氮元素的测定(凯氏定氮法)知识点解说资料

氮元素的测定〔凯氏定氮法〕0.5～3.0％。氮是煤中唯一的完全以有机状态存在的元素。煤中氮含量随煤的变质程度的加深而削减。它与氢含量的关系是，随氢含量的增高而增大。一、方法原理依据用去的硫酸量，计算煤中氮的含量。主要化学反响如下：

SO(浓)NH

HPO2 4 4 4

2 2

3 2 3 4NHHSO4 4

2NaOHNH

Na

SO2HO2342NH HBO23423 3 3

NHHBO4 2 3NHHBOHClNHClHBO4 2 3 4 3 3二、试剂混合催化剂：32g5g0.5g研细，混合均匀备用；铬酸酐：分析纯；分析纯，3%水溶液，配制时加热溶解并滤去不溶物；混合碱溶液：37g3g100mL甲基红和亚甲基蓝混合指示剂：0.175g50mL95%乙醇中；0.083g50mL95%乙醇中；1。蔗糖：分析纯；硫酸标准溶液：c(1/2H2SO4)=0.025mol/L。于1000mL容量瓶中，参加约40mL0.7mL〔1.84〕分析纯硫酸放入容量瓶中，加水稀释至刻度，充分振荡均匀。0.05g130℃下枯燥到恒重的优级纯无水碳酸钠放入锥形瓶中，50～60mL蒸馏水使之溶解，然后参加2～3黄色变橙色。煮沸，赶出二氧化碳，冷却后，连续滴定到橙色。三、仪器、设备凯氏瓶：50mL250mL；直形玻璃冷凝管：300mm；短颈玻璃漏斗：30mm；铝加热体：使用时四四周以绝热材料，如石棉绳等。凯氏球；圆盘电炉：带有调温装置；锥形瓶：250mL；圆底烧瓶：1000mL；滴定管：10mL0.05mL。四、分析步骤0.2mm0.2g0.0002g。把煤样包好，放入2g〔1.84〕5mL。然后将凯氏瓶放入铝加热体的孔中，并用石棉板盖住凯氏瓶的球形局部。在瓶口插入一小漏斗，防止硒粉飞溅。在铝加热体中心的小孔中放温度计。接通电源，缓缓加热到350℃左右，保持此温度，直到溶液清亮透亮、漂移的黑色颗粒完全消逝为止。遇到分解不完全的煤样时，可将0.2mm的空气枯燥煤样磨细至0.1mm以下，再按上述方法消化，但必需参加铬酸酐0.2～0.5g。分解后如无黑色粒状物且呈草绿色浆状，表示消化完全。将冷却后的溶液，用少量蒸馏水稀释后，移至250mL凯氏瓶中。充分洗净原凯氏瓶中的剩余物，使溶液体积为100mL。然后将盛溶液的凯氏瓶放在蒸馏装置上预备蒸馏。把直形玻璃冷凝管的上端连接到凯氏球上，下端用橡皮管连上玻璃管，直接插2mm。在250mL凯氏瓶中注入25mL混合碱溶液，然后通入蒸汽进展蒸馏，蒸馏至80mL蒸馏完毕后，拆下凯氏瓶并停顿供给蒸汽。插入硼酸溶液中的玻璃管内、外用点。由硫酸用量〔校正空白〕求出煤中氮的含量。0.2g注：每日在煤样分析前，冷凝管须用蒸汽进展冲洗，待馏出物体积达100～200mL再做正式煤样。五、分析结果的计算空气枯燥煤样的氮含量按下式计算：Nad

cV 212

100%m式中： Nad——空气枯燥煤样的氮含量，%；c——硫酸标准溶液的浓度，mol/L；V1——硫酸标准溶液的用量，mL；V2——空白试验时硫酸标准溶液的用量，mL；0.014——氮的毫摩尔质量，g/mmol；m——分析煤样的质量，g。六、氮含量测定的周密度氮含量测定的重复性和再现性如下表规定：表氮含量测定结果的重复性和再现性要求重复性限〔N重复性限〔Nad〕/%0.08再现性临界差〔Nd〕/%0.15煤的挥发分及其测定〔气体或液体〕中减掉水解的产物，所以精准的说应称为挥发分产率。是动力煤按发热量计价的一个关心指标。7040～60%，烟煤一般10～50%10%。所以世界各国和我国都以煤的挥发分作为煤分类的重要指标。一、测定原理煤在隔绝空气下加热，大致状况是：1100℃煤中吸附的气体和局部水逸出，<110℃内在水分逸尽，至200℃化合水逸出；尽；残留物为焦炭。煤的挥发分主要是由水分、碳氢氧化物和碳氢化合物组成，但物理吸附水〔包括外在水分和内在水分〕和矿物质生成的二氧化碳不属挥发分范围。二、方法要点称取肯定量的空气枯燥煤样，放在带盖的瓷坩埚中，在(900±10)℃温度下隔绝空气加热7min，以削减的质量占煤样质量的百分数再减去该煤样水分含量作为挥发分产率。三、仪器设备挥发分测定仪图YX-GF/V7700全自动挥发分仪挥发分坩埚：带有协作严密盖的瓷坩埚，见以下图所示。图挥发分坩埚区。炉后壁有一排气孔和一插热电偶的小孔。小孔位置应使热电偶插入炉内后其热接点20～30mm坩埚架：用镍铬丝或其他耐热金属丝制成，规格尺寸能使全部的坩埚都在马弗20～30mm坩埚架夹。

图坩埚架分析天平：0.000lg。秒表。枯燥器：内装变色硅胶或粒状无水氯化钙。压饼机：10mm四、测定步骤用预先在900℃温度下灼烧至质量恒定的带盖瓷坩埚，称取粒度小于0.2mm的空1g〔g，然后轻轻摇动坩埚，使煤样摊平，盖上盖，3mm920℃左右，翻开炉门快速将放有坩埚的架子送入恒温区，并关上炉门，必需在3min内使炉温恢复至(900±10)℃，否则此次试验作废。准确加热7min。从炉中取出坩埚，放在空气中冷却5min左右，移入枯燥器中冷却至室温(约20min)后称量。五、结果计算空气枯燥煤样的挥发分按下式计算：mmVad 1100%Madm2%～12%时，则按下式计算：mV 1100%M )ad m

ad 2ad>12%时，则按下式计算：mm))Vadm))

1100%Mad

2ad

2ad)式中 Vad——空气枯燥煤样的挥发分产率，%：m1——煤样加热后削减的质量，g；m——煤样质量，g；Mad——空气枯燥煤样的水分含量，%：(CO2)ad——空气枯燥煤样中碳酸盐二氧化碳的含量，%；(CO2)ad(焦渣)——焦渣中二氧化碳对煤样质量的百分数，%。六、挥发分测定的周密度挥发分测定的重复性和再现性见下表规定。表挥发分测定结果的重复性和再现性要求重复性限/%再现性临界差/%<20.000.300.5020.00～40.000.501.00>40.00>40.000.801.50七、留意事项坩锅架的大小、材料等，在肯定程度上均能影响挥发分的测定结果。为此必需做到：测定温度应严格掌握在(900±10)℃，要定期对热电偶及毫伏计进展严格的校正。定期测量马弗炉恒温区，测定时坩埚必需放在恒温区。3min(900±10)℃。因此马弗炉应常常验证其温度恢复速度热容量根本全都。总加热时间〔包括温度恢复时间〕7min，用秒表计时。坩埚应带有严密盖的瓷坩埚，外形、尺寸、总质量必需符合规定。耐热金属做的坩埚架受热时不能掉皮，假设沾在坩埚上会影响测定结果。量前不能开盖。褐煤、长焰煤水分和挥发分很高，如以松散状态放入900℃炉中加热，则挥发3mm样爆燃、喷溅，使测定结果牢靠稳定。八、焦渣特征按以下规定区分焦渣特征，其序号即为焦渣特征代号。粉状——全部是粉末，没有相互粘着的颗粒。粘着——用手指轻碰即成粉末或根本上是粉末，其中较大的团块轻轻一碰即成粉末。弱粘结——用手指轻压即成小块。不熔融粘结——用手指用劲压才裂成小块，焦渣上外表无光泽，下外表稍有银白色光泽。不膨胀熔融粘结——焦渣形成扁平的块，煤粒的界限不易分清，焦渣上外表有明显银白色金属光泽，下外表银白色光泽更明显。渣外表有较小的膨胀泡〔或小气泡。膨胀熔融粘结——焦渣上、下外表有银白色金属光泽，明显膨胀，但高度不超15mm。强膨胀熔融粘结——15mm。煤的热稳定性测定一、煤的热稳定性测定的意义块，甚至成为煤粉。将导致带出物增多、炉内粒度分布不均匀而增加炉内流体阻力，严峻时甚至形成风洞而导致结渣，从而使整个气化或燃烧过程不能正常进展，不仅造成操作困难，而且还会降低燃烧或气化效率。因此，煤的热稳定性是生产、设计及科研单位确定气化工艺技术经济指标的重要依据之一。二、煤的热稳定性分级煤的热稳定性按下表进展分级。表煤的热稳定性分级序号1级别名称低热稳定性煤代号LTS≤402较低热稳定性煤RLTS>40～503中等热稳定性煤MTS>50～604较高热稳定性煤RHTS>60～705高热稳定性煤HTS>70三、煤的热稳定性测定方法提要〔850±15〕℃的马弗炉中加热30min6mm残焦质量占各级残焦质量之和的百分数作为热稳定性指标TS+6；以3～6mm和小于3mmTS3～6、TS-3。仪器和设备恒温区不小于〔850±15〕℃。附有热电偶和高温计。炉后壁留有挥发分排出孔和热电偶插入孔。振筛机：40±2mm；240±20min-1。盘。工业天平：1kg0.01g。带盖坩埚：100cm3坩埚架：用耐900℃以上的金属材料制成。依据马弗炉的恒温区的大小，坩510测定步骤6mm2500cm3〔称准到0.01g〕并使两份质量全都〔g5900℃的马弗炉恒温区内。关好炉门，将炉30min。煤样刚送入马弗炉时，炉温有8min〔850±15〕℃，否则测定作废。④从马弗炉中取出坩埚，冷却到室温，称量每份残焦的总质量〔g。6mm10min。6mm、3～6mm3mm〔称准到g。±1g，否则测定作废。结果计算煤的热稳定性指标和关心指标按下式计算：TS =

m6100+6 mTS =

m3~61003~6 mTS =

m31003 m式中 TS+6——煤的热稳定性指标，%；TS3～6、TS-3——煤的热稳定性关心指标，%；m——各级残焦质量之和，g；m+6——大于6mmg；m3～6——粒度为3～6mmg；m-3——小于3mmg。计算两次重复测定各级残焦指标的平均值。5．周密度3.0%。煤的水分及其测定一、水分测定的意义1%～210%～40%的水分。高寒地区的选煤厂冬季要对煤炭产品进展枯燥处理或加防冻药剂。水分高的煤难以破的主要指标。二、煤中水分存在形式煤中游离水和化合水〔4·O〔21～2h200℃以上才能分解析出。煤的工业分析中只测定游离水，不测定化合水。煤的外在水分和内在水分煤的游离水又分为外在水分和内在水分。颗粒外表的水蒸气压与空气的湿度平衡时即不再蒸发。内在水分，是吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分。内在水分需在100℃以上的温度经过肯定时间才能蒸发。3096%的条件下，煤样与环境气氛达成的最高内在水分多在25%以上，少数的如云南弥勒褐煤最高内在水分达31%。最高内2%的烟煤，几乎都是强粘性和高发热量的肥煤和主焦煤。煤的全水分〔这时吸附在煤毛细孔中的内在水分也会态下的外在水分和内在水分有关外，还与测定时空气的湿度和温度有关。三、全水分的测定煤中全水分是煤质评价的主要指标之一，是煤炭计量和计价不行缺少的依据。无论是生产部门，运输销售部门还是加工利用部门，都要进展煤炭全水分测定。A、B、C、DABCD一般要求煤样A、BC6mm500g；D13mm2kg。煤样的制备全水分煤样制备过程中，粒度小于13mm的煤样裂开，必需使用专用密封式裂开机，以避开煤样制备过程中的水分损失。6mmMP-160MP-160效果的密封式裂开机。②制备方法；用九点取样法从裂开到粒度小于13mm的煤样中取出约2kg，全部放入裂开机中，一次裂开到粒度小于6mm500g煤样，装入密封容器。煤样的损失在测定全水分之前，首先应检查装有煤样的容器的密封状况，然后将其外表擦拭干〔%程没有损失时，应将削减的质量作为煤样在运送过程中的水分损失量。并计算出该量对煤样质量的百分数，在计算煤样全水分时，应参加这项损失。煤样混合1min。A(通氮枯燥法)方法提要6mm〔在氮气流中进展，能有效防止年轻烟煤和褐煤在受热过程中的氧化105～110℃煤样的质量损失计算出水分的含量。试剂99.9%以上。②无水氯化钙：化学纯，粒状。③变色硅胶：工业用品。仪器设备15105～110℃的范围内。70mm35～40mm，并带有严密的磨口盖。③枯燥器：内装枯燥剂〔变色硅胶或未潮解的块状无水氯化钙。O.OO0lg。O.lg。100～lOOOmL/min。250mL，内装枯燥剂〔变色硅胶。测定步骤用预先枯燥并称重过〔称准到O.Olg〕的称量瓶快速称取粒度小于6mm的煤样10～12g(称准到O.Olg)，平摊在称量瓶中。翻开称量瓶盖，放入预先通入枯燥氮气并105～110℃1.5h2h箱中取出称量瓶，马上盖上盖。在空气中放置约5min，然后放入枯燥器中，冷却到室)，称量〔。然后进展检查性枯燥，每次n，直到连续O.Olg2%以下时，不必进展检查性枯燥。结果计算测定结果按下式计算：Mt

m1100%m式中 Mt——煤样的全水分，%；m——煤样的质量，g：m1——煤样枯燥后减轻的质量，g。报告值要修正到小数点后一位。假设在运送过程中煤样的质量有损失，则可按下式求出补正后的煤样全水分：)m)M M 1(100Mt 1 m 1M1M11状况一并报告。B〔空气枯燥法〕方法提要称取肯定量的粒度小于6mm的煤样，在空气流中，于105～llO℃下枯燥到质量恒定，然后依据煤样的质量损失计算出水分的含量。仪器设备105～110℃范围内。A。A。A。A。测定步骤用预先枯燥并称量过〔称准至O.Olg〕的称量瓶快速称取粒度小于6mm的煤样10～12g(称准至O.Olg)，平摊在称量瓶中。翻开称量瓶盖，放入预先鼓风并已加热到105～110℃2h3h后，从枯燥箱中取出称量瓶，马上盖上盖。在空气中冷却约5min，然后放入枯燥器中，冷却至室温〔n，称量〔A结果计算A。C〔光波枯燥法〕测定原理〔即到达恒重〕或到达规定的加热次数〔时间，依据试样的质量损失计算出水分。光波枯燥法的特点均匀，水分蒸发速度快。②具有微波、光波两种加热方法，承受加热效率极高的光波管〔微波和光波先后加热波：20min，光波：40min极化，因此，简洁受热变成蒸气放出。④光波枯燥法不适合无烟煤和焦炭等导电性较强的试样。方法提要6mm生器的交变电场作用下，高速振动产生摩擦热，使水分快速蒸发。依据煤样枯燥后的质量损失计算全水分。仪器设备测定步骤按光波枯燥水分测定仪说明书进展预备和状态调整。称取粒度小于6mm的煤样10～12g(称准到O.Olg)，置于预先枯燥并称量过的称量瓶中，摊平。翻开称量瓶盖，后称量〔。假设仪器有自动称量装置，则不必取出称量。结果计算A含量。方法D 此法分为空气枯燥法的一步法和二步法。方法提要一步法：称取肯定量的粒度小于13mm的煤样，在空气流中、于105～110℃下枯燥到质量恒定，然后依据煤样的质量损失计算出全水分的含量。50℃的环境下枯燥，测定外在水分；再将煤样裂开到粒度小于6mm，在105～110℃下测定内在水分，然后计算出全水分含量。仪器设备①浅盘：由镀锌薄铁皮或铝板等耐腐蚀又耐热的材料制成，其规格应能容纳500glg/cm2500g。A。测定步骤一步法：用质量的枯燥、清洁的浅盘称取煤样500g(称准到0.5g)，并均匀地105～110℃的枯燥箱中，茌不断鼓风的条件hh。将浅盘取出，趁热称量〔g。然后进展30min0.5gAm〔%，平摊在浅盘中，在温0℃的环境下枯燥到质量恒定〔hg，称量〔gm5～0℃按下式计算出全水分百分含量。MtfM Mtf

100M100

fM

inh式中 Mt——煤样的全水分，%；Mf——煤样的外在水分，%；Minh——煤样的内在水分，%。四、空气枯燥煤样水分的测定空气枯燥煤样水分又叫空气枯燥基水分，有三种测定方法，其中方法A和方法BCAA(通氮枯燥法)方法提要105～llO量恒定。然后依据煤样的质量损失计算出水分的百分含量。试剂99.9%。②无水氯化钙：化学纯，粒状。③变色硅胶：工业用品。仪器设备①通氮枯燥箱：箱体严密，只有传统烘箱的1/4更快、保温性能更好、更节能，节能效率提高了25%；具有漏电和超温保护装置；有温度检测用端子接口；有自动开关通风口；40mm25mm，并带有严密的磨口盖。③枯燥器：内装枯燥剂〔变色硅胶或未潮解的块状无水氯化钙。O.OOOlg。100～lOOOmL/min。250mL，内装枯燥剂〔变色硅胶。分析步骤〔0.0002g〕0.2mm煤样(1±0.1)g，准确到0.0002g，平摊在称量瓶中。翻开称量瓶盖，放入预先通入枯燥〔n准到0.0002g)。然后进展检查性枯燥，每次30min，直到连续两次枯燥煤样质量的减2%以下时，不必进展检查性枯燥