【国家标准(GB)】 煤和焦炭中氮的测定方法 半微量蒸汽法

GB/T19227—2003
本标准与ISO/TS 11725-2:2002(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ISO/TS11725-2相比，主要差异如下：-水解管采用刚玉制；
一水解温度为1050℃；
-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GB/T476一2001《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GB/T476-2001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GB/T476-2001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。
GB/T19227—2003
GB/T476—2001《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ISO/TS11725-2《固体矿物半微量蒸汽法》，制定了本标准。燃料
氮的测定
1范围
煤和焦炭中氮的测定方法，
半微量蒸汽法
GB/T19227—2003
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1050℃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试剂和材料
3.1硼酸饱和溶液：将60g硼酸（GB628)溶于1L热水中，冷却静置24h后倾滤出清液。3.2氢氧化钠溶液：将250g氢氧化钠（GB629)溶于1L水中，冷却后备用。3.3碳酸钠纯度标准物质：GBW06101a，使用方法见标准物质证书。3.4氧化铝（Q/H01-0051-92）。3.5甲基红和亚甲基蓝混合指示剂：a）称取0.175g甲基红（HGB3040-59），研细，溶于50mL95%乙醇（GB679）中，存于棕色瓶。b）称取0.083g亚甲基蓝（HG3364），溶于50mL.95%乙醇中，存于棕色瓶。使用时将a)和b)按体积比1十1混合。混合指示剂的使用期不应超过1周。c）
6 硫酸标准溶液:c(
(号H,SO.)=0.02mol/L。
配制：用移液管吸取0.6mL硫酸（GB625)加人100mL预先加入10mL水的烧杯中，用玻璃棒搅拌均勾，冷却后，将溶液转入1000mL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，充分混合均勾后，备用。标定：称取0.02g（称准至0.0002g）预先在130℃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，加入50mL～60mL蒸馏水使之溶解，然后加人2滴～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c(mol/I)按公式(1)计算：m
C—0.053V
式中：
m—碳酸钠的质量，单位为克（g）；V——硫酸溶液用量，单位为毫升（mL）；NazCO：）的毫摩尔质量，单位为克每毫摩尔（g/mmol)。0.053——碳酸钠（
3.7气(GB/T4844.11995)：纯度高于99.8%。3.8石墨（Q/H82-0121-94）：化学纯。.(1)
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3.9变色硅胶（HG12-001-82)：化学纯。3.10硅酸铝棉：工业品。
4仪器设备
4.1分析天平：感量0.1mg。
4.2蒸汽法定氮装置：结构如图1所示。He
氨气流量计：
气体干燥塔；
翻胶帽；
T形玻璃管；
5-橡皮塞；
高温炉；
石英托盘；
水解管；
硅酸铝棉；
硅橡胶管；
缓冲球；
-蛇形冷凝器；
-吸收瓶；
套式加热器；
蒸馏瓶；
硅橡胶塞；
镍铬丝支架；
调温电炉；
平底烧瓶。
图1半微量蒸汽定氮试验装置
高温炉：能加热到1200℃以上，有80mm～100mm的恒温区，配有自动控温装置。4.2.1
4.2.2水解管：刚玉制，异径，能耐温1200℃以上。全长670mm，细径部分长40mm，粗径22mm，细径7 mm。
4.2.3冷凝管：蛇形。长300mm，粗端直径20mm，细端直径7mm。4.2.4蒸馏瓶：500mL。
4.2.5水蒸汽发生装置：由1000mL平底烧瓶和可调压电炉（1kW，0V~220V连续可调）构成。2
4.2.6吸收瓶：容量约250mL锥形瓶。4.2.7氮气流量计：测量范围为(0～100）mL/min。4.2.8气体干燥塔：容量约250mL。4.2.9套式加热器：功率1000W，功率可调。4.3石英或刚玉托盘：长90mm，宽15mm，高15mm，耐温1200℃以上。4.4瓷舟：长77mm，宽10mm，高10mm，耐温1200℃以上。4.5微量滴定管：10mL，分度值0.05mL。5试验准备
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5.1水解管的填充：先将1mm～3mm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 mm～3mm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1050℃并保温10min后，按常规恒温区测定方法，测定在（1050℃士5℃）的温度区域，记下恒温区位置。
5.3450℃～500℃和750℃～800℃区域测定：按5.2方法测定450℃～500℃和750℃～800℃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℃～200℃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125℃时，调节控温旋钮，使温度保持在125℃土5℃约30 min，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30min馏出（100～120）mL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，调节氨气流量为50mL/min。6.2从蒸馏瓶侧管管口加人氢氧化钠溶液（3.2）约150mL，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125℃土5℃。注：氢氧化钠溶液每天更换一次。6.3当温度升到500℃左右时，通人水蒸气，水解炉炉温达到1050℃后，空蒸30min6.4称取空气干燥煤样0.1g（称准到0.0002g），与0.5g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（0.3g～0.5g）。6.5在吸收瓶中加人20mL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450℃~～500℃区域，停留5min，然后推到750℃～800℃区域，停留5min，最后推到1050℃恒温区，停留 25 min。
6.7取下吸收瓶并用水冲洗硼酸溶液中的玻璃管内、外，洗液收入吸收瓶中。6.8试验结束后，停止通人氨气和水蒸气，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）30min或待锥形瓶内馏出物体积达到100mL～150mL后，再进行正式试验。6.10试验结束后，关冷凝水、氨氮气，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。GB/T 19227—2003
7空白试验
7.1更换试剂或仪器设备后，应进行空白试验7.2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Nad（%)按公式(2)计算：Na = 0. 014c(V-Vo)×100
式中：
试样测定消耗的硫酸标准溶液体积，单位为毫升(mL）；空白试验消耗的硫酸标准溶液体积，单位为毫升（mL）；硫酸标准溶液的浓度，单位为摩尔每升（mol/L）；—一试样质量，单位为克(g)；
0.014—---氮的毫摩尔质量，单位为克每毫摩尔（g/mmol)。9方法精密度
氮测定的重复性限和再现性临界差如表1规定：表1氮测定的精密度
重复性限（N.a)/%
10试验报告
试验报告应包含下列信息：
试样编号；
依据标准；
使用方法；
结果计算；
与标准的偏离；
试验中观察到的异常现象；Www.bzxZ.net
试验日期。
再现性临界差(Na)/%
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