浅谈煤中氯含量测定的几个影响因素

浅谈煤中氯含量测定的几个影响因素
曹海华
【摘要】根据工作中进行煤样中氯含量的测定实验中遇到的问题,介绍了煤炭由来、重要性,煤中氯存在形态及测定的意义,从实验本身出发,对影响测定准确度的几个因素进行探讨.
【期刊名称】《化工设计通讯》
【年(卷),期】2017(043)001
【总页数】2页(P1,8)
【关键词】煤;氯含量;测定;影响因素
【作者】曹海华
【作者单位】内蒙古自治区石油化工监督检验研究院,内蒙古呼和浩特 010010
【正文语种】中文
【中图分类】TQ533.1
煤炭是由古代的植物遗体埋藏在地下经地质作用及复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的一种固体可燃性矿物质。

中国是世界上最早利用煤炭的国家。

辽宁省新乐古文化遗址中，就发现有煤制工艺品，河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。

《山海经》中称煤为石涅，魏、晋时称煤为石墨或石炭。

煤炭是由古代的植物经过生物化学作用、地质作用而改变其自身物理、化学性质，由碳、氢、氮、氧等元素组成的一种黑色固体矿物质。

构成煤炭有机物质的主要元素有碳、氢、氧、氮和硫等，还有特少量的磷、氯、氟和砷等。

碳、氢、氧是煤炭
中有机物质的主体，占95%以上，硫、磷、氟、氯和砷是煤炭中的有害成分。

2.1 煤中氯主要以无机物形态存在，但也有少量的氯以有机物形态存在
以无机物存在的主要有钾盐矿物（KCl）、钠盐矿物（NaCl）及水氯镁石（MgCl·6H2O）等。

世界各国煤中氯的含量一般均极低，据文献介绍，美国煤中氯的含量为0.01%～0.46%，英国为0.1%～1.0%，印度尼西亚为0.32%～0.55%，我国煤中一般为0.1%以下，极少数煤中氯含量为0.1%～0.2%。

2.2 虽然煤炭中氯的含量很低，但是它对我们的生产具有重大的指导意义
煤中氯含量高低，反映出煤中钾钠等元素含量的高低，而后者是锅炉污染的重要因素。

在煤燃烧及炼焦过程中，煤中氯的释出会引起炭化室炉壁及管道腐蚀。

煤中氯含量还是计算煤中矿物质及精确计算煤中氧含量的主要依据之一。

3.1 标准依据
2014年6月9日，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会联合发布了GB/T3558—2014《煤中氯的测定方法》，从2014年10月1日实施。

该标准代替GB/T3558—1996《煤中氯的测定方法》。

3.2 测定原理
煤中氯的常用测定方法有高温燃烧法和艾氏剂分解-沉淀滴定法。

后者又按沉淀滴
定法的不同分为伏尔哈德法和莫尔法。

莫尔法是以铬酸钾为指示剂，用AgNO3
定氯离子。

伏尔哈德法是将煤样与艾氏卡混合剂（Na2CO3和MgO以质量比为1∶2的混合物）按标准规定比例均匀混合，在680℃温度下灼烧，煤炭中的氯转化为氯化物。

用沸水浸取煤样并调整浸取液的酸度后，向浸取液中加入过量的AgNO3溶液和
少量的化学纯正醇试剂，然后以硫酸铁铵饱和溶液作指示剂，用硫氰酸钾标准溶液滴定浸取液中过量的AgNO3，根据消耗硫氰酸钾标准溶液的量，计算煤炭中氯的含量。

各步反应式如下：
NaCl+AgNO3（过量）→AgCl↓+NaNO3+AgNO3（过剩）AgNO3（过剩）+KCNS→AgCNS+KNO3
6 kCNS+Fe2（SO4）3→2Fe（CNS）3（红色）+3KNO3
根据日常工作中常用的伏尔哈德法测定煤中氯含量，总结有以下几个影响因素：1）艾氏卡试剂要研细至粉末粒度小于0.2mm，以保证松散状态，利于煤样快速氧化，和产生气体的顺利溢出。

2）必须保证所使用的马弗炉具备良好的通风条件，因为MgO熔点比较高，在实验温度下能将半熔融物质保持一种疏松状态，便于空气容易透入，煤炭燃烧过程中生成的气体便于逸出，进而也保证煤粒能够完全燃烧。

3）灼烧过程，要缓慢加热，以利于烧结过程中反应充分。

否则马弗炉温度上升太快，容易使煤样燃烧不够完全，从而导致测定结果不够准确，致使实验失败。

4）煤样进行熔融反应后，在浸取的熔块中不能散布着黑色颗粒，否则需要重新实验。

灼烧物过滤时，用热水洗涤残渣，每次加蒸馏水之前，应将溶液都滤干，以达到更好的洗涤效果，并且应本着少量多次的洗涤原则进行，洗液总体积不应超过110mL，否则溶液体积过大会影响终点的判断。

5）溶液酸度要适中，应在c（HNO3）≥0.3mol/L范围内。

如果溶液酸度过低，指示剂（硫酸铁铵）的三价铁离子将会水解，形成颜色较深的[Fe（H2O）
5OH]2+或[Fe2（H2O）4（OH）2]4+等，酸度更低如呈碱性，甚至可能析出水合氧化物沉淀，影响终点观察。

6）溶液再加入过量的AgNO3时，加入3mL的正己醇或硝基苯即可。

太多造成试剂浪费和环境污染，对实验员也是有危害的，它们能损伤人的眼睛、黏膜和呼吸道，因此在实验时，建议实验人员最好佩戴防毒面具，做好各方面的防护措施。

7）在滴定过程中，搅拌溶液要轻，否则已吸附在有机层表面的AgCl沉淀，会再
次进入滴定溶液中，使沉淀产生转化，影响滴定终点的判断。

近年来，我国大部分地区雾霾天气频繁出现，空气污染问题备受关注。

污染指数监测值超标，促使《商品煤质量管理暂行办法》出台，办法旨在源头上制止使用劣质煤炭，降低燃煤过程中氯污染物的排放。

作为具有公信力的检测机构，我们严格执行国家标准《煤中氯的测定方法》（GB/T 3558—2014），在实验中注重细节，善于观察，勤于总结，尽可能的降低测量误差，提高测定结果的准确度。

【相关文献】
[1] 刘珍.化验员读本[M].北京：化学工业出版社，2003：284-285.
[2] GB/T 3558-2014，煤中氯的测定方法[S].中国国家标准管理化委员会.。