DIN 51727-2011 Testing of solid fuels - Determination of chlorine content《固体燃料试验 含氯量测定》.pdf

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1、November 2011DEUTSCHE NORM Normenausschuss Bergbau (FABERG) im DINNormenausschuss Materialprfung (NMP) im DINPreisgruppe 6DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 75

2、.160.10!$tms“1817480www.din.deDDIN 51727Prfung fester Brennstoffe Bestimmung des ChlorgehaltesTesting of solid fuels Determination of chlorine contentEssais des combustibles solides Dosage du chloreAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 51727:2001-06www.beuth.deGe

3、samtumfang 8 SeitenDIN 51727:2011-11 2 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 008-12-02 AA Prfung fester Brennstoffe“ im Normen-ausschuss Bergbau (FABERG) ausgearbeitet. In dieser Norm werden zwei Aufschlussverfahren angegeben, die geeignet sind, das im Brennstoff gebundene Chlor in L

4、sung zu bringen. Der Chloridgehalt in der Aufschlusslsung kann mit verschiedenen Methoden bestimmt werden, z. B. mittels ionenselektiver Elektrode, Coulometrie, potentiometrischer Titration, Photometrie oder lonenchromatographie. In dieser Norm wird eine ionenchromatographische Trennung der Inhaltss

5、toffe der Aufschlusslsung und die Leitfhigkeitsdetektion als Endpunktbestimmung beschrieben. nderungen Gegenber DIN 51727:2001-06 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) untere Anwendungsgrenze des Verfahrens auf Massenanteile an Chlor von 0,01 % auf 0,005 % gesenkt; b) Wahl der Absorptionslsung b

6、eim Bombenaufschluss um Eluenten der Ionenchromatographie erweitert; c) Angabe des Ergebnisses przisiert; d) Analyse von Referenzmaterial zur Funktionskontrolle des Aufschluss- und Chromatographiesystems fest vorgeschrieben; e) redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 51727: 1955-02, 1976-07, 2

7、001-06 DIN 51727:2011-11 3 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr die Bestimmung des Chlorgehaltes in festen Brennstoffen. Als feste Brennstoffe im Sinne dieser Norm gelten: Regelbrennstoffe: Steinkohlen, Steinkohlenbriketts, Steinkohlenkoks, Braunkohlen, Braunkohlenbriketts und Braunkohlen-koks. An

8、dere feste Brennstoffe: Schlammkohle, Ballastkohle und Waschberge, Holzkohlen, Holzkohlenbriketts, Holzpresslinge, feste Biobrennstoffe und feste Sekundrbrennstoffe. Das Verfahren ist geeignet zur Bestimmung von Massenanteilen an Chlor ber 0,005 %. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Do

9、kumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 51701-2, Prfung fester Brennstoffe Probenahme u

10、nd Probenvorbereitung Teil 2: Durchfhrung der Probenahme DIN 51701-3, Prfung fester Brennstoffe Probenahme und Probenvorbereitung Teil 3: Durchfhrung der Probenvorbereitung DIN 51724-1, Prfung fester Brennstoffe Bestimmung des Schwefelgehaltes Teil 1: Gesamtschwefel DIN EN ISO 10304-1, Wasserbeschaf

11、fenheit Bestimmung von gelsten Anionen mittels Flssigkeits-Ionenchromatographie Teil 1: Bestimmung von Bromid, Chlorid, Fluorid, Nitrat, Nitrit, Phosphat und Sulfat DIN ISO 5725-2, Genauigkeit (Richtigkeit und Przision) von Messverfahren und Messergebnissen Teil 2: Grundlegende Methode fr die Ermitt

12、lung der Wiederhol- und Vergleichprzision eines vereinheitlichten Messverfahrens 3 Probenahme und Probenvorbereitung 3.1 Allgemeines Die nach DIN 51701-2 und DIN 51701-3 gewonnene und vorbereitete Analysenprobe muss zur Bestimmung des Chlorgehaltes aufgeschlossen werden. Diese Norm gestattet zwei Au

13、fschlussverfahren. 3.2 Verbrennung der Brennstoffprobe im Sauerstoffstrom (Verfahren A) 3.2.1 Kurzbeschreibung des Verfahrens Die Analysenprobe wird im Sauerstoffstrom verbrannt. Die Verbrennungsgase werden in eine Absorptionsvorlage geleitet, in der das gebildete Chlorid aufgefangen wird. DIN 51727

14、:2011-11 4 3.2.2 Gerte Verbrennungsrohr aus Quarzglas, Absorptionsvorlage und Aufsatzgef nach DIN 51724-1; Porzellanschiffchen mit se; Quarzstab mit Eisenstck nach DIN 51724-1; Magnet; Rohrofen, elektrisch bis 1 300 C beheizbar, etwa 300 mm lang, Verbrennungszone auf (1 250 25) C regelbar; Sauerstof

15、feinleitungsstck, bestehend aus einem durchbohrten Siliconstopfen mit Glasrohr. 3.2.3 Chemikalien Sauerstoff, min. 99,5 % Volumenanteil; Verbrennungshilfsmittel, z. B. chloridfreie Spektralkohle. 3.2.4 Durchfhrung Rohrofen so einregeln, dass in der Verbrennungszone eine Temperatur von (1 250 25) C h

16、errscht. Verbrennungsrohr so in den Rohrofen einfhren, dass der herausragende senkrechte Teil sich mglichst nahe am Ofen befindet, um in diesem Teilstck die Kondensation von Verbrennungsgasen zu verhindern. Sauerstoffstrom auf 60 l/h einregeln. Proben mit mehr als 30 % Asche mit 0,1 g bis 0,2 g chlo

17、ridfreier Spektralkohle berschichten, um eine gleichmige Verbrennung zu erzielen. Je nach Chlorgehalt 50 mg bis 1 000 mg der Analysenprobe auf 0,1 mg genau in ein Porzellanschiffchen einwiegen. Porzellanschiffchen mit Quarzstab in das Verbrennungsrohr so weit einschieben, dass das Sauerstoff-einleit

18、ungsstck angeschlossen werden kann. Absorptionsvorlage mit 150 ml entionisiertem Wasser beschicken. Sauerstoff einleiten. Aufsatzgef auf die Absorptionsvorlage aufsetzen und mit 20 ml entionisiertem Wasser beschicken. Porzellanschiffchen mit Probe und Quarzstab mit Hilfe des Magneten in die Verbrenn

19、ungszone vorschieben. Hochtemperaturkoksproben unmittelbar in die Verbrennungszone schieben. Kohleproben so weit in die Verbrennungszone einschieben, dass die Zndung im vorderen Teil des Porzellanschiffchens erfolgt. Nach dem Durchglhen (etwa eine Minute nach dem Znden) Porzellanschiffchen zum volls

20、tndigen Verbrennen der Probe in die Verbrennungszone schieben. Die Verbrennungsdauer ist abhngig vom Aschegehalt der Probe. Sie betrgt fr Kohleproben mit 10 % bis 20 % Asche etwa 20 min. Nach Abschluss der Verbrennung Absorptionsflssigkeit aus dem Aufsatz und der Vorlage in einen 250-ml-Messkolben a

21、blassen. DIN 51727:2011-11 5 Aufsatz und Vorlage mit Wasser aussplen. Waschflssigkeit mit dem Inhalt des Messkolbens vereinigen. Messkolben auf 250 ml auffllen. 3.3 Verbrennung der Brennstoffprobe in einer Aufschlussbombe (Verfahren B) 3.3.1 Kurzbeschreibung des Verfahrens Die Analysenprobe wird in

22、einer Aufschlussbombe verbrannt. Das freigesetzte Chlor wird in einer Absorptionslsung aufgefangen. 3.3.2 Gerte a) Aufschlusssystem: Aufschlussbombe mit korrosionsfesten Innenflchen; Sauerstoffstation zum Befllen und Entspannen der Aufschlussbombe; Druckminderer mit Sicherheitsventil 40 bar; Zndgert

23、; Verbrennungstiegel; Zndmittel (z. B. Znddraht aus Platin und Baumwollfaden). ANMERKUNG Ein mglicher Chlorideintrag durch den Bauwollfaden ist zu bercksichtigen. b) Brikettierpresse. 3.3.3 Chemikalien und Hilfsmittel Sauerstoff, 99,5 % Volumenanteil; zum Aufschluss schwerverbrennlicher Proben Brenn

24、hilfsmittel (z. B. Paraffin, Benzoesure, Polyethylen-Verbrennungstten oder Acetobutyratkapseln); Absorptionslsung (entsprechend des bei der Ionenchromatographie verwendeten Eluenten, alkalische Absorptionslsung (z. B. 0,2 mol/l KOH oder 0,1 mol/l NaOH) oder entionisiertes Wasser). 3.3.4 Vorbereitung

25、 Es ist sicherzustellen, dass die verwendete Aufschlussbombe den Sicherheitsbestimmungen fr Druckbehlter entspricht. Dichtungen sind nicht zu fetten. Vor jeder Zndung ist die Aufschlussbombe auf Dichtheit zu prfen. ANMERKUNG Die Dichtheit lsst sich auf einfache Weise dadurch prfen, indem man die Auf

26、schlussbombe nach der Befllung mit Sauerstoff vollstndig in ein Wasserbad taucht. DIN 51727:2011-11 6 3.3.5 Durchfhrung Je nach Chlorgehalt 50 mg bis 1 000 mg der Analysenprobe auf 0,1 mg genau in den Verbrennungstiegel einwiegen. ANMERKUNG 1 Es wird ein Verpressen in Tablettenform empfohlen. Schwer

27、verbrennliche Proben in z. B. Acetobutyratkapseln einwiegen; falls erforderlich Verbrennungs-hilfsmittel, z. B. Benzoesure, nutzen. 10 ml Absorptionslsung in die Aufschlussbombe geben, Innenflchen der Bombe benetzen. Bei der Wahl der Absorptionslsung ist darauf zu achten, dass eine vollstndige Absor

28、ption der sauren Verbrennungsgase sichergestellt ist. Verbrennungstiegel mit Probe in Halterung einsetzen und fixieren. Zndmittel anbringen, Aufschlussbombe verschlieen. Aufschlussbombe mit Sauerstoff beaufschlagen (maximal 40 bar). Znden. Nach der Verbrennung die Aufschlussbombe vollstndig abkhlen.

29、 Die Verbrennungsgase ber die Sauerstoffstation langsam entspannen. Aufschlussbombe langsam ffnen. berfhren des in der Absorptionslsung aufgefangenen Chlors aus der Bombe durch: Absorptionslsung (z. B. 40 ml) in die Aufschlussbombe geben, Bombe verschlieen und schtteln und/oder Splen der Bombenwandu

30、ng mit Absorptionslsung. Den gesamten Bombeninhalt in einen Messkolben berfhren, mit Absorptionslsung auf ein definiertes Aufschlussvolumen (zum Beispiel 100 ml oder 50 ml je nach Chloridgehalt) auffllen. Bei Bedarf Aliquot entnehmen, in einen weiteren Messkolben berfhren und mit Absorptionslsung au

31、f das erforderliche Volumen (VM) auffllen. Wird kein Aliquot entnommen (z. B. bei geringen Chloridkonzentrationen), entspricht das Aufschlussvolumen (VA) dem Volumen VM. ANMERKUNG 2 Vor Injektion in den Ionenchromatographen kann zum Schutz des Systems ein Aliquot (z. B. ber ein 0,45-m-Einmalfilter)

32、filtriert werden. DIN 51727:2011-11 7 4 Bestimmung des gelsten Chlorids mittels Ionenchromatographie 4.1 Allgemeines Die Bestimmung des Chloridgehaltes in der Aufschlusslsung erfolgt nach DIN EN ISO 10304-1, andere gleichwertige Verfahren sind zugelassen. 4.2 Gerte Ionenchromatographie-System. 4.3 C

33、hemikalien Eluent entsprechend des eingesetzten Ionenchromatographie-Systems. Da die Chromatogramme, speziell die Retentionszeiten, konzentrations- und matrixabhngig sind, wird eine Kalibrierung auf der Grundlage von matrixangepassten Referenzmaterialien empfohlen. 5 Auswertung und Angabe des Ergebn

34、isses Der in der Aufschlusslsung ermittelte Chloridgehalt wird unter Bercksichtigung der Brennstoff-Einwaage, eventuell des Blindwertes (z. B. vom Eluent oder bei Einsatz eines Brennhilfsmittels) sowie der Verdnnung auf den Chlorgehalt des eingesetzten Brennstoffes nach Gleichung (1) umgerechnet. 00

35、010)()Cl(PAMBPan=mVVVw(1) Dabei ist w(Clan) der Chlorgehalt der untersuchten Analysenprobe, angegeben als Massenanteil in Prozent; VAdas Volumen der Aufschlusslsung, in Milliliter (z. B. Verfahren A 250 ml; Verfahren B 50 ml oder 100 ml); VPdas Volumen des aus dem Aufschluss entnommenen Aliquots, in

36、 Milliliter; VMdas Volumen der Messlsung fr die Ionenchromatographie, in Milliliter; m die Einwaage, in Gramm; Pdie Chloridmassenkonzentration in VM, in Milligramm je Liter; Bdie Chloridmassenkonzentration der Blindwertbestimmung, in Milligramm je Liter. Der Chlorgehalt ist als Mittelwert von Doppel

37、bestimmungen anzugeben, bei Massenanteilen von 0,1 % auf 0,01 % gerundet, von 0,1 % auf 0,001 % gerundet. DIN 51727:2011-11 8 6 Przision der Verfahren (nach DIN ISO 5725-2) 6.1 Wiederholgrenze (ein Beobachter, ein Gert) Werden von einem Beobachter zwei Ergebnisse an derselben Analysenprobe unter Wie

38、derholbedingungen ermittelt, so werden beide Ergebnisse als annehmbar und normgerecht betrachtet, wenn sie sich um nicht mehr als 0,02 % unterscheiden. 6.2 Vergleichgrenze (verschiedene Beobachter, verschiedene Gerte) Werden in zwei Laboratorien an einer im analysenfeinen Zustand geteilten Probe je

39、zwei Ergebnisse unter Vergleichbedingungen ermittelt, so werden die Ergebnisse als annehmbar und normgerecht betrachtet, wenn sich die Mittelwerte der je 2 Ergebnisse um nicht mehr als 0,03 % unterscheiden. 7 Qualittssicherung 7.1 Blindwert In jeder Analysenserie mit Brennhilfsstoffen (z. B. Benzoes

40、ure) ist ein Blindwert zu ermitteln. Es wird nur der Brennhilfsstoff (z. B. Benzoesure) verbrannt. Wenn regelmig mit Brennhilfsstoffen gearbeitet wird, ist das Fhren einer Blindwert-Regelkarte zu empfehlen. 7.2 Reproduzierbarkeit Zu Beginn einer Analysenserie ist mit dem Ziel der Funktionskontrolle

41、des Aufschluss- und Chromatographie-systems ein matrixbezogenes Referenzmaterial (Kontrollprobe) zu analysieren. Ersatzweise knnen auch organische Reinsubstanzen (z. B. 5-Chlor-2-hydroxybenzoesure) eingesetzt werden. ANMERKUNG Es wird empfohlen, die Ergebnisse in Form einer Regelkarte darzustellen und auszuwerten.