[其他]一種新型的測(cè)氟儀

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87200583
• 申請(qǐng)日: 1987-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN87200583U
• 公開（公告）日: 1988-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高干亮;高宗義;蔡文義;梁國(guó)元;夏威;張愛(ài)民;楊莉;袁鑫瑞;楊悅漢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 煤炭工業(yè)部煤炭科學(xué)研究院煤化學(xué)所;青島電業(yè)局;郝喬生
• 主分類號(hào): G01N27/26
• 分類號(hào): G01N27/26
• 代理公司: 煤炭工業(yè)部科學(xué)研究院專利事務(wù)部
• 代理人: 冀鴻恩

本發(fā)明屬于電化學(xué)分析測(cè)量?jī)x器

氟是煤中有害元素之一。當(dāng)前，我國(guó)許多地區(qū)土壤、環(huán)境中含氟本低偏高，時(shí)有牲畜、桑蠶等氟中毒事件發(fā)生。據(jù)調(diào)查，這與燃煤排放的氟化物在土壤和水源中聚積有關(guān)。特別，我國(guó)一些地區(qū)煤中含氟量甚至高達(dá)0.21％，成為社會(huì)公眾憂慮的環(huán)境污染源。因此，查清我國(guó)煤中含氟情況，對(duì)防止煤在燃燒和加工利用過(guò)程中氟擴(kuò)散，并采取控制和處理措施是十分必要的。這需要建立一種快速、準(zhǔn)確的分析方法和研制相應(yīng)的測(cè)量?jī)x器設(shè)備。

自氟離子選擇性電極出現(xiàn)以后，氟的分析化學(xué)發(fā)展較快，問(wèn)題在于如何在分解樣品時(shí)，能定量地從樣品中分離出氟離子，并且使所得的樣品溶液具有離子成份簡(jiǎn)單，便于進(jìn)行電位測(cè)量。

煤是成份復(fù)雜的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的混合物，從中定量地分離出各種形態(tài)的氟是十分困難的。目前，國(guó)際上采用的方法比較多，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)總局于1985年制定并頒布了《煤中氟的測(cè)量方法》作為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)標(biāo)號(hào)：GB4633－84）。其中規(guī)定“高溫燃燒－水解法為仲裁方法”。此標(biāo)準(zhǔn)不受煤炭的灰分限制，其適用性優(yōu)于美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)方法，是目前最優(yōu)越的分析方法。也是本發(fā)明的背景技術(shù)材料。

本發(fā)明適用于高溫燃燒－水解法，并且是按照國(guó)標(biāo)GB4633－84的規(guī)定研制成功的。

該設(shè)備由離子計(jì)（含氟離子電極飽和甘汞電極）和高溫燃燒－水解裝置構(gòu)成。離子計(jì)是測(cè)量樣品溶液離子濃度的分析計(jì)量部分，是已有技術(shù)，本發(fā)明所采用的離子計(jì)是由微機(jī)控制的“自動(dòng)選擇和加入標(biāo)準(zhǔn)溶液的離子計(jì)”（見專利申請(qǐng)?zhí)?6207448申請(qǐng)文件）的技術(shù)方案。測(cè)量樣品溶液響應(yīng)電位的電極，即單晶氟離子電極和飽和甘汞電極組成的電極對(duì)。

測(cè)氟儀的高溫燃燒－水解裝置，是制備待測(cè)樣品溶液的轉(zhuǎn)化裝置。它用高溫燃燒－水解法將煤樣或其它試樣（如土壤等）中含的有機(jī)氟和無(wú)機(jī)氟分解分離出來(lái)并制成樣品溶液，以供離子計(jì)測(cè)量其中的氟含量。

目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)用于測(cè)氟（包括樣品溶液制備）的完整設(shè)備，一般都依自己所采用的不同方法，將有關(guān)材料、儀器、器皿等組合起來(lái)，制備樣品溶液，然后再用離子計(jì)進(jìn)行測(cè)量。例如GB4633－84規(guī)定的高溫燃燒－水解裝置（見圖1）。

1.樣品溶液容量瓶????????5.電熱偶

2.冷凝管????????6.燃瓷舟

3.電吹風(fēng)機(jī)????????7.單節(jié)高溫爐

4.石英燃燒管????????8.防濺球

9.放水口????????14.電????爐

10.進(jìn)樣推棒????????15.生成水蒸汽燒瓶

11.流量計(jì)????????16.自耦變壓器

12.溫度控制器????????17.密封塞

13.氧氣瓶

該裝置的工作原理是，保持石英管燃燒中的300℃～1100℃的溫度梯度，將燃燒瓷舟及其中的煤樣放在石英管、密封管口，再通入水蒸汽和氧氣，同時(shí)將燃燒瓷舟按規(guī)定緩緩?fù)七M(jìn)，由300℃區(qū)移動(dòng)到1100℃高溫區(qū)，使燃燒瓷舟內(nèi)的煤樣逐步發(fā)生燃燒－水解反應(yīng)。由于氟是以有機(jī)和無(wú)機(jī)兩種形態(tài)結(jié)合于煤中，故煤樣在低溫區(qū)首先釋放出以有機(jī)形態(tài)結(jié)合于煤中的氟，到達(dá)高溫區(qū)，經(jīng)充分燃燒后，以無(wú)機(jī)形態(tài)結(jié)合于煤中的氟所存在的灰分充分暴露于水蒸汽中，在發(fā)生熱解反應(yīng)中，釋放出其中的氟。石英管中，所釋放出來(lái)的氟逐步與水蒸汽結(jié)合，轉(zhuǎn)入冷凝液中，被收集到容量瓶中。

上述水解裝置的缺點(diǎn)，除由于是另散儀器拼湊，臨時(shí)搭架，所有操作都要靠人工操作，儀器很難規(guī)范化外，還存由于石英管裸露部分積累大量的冷凝水，造成水的蒸發(fā)量無(wú)法控制，高溫爐中的300℃～1100℃的溫度分布不均勻，造成時(shí)而煤樣曝燃，從影響分析結(jié)果的可靠性。其次，石英管口密封不好，因進(jìn)樣推棒溫度很高，易燒損它所穿過(guò)的密封塞中孔，造成不能密封而漏氣；第三待測(cè)樣品溶液的溫度不能保持所要求的恒定溫度，影響微機(jī)采樣和測(cè)量速度、精確度。

本發(fā)明是在上述原理和裝置的基礎(chǔ)上研制的，并克服了上述之缺點(diǎn)，形成一臺(tái)完整的測(cè)氟儀。

其特征是將圖1中所示另散的高溫燃燒－水解裝置經(jīng)改進(jìn)后，包含在一個(gè)儀器外殼體內(nèi)、設(shè)計(jì)規(guī)格化，不需再臨時(shí)拼湊搭架，包括進(jìn)樣、溫度控制等工作程序全由儀器的微處理機(jī)自動(dòng)控制操作，從而和離子計(jì)構(gòu)成一個(gè)整體。其特征主要表現(xiàn)在下述各方面：

1.測(cè)氟儀的高溫燃燒－水解裝置的進(jìn)樣推棒與一個(gè)受微處理機(jī)控制的電動(dòng)機(jī)連接，當(dāng)微機(jī)控制進(jìn)樣工作開始時(shí)，進(jìn)樣推棒帶動(dòng)密封塞自動(dòng)密封燃燒石英口，根據(jù)規(guī)定要求，在微機(jī)程序控制下，推棒繼續(xù)將燃燒瓷舟推進(jìn)，在15分鐘內(nèi)，從300℃區(qū)推移到1100℃高溫區(qū)，并在該區(qū)保持15分鐘，以便充分進(jìn)行熱解－水解反應(yīng)。