浅析煤中全硫含量测量不确定度的评定

浅析煤中全硫含量测量不确定度的评定

郭新彪

国家能源集团煤炭经营分公司黄骅办事处  河北省黄骅市  061100

【摘 要】：测量不确定度是与测量结果关联的一个参数，用于表征合理赋予被测量的值的分散性。它可以用于“不确定度”方式，也可以是一个标准偏差或给定置信度区间的半宽度。通常测量结果的好坏用测量误差来衡量，但是测量误差只能表现测量的短期质量。测量过程是否持续受控，测量结果是否能保持稳定一致，测量能力是否符合生产盈利的要求，就需要用测量不确定度来衡量。

【关键词】煤质化验、不确定度、库仑滴定法

1、前言

煤中全硫含量是煤质分析的一项重要指标, 是燃煤过程中形成酸雨的主要来源。随着煤炭贸易的发展, 测量结果的不确定度评定应用越来越广, 中国合格评定国家认可委员会认可准则， 要求申请认可和获得认可的检测实验室应具有并应用评定测量不确定度的程序。因此, 为达到国家检测实验室标准, 实验室须对各项检测程序和方法进行不确定度的评估和认可。

2、测量仪器以及方法

测量依据：GB/T 214-2007 煤中全硫的测量定方法

测量方法：库仑滴定法

测量对象：煤中全硫

测量仪器：SDS616自动定硫仪

测流范围：（0.01-40）%

测硫分辨率：0.01%

实验原理：煤在1150℃和催化剂作用下, 在空气中燃烧分解, 其中各种形态硫均被氧化和分解为二氧化硫和少量的三氧化硫(统称硫氧化物), 以电解碘化钾-溴化钾溶液生成的碘和溴(称电生碘和电生溴) 来氧化滴定二氧化硫, 根据电生碘和电生溴所消耗的电量(库仑为安培秒即:As) 由库仑积分仪积分, 并根据法拉第电解定律(在电极上产生lg当量任何物质, 需用（电量96500C）给出硫质量(mg), 由仪器显示直接读出全硫的含量。

3、分析测量不确定度来源

测量结果重复性引起的不确定度;

称量样品时的不确定度;

库伦积分器电解电流引起的不确定度;

标准物质标定引入的不确定度；

4、建立数学模型

由于该试验是通过称取一定量的煤样, 放在快速智能定硫仪中测试, 然后在仪器上直接显示煤中全硫的含量, 故该方法的数学模型为:

St,ad =

式中 St,ad空气干燥煤样中全硫含量百分数；

为库伦积分器显示值, mg;

为煤样质量,mg;

f 为由标准物质标定引入的修正因子；

求被测量的最佳值，对一对煤样进行两次重复测定，质量分别为51.1mg、49.6mg，结果为1.31%、1.32%，结果平均值为1.32%。

5、测量不确定度的评定

5.1测量不确定度的A类评定

表１为全硫的５次重复测量值、平均值和单次测量的实验标准偏差s（）。

表1测量不确定度

平均的不确定度（即平均标准偏差）===

5.2B类不确定度评定

5.2.1 称量样品时的不确定度

电子天平分辨率为0.1mg，按平局分布转化为标准不确定度有：

=

所用电子天平经检定后为I级，其最大允许差为0.5mg，按均匀分布转化为标准不确定度为：

=

则由样品称量带来的不确定度为：

=

5.2.2 库伦积分器电解电流的不确定度

根据GB/T 214-2007规定测硫仪的电量积分线性度不大于0.1%，按均匀分布转换为标准不确定度：

=

5.3 标准值的本身的不确定度引起的不确定度

标准物质重复性测量不确定度

首先对标值为0.46%的煤标样进行5次重复测定，测试值为0.45%、0.45%、0.46%、0.44%、0.47%，其平均值为0.45%。

=0.0034%                         

表2 合成标准不确定度各成分

合成相对标准不确定度为：

==0.0113

煤中全硫标准不确定度评定为：

=

不确定度报告：

考虑正态分布，取扩展因子k=2，则扩展不确定度为

则煤中全硫可表示为（1.32±0.03）%。

作者：郭新彪，男，1987年出生，汉族，河北省黄骅市人，本科学历，中国矿业大学矿物加工工程专业，国家能源集团煤炭经营分公司黄骅办事处，工程师。

参考文献：
[1]孙刚 、杨华玉 、王秋湘 、李英华 .《煤质分析中测量不确定度评定指南》[j].2017.7；

[2]李英华.《煤质分析应用技术指南》[j];2009.3；
[3]王中宇.《测量误差与不确定度评定》[j];2008.06。