專利名稱：一種水泥碳硫自動分析儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種化學分析分析儀器，特別是指一種用于水泥質量分析的碳硫自動分析儀。
在水泥生產中，三氧化硫SO3的含量對產品性能也影響極大，普通水泥中如其含量≥3.5％則為廢品，而≤2.0％時早期強度欠佳或出現早凝現象，因而需對出磨水泥的石膏摻入量嚴格監控。國內現行的定硫方法主要有1、硫酸鋇重量法此法雖準確，但需耗時一天；2、氯化亞錫還原——碘量法，此法需多種試劑，程序繁雜，需時約20分鐘；3、靜態離子交換法，需時約20分鐘，且對采用某些復合礦化劑及副產品石膏的生產廠不適用；4、硫酸根電極法，需時15分鐘以上；5、用元素X光儀，使用中準備工作多且價格昂貴，難以普及。
根據上述目的設計了一種水泥碳硫自動分析儀，包括控制部分和測定部分，其測定部分包括定碳部分，定碳部分包括氧氣瓶，通過管路與氧氣瓶依順序串連接的流量計、凈化管、燃燒爐、除塵管、量氣管、調零器、水準瓶，水準瓶又與氧所瓶連接，溫度計插在量氣管中，觸針分別插在量氣管、水準瓶、吸收器中，吸收器連接在除塵管與量氣管間的管路支路上，在管路中相關位置設有電磁閥，測定部分還包括定硫部分，該部分并聯在氧氣瓶管路上，包括依順序連接的流量計、燃燒爐、除塵管、硫反應器。其中，除抽述的燃燒爐為雙管燃燒爐外，定硫部分還包括連接在氧氣瓶管路上的淀粉液瓶，淀粉液瓶與硫反應器連通，在該段毛細管管路上設置有螺旋夾；定硫部分還包括連接在氧氣瓶管路上的碘酸鉀瓶，碘酸鉀瓶與滴定管連通，在該段管路上設置有螺旋夾。因淀粉液瓶與碘酸鉀瓶間呈并聯連接形態，故在與氧氣瓶連接的共有管路中設置有電磁閥。而滴定管底部通過管路通向硫反應器，在該段管路上設有螺旋夾及電磁閥。另外，在流量計與氧氣瓶連接的共有管路中也設置有電磁閥。
本實用新型的測定范圍是生料按熱值計含煤量為100～1000大卡/公斤，水泥SO3含量0.5～5.0％；測定誤差是生料熱值≤20大卡，水泥SO3含量≤0.15％，均符合或超過國家標準；測定時間僅需3～4分鐘；對工作環境無特殊要求，室溫5～40℃，大氣壓800～1060hpa。本實用新型二位一體，結構緊湊、簡單，測定碳硫可同時或分別進行，測定過程控制容易、使用方便，測定準確度高、耗時短，效率高，可大幅度減少勞動強度和操作人員；適用于水泥生料熱值測定，窯外分解窯的生料分解率測定，煤矸石熱值測定，水泥及及其生料、熟料的SO3含量測定，煤中硫份測定等。
與現有技術相比，本實用新型定碳部分減去了碳酸鹽測定部件及其測定程序，涉及的碳酸鹽含量直接由配表中查出，該表的制定依據是生料中的碳酸鹽來自石灰石，即生料中CaCO3與CO2成比例關系。在生產控制中，CaO或CaCO3的百分比是必測項目，需每小時測定一次，因此先用本實用新型測定CaO百分比的未加煤白生料中的CO2體積數，便可得到CO2與CaO百分比的對應關系，從而繪出CaO百分比(％) -CO2查對表。
在水泥生產控制中，出磨水泥的SO3含量也是必測項目，需每1～2小時測定一次。從附圖
可見定硫部分部分的連接關系，若以氧氣瓶為起點定硫部分的管路中依連接順序還包括電磁閥36，流量計62，經過燃燒爐后與除塵管19連接，除塵管直通硫反應器20的底部；以氧氣瓶為起點定硫部分的管路中還并聯有另一支路，該支路經電磁閥37后，其一分支通入淀粉液瓶14，在淀粉液瓶與硫反應器的連接毛細管16管路中設有螺旋夾171，另一分支通入碘酸鉀瓶15，在碘酸鉀瓶與滴定管18的連接管路中設有螺旋夾172，滴定管直通入硫反應器底部的管路中設置有螺旋夾173和電磁閥38。
前述的氧氣瓶提供了足夠的氧氣供樣品燃燒，同時還用自身的壓力輸送氣體及溶液；燃燒爐為有兩根管的雙管爐，工作溫度1250℃，使試樣在管內燃燒分解，生成的氣體被載氣氧送入定碳或定硫測定部分進行自動分析。定碳部分的水準瓶內盛有稀硫酸封閉液，有導電及封閉作用；吸收器內有濃度為40％的KOH溶液，用于吸收CO2；與水準瓶相通的量氣管的細長部分帶有刻度，用于測量氣體被吸收前后的體積。
現簡述定碳的工作原理。首先是準備預熱階段，將載有樣品的瓷舟放入燃燒爐管內，啟動控制部分的分析鍵后，儀器自動進行準備，電磁閥31、34打開，利用氧氣壓力將水準瓶12內的封閉液壓上量氣管，到與觸針81接通時，關閉電磁閥34，電磁閥31通大氣，預熱。其次是通氧燃燒、集氣，電磁閥32、33打開，氧氣經電磁閥32、流量計61、凈化管5進入燃燒爐管，試樣在高溫下快速燃燒，混合所經除塵除硫管4并通過電磁閥33進入量氣管10，管內封閉液慢慢下降至接近零刻度時，水準瓶內液位上升直至與觸針84接觸，這時進入對零程序。第三步對零，打開電磁閥32，電磁閥33通大氣，已燃燒完的爐氣經電磁閥33排入大氣，這時量氣管內氣體體積處于零位，相當于滿刻度。第四步吸收，電磁閥31、35打開，氧氣經電磁閥31向水準瓶加壓，將封閉液壓向量氣管，管內氣體通過電磁閥35進入吸收器9，氣體中的CO2被KOH吸收，當量氣管內液面上升到與觸針81接觸時，便自動轉換到回復程序。第五步回復，電磁閥32、35打開，電磁閥31通大氣排空，吸收器內的剩余氣體全部回到量氣管，讀出體積數，計算出結果。整個過程由計算機控制。
現簡述定硫的工作原理。首先是準備預熱階段，電磁閥37打開，氧氣經電磁閥37向酸性淀粉液瓶14及碘酸鉀瓶15加壓，使淀粉液定量流入硫反應器20中，同時使碘酸鉀溶液充滿滴定管18后，預熱。其次是通氧燃燒及滴定，電磁閥36、38打開，氧氣經電磁閥36、流量計62進入燃燒爐管，已放入爐管的試樣中的硫酸鹽及硫化物在添加劑作用下均生成SO2，氣體經除塵管19后進入硫反應器后生成H2SO3，使硫反應器內原來的藍色淀粉液褪色，這時光電轉換輸出信號變大，開始進行模擬轉換電路和快速滴定基準電壓比較，輸出高電平到計算機中，使通用接口控制電磁閥38進行快速滴定，當爐內釋放出的SO2減少時，反應器內溶液顏色褪色變慢，光電轉換輸出信號變小，快速滴定逐步結束，接差慢速基準電壓比較電路仍輸出電平到計算機中，由接口電路間斷輸出控制電磁閥38進行慢速滴定；當SO2停止逸出時，過量一滴碘酸鉀溶液會使反應器中的溶液變為藍色而不褪，電磁閥38關閉并發出蜂鳴，可直接從滴定管中讀取結果——碘酸鉀的濃度按SO3滴定度配制，故顯示結果便是SO3的百分比含量。
權利要求1.一種水泥碳硫自動分析儀，包括控制部分和測定部分，其測定部分包括定碳部分，定碳部分包括氧氣瓶(1)，通過管路與氧氣瓶依順序串連接的流量計(61)、凈化管(5)、燃燒爐(7)、除塵管(4)、量氣管(10)、調零器(11)、水準瓶(12)，水準瓶又與氧氣瓶連接，溫度計(13)插在量氣管中，觸針分別插在量氣管、水準瓶、吸收器(9)中，吸收器連接在除塵管與量氣管間的管路支路上，在管路中相關位置設有電磁閥，其特征是測定部分還包括定硫部分，該部分并聯在氧氣瓶管路上，包括依順序連接的流量計(62)、燃燒爐(7)、除塵管(19)、硫反應器(20)。
2.根據權利要求1所述的分析儀，其特征是所述的燃燒爐為雙管燃燒爐。
3.根據權利要求1所述的分析儀，其特征是定硫部分還包括連接在氧氣瓶管路上的淀粉液瓶(14)，淀粉液瓶與硫反應器連通，在該段毛細管(16)管路上設置有螺旋夾(171)。
4.根據權利要求1所述的分析儀，其特征是定硫部分還包括連接在氧氣瓶管路上的碘酸鉀瓶(15)，碘酸鉀瓶與滴定管(18)連通，在該段管路上設置有螺旋夾(172)。
5.根據權利要求3或4所述的分析儀，其特征是所述的淀粉液瓶與碘酸鉀瓶間呈并聯，在與氧氣瓶連接的共有管路中設置有電磁閥(37)。
6.根據權利要求5所述的分析儀，其特征是所述的滴定管底部通過管路通向硫反應器，在該段管路上設有螺旋夾(173)及電磁閥(38)。
7.根據權利要求5所述的分析儀，其特征是在流量計(62)與氧氣瓶連接的共有管路中設置有電磁閥(36)。
專利摘要一種水泥碳硫自動分析儀，其測定部分包括共用氧氣瓶及雙管燃燒爐的定碳、定硫兩部分，定碳部分包括通過在相關位置設有電磁閥的管路與氧氣瓶依順連接的流量計、凈化管、燃燒爐、除塵管、量氣管、調零器、水準瓶等，定硫部分包括依順連接的流量計、燃燒爐、除塵管、硫反應器，各自獨立與硫反應器和氧氣瓶連接的淀粉液瓶、碘酸鉀瓶，淀粉液瓶與碘酸鉀瓶間呈并聯形式。本實用新型二位一體，結構緊湊、簡單，控制容易、使用方便，測定準確度高、耗時僅3～4分鐘，效率高；適用于水泥生料熱值測定，窯外分解窯的生料分解率測定，煤矸石熱值測定，水泥及及其生料、熟料的SO
文檔編號G01N25/00GK2591624SQ0222566
公開日2003年12月10日 申請日期2002年1月30日 優先權日2002年1月30日
發明者李志標 申請人:李志標
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
