SN T 3125-2021 液态烃燃料燃烧热的测定 弹式量热计法.pdf
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1、以正式出版文本为准 中华人民共和国出入境检验检疫行业标准 SN/T 31252021 代替 SN/T 3125 2012 液态烃燃料燃烧热的测定 弹式量热计法 Determination of heat of combustion of liquid hydrocarbon fuels Bomb calorimeter 2021- 11- 22 发布 2022-06-01 实施 ICS 75.160.20 CCS E 31 中华人民共和国海关总署 发 布以正式出版文本为准 中华人民共和国出入境检验检疫 开本 8801230 1/16 印张 1 字数 24 千字 2022 年 6 月第一版 20
2、22 年 6 月第一次印刷 印数 1500 书号:155175336 定价 18.00 元 液态烃燃料燃烧热的测定 弹式量热计法 行 业 标 准 SN/T 31252021 * * * 北京市朝阳区东四环南路甲 1 号 (100023) 编辑部:(010)65194242-7509 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷 中国海关出版社有限公司出版发行 网址 以正式出版文本为准 SN / T 3125 2021 I 前 言 本文件按照 GB/T 1.1 2020标准化工作导则 第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则的规 定起草。 本文件代替 SN/T 3125 2012液态烃燃料燃烧热的测定弹式量热
3、计法 ,与 SN/T 3125 2012 相比 , 除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下: 增加了硫含量超过 0.22% 时采用的测定方法; 增加了氢含量的测定方法。 本文件由中华人民共和国海关总署提出并归口。 本文件起草单位:中国检验认证集团宁波有限公司,中华人民共和国宁波海关。 本文件主要起草人:邬蓓蕾、叶佳楣、任飞、林振兴、奚中威、王豪。 本文件所代替文件的历次版本发布情况为: SN/T 3125 2012。以正式出版文本为准以正式出版文本为准 1 SN / T 3125 2021 液态烃燃料燃烧热的测定 弹式量热计法 警告:本文件未提及同文件使用有关的所有安全问题。使用者有责任在
4、应用本文件之前,采取适 当的安全和防护措施,并确保符合相关法律法规的规定。 1 范围 本文件规定了弹式量热计法测定液态烃类燃料的燃烧热的方法。 本文件适用于测定汽油、煤油、1 号和 2 号燃料油等,从轻馏份油到渣油等石油产品的燃烧热的 测定。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适 用于本文件。 GB/T 601化学试剂标准滴定溶液的制备 GB/T 11140 石油产品硫含量的测定波长色散 X 射线荧光光谱法 GB/T 17040 石油和石
5、油产品硫含量的测定能量色散 X 射线荧光光谱法 ASTM D129测定石油产品中硫含量的试验方法(普通弹式法) Standard Test Method for Sulfur in Petroleum Products (General High Pressure Decomposition Device Method) ASTM D1018 石 油 馏 份 中 氢 含 量 的 试 验 方 法 (Standard Test Method for Hydrogen In Petroleum Fractions) ASTM D1266 石 油 产 品 中 硫 含 量 的 试 验 方 法( 燃 灯
6、法 ) Standard Test Method for Sulfur in Petroleum Products (Lamp Method) ASTM D1552 高温燃烧和红外(IR)检测或热导率检测(TCD)测定石油产品中硫的试验方 法Standard Test Method for Sulfur in Petroleum Products by High Temperature Combustion and Infrared (IR) Detection or Thermal Conductivity Detection (TCD) ASTM D3120氧化微库仑分析法测定液态石油轻烃
7、中微量硫的试验方法(Standard Test Method for Trace Quantities of Sulfur in Light Liquid Petroleum Hydrocarbons by Oxidative Microcoulometry) ASTM D3701低分辨率核磁共振波谱法测定航空涡轮燃料中氢含量的试验方法(Standard Test Method for Hydrogen Content of Aviation Turbine Fuels by Low Resolution Nuclear Magnetic Resonance Spectrometry) AST
8、M D4809弹式量热计法测定液态烃燃烧热的试验方法(精确法) Standard Test Method for Heat of Combustion of Liquid Hydrocarbon Fuels by Bomb Calorimeter (Precision Method) ASTM D5453紫外线荧光法测定轻烃、发动机燃料和机油中总硫含量的试验方法(Standard Test Method for Determination of Total Sulfur in Light Hydrocarbons, Spark Ignition Engine Fuel, Diesel Engi
9、ne Fuel, and Engine Oil by Ultraviolet Fluorescence) ASTM D7171 低分辨率脉冲核磁共振光谱法测定中间馏分石油产品中氢含量的试验方法以正式出版文本为准 2 SN / T 3125 2021 (Standard Test Method for Hydrogen Content of Middle Distillate Petroleum Products by Low-Resolution Pulsed Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) ASTM E1ASTM 温度计规格(Standard
10、 Specification for ASTM Liquid-in-Glass Thermometers) 3 术语和定义 GB/T20000.1 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 燃烧总热值 Q g gross heat of combustion 单位质量的燃料在恒定体积的密闭容器内燃烧 , 除水凝聚成液态外,其余产物均为气态时所释放 出的能量。 注:燃料可以是液体或固体,只含碳、氢、氮和硫元素。在氧气中燃烧产物是气态二氧化碳、氮氧化物、二氧化 硫和液态水。在整个过程中,燃料和氧气的初始温度以及燃烧产物的最终温度都是 25。 3.2 燃烧净热值 Q n net heat of
11、 combustion 单位质量的燃料在恒定的压力下燃烧,其所有产物(包括水)均为气态时释放出的能量。 注:燃料可以是液体或固体,只含碳、氢、氧、氮和硫元素,在氧气中的燃烧产物为气态二氧化碳、氮氧化物、 二氧化硫和水。燃烧在 101.325 kPa(1 标准大气压)的恒定压力下进行,并且燃料和氧气的初始温度以及燃烧产物的 最终温度都是 25 。 3.3 能当量 W energy equivalent 亦称量热计有效热容量或水当量,是指量热计系统温度升高 1 所需要的能量,用 MJ/表示。 注1:在 SI 国际单位制中,热值的单位为 J/kg,但在实际使用中为了更方便,油品燃料的热值单位通常用
12、MJ/kg 表示。1 MJ/kg =1000 J/g。 注2:本文件使用的能量单位是焦耳(J) ,燃烧热单位是兆焦每千克(MJ/kg) 。 4 方法提要 将一定质量的试样装在氧弹内的样品皿中,在控制条件下测定燃烧热。通过观察燃烧前、中、后 的温度,利用热化学和热转换校正其燃烧热。可以使用等温外壳法或绝热外壳法。 5 仪器 量热计:由氧弹,量热计及外壳,温度计及相关附件组成,应单独放置于符合要求的实验室内。 应符合附录 A 的规定。 6 试剂 除非另有说明,本文件中所用试剂均为分析纯,实验用水为蒸馏水或去离子水。 6.1 苯甲酸标样:在称量前必须先把苯甲酸(C 6 H 5 COOH)粉末制成片或
13、丸状,或直接购买苯甲酸片 (丸) ,并使用有证标准物质确定其热值。 6.2 2,2,4- 三甲基戊烷(异辛烷) ,优级纯。 6.3 矿物油。以正式出版文本为准 3 SN / T 3125 2021 6.4 碱标准溶液: a) 氢氧化钠溶液(0.086 6 mol/L) :溶解 3.5 g NaOH 于水中并稀释至 1 L,按 GB/T 601 标准规定 方法标定,并调整至 0.086 6 mol/L。 b) 碳酸钠溶液(0.036 25 mol/L) :溶解 3.84 g Na 2 CO 3 于水中并稀释至 1 L,按 GB/T 601 标准规定 方法标定,并调整至 0.036 25 mol/
14、L。 6.5 甲基橙或甲基红指示剂:称取甲基橙约 1 g,精确至 0.01 g,溶解于约 100 mL 热水,定容至 1 000 mL ;称取甲基红约 1 g,精确至 0.01 g,溶解于少量乙醇,定容至 1 000 mL。 6.6 压敏胶带:玻璃纸胶带,宽 38 mm,不含氯和硫。 6.7 明胶胶囊。 6.8 氧气:纯度 99 %。 7 标定 7.1 量热计能当量的标定 采用苯甲酸标样(6.1)进行标定,使用的苯甲酸标样的质量为 0.9 g1.1 g(精确至 0.1 mg) ,取 至少六次试验结果的平均值,每次试验应间隔适当时间,总完成时间不少于三天。每次试验均按第 8 章的步骤进行操作,并
15、按第 9.1 条或第 9.2 条所述计算校正温升 t,按第 9.3 条所述确定硝酸(HNO 3 ) 和点火丝的校正值。量热计有任何变动后,都应重新标定能当量,也可作为对量热计的核查。量热计 的能当量按式(1)计算: t e e g Q W ) ( 2 1 + + = (1) 式中: W量热计能当量,单位为兆焦每摄氏度(MJ/) ; Q 苯甲酸的标准燃烧热,单位为兆焦每摄氏度(MJ/) ; g 苯甲酸标样的质量,单位为克(g) ; e 1 硝酸生成热的校正值,单位为兆焦(MJ) ; e 2 点火线的燃烧热校正值,单位为兆焦(MJ) ; t 按第 9.1 条或第 9.2 条计算的校正升温,单位为摄
16、氏度() 。 7.2 挥发性燃料的检查 采用 2,2,4- 三甲基戊烷(6.2) (标称值为 47.788 MJ/kg)进行检查,在空气中称重,比较其测 定结果与标称值的差值是否符合标准规定的重复性要求。如果超出规定范围,必须改变试样的处理技 术(见附录 A.8) ,如果不可能校正误差,则采用 2,2,4- 三甲基戊烷进行一系列试验,以确定挥发 性燃料的能当量。 7.3 压力敏感胶带或胶囊 / 矿物油的燃烧热的测定 不装试样,用 1.2 g 胶带或 0.5 g 胶囊 / 矿物油按照第 8 章的操作步骤测定燃烧热。至少测定三次, 按式(2)计算燃烧热: a e W t Q pst 1000 )
17、( 1 = (2) 式中: Q pst 敏感胶带或胶囊 / 矿物油的燃烧热,单位为兆焦每千克(MJ/kg) ;以正式出版文本为准 4 SN / T 3125 2021 t 按 9.1 或 9.2 计算校正升温,单位为摄氏度() ; W 量热计的能当量,单位为兆焦每摄氏度(MJ/) ; e 1 硝酸生成热的校正,单位为兆焦(MJ) ; a 压力敏感胶带或胶囊 / 矿物油的质量,单位为克(g) 。 注:取测量平均值,当采用新批次时,都要重新测定压敏胶带或明胶胶囊矿物油的燃烧热。 8 操作步骤 8.1 称样 8.1.1 控制试料(包括辅助燃料)的质量使其燃烧产生的温升相当于 0.9 g1.1g 苯甲
18、酸燃烧产生的温 升,样品的称样量准确至 0.1 mg。如果已知样品的近似燃烧热,则称样量可按式(3)估算: (3) 式中: g 样品称样量,单位为克(g) ; 26.454 1.0 g 苯甲酸的总热值,单位为兆焦(MJ) ; Q S 样品近似燃烧热,单位为兆焦每千克(MJ/kg) 。 注:某些燃料含有水和颗粒物(灰)等杂质时会降低热值。如果需要测试除去杂质后燃料的燃烧热,则在试验前 应过滤样品,除去溶解水和不溶灰。 8.1.2 对于易挥发液体,使用压敏胶带(6.6)或明胶胶囊(6.7)/ 矿物油(6.3)可以减少样品 的损耗。 8.1.3 使用压敏胶带:将胶带盖在样品皿顶部,用刀片修正边缘,密
19、封紧密。将 3 mm12 mm 的胶 带沿着中间折叠,一边粘连在样品皿中心位置处,一边形成折边。称量样品杯和胶带的质量后,用注 射器抽取试样,针头刺过样品皿中心处的一点向杯中加试样,随后胶带折边就会盖住针孔,用金属 刮刀轻压折边。重新称重带有试样和胶带的样品杯。把样品皿放在弧形电极中,点火线的中心部分 应向下压在胶带盖的中心。在称重和加样过程中手不能触碰到胶带或样品杯。试样的体积按式(4) 计算: D Q W V = 00032 . 0 (4) 式中: V 使用的试样体积,单位为毫升(mL) ; W量热计的能当量,单位为焦每摄氏度(J/) ; Q 样品近似燃烧热,单位为兆焦每千克(MJ/kg)
20、 ; D样品密度,单位为千克每立方米(kg/m3) 。 8.1.4 使用明胶胶囊 / 矿物油:使用干净的镊子取用胶囊,称取样品皿和胶囊的质量。向胶囊加入试 样后,重新称量装有试样和胶囊的样品皿。如果胶囊燃烧不好,可加几滴矿物油,重新称重。将样品 皿放在弯曲的弧形电极中,使点火线的中心部分接触胶囊和油。 8.2 注水 移取 1.0 mL 水加入氧弹中。 8.3 充氧 装好试样和点火线后,盖紧氧弹盖,无须清除氧弹中的空气,室温下缓慢往氧弹中充氧至 3.0 MPa (30 标准大气压) 。所有试验包括标定都采用同样的压力,可采用 2.5 MPa3.5 MPa 范围内的初始氧压。以正式出版文本为准 5
21、 SN / T 3125 2021 警告:小心不要充过多的氧气。如果不小心使氧气压力超过 4.0 MPa,必须停止燃烧,否则氧弹 可能急剧破裂而发生爆炸。打开充气接头,按通常的方法释放氧弹中的气体,更换样品,除非通过重 新称量证明样品没有损失。 8.4 调节水温 在称量前,调节量热计中的水温如下: 1等温外壳法:低于外壳温度 1.6 2.0 ; 2绝热外壳法:低于室温 1.0 1.4 。 对能当量约为 10.2 kJ/的量热计,首次调节应确保水的最终温度稍高于外壳温度。有些标准使 用者认为初始温度更低些较好,这样最终温度会稍低于外壳温度,此时应确保所有试验包括标定在内 都这样操作。 每次试验时
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