1、远望ICS 75. 160. 10 D 21 中华人民共和国国家标准GB/T 28734-2012 圄体生物质燃料中碳氢测定方法Determination of carbon and hydrogen in solid biofuels 2013-06-01实施2012-11-05发布直发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会究盯/晤时咱RUL彷-F 前本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。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(SAC/TC42)归口。本标准起草单位z煤炭科学研究总院煤炭分析实验室。本标准主要起草人z孙刚、李婷。
2、GB/T 28734-2012 I GB/T 28734-2012 固体生物质燃料中碳氢测定方法1 范圄本标准规定了固体生物质燃料中碳氢测定(三节炉法)的方法原理、试剂和材料、仪器设备、试验步骤、结果计算和方法精密度。本标准适用于各种固体生物质燃料。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本造用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 21923 固体生物质燃料检验通则3 方法原理一定量的空气干燥固体生物质燃料试样在氧气流中燃烧，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，根据吸收剂质量的增
3、量计算生物质燃料中碳和氢的含量。硫和氯对碳测定的干扰用错酸铅和银丝卷消除。氮对碳测定的干扰用粒状二氧化锺消除。4 试剂和材料除非另有说明，在分析中使用确认为分析纯的试剂和蒸锢水或去离子水或相当纯度的水。4. 1 三氧化鸽。4.2 碱石棉z化学纯，粒度1mm2 mm;或碱石灰z化学纯，粒度0.5mm2 mm。4.3 元水氯化钙z粒度2mm5 mm;或元水高氯酸搂z粒度1mm3 mm. 4.4 煤标准物质z经国家计量部门审核批准的国家一级或二级有证标准物质。4.5 氧化铜z线状，长约5mm.直径约1mm. 4.6 锚酸铅z制备成粒度1mm4 mm。制法z将市售的错酸铅用水调成糊状，挤压成型后，在6
4、00c下灼烧2h.冷却后备用。4. 7 粒状二氧化髓z制备成粒度O.5 mm2 mm. 制法z将市售的二氧化锺用水于平盘中调制后，在150c下干燥2h3 h.冷却，小心破碎和过筛后备用。4.8 银丝卷z丝直径约0.25mm. 4.9 铜丝网z丝直径约0.5mm.孔径0.15mm. 4. 10 氧气z纯度99.5%.不含氢。4. 11 真空硅脂。4. 12 硫酸z密度1.84 g/cm3。1 GB/T 28734-2012 5 仪器设备5. 1 三节炉碳氢测定仪5. 1. 1 示意图示意图见图1。2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 说明= 4一一铜丝暗自5 燃烧舟;6-
5、一燃烧管;/ 7一一氧化铜; 8一错践船z川 / 9一银丝路s叭 t / 5. 1.2 净化系统5. 1.2. 1 气体干燥塔z容量500mL，共2个。一个(A)上部(约2/3)装元水氯化钙(或元水高氯酸镜)，下部(约1/3)装碱石棉(或碱石灰);另一个(B)装元水氯化钙(或元水高氯酸镜)。5. 1. 2. 2 流量计z测量范围0150mL/min. 5. 1.3 燃烧系统5. 1. 3. 1 电炉z三节炉(双管炉或单管炉)，炉膛直径约35mm，每节炉装有测温和控温装置。炉温至少每年校准一次。第一节长约230mm，可加热到(850士10)C，并可沿水平方向移动z第二节长330 mm350 mm
6、，可加热到(800土10)C;第三节长130mm150 mm，可加热到(600士10)C。GB/l 28734-2012 燃烧管z镰铝合金、不锈钢或石英制成，长1100 mml 200 mm，内径20mm22 mm，壁厚5. 1. 3. 2 约2mm. 5. 1. 3. 3 燃烧舟z素毒或石英制戚，长约80mm. 5. 1. 3. 4 橡皮塞或橡皮帽(最好用耐热硅橡胶)或铜接头。5. 1. 3. 5 镰锚丝钩z直径约2mm，长约700mm，一端弯成钩。眼收系统5. 1. 4. 1 吸水U形管(见图2):人口端有一球形扩大部分，内装无水氯化钙或无水高氯酸侯，装试剂部分高100mm120 mm，直
7、径约15mm。5. 1.4 单位为毫米 o N sL/ 单位为毫米 飞、飞毛/ ;15壁厚0.5-1/1111 , l_/ ,-, : / / 圄2眼本E形管高氯酸镜，装试荆部分高100m盯-120mm，直径约15mm. 二/j 。NHys、COH3 吸收二氧化碳U形管(或除氯U形管圄3GB/T 28734-2012 5.1.4.3 除氮U形管(见图3):前2/3装粒状二氧化髓，后1/3装无水氯化钙或元水高氯酸楼，装试剂部分高100mm120 mm，直径约15mma 5. 1. 4. 4 气泡计z容量约10mL，内装硫酸(4.12)。5.2 天平分度值0.1mg，一级。5.3 其他带磨口塞的玻
8、璃管或小型干燥器(不放干燥剂)。6 试验准备6. 1 净化系统各容器的填充和连接按5.1.2的规定在净化系统各容器中装入相应的净化用试剂，然后按图1所示顺序将各容器连接好。氧气可由氧气钢瓶通过可调节流量的减压间供给。净化剂经70次100次测定后，应进行更换。6.2 眼收系统各睿器的填充和连接按5.1.4的规定在吸收系统各容器中装人相应的吸收用试剂。为保证系统气密，每个U形管磨口塞处涂少许真空硅脂，然后按图1所示顺序将各容器连接好。吸收系统的末端应连接一个装有硫酸的气泡计。在吸收系统与气泡计之间宜连接一个空U形管(防止硫酸倒吸。当出现下列现象时，应更换U形管中试剂za) 吸水U形管中的氯化钙开始
9、溶化并阻碍气体畅通zb) 第二个吸收二氧化碳U形管一次试验后的质量增加达50mg时，应更换第一个吸收二氧化碳U形管中的吸收剂zc) 除氮U形管中的二氧化锺一般使用50次左右应更换。上述U形管更换试剂后，应以120mL/min的流量通人氧气至质量恒定后方能使用。6.3 燃烧管的填充4 燃烧管按图4所示填充。说明z1 ,2 ,4 ,6 铜丝卷z3一一氧化铜z5一一-错酸铅E7 银丝卷。310 单位为毫米2 3 4 5 6 7 圈4三节炉碳氢测定仪燃烧管填充示意图 . 圈j) GB/T 28734-2012 用铜丝网制做三个长约30mm和一个长约100mm、直径稍小于燃烧管使之既能自由插入管内又与管
10、壁密切接触的铜丝卷。从燃烧管出气端起，留50mm空间，依次充填30mm银丝卷，30mm铜丝卷，130mm150 mm (与第三节电炉长度相等)锚酸铅(使用石英管时，应用铜片把锚酸铅与石英管隔开), 30 mm铜丝卷，330 mm350 mm(与第二节电炉长度相等)线状氧化铜，30mm铜丝卷，310mm空间和100mm铜丝卷，燃烧管两端通过橡皮塞或铜接头分别与净化系统和吸收系统连接。橡皮塞使用前应在105c 110.C下干燥8h左右。燃烧管中的填充物(氧化铜、锚酸铅和银丝卷)经70次100次测定后应更换。注z下列几种填充剂经处理后可重复使用。一一氧化铜g用孔径lmm筛筛去粉末z错酸铅s用热的稀碱
11、液(约50g/L氢氧化销榕液援渍，用水洗净、干燥，并在500C600 c下灼烧0.5h; 银丝卷g用浓氨水浸泡5min.在蒸馆水中煮沸5min.用蒸馆水冲洗干净并干燥。6.4 炉温的校准将工作热电偶插入三节炉的热电偶孔内，使热端插入炉膛，冷端与高温计连接。将炉温升至规定温度，保温1ho然后沿燃烧管轴向将标准热电偶依次插到空燃烧管中对应于第一、第二和第三节炉的中心处(勿使热电偶和燃烧管管壁接触)。根据标准热电偶指示，将管式电炉调节到规定温度并恒温5 mino记下相应工作热电偶的读数，以后即以此控制炉温。6.5 气密性检查将仪器按图1所示连接好，将所有U形管磨口塞旋开，与仪器相连，接通氧气，调节氧
12、气流量约为120 mL/min，然后关闭靠近气泡计处U形管磨口塞，此时若氧气流量降至20mL/min以下，表明整个系统气密;否则，应逐个检查U形管的各个磨口塞，查出漏气处，予以解决。注z检查气密性时间不宜过长，以免U形管磨口塞因系统内压力过大而弹开，6.6 有效性核验用煤标准物质按第7章进行碳、氢测定。如果实测的碳、氢值与标准值的差值不超过其规定的不确定度，表明测定仪可用。否则需查明原因并纠正后才能进行试样测定。6. 7 空白试验6.7. 1 将仪器各部分按图1所示连接，通电升温，将吸收系统各U形管磨口塞旋至开启状态，接通氧气，调节氧气流量为120mL/min.在升温过程中，将第一节炉往返移动
13、几次，通气约20min后，取下吸收系统，将各U形管磨口塞关闭，用绒布擦净，在天平旁放置10min左右，称量。6.7.2 当第一节炉达到并保持在(850士10)C，第二节炉达到并保持在(800士10)C，第三节炉达到并保持在(600:f:10)C后开始作空白试验。此时将第一节炉移至紧靠第二节炉，接上已经通气并称量过的吸收系统。在一个燃烧舟内加入三氧化鸽质量和试样分析时相当。打开橡皮塞，取出铜丝卷，将装有三氧化鸽的燃烧舟用镰锚丝推棒推至第一节炉人口处，将铜丝卷放在燃烧舟后面，塞紧橡皮塞，接通氧气并调节氧气流量为120mL/mino 6.7.3 移动第一节炉，使燃烧舟位于炉子中心，通气33min，将
14、第一节炉移回原位。2min后取下吸收系统U形管，将磨口塞关闭，用绒布擦净，在天平旁放置10min左右称量，吸水U形管增加的质量即为空白值。6.7.4 重复上述试验，直到连续两次测定的空白值相差不超过0.0010 g，除氮管、二氧化碳吸收管最后一次质量变化不超过0.0005 g为止，取两次空白值的平均值作为当天测氢的空白值。在做空白试GB/T 28734-2012 验前，应先确定燃烧管的位置，使出口端温度尽可能高又不会使橡皮塞受热分解。如空白值不易达到稳定，可适当调节燃烧管的位置。7 测定步骤7. 1 将第一节炉炉温控制在(850土10)C，第二节炉炉温控制在(800士10)C，第三节炉炉温控制
15、在(600士10)C，并使第一节炉紧靠第二节炉。7.2在预先灼烧过的燃烧舟中称取粒度小于1mm或更小粒度的空气干燥固体生物质燃料试样(0.2士O.01)g (数值保留至小数点后4位)，并均匀铺平，在试样上严密覆盖一层三氧化鸽。可将装有试样的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。7.3 接上质量已恒定并称量过的吸收系统，以120mL/min的流量通入氧气，打开橡皮塞，取出铜丝卷，迅速将燃烧舟放人燃烧管中，使其前端刚好在第一节炉炉口，再放人铜丝卷，塞上橡皮塞，保持氧气流量为120mL/min 0 5 min后向净化系统移动第一节炉的炉体，使燃烧舟的一半进入炉口;5min后，移动第一节
16、炉的炉体，使燃烧舟末端进入炉口;再5min后，使燃烧舟位于第一节炉的炉体中央。保温18 min后，把第一节炉移回原位。2min后，取下吸收系统，将磨口塞关闭，用绒布擦净，在天平旁放置10 min后称量(除氮管不必称量。第二个吸收二氧化碳U形管质量变化小于0.0005 g，计算时可忽略。-74啕8 结果计算固体生物质燃料中碳、氢质量分数分别按式(1)和式(2)计算，以2次重复测定结果的平均值，按GB/T 21923修约到小数点后2位。负7负9mC.d=一-一一一一-土X100 z . ( 1 ) 0.111 9(m2 - m.) Had = v. .L.L.L OJ ,.Z ;:1/ X 100
17、一0.1119M.d . . . . ( 2 ) m 式中zC.d -一空气干燥基碳的质量分数，比H.d 一一空气干燥基氢的质量分数，%;m 一一称取的空气干燥试样的质量，单位为克(g);m) 一吸收二氧化碳U形管的质量增量，单位为克(g);m 一一吸水U形管的质量增量，单位为克(g);ma 一一氢空白值，单位为克(g);Mad 固体生物质燃料试样水分的质量分数.%;0.272 9一一将二氧化碳折算成碳的系数s0.111 9一一将水折算成氢的系数。测定值和报告值均保留到小数点后两位，其他基准的碳和氢含量按照GB/T21923换算。 9 方法精密度碳测定的重复性限(C.d)为0.50%0 氢测定
18、的重复性限(Had)为0.15%。6 GB/T 28734-2012 试验报告试验报告应包括以下信息zd 试样标识;b) 依据标准$0 使用的方法zd) 试验结果;e) 与标准的任何偏离;f) 试验中出现的异常现象zg) 试验日期。10 PBbe 咱.NFON-ahNH菌。，千华人民共和国家标准固体生物质燃料中碳氢测定方法GB/T 28734-2012 国中. . * 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里闲北街16号。0004日司网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 印张0.75字数14千字2013年4月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2013年4月第一版* 16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107书号:155066. 1-46115定价28734-2012 打印日期:2013年5月7日F002A
