煤质元素分析方法2

下图是在800度下不同催化剂实验的对比数据

统计结果表明，两种催化剂的碳测定值虽无偏差，但置信区间较宽，而且进一步试验又发现结果不稳定、复合石墨添加WO3的碳测定结果忽高忽低、燃烧也不完全，为此将燃烧温度提高到850℃。(2)850℃下以WO3代替Cr2O}试验，试验结果列于表13-2。

上图说明，在850度下以wo3为催化剂可以获得与CR2O3为催化剂的一致的碳氢测定结果

原理和方法

2“3.1方法原理”

标准所采用的方法是称取一定量的煤样，覆盖催化氧化剂三氧化，于850℃的温度下在氧气流中燃烧，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，由吸收剂的增量计算煤中碳和氢的含量。试样中硫和氯对测定的干扰在三节炉中用铬酸铅和银丝卷除去,在二节炉中用高锰酸银热解产物除去，氮对碳测定的干扰用粒状二氧化锰除去，主要反应方程式可近似地表示如下：

（1) 燃烧反应如下图

据有关资料介绍，高锰酸银热解产物的化学组成为Ag+Mn+O=1+1+2。它的结构是以二氧化锰为主体，金属银分子以高度分散状态分布在二氧化锰上形成n-型半导体上。由于它的特殊结构，使之具有极强的催化氧化效能，能将有机物中的碳、氢定量地氧化成二氧化碳和水；又因它具有表面活性很强的银分子，对硫、卤素和磷等元素的燃烧产物有强烈的吸收作用。因此，高锰酸银热解产物，既是氧化剂又是干扰元素吸收剂，它兼有利比息法中氧化铜、铬酸铅和银丝卷的效用，于是只要两节炉，即可进行测定。

3“3.2.9粒状二氧化锰……”

二氧化锰吸收氮氧化物的效率决定于其表面存在的氢氧基的数量，而氢氧基的数量又和二氧化锰的表面积和水分含量有关。据资料介绍，由高锰酸钾和硫酸锰制得的全水分17%的无定形凝胶体二氧化锰MnO(OH)2具有最大的表面积和吸附活性，而无水的二氧化锰吸收氮氧化物效率则很差。因此在制备的时候，不要烘得太干，一般地只要能将它破碎和过筛即可。

“3.3.1.1净化系统”

在净化系统中有一个装吸水剂的干燥塔。如果用碱石棉作二氧化碳吸收剂，后一个干燥塔可省去；若用碱石灰作吸收剂，则由于碱石灰中的水分易转到氯化钙中，所以需要在后面再加一个干燥塔。

在两个干燥塔之间连入转子流量计时，由于洗气瓶和干燥塔的通气孔太大，使流量计转子跳动而不能准确指示流速，此时可在洗气瓶进气管的底部涂上蜡，并用针穿数个直径约0.3mm的孔。

5“3.3.1.3吸收系统”；

本条有两个问题必须说明：

（1)关于吸水剂和吸水U形管

吸水剂可以使用无水氯化钙或无水过氯酸镁，但不能使用硅胶。根据我们的试验，硅胶能将煤样燃烧产生的氮氧化物全部吸收掉，而使氢值偏高；硅胶对于二氧化碳虽不吸收，但有“滞留”作用，使其移动速度减慢。因此，当用它来进行快速测定的时候，U形管质量波动较大，测定值不稳定。

吸水U形管使用氯化钙作吸水剂时，氯化钙吸水至一定程度后容易粘结而堵管子，影响气流速度。1979年标准使用支管上带球形泡的U形管，但这种U形管在测定水分较大的煤样时，水分凝结在支管内，并容易蒸发或跑到连接支管的橡皮管内，如果每次测定后甩去和擦干水分，势必给操作带来麻烦，所以在1991年标准中改用在进口处带球形泡的U形管，这样不仅可以避免U形管堵塞，而且可不用每天换管子。

(2）关于末端空U形管的作用

吸收系统的末端连一个空U形管是为了防止硫酸倒吸，这在用过氯酸镁作吸水剂时特别重要，因

为过氯酸镁遇到硫酸，会生成过氯酸而引起爆炸！

(3）关于氮对测定的干扰

煤中氮对碳、氢测定的干扰虽然曾有资料提出以“还原铜”来脱除，但由于一般认为煤中不含无机氮化合物，而有机氮化合物在燃烧过程中极大部分系以分子状态的氮气析出，因而在通常的测定中可不加脱氮装置。根据有关资料和我们的试验，证明煤燃烧时要产生氮的氧化物。为探讨氮氧化物的影响大小和确定一种有效的除氮方法，标准修订中进行了下述试验：

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