1、DEUTSCHE NORM Entwurf Mai 2001 DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. .Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinPrfung fester BrennstoffeBestimmung
2、der chemischen Zusammensetzungvon BrennstoffascheTeil 8: Gehalt an Natrium- und Kaliumoxid (Na2O, K2O)51729-8DFRef. Nr. DIN 51729-8:2001-05Preisgr. 05 Vertr.-Nr. 0005ICS 75.160.10Solid fuels Determination of chemical composition of fuel ash Part 8: Determination of soda and potash (Na2O, K2O) conten
3、tsEssai des combustibles solides Dtermination de la compositionchimique des condres Partie 8: Teneur en oxydes de sodium etpotassium (Na2O, K2O)Ersatz frDIN 51729-8:1963-12VorwortDiese Norm wurde vom Arbeitsausschuss NMP 581/FABERG im Normenausschuss Material-prfung (NMP) in Zusammenarbeit mit dem N
4、ormenausschuss Bergbau (FABERG) ausgearbeitet.DIN 51729 Prfung fester Brennstoffe Bestimmung der chemischen Zusammensetzung vonBrennstoffasche“ besteht aus: Teil 1: Allgemeines, Probenherstellung Teil 2: Gehalt an Silicium(IV)-oxid (SiO2) Teil 3: Gehalt an Aluminiumoxid (Al2O3) Teil 4: Gehalt an Tit
5、an(IV)-oxid (TiO2) Teil 5: Gehalt an Eisen(III)-oxid (Fe2O3) Teil 6: Gehalt an Calciumoxid (CaO) Teil 7: Gehalt an Magnesiumoxid (MgO) Teil 8: Gehalt an Natrium- und Kaliumoxid (Na2O, K2O) Teil 9: Gehalt an Phosphor(V)-oxid Teil 10: Rntgenfluoreszenzanalyse (RFA) Teil 11: Atomemissionsspektrometrisc
6、he Bestimmung mit induktiv gekoppeltem Plasma(ICP OES)nderungenGegenber DIN 51729-8:1963-12 wurden folgende nderungen vorgenommen:a) Das Verfahren wurde vollkommen neu gestaltet, da das in der alten Norm verwendete Flammen-photometer nicht mehr dem Stand der Technik entspricht und daher nicht mehr z
7、um Einsatzkommt. Die Erstellung der Bezugs- und Aufschlusslsungen wurde den neuen Erfordernissenangepasst.b) Erstmals wurden Qualittsdaten angegeben.Frhere AusgabenDIN 51729-8: 1963-121 AnwendungsbereichDiese Norm gilt fr die Bestimmung des Gehaltes an Natrium- und Kaliumoxid von festen Brenn-stoffe
8、n wie Steinkohlen, Braunkohlen und Koks. Das Verfahren ist anwendbar bis zu einem Massen-anteil von 3% Na2O und 5% K2O bezogen auf die Brennstoffasche.Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V.Normenausschuss Bergbau (FABERG) im DINFortsetzung Seite 2 bis 4Seite 2
9、DIN 51729-8:2001-052 Normative VerweisungenDiese Norm enthlt durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publika-tionen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publika-tionen sind nachstehend aufgefhrt. Bei datierten Verweisunge
10、n gehren sptere nderungen oderberarbeitungen dieser Publikationen nur zu dieser Norm, falls sie durch nderung oder berarbeitungeingearbeitet sind. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenenPublikation (einschlielich nderungen).DIN 51700, Prfung fester Brennstoffe Al
11、lgemeines und bersicht ber Prfverfahren.DIN 51719, Prfung fester Brennstoffe Bestimmung des Aschegehaltes.DIN ISO 5725-1, Genauigkeit (Richtigkeit und Przision) von Messverfahren und Messergebnissen Teil 1: Allgemeine Grundlagen und Begriffe (ISO 5725-1:1994).E DIN ISO 5725-2, Genauigkeit (Richtigke
12、it und Przision) von Messverfahren und Messergebnissen Teil 2: Grundlegende Methode fr die Ermittlung der Wiederhol- und Vergleichprzision eines ver-einheitlichten Messverfahrens (ISO 5725-2:1994).3 KurzbeschreibungDer nach DIN 51719 hergestellte Verbrennungsrckstand (Brennstoffasche) wird mit Fluss
13、sure abge-raucht und mit Wasser und Salzsure in Lsung gebracht. Aus der Lsung werden mit einem Atom-absorptionsspektrometer (AAS) oder mit einem optischen Emissionsspektrometer mit induktivgekoppeltem Plasma (ICP OES) die Gehalte an Natrium- und Kaliumoxid bestimmt.4 Gerte und Chemikalien Atomabsorp
14、tionsspektrometer mit Ethin/Luft-Brenner sowie Hohlkathodenlampen fr die Bestim-mung von Natrium und Kalium oderoptisches Emissionsspektrometer mit induktiv gekoppeltem Plasma Platinschalen, 100 mlANMERKUNG Statt Platinschalen drfen auch ersatzweise Platintiegel verwendet werden, jedoch ist dabeidas
15、 Volumen der Flusssure dem Fassungsvermgen der Tiegel anzupassen. Messkolben, 100 ml, aus Kunststoff (PE oder PP) Messkolben, 500 ml Heizplatte oder SandbadPipeten, 10 ml und 50 ml Brette, 10 ml, oder Mikropipette Flusssure, HF, zur Analyse, konz., r = 1,13 g/ml Salzsure, HCl, zur Analyse, konz., r
16、= 1,19 g/ml Natriumchlorid, NaCl, zur Analyse, bei 105 C getrocknet Kaliumchlorid, KCl, zur Analyse, bei 105 C getrocknet Stammlsung: 1,886 g NaCl und 3,958 g KCl in einem 500-ml-Messkolben in Wasser auflsen. DieLsung mit Wasser bis zur Marke auffllen und mischen Wasser, bidestilliert oder in vergle
17、ichbarer Reinheit.5 ProbenvorbereitungDie nach DIN 51719 hergestellte Brennstoffasche ist vor der Einwaage in einem Achatmrser grndlichzu homogenisieren. Bei Aufbewahrung und Transport ist auf gasdichte Gefe zu achten, da dieGefahr der Aufnahme von Wasser und Kohlenstoffdioxid besteht.Seite 3DIN 517
18、29-8:2001-056 Durchfhrung der Bestimmung 6.1 Herstellung der BezugslsungenIn sechs 500-ml-Messkolben sind mit einer Pipette 50 ml Salzsure sowie mit einer Brette undMikropipette die in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Volumina der Stammlsung zu geben.Da Chloride zu chemischen Interferenzen fhre
19、n, knnen systematische Fehler durch Minderbefundeauftreten. Es ist deshalb darauf zu achten, dass bei der Herstellung der Probelsungen exakt diegleiche Menge Salzsure wie bei der Herstellung der Bezugslsungen zugesetzt wird und dass bei derZugabe die Lsung nicht erhitzt wird.Wenn erforderlich z. B.
20、bei der Bestimmung von Na2O- und K2O-Gehalten in Brennstoffaschen ausBraunkohlen sind Bezugslsungen mit niedrigeren Gehalten in die Kalibrierung einzubeziehen (dieMassenanteile an Na2O und K2O sind hier typisch 0,5 %). Im Falle von Salzbraunkohlen muss auchmit hheren Na2O-Massenanteilen (etwa 3% Na2
21、O) gerechnet werden.Typische Bezugslsungen fr Steinkohlen und Steinkohlenkoks siehe Tabelle 1.Tabelle 1 Bezugslsungen fr Steinkohlen und SteinkohlenkoksDie Kolben sind mit Wasser bis zur Marke aufzufllen und zu schtteln. Die Bezugslsung 1 ist dieLeerwertlsung und dient zur berprfung und Festlegung d
22、es Nullwertes. Die Lsungen 2 bis 6bestimmen die Lage der Auswertekurve fr Natriumoxid bzw. Kaliumoxid im angegebenen Mess-bereich.6.2 Herstellung der Probelsung(0,1 0,02) g Brennstoffasche ist auf 0,2 mg einzuwgen und in eine Platinschale zu berfhren. Zudem Probegut ist 10 ml bis 15 ml Flusssure zuz
23、usetzen und anschlieend auf der Heizplatte oder aufdem Sandbad abzurauchen.Der Rckstand ist mit 30 ml bis 40 ml heiem Wasser aufzunehmen und whrend 20 min in der Hitzezu lsen. Danach ist die Platinschale von der Heizquelle zu nehmen und mit einer Pipette 10 ml Salz-sure hinzuzugeben (siehe 6.1, 2. A
24、bsatz). Nach 5min bis 10 min ist die Lsung quantitativ in einen100-ml-Messkolben zu berfhren. Nach dem Abkhlen wird mit Wasser bis zur Marke aufgefllt undgeschttelt.6.3 Einstellen der Spektrometer6.3.1 Atomabsorptionsspektrometer (AAS)Im Allgemeinen sind die Anweisungen des Herstellers fr die Bedien
25、ung des Atomabsorptionsspektro-meters zu beachten. Die Sicherheitsvorkehrungen, insbesondere fr die Handhabung des Flammen-betriebes, mssen in jedem Fall befolgt werden.Der Betriebsstrom der Hohlkathodenlampen und die Durchflussmenge der verwendeten Gase sindgertebezogen und richten sich in der Rege
26、l nach den Angaben des Herstellers.Die Wellenlnge ist mit 589,0 nm fr Natrium und mit 766,5 nm fr Kalium einzustellen. Gemessen wirdin der Betriebsart Absorption.Bezugslsung StammlsungMassenanteil%a)Nr ml Na2OK2O10,0 0,0 0,02 2,5 1,0 2,53 3,0 1,2 3,04 3,5 1,4 3,55 4,0 1,6 4,06 5,0 2,0 5,0a) bezogen
27、auf die Einwaage von 0,100 g des Probegutes.Seite 4DIN 51729-8:2001-05Sind Lampenstrom, Spalt, Wellenlnge und Gasdosierung eingestellt, die Brennerstellung festgelegtsowie der Brenner gezndet, ist mit Wasser und den fr den erwarteten Gehaltsbereich der Probenhergestellten Bezugslsungen zu berprfen,
28、ob die Einstellung, z. B. hinsichtlich Rauschen und Emp-findlichkeit, optimal ist. Bei zu groer Empfindlichkeit muss der Brenner quer gestellt oder die Mess-lsung bei entsprechender Matrixanpassung verdnnt werden.6.3.2 Optisches Emissionsspektrometer mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES)Grundstz
29、lich sind auch hier wie unter 6.3.1 die Herstellerangaben hinsichtlich der Einstellung derGerteparameter und die Sicherheitsbestimmungen zu beachten. Die Wellenlngen entsprechen mit589,0 nm fr Natrium und 766,5 nm fr Kalium denen der Atomabsorptionsspektrometer.6.4 Kalibrierung und MessungZum Erstel
30、len der Bezugsfunktion findet das Standard-Kalibrierverfahren Anwendung. Dabei wird anden Bezugslsungen fr Na2O bzw. fr K2O der Zusammenhang zwischen dem bekannten Massen-anteil (siehe Tabelle 1) und der gemessenen Extinktion bestimmt. Mit der Auswertefunktion istanschlieend aus der an der Probelsun
31、g gemessenen Extinktion der Massenanteil fr Na2O bzw. K2Ozu berechnen. Eine Extrapolation der Auswertekurve ist nicht zulssig.7 Auswertung und Angabe der ErgebnisseDer Gehalt an Natriumoxid und Kaliumoxid der Brennstoffasche errechnet sich nach 6.4 und ist unterHinweis auf diese Norm als Massenantei
32、l in Prozent auf 0,01 % gerundet anzugeben.Der Gehalt an Natriumoxid und Kaliumoxid des festen Brennstoffs im wasserfreien Zustand (sieheDIN 51700) errechnet sich nach den Gleichungen (1) und (2).w(Na2O i. Brennstoff)wf= (1)w(K2O i. Brennstoff)wf= (2)Dabei ist:w(.) Massenanteil in Prozent8 Angabe zu
33、r Wiederholgrenze und VergleichgrenzeZur Beurteilung der Zuverlssigkeit der Analysenergebnisse sind die Merkmale (nach DIN ISO 5725-1und E DIN ISO 5725-2) nach Tabelle 2 zu benutzen:Tabelle 2 Natriumoxid und Kaliumoxid in der BrennstoffascheLiteraturhinweiseDIN 1310, Zusammensetzung von Mischphasen (Gasgemische, Lsungen, Mischkristalle) Begriffe,Formelzeichen.AnalytWiederholgrenzer%VergleichgrenzeR%Na2O 0,05 0,17K2O 0,06 0,20wNa2O i. d. Asche()w Asche i. Brennstoff()wf100-wK2O i. d. Asche()w Asche i. Brennstoff()wf100-
