GB T 19227-2003 煤和焦炭中氮的测定方法半微量蒸汽法.pdf

1、GB/T 19227-2003前言本标准与ISO/TS 11725-2:2002(E)固体矿物燃料氮的测定半微量蒸汽法)(英文版)的一致性程度为非等效。与ISO/TS 11725-2相比，主要差异如下:水解管采用刚玉制;水解温度为1 050C ;蒸汽发生器用可调温的电炉和平底烧瓶;为适应我国煤中氮含量范围，硫酸标准溶液浓度作了适当调整;用氧化铝作为催化剂和疏松剂而取消助熔剂钠石灰;本标准不适用于褐煤中氮的测定。本标准参照GB/T 476-2001(煤的元素分析方法中第4章氮的测定(半微量开氏法)制定，本标准与GB/T 476-2001中第4章相比主要差异是分解样品的方法不同本标准采用蒸汽法分解

2、样品，其余测定步骤与GB/T 476-2001的有关规定相同。本标准由中国煤炭工业协会提出。本标准由全国煤炭标准化技术委员会归口。本标准起草单位:煤炭科学研究总院煤炭分析实验室。本标准主要起草人:肖乃友、贾延。本标准是首次制定。GB/T 19227-2003引言GB/T 476-2001(煤的元素分析方法第4章氮的测定(半微量开氏法)多年来一直用于煤中氮的测定，精密度和准确度都能够满足实际应用的要求。但是对于高变质程度的无烟煤和焦炭不能在短时间内消化完全，致使消化时间过长或使测定结果偏低。为解决此问题，参照ISO/TS 11725-2固体矿物燃料氮的测定半微量蒸汽法，制定了本标准。GB/T 1

3、9227-2003煤和焦炭中氮的测定方法半微量蒸汽法范围本标准规定了半微量蒸汽法测定煤和焦炭中氮含量的方法原理、试剂和材料、仪器设备、试验准备、测定步骤、结果计算及精密度等。本标准适用于无烟煤、烟煤和焦炭。2方法原理一定量的煤或焦炭试样，在有氧化铝作为催化剂和疏松剂的条件下，于1 050下通人水蒸气，试样中的氮及其化合物全部还原成氨。生成的氨经过氢氧化钠溶液蒸馏，用饱和硼酸溶液吸收后，由标准硫酸溶液滴定，根据标准硫酸溶液的消耗量来计算氮含量。3试剂和材料3.1硼酸饱和溶液:将60 g硼酸(GB 628)溶于1L热水中，冷却静置24 h后倾滤出清液。3.2氢氧化钠溶液:将250 g氢氧化钠(GB

4、 629)溶于II一水中，冷却后备用。3.3碳酸钠纯度标准物质:GB W06101a，使用方法见标准物质证书。3.4氧化铝(Q/H 01-0051-92).3.5甲基红和亚甲基蓝混合指示剂:a)称取0. 175 g甲基红(HGB 3040-59)，研细，溶于50 mL95%乙醇(GB 679)中，存于棕色瓶。b)称取。. 083 g亚甲基蓝(HG 3364),溶于50 m工95%乙醇中，存于棕色瓶。c)使用时将a)和b)按体积比1十1混合。混合指示剂的使用期不应超过1周。S0,)一0.02 mol/Lo扣3.“硫酸标准溶液:(配制:用移液管吸取。.6拌均匀，冷却后，将溶液转人1mL硫酸(GB

5、625功A人100 mL预先加人10 mL水的烧杯中，000 mL容量瓶，反复冲洗烧杯壁3次，洗液也转人容量瓶中，用玻璃棒搅加水稀释至瓶刻度，充分混合均匀后，备用。标定:称取。. 02 g(称准至0. 000 2 g)预先在130下干燥到质量恒定的碳酸钠纯度标准物质(3.3)放人锥形瓶中，加人50 mL-60 mL蒸馏水使之溶解，然后加人2滴-3滴甲基橙，用标准硫酸溶液滴定到由黄色变为橙色。煮沸，赶出二氧化碳，冷却后，继续滴定到橙色。硫酸标准溶液的浓度(mol/工一)按公式(1)计算=0.653V.(1)碳酸钠的质量，单位为克(9);硫酸溶液用量，单位为毫升(mL) ;0.053一 61M钠小

6、a2 CO, )的毫*TfRfit，单位to*t*5:(g/mmol) e:;氦气(GB/T 4844. 1-1995):纯度高于99.8%,石墨(Q/H 82-0121-94):化学纯。GB/T 19227-20033.9变色硅胶(HG 12-001-82):化学纯。3.10硅酸铝棉:工业品。4仪器设备4.2分析天平:感量。.1 mg,蒸汽法定氮装置:结构如图1所示。1-氦气流量计;2气体干燥塔;3翻胶帽;4-T形玻璃管;5-橡皮塞;6-高温炉;7石英托盘;8水解管;9硅酸铝棉;10-硅橡胶管;H缓冲球;12-蛇形冷凝器;13-吸收瓶;14套式加热器;15-蒸馏瓶;16硅橡胶塞;17-镍铬丝

7、支架;18-调温电炉;19平底烧瓶。图1半微f蒸汽定氮试验装置4.2. 1高温炉:能加热到1 2000C以上，有80 mm-100 mm的恒温区，配有自动控温装置。4.2.2水解管:刚玉制，异径，能耐温1 200以上。全长670 mm，细径部分长40 mm，粗径22 mm，细径7 mm,4.2.3冷凝管:蛇形。长300 mm，粗端直径20 mm，细端直径7 mm.4.2.4蒸馏瓶:500 mL.4.2.5水蒸汽发生装置:由1 000 m工平底烧瓶和可调压电炉(1 MO V-220 V连续可调)构成。GB/T 19227-20034.2.6吸收瓶:容量约250 mL锥形瓶。4.2.7氮气流量计:

8、测量范围为(0100) mL/min,4.2.8气体干燥塔:容量约250 mL,4.2.9套式加热器:功率1 000 W，功率可调。4.3石英或刚玉托盘:长90 mm,宽15 mm,高15 mm，耐温1200以上。4.4瓷舟:长77 mm，宽10 mm，高10 mm，耐温1 200以上。4.5微量滴定管:10 mL，分度值0. 05 mL,5试验准备5.1水解管的填充:先将1 mm-3 mm厚的硅酸铝棉填充在水解管的细径端(出口端)，放人做好的镍铬丝支架，在支架的另一端填充1 mm-3 mm厚的硅酸铝棉。5.2水解炉恒温区测定:将高温水解炉及其控温装置按规定安装，并将水解管水平安放在水解炉内，

9、通电升温。待温度达到1 050并保温10 min后，按常规恒温区测定方法，测定在(1 050士50C)的温度区域，记下恒温区位置。5.3 4500C 500和7500C 800区域测定:按5.2方法测定450C 500和7500C -800区域的位置。5.4套式加热器工作温度确定:将一支测量范围为。C -200的水银温度计放人套式加热器底部，周围充填硅酸铝棉。通电缓慢升温，待温度达到125时，调节控温旋钮，使温度保持在125士5约30 min，记下控温旋钮的位置，即为工作温度的控制位置。5.5水蒸气发生量确定:将蒸汽发生装置的圆底烧瓶内加人蒸馏水并与冷凝器连接，接通冷凝水。通电升温至圆底烧瓶内

10、的蒸馏水沸腾，调节控温旋钮，使蒸汽发生量控制在每30 min馏出(100120) mL冷凝水，记下控温旋钮的位置，即为工作温度的控制位置。6测定步辣6.1水解炉通电升温，塞紧水解管人口端带进样杆的橡皮塞，调节氦气流量为50 mL/min,6.2从蒸馏瓶侧管管口加人氢氧化钠溶液(3.2)约150 mL，并用橡皮塞塞紧侧管管口，接通冷凝水，套式加热器通电升温，并使温度稳定在125士5C,注:氢氧化钠溶液每天更换一次.6.3当温度升到500左右时，通人水蒸气，水解炉炉温达到1 050后，空蒸30 min.6.4称取空气干燥煤样。.1 g(称准到。. 000 2 g)，与。.5g氧化铝(3.4)与分析

11、试样充分混合后，转移至瓷舟内。对于挥发分较高的烟煤，在混合后的试样上，应覆盖一层氧化铝(0.3 g-0.5 g),6.5在吸收瓶中加人20 mL饱和硼酸溶液和3滴-4滴混合指示剂，将之接在冷凝管出口端，使冷凝管出口端没人硼酸溶液。6.6将瓷舟放人燃烧管内的石英或刚玉托盘上，塞紧带进样杆的橡皮塞，按5. 5要求通人水蒸气。先将试样推到4500C -500区域，停留5 min，然后推到7500C -800区域，停留5 min，最后推到1 0500C恒温区，停留25 min,6.76.8取下吸收瓶并用水冲洗硼酸溶液中的玻璃管内、外，洗液收人吸收瓶中。试验结束后，停止通人氦气和水蒸气，将托盘拉回到低温

12、区。6.9以硫酸标准溶液滴定吸收溶液到由绿色变为钢灰色。由硫酸标准溶液的用量来计算煤中氮的含量。注:每天在煤样分析之前，须对蒸馏装置用蒸汽进行清洗(空蒸)30 min或待锥形瓶内馏出物体积达到100 mL-150 mL后，再进行正式试验。6.10试验结束后，关冷凝水、氦气，关闭所有电器开关，将蒸馏瓶内的碱液倒出，并把蒸馏瓶洗净。GB/T 19227-20037空白试验7.1更换试剂或仪器设备后，应进行空白试验。7.2用石墨(3.8)代替煤或焦炭试样，按第6章规定的测定步骤进行空白试验。8结果计算试样的氮的质量分数N, (%)按公式(2)计算:N,。一0. 014c(V二1一一X 100刀;式中:V试样测定消耗的硫酸标准溶液体积，单位为毫升(mL) ;Vo空白试验消耗的硫酸标准溶液体积，单位为毫升(mL) ;c硫酸标准溶液的浓度，单位为摩尔每升(mot/L) ;、一一试样质量，单位为克(9);0.014氮的毫摩尔质量，单位为克每毫摩尔(g/mmol) .9方法精密度.(2)氮测定的重复性限和再现性临界差如表1规定:表1氮测定的精密度重复性限(N.d)/写再现性临界差(N,)/0/a0.080.1510试验报告试验报告应包含下列信息:a)试样编号;b)依据标准;c)使用方法;d)结果计算;e)与标准的偏离;D试验中观察到的异常现象;9)试验日期。