GB T 476-2008 煤中碳和氢的测定方法.pdf
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1、ICS 73040D 21 鳕亘中华人民共$-u国国家标准GBT 476-2008代替GBT 476 2001,GBT 15460 2003,GBT 1885611-2002煤中碳和氢的测定方法Determination of carbon and hydrogen in coal(IS0 625:1996,Solid mineral fuels-一Determination of carbon andhydrogen-Liebig method,MOD)2008-0729发布 2009050 1实施车瞀髅紫瓣訾襻瞥霎发布中国国家标准化管理委员会仪1”月U 盖GBT 4762008本标准第3章
2、(三节炉法和二节炉法)修改采用ISO 625:1996(E)固体矿物燃料碳氢测定利比西法(1996年英文版),本标准第4章(电量重量法)是ISO 625:】996中没有规定的方法,但该方法在我国使用了很多年,是测定煤中碳氢的方法之一,所以为了适合国情本标准保留了电量重量法。为方便比较,在资料性附录A中列出了本标准章条编号与IS()625:1996章条编号的对照一览表。考虑到我国国情,在采用ISO 625:1996时,本标准作了一些修改。有关技术性差异已编入正文中并在它们所涉及的条款的页边空白处用垂直单线标识。在附录B中给出了这些技术性差异及其原因的览表以供参考。本标准代替GBT 476-200
3、1煤的元素分析方法中第3章碳氢测定、GBT 15460 2003(煤中碳和氢的测定方法电量重量法和GBT 1885611 2002水煤浆质量试验方法 第11部分:水煤浆碳氢测定方法。本标准与GBT 4762001相比,主要变化如下:增加了煤中碳氢测定的电量一重量法(本版第4章);增加了水煤浆的碳氢测定(本版3512和362);删除氮的测定方法(原版第4章)。本标准的附录A和附录B均为资料性附录。本标准由中国煤炭工业协会提出。本标准由全国煤炭标准化技术委员会归口。本标准起草单位:煤炭科学研究总院煤炭检测研究所、云南省煤炭勘察院实验室。本标准主要起草人:贾延、马淑英、邢秀云、王广育。本标准所代替标
4、准的历次版本发布情况为:GBT 4761964、GBT 476 1979、GBT 476 1991、GBT 476 200l;GBT 15460一1995、GBT 15460-2003:GBT 188561 12002煤中碳和氢的测定方法GBT 47620081范围本标准规定了煤和水煤浆中碳氢分析的三节炉法、二节炉法及用电量法测定煤及水煤浆干燥煤祥中的氢、用重量法测定碳的方法原理、试剂和材料、装置、试验步骤、结果计算及精密度等。本标准适用于褐煤、烟煤、无烟煤和水煤浆。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)
5、或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GBT 212煤的工业分析方法(GBT 2122008,ISO 11 722:1 999,ISO 1171:1997,ISO 562:1998,NEQ)GBT 218煤中碳酸盐二氧化碳含量的测定方法(GBT 218 1996,eqv ISO 925:1980)GBT 188561水煤浆试验方法第1部分:采样3三节炉法和二节炉法31方法原理一定量的煤样或水煤浆干燥煤样在氧气流中燃烧,生成的水和二氧化碳分别用吸水剂和二氧化碳吸收剂吸收,由吸收剂的增量计算煤中
6、碳和氢的质量分数。煤样中硫和氯对碳测定的干扰在三节炉中用铬酸铅和银丝卷消除,在二节炉中用高锰酸银热解产物消除。氮对碳测定的干扰用粒状二氧化锰消除。32试剂和材料321无水高氯酸镁:分析纯,粒度1 mm3 mill;或无水氯化钙:分析纯,粒度2 mm5 mm。322粒状二氧化锰:化学纯,市售或用硫酸锰和高锰酸钾制备。制法:称取25 g硫酸锰,溶于500 mL蒸馏水中,另称取164 g高锰酸钾,溶于300 mL蒸馏水中。两溶液分别加热到5060。在不断搅拌下将高锰酸钾溶液慢慢注入硫酸锰溶液中,并加以剧烈搅拌。然后加入10 mL(1+1)硫酸。将溶液加热到7080并继续搅拌5 min,停止加热,静置
7、2 h3 h。用热蒸馏水以倾泻法洗至中性。将沉淀移至漏斗过滤,除去水分,然后放人干燥箱中,在1 50左右干燥2 h3 h,得到褐色、疏松状的二氧化锰,小心破碎和过筛,取粒度05 mm2 122ii、备用。323铜丝卷:丝直径约05TIIl2。铜丝网:015 mm(100目)。324氧化铜:化学纯,线状(长约5 mm)。325铬酸铅:分析纯,制备成粒度1 mm4 mm。制法:将市售的铬酸铅用蒸馏水调成糊状,挤压成形。放人马弗炉中,在850下灼烧2 h,取出冷却后备用。326银丝卷:丝直径约025 mm。327氧气:999,不含氢。氧气钢瓶需配有可调节流量的带减压阀的压力表(可使用医用氧气吸人器)
8、。328三氧化钨:分析纯。329碱石棉:化学纯,粒度l illm2 mill;或碱石灰:化学纯,粒度05 mm2 mill。GBT 476-20083210真空硅脂。3211 高锰酸银热解产物:当使用二节炉时,需制各高锰酸银热解产物。制备方法如下:将100 g化学纯高锰酸钾,溶于2 L蒸馏水中,煮沸。另取1075 g化学纯硝酸银溶于约50 mI,蒸馏水中,在不断搅拌下,缓缓注入沸腾的高锰酸钾溶液中,搅拌均匀后逐渐泠却并静置过夜。将生成的深紫色晶体用蒸馏水洗涤数次,在6080下干燥h,然后将晶体一小部分一小部分地放在瓷皿中,在电炉上缓缓加热至骤然分解,成银灰色疏松状产物,装入磨口瓶中备用。警告:
9、未分解的高锰酸银易受热分解,故不宜大量储存。3212硫酸:化学纯。3213带磨I_:I塞的玻璃管或小型干燥器(不放干燥剂)。33装置331碳氢测定仪碳氢测定仪包括净化系统、燃烧装置和吸收系统三个主要部分,结构如图l所示。1气体干燥塔;2一流量计;3橡皮塞;4一铜丝卷;5燃烧舟;6燃烧管;7氧化铜;8一铬酸铅;9银丝卷;Io一吸水u形管;11 除氨氧化物u形管;12 吸收二氧化碳u形管;13空u形管;14一气泡计;1 5三节电炉及控温装置。图1 三节炉和二节炉碳氢测定仪示意图331。1 净化系统,包括以下部件:a)气体干燥塔:容量500 mL,2个,一个(A)上部(约23)装无水氯化钙(或无水高
10、氯酸镁),下部(约13)装碱石棉(或碱石灰);另一个(B)装无水氯化钙(或无水高氯酸镁);b)流量计:测量范围(O150)m1,min。3312燃烧装置:由一个三节(或二节)管式炉及其控温系统构成,主要包括以下部件:a) 电炉:三节炉或二节炉(双管炉或单管炉),炉膛直径约35 mm。三节炉:第一节长约230 mm,可加热到(85010),并可沿水平方向移动;第二节长330 mm350 mm,可加热到(80010);第三节长130 mill150 mitt可加热到(600GBT 476-200810)。二节炉:第一节长约230 mm,可加热到(85010),并可沿水平方向移动;第二节长130 m
11、m1 50 mnl,可加热到(50010)。每节炉装有热电偶、测温和控温装置。b)燃烧管:素瓷、石英、刚玉或不锈钢制成,长约1 100 111ml 200 TIII,II(使用二节炉时,长约800 turn),内径20 mm22 YIIFII,壁厚约2 mm。c) 燃烧舟:素瓷或石英制成,氏约80 lllIfl。d)橡皮塞或橡皮帽(最好用耐热硅橡胶)或铜接头。e)镍铬丝钩:直径约2 111II,长约700 mnl,一端弯成钩。3313吸收系统,包括以下部件:a)吸水U形管(见图2)装药部分高i00 mm120 mm,直径约1 5 mm,人口端有一球形扩大部分,内装无水氯化钙或无水高氯酸镁。b)
12、 吸收二氧化碳u形管(见图3)2个,装药部分高100 m111 120 mm,直径约1 5 mm,前2a装碱石棉或碱石灰,后i3装无水氯化钙或无水高氯酸镁。c) 除氮u形管(见图3):装药部分高100 mm120 mm,直径约1 5 mm,前2a装粒状二氧化锰,后13装无水氯化钙或无水高氯酸镁。d)气泡计:容量约10 ml。,内装浓硫酸。图2吸水u形管图3 二氧化碳吸收管(或除氨u形管)GBT 4762008332分析天平:感量01 mg。34试验准备341 净化系统各容器的充填和连接按3311的规定在净化系统各容器中装人相应的净化剂,然后按图1所示顺序将各容器连接好。氧气可由氧气钢瓶通过可调
13、节流量的减压阀供给。净化剂经70次100次测定后,应进行检查或更换。342吸收系统各容器的充填和连接按3313的规定在吸收系统各容器中装入相应的吸收剂。为保证系统气密,每个u形管磨口塞处涂少许真空硅脂,然后按图l所示顺序将各容器连接好。吸收系统的末端可连接一个空u形管(防止硫酸倒吸)和一个装有硫酸的气泡计。当出现下列现象时,应更换u形管中试剂:a) 吸水u形管中的氯化钙开始溶化并阻碍气体畅通;b)第二个吸收二氧化碳的U形管一次试验后的质量增加达50 mg时,应更换第一个u形管中的二氧化碳吸收剂;c) 二氧化锰一般使用50次左右应更换。上述u形管更换试剂后,应以120 mLmin的流量通人氧气至
14、质量恒定后方能使用。343燃烧管的填充3,431使用三节炉时,按图4所示填充。单位为毫米1,2,4,6铜丝卷3 氧化铜;5 铬酸铅;7 银丝卷。图4三节炉燃烧管填充示意图用直径约05 rllFin_的铜丝制做三个长约30 mm和一个长约i00 nlm、直径稍小于燃烧管使之既能自由插入管内又与管壁密切接触的铜丝卷。从燃烧管出气端起,留50 mm空间,依次充填30 mm丝,直径约025 mm银丝卷,30 mill铜丝卷,130 mm150 mm(与第三节电炉长度相等)铬酸铅(使用石英管时,应用铜片把铬酸铅与石英管隔开),30 mm铜丝卷,330 mm350 mm(与第二节电炉长度相等)线状氧化铜,
15、30 FI_1FD_铜丝卷,310 mm空间和i00 mm铜丝卷,燃烧管两端通过橡皮塞或铜接头分别与净化系统和吸收系统连接。橡皮塞使用前应在105i10下干燥8 h左右。燃烧管中的填充物(氧化铜、铬酸铅和银丝卷)经70次100次测定后应检查或更换。注:下列几种填充剂经处理后可重复使用:氧化铜:用i mm孔径筛子筛去粉末;铬酸铅:可用热的稀碱液(约50 gI。氢氧化钠溶液)浸渍,用水洗净、干燥,并在500600下灼烧05 h;银丝卷:用浓氨水浸泡5 min,在蒸馏水中煮沸5 min,用蒸馏水冲洗干净并干燥。3432使用二节炉时,按图5所示填充。4GBT 4762008单位为毫米1橡皮塞;2 铜丝
16、卷;3,s铜丝网圆垫;4 高锰酸银热解产物。图5二节炉燃烧管填充示意图按34,31给出的细节,做两个长约10 mm和一个长约100 111Ill的铜丝卷,再用100目铜丝网剪成与燃烧管直径匹配的圆形垫片3个4个(用以防止高锰酸银热解产物被气流带出),然后按图5所示部位填人。344炉温的校正将工作热电偶插入三节炉(或二节炉)的热电偶孔内,使热端插入炉膛,冷端与高温计连接。将炉温升至规定温度,保温1 h。然后沿燃烧管轴向将标准热电偶依次插到空燃烧管中对应于第一、第二和第三节炉(或第一、第二节炉)的中心处(注意勿使热电偶和燃烧管管壁接触)。根据标准热电偶指示,将管式电炉调节到规定温度并恒温5 min
17、。记F相应工作热电偶的读数,以后即以此控制炉温。345测定仪整个系统的气密性检查将仪器按图1所示连接好,将所有u形管磨VI塞旋开,与仪器相连,接通氧气;调节氧气流量约为120 ml,rain。然后关闭靠近气泡计处u形管磨口塞,此时若氧气流量降至20 mLmin以下,表明整个系统气密;否则,应逐个检查u形管的各个磨口塞,查出漏气处,予以解决。注意,检查气密性时间不宜过长,以免U形管磨口塞因系统内压力过大而弹开。346测定仪可靠性检验为了检查测定仪是否可靠,可称取02 g标准煤样,称准至0000 2 g,进行碳氢测定。如果实测的碳氢值与标准值的差值不超过标准煤样规定的不确定度,表明测定仪可用。否则
18、需查明原因并纠正后才能进行正式测定。347空白试验将仪器各部分按图1所示连接,通电升温,将吸收系统各u形管磨口塞旋至开启状态,接通氧气,调节氧气流量为120 mLmin。在升温过程中,将第一节电炉往返移动几次,通气约20 min后,取下吸收系统,将各u形管磨口塞关闭,用绒布擦净,在天平旁放置10 min左右,称量。当第一节炉达到并保持在(85010),第二节炉达到并保持在(800士10),第三节炉达到并保持在(60010)后开始作空白试验。此时将第一节炉移至紧靠第二节炉,接上已经通气并称量过的吸收系统。在一个燃烧舟内加入三氧化钨(质量和煤样分析时相当)。打开橡皮塞,取出铜丝卷,将装有三氧化钨的
19、燃烧舟用镍铬丝推棒推至第一节炉人口处,将铜丝卷放在燃烧舟后面。塞紧橡皮塞,接通氧气并调节氧气流量为120 mLmin。移动第一节炉,使燃烧舟位于炉子中心,通气23 min,将第节炉移回原位。2 min后取下吸收系统U形管,将磨口塞关闭,用绒布擦净,在天平旁放置10 min后称量,吸水u形管增加的质量即为空白值。重复上述试验,直到连续两次空白测定值相差不超过0001 0 g,除氮管、二氧化碳吸收管最后一次质量变化不超过0000 5 g为止,取两次空白值的平均值作为当天氢的空白值。在做空白试验前,应先确定燃烧管的位置,使出121端温度尽可能高又不会使橡皮塞受热分解。如空白值不易达到稳定,可适当调节
20、燃烧管的位置。GBT 476200835试验步骤351三节炉法试验步骤3511 将第一节炉炉温控制在(85010),第二节炉炉温控制在(80010),第三节炉炉温控制在(60010),并使第一节炉紧靠第二节炉。3512在预先灼烧过的燃烧舟中称取粒度小于02 mm的一般分析煤样或水煤浆干燥试样02 g,称准至0000 2 g,并均匀铺平,在试样上铺一层三氧化钨。可将装有试样的燃烧舟暂存入专用的磨口玻璃管或不加干燥剂的干燥器中。注:水煤浆干燥试样按GBT 188561制备。3513接上已恒定并称量的吸收系统,并以120 mLmin的流量通人氧气,打开橡皮塞,取出铜丝卷,迅速将燃烧舟放人燃烧管中,使
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- GB 476 2008 煤中碳 测定 方法
