GB476-91煤的元素分析方法代替GB476-1979

GB476-91 煤的元素分析方法

代替GB476-1979

本标准参照采用了国际标准ISO625：1975（E）《煤和焦炭碳和氢测定方法利比西法》和ISO333：1983（E）氮测定方法半微量开氏法》。

1.主题内容与适用范围

本标准规定了煤中碳、氢、氮含量的测定方法和氧含量的计算方法。

本标准适用于褐煤、烟煤和无烟煤。

2.引用标准

GB211 煤中全水分的测定方法

GB212 煤的工业分析方法

GB214 煤中全硫的测定方法

GB218 煤中碳酸盐二氧化碳含量的测定方法

3.碳和氢的测定

I.方法提要

称取一定量的空气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，由吸收剂的增重计算煤中碳和氢的含量。煤样中硫

和氯对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。

II.试剂和材料

i.碱石棉：化学纯，粒度1～2mm；或碱石灰（HGB3213）：化学纯，粒度0.5～2mm。

ii.无水氯化钙（HGB3208）：分析纯，粒度2～5mm；或无水过氯酸镁：分析纯，粒度1～3mm。

iii.氧化铜（HGB3438）：分析纯，粒度1～4mm，或线状（长约5mm）。

iv.铬酸铅（HG3-1071）：分析纯，粒度1～4mm。

v.银丝卷：丝直径为0.25mm

vi.铜丝卷：丝直径约0.5mm。

vii.氧气：不含氢。

viii.三氧化二铬（HG3-933）：化学纯，粉状，或由重铬酸铵、铬酸铵加热分解制成。

制法：取少量铬酸铵放在较大的蒸发皿中，微微加热，铵盐立即分解成墨绿色、

疏松状的三氧化二铬。收集后放在马弗炉中，在600±10℃下灼烧40min，放在

空气中使呈空气干燥状态，保存在密闭容器中备用。

ix.粒状二氧化锰：用化学纯硫酸锰（HG3-1081）和化学纯高锰酸钾（GB643）制备。

制法：称取25g硫酸锰（MnSO4·5H2O），深于500mL蒸馏水中，另称取16.4g高

锰酸钾，溶于300mL蒸馏水中，分别加热到50～60℃。然后将高锰酸钾溶液慢

慢注入硫酸锰溶液中，并加以剧烈搅拌。之后加入100mL（1+1）硫酸（GB625，

化学纯），将溶液加热到70～80℃并继续搅拌5min，停止加热，静置2～3h。

用热蒸馏水以倾泻法洗至中性，将沉淀移至漏斗过滤，然后放入干燥箱中，在

150℃左右干燥，得到褐色、疏松状的二氧化锰，小心破碎和过筛，取粒度0.5～

2mm的备用。

x.氧化氮指示胶：

制法：在瓷蒸发皿中将粒度小于2mm的无色硅胶40g和浓盐酸30mL搅拌均匀。在

沙浴上把多余的盐酸蒸干至看不到明显的蒸气逸出为止。然后把硅胶粒浸入

30mL、10%硫酸氢钾溶液中，搅拌均匀取出干燥。再将它浸入30mL、0.2%的雷伏

奴耳（乳酸-6，9-二氨基-2乙氧基吖啶）溶液中，搅拌均匀，用黑色纸包好干燥，放在深色

瓶中，置于暗处保存，备用。

xi.高锰酸银热解产物：当使用二节炉时，需制备高锰酸银热解产物。

制法：称取100g化学纯高锰酸钾（GB643），溶于2L沸蒸馏水中，另取107.5g

化学纯硝酸银（GB670）先溶于约50mL蒸馏水中，在不断搅拌下，倾入沸腾的

高锰酸钾溶液中。搅拌均匀，逐渐冷却，静置过夜。将生成的具有光泽的、深

紫色晶体用蒸馏水洗涤数次，在60～80℃下干燥4h。将晶体一点一点地放在瓷

皿中，在电炉上缓缓加热至骤然分解，得疏松状、银灰色产物，收集在磨口瓶

中备用。

未分解的高锰酸钾不宜大量贮存，以免受热分解，不安全。

III.仪器、设备

i.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1所示。

1-鹅头洗气瓶；2气体干燥塔；3-流量计；4-橡皮帽；5-铜丝卷；6-

燃烧舟；

7-燃烧管；8-氧化铜；9-铬酸铅；10-银丝卷；11-吸水U形管；

12-除氮U形管；13-吸二氧化碳U形管；14-保护用U形管；

15-气泡计；16-保温套管；17-三节电炉

图1 碳氢测定仪

A.净化系统：包括以下部件：

a.鹅头洗气瓶：容量250～500mL，内装40%氢氧化钾（或氢氧化钠）溶液；

b. 气体干燥塔：容量500mL2个，一个上部（约2/3）装氯化钙（或过氧酸

镁），下部（约1/3）装碱石棉（或碱石灰）；另一个装氯化钙（或过氯酸

镁）；

c. 流量计：量程0～15mL/min。

B.燃烧装置：由一个三节（或二节）管式炉及其控制系统构成，主要包括以下

部件：

a. 电炉：第一节长约230mm，可加热到800±10℃，并可沿水平方向移动；

第二节长330～350mm，可加热到800±10℃；第三节长130～150mm，可加

热到600±10℃。

二节炉：第一节长约230mm，可加热到800±10℃，并可沿水平方向移动；

第二节长130～150mm，可加热到500±10℃。每节炉装有热电偶、测温和控

温装置。

b. 燃烧管：瓷、石英、刚玉或不锈钢制成，长1100～1200mm（使用二节炉

时，长约800mm），内径20～22mm，壁厚约2mm；

c. 燃烧舟：瓷或石英制成，长约80mm；

d. 保温室：铜管或铁管，长约150mm，内径大于燃烧管，外径小于炉膛直

径；

e. 橡皮帽（最好用耐热硅橡胶）或铜接头。

C.吸收系统：包括以下部件：

a.吸水U形管：如图2所示，装药部分高100～120mm，直径约15mm，进口

端有一个球形扩大部分，内装无水氯化钙或无水过氯酸镁。

图2 吸水U形管

b. 吸收二氧化碳U形管：2个，如图3所示。装药部分高100～120mm，直

径约15mm，前2/3装碱石棉或碱石灰，后1/3装无水氯化钙或无水过氯酸

镁。

c. 除氮U形管：如图3所示。装药部分高100～120mm，直径约15mm，前

2/3装二氧化锰，后1/3装无水氯化钙或无水过氯酸镁。

d.气泡计：容量约10mL。

ii.分析天平：感量0.0001g。

iii.贮气桶：容量不小于10L。

iv.下口瓶：容量约10L。