煤中氢的测定

注：氧气流经方向必须 是依次是硅胶，烧碱石 棉，再是无水高氯酸镁。 虽然他们都是吸水作用 但是吸水效率是逐渐增 强的
能干 力燥 干 燥 剂
25℃时空 气中剩下 的水蒸气 /mg
氢 钠氧 化 氯无 酸水 镁高
0.16
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0.0005
燃烧装置的主要作用是使煤样完全燃烧并除去硫氧化物 和氯气。燃烧装置是由催化炉（400±10）和燃烧炉（850 ±10）组成。管内充填有高锰酸银热解产物。 测氢装置主要为电解池，内部镶嵌有两根平行缠绕的 铂丝。电解池体内涂有一层五氧化二磷膜，可吸收氢燃烧 生成的水，并使之电解。
仪器的安装使用及日常维护
1.仪器安装位置应避免强磁场或电厂干扰。 2.做实验时，应认真检查各连接管，确保不漏气，漏气应及 时更换管路。 3.开启电源时必须先接通氧气和冷却水，关机时应先关电源 再关氧气和冷却水。 4.进行氢测定时，切不可在无氧气或冷却水的状态下工作。 5.某段炉子不升温，一般是电阻丝或相应的保险丝烧断，切 断电源，检查确认后更换电阻丝或保险丝。 6.样品数量不多时，不经常使用仪器，应做好定期保养，比 如，每周一次按正常步骤开启仪器半天，开机后按空白键， 空白指示灯亮勿再按其他键，维持半天即可。
计算公式：Had=(m2-m3)/m×100-0.1119Mad m—煤样质量 m2—电量积分器显示的氢值，mg m3—电量积分显示的氢的空白值，mg 0.1119—将水折算成氢的因数 Mad—空气干燥煤样水分，%
空白值是什么？为什么要测空白值？
空白是指燃烧舟中只放催化剂，不放煤样而按照规定 的实验步骤操作时吸收管的增量。 由于实验环境湿度发生变化时，试验中使用的瓷舟和 三氧化钨会因吸水影响氢测定值的准确性，因此我国标准 规定要进行空白实验。它不同于质量恒定实验，在结果计 算时，要减掉空白值。 影响空白值的主要因素是空气湿度。除此之外氧气不 纯，橡皮帽受热分解都会影响空白值的稳定。
氧气流量为80-120的原因： 氧气流量过小，会使电解时生成的氢，氧气体 不能及时排出，发生氢氧在池体复合为水的现象， 导致测定结果偏高；氧气流量过大，有可能会使五 氧化二磷膜层后移，降低电解池工作效率以及发生 拖尾现象。
注：1如果不小心输错样号或样重，点输入键 后重新输入，如果点了测定键发现样号或样 重输错了可以点复位键再点升温键重新输入 即可。 2二节炉法只适用于褐煤，烟煤和无烟煤
煤炭中氢元素的测定
GB/T476-2008
目录
1.煤中氢测定的意义 2.测定方法和原理 3.仪器装备和操作步骤 4.电解池的清洗和涂膜 5.误差分析和注意事项 6.仪器安装使用及日常维护
氢的意义
氢是煤有机质的主要组成元素，对于了解煤 的变质程度和煤的性质有重要意义。 1.氢含量则随煤变质程度的加深而降低， 因此可作为煤炭科学分类的指标之一。 2.煤中的氢与其他特性有关，主要用来计 算收到基低位发热量。
10mm处
电解池的安装：电解池清洗涂膜后应立即安装，安装时必须注 意池体应与水平方向有一个3度至5度的倾角。
五氧化二磷吸水后生成的偏磷酸为可流动的液态物质。若 电解池水平或尾部偏低，会导致涂层后移，甚至移出铂丝区， 发生点解长时间不能达到终点的拖尾现象，测定值不准确。
电解长时间不能达到终点时，应怎样分析原因？
电量积分和显示系统的作用是将电解水时电量对时间的 积分换算为氢的质量。
操作步骤
a.在预先灼烧的燃烧舟中称取粒度小于0 . 2mm的空气干燥 煤样(0.070-0.075)克 ，称准至0 . 0002，并均匀铺平。b. 在煤样上铺一层三氧化钨。可将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。 c ．接上已称量的吸收 系统，并以(80-120)ml/min 的流量通入氧气。打开橡皮塞， 迅速将燃烧舟放入燃烧管中，使其一半刚好在第一节炉炉 口，塞上橡皮塞。保持氧气流量为（80-120）ml/min 。 40s 后向净化系统方向推动燃烧舟，使燃烧舟的全部进入 炉子；2.5min 后，移舟，使燃烧舟全部进入燃烧炉：依 次输入样号和样重，（常样水分输零，标样水分按最近测 量水分输入）。
测定方法
煤中氢含量的测定有多种方法，其中GB/T476-2008所规定的元 素炉法，即利比西法；由电力标准高温碳氢测定法；还有红外吸收法 等，每种方法各具特点。其中元素炉法为经典方法，可用在仲裁分析， 也是国内多数单位使用的方法；高温碳氢法较元素炉法快速，系统结 构计较简单，测定结果比国标法同样可靠；红外吸收法具有技术先进， 测试效率高，结果可靠的特点。 元素炉法测定煤中氢含量又分为三节炉法和二节炉法，其中二节 炉法应用最为普遍。
原理
电量-重量法（二节炉法）：一定量煤样在氧气流中燃烧， 生成的水与五氧化二磷反应生成偏磷酸，电解偏磷酸，根 据电解所消耗的电量计算煤中氢的含量。
电量-重量法碳氢仪的结构
电量-重量法碳氢测定仪由氧气净化系统，燃烧装置， 测氢装置（包括电解池，电量积分和显示系统）二氧化碳 吸收系统（我们不做碳含量测定，所以，没有此系统）。 氧气净化系统的作用是除去氧气中含氢和含碳的物质。 氧气流经装有变色硅胶，氢氧化钠（烧碱石棉），和无水 高氯酸镁的净化管而被去除。
电解池的清洗和涂膜：
先用外径约5mm的细毛刷和洗涤剂清洗电解池池内壁，然后 依次用自来水，蒸馏水或无水乙醇清洗，并用热风吹干。 此时，电解池两铂极间电阻应为无穷大。 将电解池前端向上竖起，从前端滴入涂液【（磷酸+丙酮） =（3+7）】，涂液沿池内壁流下，当涂液流到池体三分 之一处时，立即倒转电解池，使多余的涂液流出，并用滤 纸拭净池口，边转动电解池，边用冷风吹至无丙酮气味， 以同样的方法涂液三次，但第二次使涂液流到池体三分之 二处，倒出多余涂液，第三次使涂液流到距池体尾端约 10mm处时，倒出多余涂液。 涂液完成后，连接好电解池，按涂膜键涂膜即可。
c电解池拖尾：结果偏高，可以卸下电解池用 干毛刷擦拭电解池头部铂黑，装上继续使用，若 结果还是偏高直接清洗电解池。D涂膜过程，氧 气流量不能过大。
误差分析
1.氢值偏高可能原因：a.电解池拖尾，该清洗。b.回 流冷凝水温度偏高，导致电解后的氧气与氢气复 合重新生成水c.仪器气密性不好，致使空气进入 系统。d.净水系统中吸水剂失效 2.氢值测定偏低原因：a.氧气流量太低，燃烧不完 全。b.试样由于爆燃喷洒未能完全燃烧。C.燃烧 炉和催化炉温度不高
⑴ ：净化系统失效，脱水效果不好，应及时更换净化系统中的 化学试剂，尤其应更换无水高氯酸镁。 ⑵：净化系统与燃烧管之间用了乳胶管连接，当空气湿度较大 时，容易发生拖尾现象，应将乳胶管用聚氯乙烯软管代替。 ⑶：电解池在安装时没有形成一定的角度，造成五氧化二磷涂 层后移。这时应取下电解池，清洗干净重新涂膜。 ⑷：由于氧气流量太高，造成五氧化二磷涂层后移并拖尾。应 取下电解池重新涂膜，正确安装，并将流量调节到80ml/min 左右，并保持这样的氧气流量进行测定。
注意事项
1.实验注意事项，a称量：样品摊平。B若测定时，除了测定 键还有别的键亮时按复位键，按升温键。 2.空气净化系统和气路注意事项，a硅胶变色即更换，氢氧化 钠无水高氯酸镁结块即更换b高锰酸银热解产物变色即更 换c翻胶帽感觉到松弛应该更换。 3.瓷舟使用注意事项，新瓷舟在使用前须在800℃高温下灼 烧半小时，冷却后放在干燥器中备用，用过的瓷舟也要高 温下灼烧几分钟，放在干燥器中备用。 4.安装电解池：a安装电解池，需将其与燃烧管接触，避免水 分进入缝隙，导致电解时间长，且会加速电解池头部变黑 b清洗电解池：毛刷不能直进直出电解池。