煤的元素分析方法GB476—91

煤的元素分析方法GB476—91

代替GB476—79

Ultimate analysis of coal

国家技术监督局1991-05-22 批准1992-03-01 实施

本标准参照采用了国际标准1SO625:1975(E)《煤和焦炭碳和氢测定方法利比西法》和ISO 333:1983(E)《煤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

3.1 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。

3.2 试剂和材料

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

3.2.2 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。

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

3.2.4 铬酸铅(HG3—1071)：分析纯，粒度1～4mm。

3.2.5 银丝卷：丝直径约0.25 mm。

3.2.6 铜丝卷：丝直径约0.5 mm。

3.2.7 氧气：不含氢。

3.2.8 三氧化二铬(HG 3—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。

3.2.9 粒状二氧化锰：用化学纯硫酸锰(HG 3—1081)和化学纯高锰酸钾(GB643)制备。

制法：称取25g 硫酸锰(MnSO4·5H2O)，溶于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10mL、(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，将沉淀物移至漏斗过滤，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。

3.2.10 氧化氮指示胶：

制法：在瓷蒸发皿中将粒度小于2 mm 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。

3.2.11 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 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。

3.3 仪器、设备

3.3.1 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。

图1 碳氢测定仪

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

3.3.1.1 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(或过氯酸镁)，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0～150mL/min。

3.3.1.2 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：三节炉或二节炉(包括双管炉或单管炉)，炉膛直径约35mm；

三节炉：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130～150 mm，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2 mm；

c.燃烧舟：瓷或石英制成，长约80mm；

d.保温套：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。

3.3.1.3 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。

b.二氧化碳吸收管：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。

图2 吸水U 形管