GB19227-2003煤和焦炭中氮的测定方法半微量蒸汽法.PDF

I C S 7 3 . 0 4 0D 2 1中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准G B J T 1 9 2 2 7 -2 0 0 3煤和焦炭中氮的测定方法 半微量蒸汽法D e t e r mi n a t i o n o f n i t r o g e n i n c o a l a n d c o k e - s e mi - mi c r o g a s i f i c a t i o n me t h o d2 0 0 3 - 0 7 - 0 1 发布2 0 0 3 - 1 1 - 0 1实施中华人民共和匡国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局G B / T 1 9 2 2 7 -2 0 0 30 9舌 本标准与 I S O / T S 1 1 7 2 5 - 2 ; 2 0 0 2 ( 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I S O / T S 1 1 7 2 5 - 2 相比， 主要差异如下： 水解管采用刚玉制； 水解温度为 1 0 5 0 0C ; 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G B / T 4 7 6 -2 0 0 1 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 G B / T 4 7 6 -2 0 0 1 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样品，其余测定步骤与 G B / T 4 7 6 -2 0 0 1 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 。G B / T 1 9 2 2 7 -2 0 0 3己！童，J ll 二刁 G B / T 4 7 6 - -2 0 0 1 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 I S O / T S 1 1 7 2 5 - 2 固体矿物燃料氮的测定半微量蒸汽法 ， 制定了 本标准。G B / T 1 9 2 2 7 -2 0 0 3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 0 5 0 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 试荆和材料3 . 1 硼酸饱和溶液： 将 6 0 g 硼酸（ G B 6 2 8 ) 溶于 1 L 热水中， 冷却静置 2 4 h 后倾滤出清液。3 . 2 氢氧化钠溶液： 将 2 5 0 g 氢氧化钠（ G B 6 2 9 ) 溶于 1 L 水中， 冷却后备用。3 . 3 碳酸钠纯度标准物质： G B W0 6 1 0 1 a ， 使用方法见标准物质证 书。3 . 4 氧化铝（ Q/ H 0 1 - 0 0 5 1 - 9 2 ) 。3 . 5 甲 基红和亚甲 基蓝混合指示剂： a ） 称取 0 . 1 7 5 g甲基红（ H G B 3 0 4 0 - 5 9 ) ， 研细， 溶于 5 0 m L 9 5 乙醇( G B 6 7 9 ） 中， 存于棕色瓶。 b ) 称取 0 . 0 8 3 g 亚甲基蓝（ H G 3 3 6 4 ) ， 溶于 5 0 m L 9 5 乙醇中， 存于棕色瓶。 c ) 使用时将 a ） 和 b ) 按体积比1 +1 混合。混合指示剂的使用期不应超过 1 周。3 . 6 硫酸标准溶液： 。李 H , S O乙4 ） 一 0 . 0 2 m o l/ L , 配制： 用移液管吸取 0 . 6 m L硫酸（ G B 6 2 5 ） 加入 1 0 0 m L预先加人 1 0 m L 水的烧杯中， 用玻璃棒搅拌均匀， 冷却后， 将溶液转人 1 0 0 0 m l , 容量瓶， 反复冲洗烧杯壁 3 次， 洗液也转人容量瓶中， 加水稀释至瓶刻度， 充分混合均匀后， 备用。 标定： 称取 。 . 0 2 g （ 称准至0 . 0 0 0 2 g ） 预先在 1 3 0 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 5 0 m L -6 0 m L 蒸馏水使之溶解， 然后加人 2 滴一3 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 。 ( m o l / L ） 按公式（ 1 ) 计算： 刀Z0 . 0 5 3 V 。 。 ， （1）式 中：， 碳酸钠的质量， 单位为克（ g ) ;V 硫酸溶液用量 ， 单位为毫升（ mL ) ；0 . 0 5 3碳酸钠李 N a ,乙C O , ） 的 毫 摩 “ ； 质 量 ，单 位 为 克 每 毫 摩 尔 （ g / m m o l) ,3 . 73 . 8氦气（ G B / T 4 8 4 4 . 1 - - 1 9 9 5 ) ： 纯度高于9 9 . 8 ,石墨( Q / H 8 2 - 0 1 2 1 - 9 4 ) ： 化学纯。G B / T 1 9 2 2 7 -2 0 0 33 . 9 变色硅胶（ H G 1 2 - 0 0 1 - 8 2 ) ： 化学纯。3 . 1 0 硅酸铝棉； 工业品。4 仪器设备4 . 2分析天平； 感量0 . 1 m g ,蒸汽法定氮装置： 结构如图 1 所示。 1 -氮气流量计；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 一 石英托盘，8 一 水解管 ；9 硅酸铝棉；1 0 硅橡胶管；1 1 缓冲球 ；1 2 蛇形冷凝器，1 3 吸收瓶；1 4 套式加热器；1 5 -蒸馏瓶；1 6 硅橡胶塞；1 7 -镍铬丝支架，1 8 调温电炉；1 9 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 2 0 0 以上， 有 8 0 m a 7 - 1 0 0 m m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 2 0 0 以上。全长6 7 0 m m， 细径部分长 4 0 m m， 粗径 2 2 m m， 细径 7 mm,4 . 2 . 3 冷凝管； 蛇形。长3 0 0 m m， 粗端直径 2 0 m m， 细端直径 7 m m ,4 . 2 . 4 蒸馏瓶 ： 5 0 0 mL o4 . 2 . 5 水蒸汽发生装置： 由1 0 0 0 m L 平底烧瓶和可调压电炉（( 1 M O V -2 2 0 V连续可调） 构成。G B / T 1 9 2 2 7 -2 0 0 34 . 2 . 6 吸收瓶： 容量约 2 5 0 m L 锥形瓶。4 . 2 . 7 氦气流量计： 测量范围为（( 0 - 1 0 0 ) m L / m in o4 . 2 . 8 气体干燥塔： 容量约 2 5 0 m L o4 . 2 . 9 套式加热器 ： 功率 1 0 0 0 W ， 功率可调。4 . 3 石英或刚玉托盘 ： 长 9 0 m m， 宽 1 5 mm， 高 1 5 m m， 耐温 1 2 0 0 以上。4 . 4 瓷舟： 长 7 7 m m， 宽 1 0 m m， 高 1 0 m m ， 耐温 1 2 0 0 以上。4 . 5 微量滴定管： 1 0 m L ， 分度值 0 . 0 5 m l _5 试验准备5 . 1 水解管的填充： 先将 1 m m -3 m m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 m m -3 m m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， 通电升温 。待温度达到 1 0 5 0 并保温 1 0 mi n后 ， 按常规恒温区测定方法 ， 测定在（( 1 0 5 0 士5 0 C） 的温度区域 ， 记下恒温区位置。5 . 3 4 5 0 C -5 0 0 和 7 5 0 0C 8 0 0 0C 区域测定： 按 5 . 2 方法测定 4 5 0 0C 5 0 0 0C 和 7 5 0 0C 8 0 0 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 0 0 C - 2 0 0 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 1 2 5 时， 调节控温旋钮， 使温度保持在 1 2 5 士5 约3 0 m in ， 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 底烧瓶内的 蒸馏水沸腾， 调节控温旋钮， 使蒸汽发生量控制在每3 0 m in 馏出（ 1 0 0 1 2 0 ) m l . 冷凝水 ， 记下控温旋钮的位置， 即为工作温度的控制位置。6 测定步骤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 5 0 m L / m i n ,6 . 2 从蒸馏瓶侧管管口 加人氢氧化钠溶液（ 3 . 2 ) 约 1 5 0 m L ， 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 1 2 5 士5 0C o 注： 氢氧化钠溶液每天更换一次。6 . 3 当温度升到 5 0 0 左右时， 通人水蒸气， 水解炉炉温达到 1 0 5 0 后， 空蒸 3 0 m in ,6 . 4 称取空气干燥煤样 。 1 g （ 称准到0 . 0 0 0 2 g ) ， 与 0 . 5 g 氧化铝( 3 . 4 ) 与分析试样充分混合后， 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 2 0 m L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 4 5 0 C -5 0 0 C区域， 停留 5 m i n ， 然后推到 7 5 0 0 C 8 0 0 区域， 停留 5 m i n ， 最后推到1 0 5 0 0 C恒温区， 停留2 5 m in a6 . 7 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。6 . 8 试验结束后， 停止通人氦气和水蒸气， 将托盘拉回到低温区。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 ） 3 0 m i n或待 锥 形瓶 内馏 出物 体积 达到 1 0 0 mL -1 5 0 m L 后， 再进行正式试验。6 . 1 0 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。G B / T 1 9 2 2 7 -2 0 0 37 空白试验7 . 2更换试剂或仪器设备后， 应进行空白试验。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 ad ( %） 按公式（ 2 ) 计算： N 。 一 0 . 0 竺 C O 上 一，V r,） X 1 0 0 刀 之式 中： .V 试样测定消耗的硫酸标准溶液体积， 单位为毫升（ m L ) ; v 6 . 一 空白试验消耗的硫酸标准溶液体积， 单位为毫升（ M L ) ; c 硫酸标准溶液的浓度， 单位为