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Mol碳硫分析儀對煤中碳、硫含量的測定
檢測樣品：煤
檢測項目：碳、硫含量
方案概述：煤是一種可燃的黑色或棕黑色沉積巖，主要由碳和其他不同比例的元素（氫、硫、氧和氮等）組成，煤被廣泛用作工業原料和燃料源。由于碳和硫元素在煤的能量含量、燃燒效率和環境影響中起著重要作用，因此必須分析煤中的這些成分。本文采用德國莫爾(Mol)公司的CS1000碳硫分析儀對煤中的碳、硫含量進行測定。
煤炭是由沼澤和泥沼中的森林殘余物形成的，這些森林在數百萬年間被埋在地表的沉積層之下。煤化是一個生物和地質活動相互作用的過程，通過壓實將植物轉化為泥炭，然后在高溫高壓下進一步干燥和碳化，轉化為煤炭。這種化石燃料根據其碳含量、熱值和水分含量進行分類，通常存在于稱為煤床或煤層的層狀地層中。
在熱電廠中，煤炭主要用于發電，通過燃燒加熱鍋爐中的水以產生蒸汽，從而為與發電機相連的渦輪機提供動力。由于煤炭用于制造煉鐵所需的焦炭，因此它也是鋼鐵工業的重要原料。此外，煤炭可以轉化為液體燃料和氣體，在水泥制造和其他工業過程中取代天然氣和石油。
根據含碳量、水分和能量含量，煤炭可分為四種主要類型或等級：
褐煤：也稱為棕色煤，是等級低的煤炭，能量含量低，主要用于發電。
次煙煤：這種煤炭比褐煤含碳量高，水分少，主要用于發電和供熱。
煙煤：煙煤是煤炭中的形式，含碳量高，廣泛用于發電、煉焦和其他工業過程。
無煙煤：無煙煤是等級最高的煤炭，含碳量和能量最高，用于住宅和商業供熱。
煤炭的碳含量決定了其熱值和燃燒效率，碳含量越高則表示能量含量越高。硫含量主要引起環境問題，煤炭中的硫在燃燒過程中與氧氣反應形成二氧化硫，如果不加處理就會導致酸雨和大氣污染。為了減少煤炭對環境的影響，必須監測和管理其中的硫含量。準確分析煤炭中的碳和硫對于煤炭分類、估價和遵守環境法規至關重要。
對煤炭樣品的分析，Mol CS1000碳硫分析儀使用 Premier 1350高溫燃燒爐。稱量450 mg樣品粉末到陶瓷樣品舟中，對于此類非均質樣品，使用較大的樣品重量有助于提高碳和硫測量的重復性和可靠性，提高不同樣品成分的結果一致性。使用樣品導入桿推入高溫燃燒爐的燃燒區，燃燒爐內的限位器確保樣品始終位于燃燒區的同一位置。在氧氣流中，樣品被燃燒，產生的氣體從粉塵中釋放出來，通過高氯酸鎂柱干燥，然后在非色散紅外檢測器Mol NDIR-ORU (非色散紅外光學讀取單元) 中檢測。EFC (全電子流量控制) 確保載氣通過檢測器的流量恒定。為確保操作準確性，高溫燃燒爐側面裝有除水阱，可以有效去除爐出口處燃燒過程中產生的水分，防止其進入下游組件，這一點至關重要，因為凝結的水分會結合二氧化硫，從而導致硫含量測量不準確，甚至會導致“記憶效應”，即在后續分析中意外釋放殘留的二氧化硫，從而影響測試結果。
導致硫測量值低的另一個潛在原因可能是石英棉，它能夠吸收水分并結合二氧化硫。同時也應定期更換飽和高氯酸鎂，以確保不會捕獲二氧化硫。此外，燃燒溫度不足會影響硫的測量精度：低爐溫要求為 1350°C，某些樣品甚至可能需要高達 1450°C才能進行精確分析。合格的高溫爐必須能夠提供超過 1400°C的溫度，理想情況下可達1500°C，以確保硫酸鹽的分解，否則會導致錯誤的低硫讀數。Premier 1350高溫燃燒爐可以輕松達到 1550°C的溫度，從而為對不同樣品成分進行全面的硫分析提供必要的溫度范圍。
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