若攪拌器失步，主機需按復位鍵，否則易發(fā)生過電解現象。
十三、全硫測定的允許差
十四、裝箱單
