煤中氫的測(cè)定

1、煤炭中氫元素的測(cè)定煤炭中氫元素的測(cè)定GB/T476-2008目錄目錄1.煤中氫測(cè)定的意義煤中氫測(cè)定的意義 2.測(cè)定方法和原理測(cè)定方法和原理 3.儀器裝備和操作步驟儀器裝備和操作步驟 4.電解池的清洗和涂膜電解池的清洗和涂膜 5.誤差分析和注意事項(xiàng)誤差分析和注意事項(xiàng)6.儀器安裝使用及日常維護(hù)儀器安裝使用及日常維護(hù) 氫的意義氫的意義 氫是煤有機(jī)質(zhì)的主要組成元素，對(duì)于了解煤的變質(zhì)程度和煤的性質(zhì)有重要意義。 1.氫含量則隨煤變質(zhì)程度的加深而降低，因此可作為煤炭科學(xué)分類的指標(biāo)之一。 2.煤中的氫與其他特性有關(guān)，主要用來計(jì)算收到基低位發(fā)熱量。測(cè)定方法測(cè)定方法 煤中氫含量的測(cè)定有多種方法，其中GB/T476

2、-2008所規(guī)定的元素爐法，即利比西法；由電力標(biāo)準(zhǔn)高溫碳?xì)錅y(cè)定法；還有紅外吸收法等，每種方法各具特點(diǎn)。其中元素爐法為經(jīng)典方法，可用在仲裁分析，也是國內(nèi)多數(shù)單位使用的方法；高溫碳?xì)浞ㄝ^元素爐法快速，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)較簡(jiǎn)單，測(cè)定結(jié)果比國標(biāo)法同樣可靠；紅外吸收法具有技術(shù)先進(jìn)，測(cè)試效率高，結(jié)果可靠的特點(diǎn)。 元素爐法測(cè)定煤中氫含量又分為三節(jié)爐法和二節(jié)爐法，其中二節(jié)爐法應(yīng)用最為普遍。 原理原理 電量電量-重量法（二節(jié)爐法）：重量法（二節(jié)爐法）：一定量煤樣在氧氣流中燃燒，生成的水與五氧化二磷反應(yīng)生成偏磷酸，電解偏磷酸，根據(jù)電解所消耗的電量計(jì)算煤中氫的含量。電量電量-重量法碳?xì)鋬x的結(jié)構(gòu)重量法碳?xì)鋬x的結(jié)構(gòu) 電量-重量

3、法碳?xì)錅y(cè)定儀由氧氣凈化系統(tǒng)，燃燒裝置，測(cè)氫裝置（包括電解池，電量積分和顯示系統(tǒng)）二氧化碳吸收系統(tǒng)（我們不做碳含量測(cè)定，所以，沒有此系統(tǒng)）。 氧氣凈化系統(tǒng)的作用是除去氧氣中含氫和含碳的物質(zhì)。氧氣流經(jīng)裝有變色硅膠，氫氧化鈉（燒堿石棉），和無水高氯酸鎂的凈化管而被去除。 注注：氧氣流經(jīng)方向必須是依次是硅膠，燒堿石棉，再是無水高氯酸鎂。雖然他們都是吸水作用但是吸水效率是逐漸增強(qiáng)的干燥劑干燥能力25時(shí)空氣中剩下的水蒸氣/mg氫氧化鈉0.16無水高氯酸鎂0.0005 燃燒裝置的主要作用是使煤樣完全燃燒并除去硫氧化物和氯氣。燃燒裝置是由催化爐（40010）和燃燒爐（850 10）組成。管內(nèi)充填有高錳酸銀熱解

4、產(chǎn)物。 測(cè)氫裝置主要為電解池，內(nèi)部鑲嵌有兩根平行纏繞的鉑絲。電解池體內(nèi)涂有一層五氧化二磷膜，可吸收氫燃燒生成的水，并使之電解。 電量積分和顯示系統(tǒng)的作用是將電解水時(shí)電量對(duì)時(shí)間的積分換算為氫的質(zhì)量。操作步驟操作步驟a.在預(yù)先灼燒的燃燒舟中稱取粒度小于0 . 2mm的空氣干燥煤樣(0.070-0.075)克 ，稱準(zhǔn)至0 . 0002，并均勻鋪平。b.在煤樣上鋪一層三氧化鎢?？蓪⑷紵蹠捍嫒雽Ｓ玫哪タ诓ＡЧ芑虿患痈稍飫┑母稍锲髦小?c 接上已稱量的吸收系統(tǒng)，并以(80-120)ml/min 的流量通入氧氣。打開橡皮塞，迅速將燃燒舟放入燃燒管中，使其一半剛好在第一節(jié)爐爐口，塞上橡皮塞。保持氧氣流量為（

5、80-120）ml/min 。40s 后向凈化系統(tǒng)方向推動(dòng)燃燒舟，使燃燒舟的全部進(jìn)入爐子；2.5min 后，移舟，使燃燒舟全部進(jìn)入燃燒爐：依次輸入樣號(hào)和樣重，（常樣水分輸零，標(biāo)樣水分按最近測(cè)量水分輸入）。氧氣流量為80-120的原因： 氧氣流量過小，會(huì)使電解時(shí)生成的氫，氧氣體不能及時(shí)排出，發(fā)生氫氧在池體復(fù)合為水的現(xiàn)象，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高；氧氣流量過大，有可能會(huì)使五氧化二磷膜層后移，降低電解池工作效率以及發(fā)生拖尾現(xiàn)象。 注：注：1如果不小心輸錯(cuò)樣號(hào)或樣重，點(diǎn)輸入鍵如果不小心輸錯(cuò)樣號(hào)或樣重，點(diǎn)輸入鍵后重新輸入，如果點(diǎn)了測(cè)定鍵發(fā)現(xiàn)樣號(hào)或樣后重新輸入，如果點(diǎn)了測(cè)定鍵發(fā)現(xiàn)樣號(hào)或樣重輸錯(cuò)了可以點(diǎn)復(fù)位鍵再點(diǎn)升

6、溫鍵重新輸入重輸錯(cuò)了可以點(diǎn)復(fù)位鍵再點(diǎn)升溫鍵重新輸入即可。即可。 2二節(jié)爐法只適用于褐煤，煙煤和無煙煤二節(jié)爐法只適用于褐煤，煙煤和無煙煤計(jì)算公式計(jì)算公式：Had=(m2-m3)/m100-0.1119Mad m煤樣質(zhì)量 m2電量積分器顯示的氫值，mg m3電量積分顯示的氫的空白值，mg 0.1119將水折算成氫的因數(shù) Mad空氣干燥煤樣水分，%空白值是什么？為什么要測(cè)空白值？ 空白是指燃燒舟中只放催化劑，不放煤樣而按照規(guī)定的實(shí)驗(yàn)步驟操作時(shí)吸收管的增量。 由于實(shí)驗(yàn)環(huán)境濕度發(fā)生變化時(shí)，試驗(yàn)中使用的瓷舟和三氧化鎢會(huì)因吸水影響氫測(cè)定值的準(zhǔn)確性，因此我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)。它不同于質(zhì)量恒定實(shí)驗(yàn)，在結(jié)果

7、計(jì)算時(shí)，要減掉空白值。 影響空白值的主要因素是空氣濕度。除此之外氧氣不純，橡皮帽受熱分解都會(huì)影響空白值的穩(wěn)定。電解池的清洗和涂膜電解池的清洗和涂膜：先用外徑約5mm的細(xì)毛刷和洗滌劑清洗電解池池內(nèi)壁，然后依次用自來水，蒸餾水或無水乙醇清洗，并用熱風(fēng)吹干。 此時(shí)，電解池兩鉑極間電阻應(yīng)為無窮大。 將電解池前端向上豎起，從前端滴入涂液【（磷酸+丙酮）=（3+7）】，涂液沿池內(nèi)壁流下，當(dāng)涂液流到池體三分之一處時(shí)，立即倒轉(zhuǎn)電解池，使多余的涂液流出，并用濾紙拭凈池口，邊轉(zhuǎn)動(dòng)電解池，邊用冷風(fēng)吹至無丙酮?dú)馕?，以同樣的方法涂液三次，但第二次使涂液流到池體三分之二處，倒出多余涂液，第三次使涂液流到距池體尾端約10m

8、m處時(shí)，倒出多余涂液。 涂液完成后，連接好電解池，按涂膜鍵涂膜即可。10mm處電解池的安裝電解池的安裝：電解池清洗涂膜后應(yīng)立即安裝，安裝時(shí)必須注意池體應(yīng)與水平方向有一個(gè)3度至5度的傾角。 五氧化二磷吸水后生成的偏磷酸為可流動(dòng)的液態(tài)物質(zhì)。若電解池水平或尾部偏低，會(huì)導(dǎo)致涂層后移，甚至移出鉑絲區(qū)，發(fā)生點(diǎn)解長(zhǎng)時(shí)間不能達(dá)到終點(diǎn)的拖尾現(xiàn)象，測(cè)定值不準(zhǔn)確。 ：凈化系統(tǒng)失效，脫水效果不好，應(yīng)及時(shí)更換凈化系統(tǒng)中的化學(xué)試劑，尤其應(yīng)更換無水高氯酸鎂。：凈化系統(tǒng)與燃燒管之間用了乳膠管連接，當(dāng)空氣濕度較大時(shí)，容易發(fā)生拖尾現(xiàn)象，應(yīng)將乳膠管用聚氯乙烯軟管代替。：電解池在安裝時(shí)沒有形成一定的角度，造成五氧化二磷涂層后移。這時(shí)

9、應(yīng)取下電解池，清洗干凈重新涂膜。：由于氧氣流量太高，造成五氧化二磷涂層后移并拖尾。應(yīng)取下電解池重新涂膜，正確安裝，并將流量調(diào)節(jié)到80ml/min左右，并保持這樣的氧氣流量進(jìn)行測(cè)定。電解長(zhǎng)時(shí)間不能達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，應(yīng)怎樣分析原因？注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，a稱量：樣品攤平。B若測(cè)定時(shí)，除了測(cè)定鍵還有別的鍵亮?xí)r按復(fù)位鍵，按升溫鍵。2.空氣凈化系統(tǒng)和氣路注意事項(xiàng)，a硅膠變色即更換，氫氧化鈉無水高氯酸鎂結(jié)塊即更換b高錳酸銀熱解產(chǎn)物變色即更換c翻膠帽感覺到松弛應(yīng)該更換。3.瓷舟使用注意事項(xiàng)，新瓷舟在使用前須在800高溫下灼燒半小時(shí)，冷卻后放在干燥器中備用，用過的瓷舟也要高溫下灼燒幾分鐘，放在干燥器中備

10、用。4.安裝電解池：a安裝電解池，需將其與燃燒管接觸，避免水分進(jìn)入縫隙，導(dǎo)致電解時(shí)間長(zhǎng)，且會(huì)加速電解池頭部變黑b清洗電解池：毛刷不能直進(jìn)直出電解池。 c電解池拖尾：結(jié)果偏高，可以卸下電解池用干毛刷擦拭電解池頭部鉑黑，裝上繼續(xù)使用，若結(jié)果還是偏高直接清洗電解池。D涂膜過程，氧氣流量不能過大。誤差分析誤差分析1.氫值偏高可能原因：a.電解池拖尾，該清洗。b.回流冷凝水溫度偏高，導(dǎo)致電解后的氧氣與氫氣復(fù)合重新生成水c.儀器氣密性不好，致使空氣進(jìn)入系統(tǒng)。d.凈水系統(tǒng)中吸水劑失效2.氫值測(cè)定偏低原因：a.氧氣流量太低，燃燒不完全。b.試樣由于爆燃噴灑未能完全燃燒。C.燃燒爐和催化爐溫度不高儀器的安裝使用及日常維護(hù)儀器的安裝使用及日常維護(hù)1.儀器安裝位置應(yīng)避免強(qiáng)磁場(chǎng)或電廠干擾。2.做實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)認(rèn)真檢查各連接管，確保不漏氣，漏氣應(yīng)及時(shí)更換管路。3.開啟電源時(shí)必須先接通氧氣和冷卻水，關(guān)