① 怎樣檢測煤的碳含量
回答即可得2分,回答被採納則獲得懸賞分以及獎勵20分1、煤的含碳量和爐渣的含碳量是不一樣的,煤的含碳量有工業分析的固定碳和元素分析的碳,因為煤中有揮發分。
2、爐渣中碳的測量比較簡單,如是干爐渣,先秤重 ,記下重量,放到加熱爐中加熱一定時間(溫度要到900度),然後再秤重,失去的重量就是碳的含量。
3、如渣有水分,先烘乾,就是加熱到105度一定時間,然後進行上面2中所說。
② 鍋爐灰渣碳含量怎樣測量!
採用定碳儀來測量
檢測原理:稱量鍋爐灰渣m克,利用碳的氧化反應,讓鍋爐灰渣在富氧條件下燃燒,則灰渣中的C全部變成CO2,然後利用碳酸鉀溶液吸收CO2,根據所吸收前後的體積差(CO2的體積),可換算成CO2的質量,繼續換算成C的質量,則可算出碳含量。
③ 碳、氫的測定
73.11.1.1 重量法
方法提要
一定量煤樣在氧氣流中燃燒,煤中碳生成二氧化碳、氫生成水。生成的二氧化碳和水分別被二氧化碳吸收劑和吸水劑吸收,根據吸收劑的增量,計算煤中碳、氫含量。煤樣中硫和氯對碳測定的干擾,在三節爐法中分別用鉻酸鉛和卷狀銀絲除去,在二節爐法中用高錳酸銀熱分解產物除去; 氮 (氮氧化合物) 對碳測定的干擾,由粒狀二氧化錳除去。
反應方程式如下。
燃燒反應:
岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術
對CO2和H2O的吸收反應:
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排除硫、氯、氮對測定干擾的反應:
三節爐法中,在燃燒管內用鉻酸鉛脫除硫的氧化物,用卷裝銀絲脫氧: 二節爐法中,用高錳酸銀熱分解產物脫除硫和氯:
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在燃燒管外部,用粒狀二氧化錳除去氮氧化物:
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儀器
碳氫測定裝置 見圖73.34。
碳氫測定裝置主要由燃燒系統、凈化系統和吸收系統 3 部分組成。
燃燒系統為一個三節爐或二節爐,爐內徑 35mm,內有一燃燒管,管內裝燃燒舟。
三節爐 第一節長 230mm,可加熱到 (850 ± 10) ℃,能沿水平方向移動; 第二節長330~ 350mm,可加熱到 (800 ± 10) ℃ ; 第三節長 130~ 150mm,可加熱到 (600 ± 10) ℃ 。
兩節爐 第一節長 230mm,可加熱到 (850 ± 10) ℃,能沿水平方向移動; 第二節長130~ 150mm,可加熱到 (500 ± 10) ℃ 。
燃燒管 素瓷、石英、剛玉或不銹鋼製品,長 1100~1200mm (三節爐用) 或 800mm(兩節爐用) ,內徑 20~ 22mm,壁厚約 2mm。
燃燒舟 長約 80mm,素瓷、剛玉或石英製品。
凈化系統包括兩個乾燥塔 (容積 500mL) 和一個流量計 (測量范圍 0~150mL/min) 。
吸收系統包括 1 個吸水管、1 個除氮管和 2 個二氧化碳吸收管。
帶磨口塞的玻璃管 (圖73.35) 或小型乾燥器 (不裝乾燥劑) 。
氣泡計 容量約 10mL (圖73.36) 。
橡膠帽 (圖73.37) 或橡膠塞、銅接頭。
圖73.34 碳氫測定裝置示意圖
圖73.35 玻帶磨口塞的玻璃管(數字單位 mm)
圖73.36 氣泡計(數字單位 mm)
圖73.37 橡膠帽(數字單位 mm)
試劑
鹼石棉 粒度1~2mm; 或鹼石灰,粒度0.5~2mm; 或粒狀氫氧化鈣,粒度1~3mm。
無水氯化鈣 粒度 2~5mm; 或無水高氯酸鎂,粒度 1~3mm。
氧化銅 線狀,長約 5mm。
鉻酸鉛 粒度 1~4mm。
卷狀銀絲 絲直徑約 0.25mm。
卷狀銅絲 絲直徑約 0.5mm。
氧氣 不含氫。
硫酸。
三氧化鎢。
二氧化碳鋼瓶裝氣體。
粒狀二氧化錳稱取25gMnSO4·5H2O溶於500mL水中。另稱16.4gKMnO4溶於300mL水中。把兩種溶液都加熱到50~60℃。將高錳酸鉀溶液慢慢注入硫酸錳溶液中,並劇烈攪拌。加入10mL(1+1)H2SO4,再將溶液加熱到70~80℃,繼續攪拌5min,停止加熱,靜置2~3h。用熱水以傾瀉法洗到中性。將沉澱移到漏斗過濾,然後在150℃下烘乾(約2~3h),得到褐色疏鬆狀的二氧化錳。小心破碎和過篩,取粒度0.5~2mm的顆粒備用。
氧化氮指示膠在瓷蒸發皿中將小於2mm的40g無色硅膠和30mLHCl攪拌均勻。在砂浴上蒸發多餘的鹽酸直到看不見明顯的蒸氣逸出為止。然後把硅膠粒浸入30mL100g/LKSCN溶液中,攪拌均勻後取出烘乾。再把它浸入30mL2g/L雷伏奴耳(乳酸-6,9二氨基-2乙氧基吖啶)溶液中,攪拌均勻後取出,用黑紙包好烘乾,放在深色瓶中置於暗處備用。
高錳酸銀熱分解產物稱取100gKMnO4溶於2L沸水中。取107.5g的AgNO3溶於約50mL水中,然後在不斷攪拌下緩緩注入沸騰的高錳酸鉀溶液中,靜置過夜後得到有光澤的深紫色結晶。用水洗滌數次,在60~80℃下乾燥1h。將晶體一小份一小份地放在瓷皿中,在電爐上緩緩加熱到驟然分解,得到銀灰色疏鬆產物,收集在磨口瓶中備用。未分解的高錳酸銀不宜大量貯存,以免受熱分解引起爆炸。
試驗准備
1)測定裝置的填充和連接。將測定裝置各部件和容器依次連接,燃燒管兩端用耐熱橡膠帽或橡膠塞、銅接頭連接。
氧氣凈化系統包括兩個氣體乾燥塔。一個氣體乾燥塔下部(約1/3)裝鹼石棉或鹼石灰,上部(約2/3)裝無水氯化鈣或無水高氯酸鎂;另一個裝無水氯化鈣或無水高氯酸鎂。凈化劑經70~100次測定後,應檢查並進行必要的更換。氧氣由帶有氧氣吸入器的氧氣鋼瓶供給。為指示氧氣流量,在兩個乾燥塔之間連接一個氧氣流量計。
吸收系統由4個U型管組成,依次為吸水管(內裝無水氯化鈣或無水高氯酸鎂)、除氮管(採用直徑15mm、裝試劑部分高120mm的大U型管,前1/2裝二氧化錳,後1/2裝無水氯化鈣或無水高氯酸鎂)和2個二氧化碳吸收管(前2/3裝鹼石棉或鹼石灰,後1/3裝無水氯化鈣或無水高氯酸鎂)。各U型管磨口塞處塗少許真空硅脂。吸收系統的末端連接一個空U型管(防止硫酸倒吸)和一個裝有濃硫酸的氣泡計。
用作吸水劑的無水氯化鈣如果含有鹼性物質,應先用二氧化碳飽和,並除去過剩的二氧化碳。處理方法:把無水氯化鈣破碎到需要的粒度(如果氧化鈣在保存或破碎過程中已吸水,可放到高溫爐中在300℃下灼熱1h)裝入氣體乾燥塔內(可串聯若干個),緩慢通入乾燥的二氧化碳氣(由啟普氏氣體發生器或由帶有減壓裝置的二氧化碳鋼瓶供給)3~4h,然後關閉乾燥塔,放置過夜。通入不含二氧化碳的乾燥空氣,將過剩的二氧化碳去除。處理後的無水氯化鈣放入嚴密的容器中貯存。市售分析純無水氯化鈣的鹼性物質(氫氧化鈣)含量小於0.02%的,可不進行處理。
出現下列現象時,應更換U型管中的試劑:U形管中的無水氯化鈣開始溶化並阻礙氣體暢通;第二個二氧化碳吸收管一次質量增加達50mg時,應更換第一個吸收管中的二氧化碳吸收劑;二氧化錳一般使用50次左右應進行檢查或更換。檢查方法:將氧化氮指示膠裝在玻璃管中,兩端用棉花堵上,接在除氮管後面,或將指示膠少許放在二氧化碳吸收管的進氣端棉花處。燃燒煤樣,如果指示膠由草綠色變成血紅色,表示應更換二氧化錳。
上述 U 型管更換試劑後,應以 120mL/min 流量通氧氣,質量恆定後方能使用。
燃燒系統燃燒管按下述方式充填: 三節爐用燃燒管充填 (圖73.38) ,首先製成 3 個長 30mm 和 1 個長 100mm 的卷裝銅絲,直徑略小於燃燒管的內徑,以便能自由推入管內並與管壁保持盡可能小的間距。100mm 長的卷裝銅絲二端帶一個粗銅絲製成的環或鉤,以便由管中取出或放入。製成的卷裝銅絲應在高溫爐中於 800℃下灼燒 1h。燃燒管出氣端起,先留出約 50mm 空間,然後依次填充 30mm 卷狀銀絲、30mm 卷裝銅絲、130~150mm(與第三節電爐長度一致) 鉻酸鉛 (如用石英管,應該用銅片把鉻酸鉛與管壁隔開) 、30mm 卷裝銅絲、330~ 350mm (與第二節電爐長度一致) 線狀氧化銅、30mm 卷裝銅絲、310mm 空間 (與第一節電爐加上燃燒舟的長度相等) 和 100mm 卷裝銅絲。燃燒管兩端裝橡皮帽或橡皮塞,以便分別同凈化系統和吸收系統連通。橡皮帽或橡皮塞使用前應預先在105~ 110℃ 烘烤 8h。燃燒管中的充填物 (氧化銅、鉻酸鉛和卷裝銀絲) 經 70~ 100 次測定後應檢查和更換。
氧化銅用孔徑 1mm 篩篩去粉末後即可再用。鉻酸鉛可用 50g/L NaOH 熱鹼液浸泡,然後用水洗凈鹼液,烘乾,在 500~ 600℃ 下灼燒至少 30min,即可再用。卷裝銀絲用NH4OH 浸 5min 後,在水中煮沸 5min,用水沖洗後烘乾,可再用。
圖73.38 三節爐燃燒管的充填方式示意圖
兩節爐用燃燒管充填 (圖73.39) ,首先制 1 個長 100mm、兩個長 10mm 的卷裝銅絲,再用 100 目銅絲布剪成直徑與燃燒管匹配的圓形片 3~4 個 (防止高錳酸銀熱解產物被帶出) 。
圖73.39 二節爐燃燒管的充填方式示意圖
2) 爐溫校正。將工作熱電偶插入三節電爐的熱電偶孔內,使熱端稍進入爐膛內,冷端與高溫表連接。將爐溫升到規定溫度,保溫 1h。然後將標准熱電偶熱端沿燃燒管軸向依次插至燃燒管中對應第一、第二和第三節爐的中心處 (注意,勿使熱電偶與燃燒管壁接觸) 。根據標准熱電偶指示,調節相應電爐控制器,使爐溫達到規定溫度,恆溫 5min後記下相應工作熱電偶的溫度讀數。在日常測定中,即以此為准進行溫度控制。
3) 空白試驗。將裝置連接後,通電升溫並以 120mL / min 流量通氧氣,檢查整個系統的氣密性,直到各部分都不漏氣為止。在升溫過程中,將第一節電爐往返移動數次,通氣20min 左右。取下吸收系統,關閉各 U 形管磨口塞,用絨布擦凈,在天平旁放置 10min 後稱量。第一節爐達到並保持在 (850 ±10) ℃,第二節爐達到並保持在 (800 ± 10) ℃,第三節爐達到並保持在 (600 ±10) ℃ 時,開始做空白試驗。將第一節爐移至緊靠第二節爐,接上已稱量過的吸收系統並接通氧氣。在燃燒舟中放入三氧化鎢 (質量盡可能與日常測定時一致) 。打開橡皮塞,取出卷裝銅絲,將裝有三氧化鎢的燃燒舟推到第一節爐入口處。塞緊橡膠塞,調節氧氣流量為 120mL/min。移動第一節爐,使燃燒舟位於第一節爐中心處。通氣 23min,將第一節爐移回原位; 2min 後取下吸收管,用絨布擦凈,在天平旁放置 10min 後稱量。水分吸收管的增加量就是空白值。重復上述空白試驗,直到連續兩次所得空白值相差不超過 0.0010g 、除氮 U 型管和二氧化碳吸收管最後一次質量變化不超過0.0005g 時為止。取最後兩次空白值的平均值作為當天空白值。負壓供氧時,應先關閉靠近硫酸氣泡計的 U 型管,再依次關閉其他 U 型管,然後取下。
做空白試驗前,應先確定燃燒管的位置,使出口端溫度盡可能高而又不會使橡膠帽或橡膠塞受熱分解。若空白值不易達到穩定,可適當調節燃燒管的位置。
分析步驟
1) 三節爐法分析步驟。將第一節爐溫度控制在 (850 ± 10) ℃ ,第二節的爐溫控制在(800 ± 10) ℃,第三節的爐溫控制在 (600 ± 10) ℃,並使第一節爐緊靠第二節爐。
在預先灼燒過的燃燒舟中稱取 0.2g (精確至 0.0001g) 粒度小於 0.2mm 的空氣乾燥煤樣均勻鋪平。在煤樣上鋪一層三氧化鎢。若不立即測定,可把燃燒舟暫時存放在專用的磨口玻璃管或不加乾燥劑的乾燥器內。
將已恆量的吸收系統 U 型管磨口塞旋開後,接上燃燒系統,以每分鍾 120mL 的流量通入氧氣。打開入口端的橡膠塞,取出卷裝銅絲。若燃燒管內有瓷舟,用鎳鉻絲鉤取出。將盛有煤樣的燃燒舟迅速放入燃燒管中,用推棒推入,使瓷舟前端剛好在第一節爐口,將卷裝銅絲放在燃燒舟後面,塞上橡膠塞。通入氧氣,流量保持在 120mL/min。隔 1min,移動第一節爐,使燃燒舟的一半進入爐口; 過 2min,移動爐子,使燃燒舟全部進入爐口;再過 2min,再移動爐子,使燃燒舟位於爐子中心處。保溫 18min 後,把第一節爐移回原位。2min 後,拆下吸收系統的 U 型管並關閉其磨口塞,用絨布擦凈,在天平旁放置 10min後稱量 (除氮 U 型管不必稱量) 。
2) 二節爐法分析步驟。在這種情況下,第一節爐溫控制在 (850 ± 10) ℃ ,第二節爐溫控制在 (500 ±10) ℃,並使第一節爐緊靠第二節爐,每次空白試驗時間為 20min,燃燒舟在爐中心位置保溫時間為 13min。其他操作與三節爐法時相同。
3) 測定裝置和操作技術可靠性檢查。稱取約 0.2g 標准煤樣,按規定步驟操作,若實測值與標准值的差值在規定的不確定度內,表明裝置和操作正常。否則,需查明原因,徹底糾正後才能進行正式測定。
按下式計算空氣乾燥煤樣的碳、氫含量:
岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術
式中:Cad為空氣乾燥煤樣中碳的質量分數,%;Had為空氣乾燥煤樣氫的質量分數,%;m為空氣乾燥煤樣的質量,g;m1為二氧化碳吸收管的增量,g;m2為水分吸收管的增量,g;m3為空白值,g;0.2729為由二氧化碳換算成碳的因數;0.1119為由水換算成氫的因數;Mad為空氣乾燥煤樣的水分的質量分數。
碳酸鹽二氧化碳含量大於2%時,則:
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式中:w(CO2,ad)為空氣乾燥煤樣的碳酸鹽二氧化碳的質量分數。
73.11.1.2 電量-重量法
方法提要
一定量煤樣在氧氣流中燃燒,生成的水與五氧化二磷反應生成偏磷酸,電解偏磷酸,根據電解所消耗的電量,計算煤中氫含量;生成的二氧化碳以二氧化碳吸收劑吸收,由吸收劑的增量,計算煤中碳含量。煤樣燃燒後生成的硫氧化物和氯用高錳酸銀熱解產物除去,氮氧化物用粒狀二氧化錳除去,以消除它們對碳測定的干擾。方法適用於褐煤、煙煤和無煙煤碳、氫的測定。
儀器裝置
電量-重量法碳氫測定儀(圖73.40)由氧氣凈化系統、燃燒裝置、鉑-五氧化二磷電解池、電量積分器和吸收系統等構成。
圖73.40 電量-重量法碳氫測定儀示意圖
氧氣凈化系統 凈化爐,長約 300mm,爐外徑約 100mm,爐膛直徑約 25mm 的管式電爐,可控溫 (800 ± 10) ℃。凈化管,長約 500mm,外徑約 22mm 的石英管或素瓷管。氣體乾燥管,3 個,容量約 150mL 的玻璃管。氧氣流量計,測量范圍 0~150mL/min。
燃燒裝置 燃燒爐和催化爐,長約 450mm,爐外徑約 100mm,爐膛直徑約 25mm 連成一體的二節管式爐,其中催化段長約 150mm,可控溫在 (300 ± 10) ℃,燃燒段長約300mm,可控溫在 (850 ± 10) ℃ 。
燃燒管 總長約 650mm,一端外徑約 22mm、內徑約 19mm、長約 610mm,距管口約100mm 處接有外徑約 8mm、內徑約 6mm、長約 50mm 的支管; 另一端外徑約 7mm、內徑約 3mm、長約 40mm 的異徑石英管 (圖73.41) 。
圖73.41 燃燒管示意圖(數字單位 mm)
燃燒舟 長 70~77mm 瓷舟。新舟使用前應在約 850℃下灼燒 2h。
帶推棒的橡皮塞 (圖73.42) 由鎳鉻絲推棒1 (直徑約2mm,長約700mm,一端捲成直徑約 10mm 的圓環) 、翻膠帽 2、硅橡膠管 3 (內徑約 6mm,外徑約 11mm) 、玻璃管 5(外徑約 7mm,長約 60mm) 、橡皮塞 4 等組成。在橡皮塞上打一直徑約 6mm 的孔,將玻璃管的一端穿過孔並伸出約 2mm; 玻璃管的另一端通過硅橡膠管與翻膠帽緊密連接,在翻膠帽的正中穿一小孔,使鎳鉻絲推棒的一端通過玻璃管後由翻膠帽上的小孔穿出。
圖73.42 帶推棒的橡皮塞示意圖
鎳鉻絲鉤 直徑約 2mm,長約 700mm,一端彎成小鉤。
硅橡膠管 內徑約 5mm,外徑約 9mm。
聚氯乙烯軟管或聚四氟乙烯管 內徑約 6mm,外徑約 8mm。
電解池 長約100mm、外徑約8mm、內徑約5mm 的專用電解池 (圖73.43) ,鉑絲間距約 0.3mm,池內表面塗有五氧化二磷。電解池外有外徑約 50mm、內徑 9~10mm、長約80mm 的冷卻水套。
電量積分器 電解電流 50~700mA 范圍內積分線性誤差小於 ±0.1%; 配有 4 位數字顯示器,數字顯示精確到 0.001mg 氫。
吸收系統 除氮 U 型管,直徑約 15mm 的 U 型管,內裝粒狀二氧化錳,裝試劑部分高 100~120mm,兩端堵以硅酸鋁棉。吸水 U 型管,直徑約 15mm 的 U 型管,內裝無水高氯酸鎂或無水氧化鈣,裝試劑部分高 100~120mm。吸收二氧化碳 U 型管,2 個,直徑約15mm 的 U 型管,4 /5 裝鹼石棉,1 /5 裝無水高氯酸鎂或無水氯化鈣,裝試劑部分高 100~120mm。氣泡計,容量約 10mL,內盛少許硫酸。
圖73.43 Pt-P2O5電解池示意圖
帶磨口的玻璃管或小型乾燥器 (不放乾燥劑) 。
試劑
鹼石棉 化學純,粒度 1~2mm; 或鹼石灰,化學純,粒度 0.5~2mm。
無水氯化鈣 粒度 2~5mm。
無水高氯酸鎂 粒度 1~3mm。
氧化銅 線狀 (長約 5mm) 。
三氧化鎢。
粒狀二氧化錳 製法與 73.11.1.1 相同。
高錳酸銀熱分解產物 製法與 73.11.1.1 相同。
真空硅脂。
變色硅膠 化學純。
硅酸鋁棉 工業品。
硫酸。
無水乙醇。
塗液 磷酸與丙酮以 (3 +7) 比例混和。
氧氣 氧氣鋼瓶需配有可調節流量的帶減壓閥的壓力表(可使用醫用氧氣吸入器) 。
測定準備
1) 凈化系統各容器的充填和連接。凈化管內充填線狀氧化銅,裝填部分長約280mm,兩端堵以硅酸鋁棉。3 個氣體乾燥管內按氧氣流入方向依次充填變色硅膠、鹼石棉和無水高氯酸鎂。按順序將凈化系統各容器連接好。
2) 燃燒管的填充和安裝。在燃燒管細頸端先充填約 10mm 硅酸鋁棉,然後填入約100mm 高錳酸銀熱解產物,最後再充填約 10mm 硅酸鋁棉。將帶推棒的橡皮塞塞住燃燒管入口端並將燃燒管放入燃燒爐內,使裝填部分的位置在催化段。
3) 電解池塗膜及五氧化二磷膜的生成。先用外徑約 5mm 的軟毛刷和洗滌劑清洗電解池內壁,然後依次用自來水、蒸餾水沖洗,最後用丙酮或無水乙醇清洗並用熱風吹乾。此時,電解池兩鉑極間電阻應為無窮大。
將電解池前端向上豎起,從前端滴入塗液。塗液沿池內壁流下,當塗液流到池體 1/3處時,立即倒轉電解池,使多餘的塗液流出,並用濾紙拭凈池口。邊轉動電解池,邊用冷風吹至無丙酮氣味。以同樣方法塗液 3 次,但第2 次使塗液流到池體的2/3 處時,倒出多餘塗液; 第 3 次使塗液流到距池體尾端約 10mm 處時,倒出多餘的塗液。
接通氧氣,調節氧氣流量約為 80mL/min。用硅橡膠管將塗液後的電解池與燃燒管細頸埠對口連接。裝好電解池冷卻水套,通入冷卻水,將電解池兩電極與電解電源引線相接。選擇 10V 電壓,啟動電解,每隔 3min 改變電解電源極性 1 次,直至電解終點。選擇24V 電壓啟動電解,直至電解終點; 改變電解電源極性,啟動電解,至電解終點。如此重復 4~5 次,五氧化二磷膜形成完畢; 或按塗膜鍵自動塗膜。
4) 吸收系統各容器的充填和連接。把按要求准備的吸收系統各容器按順序連接好,氧氣凈化系統與燃燒管間以聚氯乙烯軟管或聚四氟乙烯管連接,電解池與 U 型管及 U 型管與 U 型管間均以硅橡膠管連接。當出現下列現象時,應更換 U 型管中試劑,或清洗電解池: 某次試驗後,第 2 個吸收二氧化碳 U 型管的質量增加 50mg 以上時,應更換第 1 個U 型管; 二氧化錳、無水高氯酸鎂或無水氯化鈣一般使用約 100 次應更換。電解池使用100 次左右或發現電解池有拖尾等現象時,應清洗電解池,重新塗膜。
5) 測定儀整個系統的氣密性檢查。將儀器按圖73.40 所示連接好。將所有 U 型管磨口塞旋開,與儀器相連,接通氧氣下調節氧氣流量約為 80mL/min。然後關閉靠近氣泡計處 U 型管磨口塞,此時若氧氣流量降至 20mL/min 以下,表明整個系統氣密; 否則,應逐個檢查 U 型管的各個磨口塞,查出漏氣處,予以解決。氣密性檢查時間不宜過長,以免 U型管磨口塞因系統壓力過大而彈開。
6) 測定儀可靠性的檢驗。為了檢查測定儀是否可靠,可稱取 0.070~ 0.075g 標准煤樣 (精確至 0.0001g) 進行碳、氫測定。如果實測的碳、氫值與標准值的差值不超過標准煤樣規定的不確定度,並且無明顯系統偏差,表明測定儀可用,否則需查明原因並糾正後才能進行正式測定。
分析步驟
選定電解電源極性 (每天應互換 1 次) ,通入氧氣並將流量調節約為 80mL/min,接通冷卻水,通電升溫。升溫同時,接上吸收二氧化碳 U 型管 (應先將 U 型管磨口塞開啟)和氣泡計,使氧氣流量保持約 80mL/min,按下電解鍵 (或預處理鍵) 至終點。然後,每隔 2~3min 按一次電解鍵 (或預處理鍵) 。10min 後取下吸收二氧化碳 U 型管,關閉所有U 型管磨口塞,在天平旁放置 10min 左右,稱量。然後再與系統相連,重復上述試驗,直到兩個吸收二氧化碳 U 型管質量變化不超過 0.0005g 為止。
將燃燒爐、凈化爐和催化爐溫度控制在指定溫度。將煤樣以轉瓶法混和均勻,在預先灼燒過的燃燒舟中稱取 0.070~0.075g (精確至 0.0001g) 粒度小於 0.2mm 的空氣乾燥煤樣,並均勻鋪平。在煤樣上蓋一層三氧化鎢。如不立即測定,可把燃燒舟暫存入不帶乾燥劑的密閉容器中。
接上質量恆定的吸收二氧化碳 U 型管,保持氧氣流量約 80mL/min,啟動電解至電解終點。打開帶有鎳鉻絲推棒的橡皮塞,迅速將燃燒舟放入燃燒管入口端,塞上帶推棒的橡皮塞,將氫積分值和時間計數器清零。用推棒推動燃燒舟,使其一半進入燃燒爐口。煤樣燃燒後 (一般 30s) ,按電解鍵 (或測定鍵) ,當煤樣燃燒平穩,將全舟推入爐口,停留2min 左右,再將燃燒舟推入高溫帶並立即拉回推棒 (不要讓推棒紅熱部分拉到近橡皮塞處,以免使橡皮塞過熱分解) 。約 10min 後 (電解達到終點,否則需適當延長時間) ,取下吸收二氧化碳 U 型管,關閉其磨口塞,在天平旁放置約10min 後稱量。第2 個吸收二氧化碳 U 形管質量變化小於 0.0005g,計算時忽略。記錄電量積分器顯示的氫的質量 (mg) 。打開帶推棒的橡皮塞,用鎳鉻絲鉤取出燃燒舟,塞上帶推棒的橡皮塞。
空白值的測定。氫空白值的測定可與吸收二氧化碳 U 型管的恆量試驗同時進行,也可在碳氫測定之後進行。在燃燒爐、凈化爐和催化爐達到指定溫度後,保持氧氣流量約為80mL / min,啟動電解到終點。在一個預先灼燒過的燃燒舟中加入三氧化鎢 (數量與煤樣分析時相當) ,打開帶推棒的橡皮塞,放入燃燒舟,塞緊橡皮塞。將氫積分值和時間計數清零。用推棒直接將燃燒舟推到高溫帶,立即拉回推棒。按空白鍵或9min 後按下電解鍵。到達電解終點後,記錄電量積分器顯示的氫質量 (mg) 。重復上述操作,直至相鄰兩次空白測定值相差不超過 0.050mg,取這兩次測定的平均值作為當天氫的空白值。
對於微計算機控制的測定儀可按照說明書規定的方法操作。
按下式計算空氣乾燥基煤樣的碳氫含量:
岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術
式中:Cad為空氣乾燥煤樣中碳的質量分數,%;Had為空氣乾燥煤樣中氫的質量分數,%;m為空氣乾燥煤樣的質量,g;m1為吸收二氧化碳U型管的增量,g;m2為電量積分器顯示的氫值,mg;m3為電量積分器顯示的氫空白值,mg;0.2729為將二氧化碳換算成碳的因數;0.1119為將水換算成氫的因數;Mad為空氣乾燥煤樣水分的質量分數。
當需要測定有機碳時,按式(73.71)計算有機碳的含量。
④ 怎麼檢測鋼鐵的含碳量能不能在實驗室里進行檢測
檢測鋼鐵中的含碳量方法很多,其中最簡單且中學生能理解的就是:
將一定量的鋼鐵在足量的氧氣中高溫燃燒,其中的碳元素全部轉化為CO2,用KOH溶液吸收CO2,而測量出CO2的體積,再計算其質量,然後計算鋼鐵中碳的質量分數
在中學實驗室里,無法進行這樣的檢測,因為該法需要大量氧氣、需要高溫爐
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⑤ 怎樣用金相法測定鋼的含碳量
1、可以用這種方法粗虐估計碳鋼的碳含量,但金相法測定鋼的含碳量准確度肯定精度不高。
2、碳鋼共析點含碳量為0.71%,此時材料的全部組織為珠光體,隨著碳含量的降低,鐵素體含量增加,珠光體含量減少,當碳含量為0時,全部組織為鐵素體。由此可估算碳含量。
⑥ 總有機碳的測定
總碳(totalcarbon,TC),水中存在的有機碳、無機碳和元素碳的碳總含量。
總無機碳(total inorganic carbon,TC),水中存在的元素碳、總二氯化碳、一氧化碳、碳化物、氰酸鹽、氰化物和硫氰酸鹽的碳含量。
總有機碳(total organic carbon,TOC),水中存在的溶解性和懸浮性有機碳的碳含量。
溶解性有機碳(dissoluble organic carbon,DOC),水中存在的可以通過0.45μm孔徑濾膜的有機物的碳含量。
除了有機碳,水樣可能含二氧化碳(CO2)和CO2-3。測定前,用不含二氧化碳(CO2)及有機物的氣體吹脫酸化的水樣,以去除無機碳。或者測定總碳(TC)和總二氧化碳(CO2),再以總碳減去總二氧化碳(CO2),算出有機碳含量。此法最適合於總二氧化碳(CO2)小於總有機碳的水樣。
易揮發的有機物,如苯、甲苯、環己烷和三氯甲烷可能在吹脫二氧化碳(CO2)過程中逸出。因此,應分別測定這些化合物的總有機碳,或採用差值法計算。
當元素碳微粒(煤煙)、碳化物、氰化物、氰酸鹽和硫氰鹽存在時,可與有機碳同時測定。
方法提要
向水樣中加入適當的氧化劑,或紫外催化(TiO2)等,使水中有機碳轉為二氧化碳。無機碳經酸化和吹脫被除去,或單獨測定。生成的二氧化碳(CO2)可直接測定,或還原為CH4再測定。二氧化碳(CO2)的測定方法包括:非色散紅外光譜法、滴定法(在非水溶液中)、熱導池檢測器(TCD)、電導滴定法、電量滴定法、二氧化碳(CO2)敏感電極法和把二氧化碳(CO2)還原為CH4後火焰離子化檢測器法。
儀器和裝置
有機碳測定儀。
試劑和材料
純水實驗用水的要求應符合表82.1。
表82.1 總有機碳測定稀釋水的要求
磷酸(0.5mol/L)。
鄰苯二甲酸氫鉀標准儲備溶液ρ(有機碳,C)=1000mg/L稱取在不超過120℃乾燥2h的鄰苯二甲酸氫鉀2.1254g溶於適量純水中,移入1000mL容量瓶中,加水稀釋至刻度,搖勻。此溶液貯存於冰箱內,可穩定2個月。
鄰苯二甲酸氫鉀標准溶液ρ(有機碳,C)=100mg/L吸取100mL鄰苯二甲酸氫鉀標准儲備溶液於1000mL容量瓶內,加純水至刻度,搖勻,此溶液在冰箱內存放,可穩定約1周。
碳酸鈉、重碳酸鈉標准溶液ρ(無機碳,C)=1000mg/L稱取285℃乾燥1h的碳酸鈉(Na2CO3)4.4122g溶於少量純水,倒入1000mL容量瓶中,加純水至500mL左右,加入經硅膠乾燥的分析純NaHCO33.4970g振盪溶解後,加純水至刻度,搖勻。此溶液在室溫下穩定。
載氣氮氣或氧氣(>99.99%)。
校準曲線
吸取1.00mL、2.00mL、5.00mL、10.00mL、25.00mL鄰苯二甲酸氫鉀標准儲備溶液分別移入100mL容量瓶內,加水至刻度,搖勻。在有機碳測定儀上測定各標准溶液和空白樣。以總有機碳的質量濃度(mg/L)對儀器的響應值繪制校準曲線。
分析步驟
水樣經振盪均勻後再進行測定,如振盪後仍不能得到均勻的樣品,應使之均化。
分析前應去除水樣中存在的二氧化碳(CO2)。把試樣的總有機碳含量調節至儀器的工作范圍內,直接進行測定。水樣中易揮發性在機物的逸失應降至最低程度,應經常控制系統避免泄漏。測定的響應值在校準曲線上查得水樣中總有機碳的質量濃度(mg/L)。
用復測標准溶液對分析過程進行檢驗,提供校正值。容許的偏差為:1~10mg/L有機碳,±10%;大於100mg/L有機碳,±5%。
若出現超差,應檢查其來源:
1)儀器裝置中的故障(例如,氧化系統或檢測系統發生故障、泄漏差)。
2)試劑濃度改變。
3)系統被污染、溫度和氣體調節方面的錯誤。
為了證實測定系統的氧化效率,應盡可能採用氧化性能類似,能代替鄰苯二甲酸氫鉀的試劑進行驗證。整個測量系統應每周校核一次。
⑦ 如何測量碳排放量
碳排放量,對應的專業術語叫做碳通量(既包括碳排放和碳吸收)。本答案中除了討論碳排放,還討論了碳吸收。這是因為如果作為一個排放主體,如果還參與了植樹造林之類的減排工程,也是可以抵扣碳排放額度的。碳吸收的測算問題同樣重要。
碳通量目前主流的計算方法分兩種,一種叫「自下而上(bottom-up)」的方法,一種叫「自上而下(top-down)」的方法
「自下而上」的方法把碳通量分成主要兩部分:人為活動,生態系統活動
人類活動包括化石燃料燃燒等,涵蓋了汽車尾氣等,主要通過統計數據計算得到,即根據一個地區的燃料消費量,結合各種燃料燃燒的效率計算排放的碳量。具體來說就是根據國家統計局的地區石油、煤、天然氣……的消費量,結合經驗公式,計算出相應的排放量。其它答案主要在詳細介紹這部分的計算過程。這也是實際上最廣泛採用的統計方式。
生態系統活動則是生態學的研究內容之一,簡單來說生態系統對大氣碳的影響包括兩個部分:1)光合作用固碳,這部分固定的碳總量叫做總初級生產力(Gross Primary Proctivity, GPP);2)生態系統呼吸(Re),包含植物自身的呼吸,以及動物食用了植物之後的呼吸。這兩個部分相減就是凈生態系統交換量(NEE = GPP - Re),也就是我們關注的生態系統這部分的碳通量。
為了計算NEE,通常會把它拆分為GPP跟Re分別計算,二者都跟太陽輻射、降水、濕度、氣溫等氣候因素,以及地表植被覆蓋情況有關。將這種關系,結合相應的數據,就能計算出相應的量出來。
這是一個很復雜的研究課題。
除了這兩部分外,還有火燒事件(如森林大火、秸稈燃燒等事件,一般通過地方誌、或者衛星影像來發現)、海洋吸收/排放、飛機排放、游輪排放……這些排放量比較小、或者不確定性比較低(海洋)
總之「自下而上」的方法就是把碳排放分解成若干分量,然後根據各自的特徵進行統計,最後求和得到總得碳排放量。
顯然,這樣計算有很大的誤差,所以最近發展了新的方法,叫做「自上而下」。之所以這么叫,是因為這個方法根據大氣碳濃度觀測,反算地表碳排放。
舉個例子,如果知道一個地區每個時刻的大氣碳濃度,就能知道這個地區一段時間內碳濃度增加或者減少了多少,這段時間的碳變化量由兩部分組成:1)大氣傳輸,也就是風吹來的與吹走的,2)當地的碳排放。第一部分通過連續的大氣風速、風向觀測就能計算出來,做
⑧ 尿素中碳含量的測定方法是
尿素中碳含量的測定方法:
稱量一定質量(m1g)的尿素,然後讓它在氧氣中完全燃燒,把生成的氣體通入到足量的澄清石灰水中,把生成的沉澱(碳酸鈣)洗滌乾燥稱量(m2g),那麼碳酸鈣里的碳元素就來自於有機物了,用(m2/100)/m1×%就可以了。
⑨ 土壤總碳的測定方法
2.1土壤有機碳不同測定方法的比較和選用
關於土壤有機碳的測定,有關文獻中介紹很多,根據目的要求和實驗室條件可選用不同方法。
經典測定的方法有干燒法(高溫電爐灼燒)或濕燒法(重鉻酸鉀氧化),放出的CO2,一般用蘇打石灰吸收稱重,或用標准氫氧化鋇溶液吸收,再用標准酸滴定。用該方法測定土壤有機碳時,也包括土壤中各元素態碳及無機碳酸鹽。因此,在測定石灰性土壤有機碳時,必須先除去CaCO3。除去CaCO3的方法,可以在測定前用亞硫酸處理去除之,或另外測定無機碳和總碳的含量,從全碳結果中減去無機碳。干燒法和濕燒法測定CO2的方法均能使土壤有機碳全部分解,不受還原物質的影響,可獲得准確的結果,可以作為標准方法校核時用。由於測定時須要一些特殊的儀器設備,而且很費時間,所以一般實驗室都不用此法。
目前,各國在土壤有機質研究領域中使用得比較普遍的是容量分析法。雖然各種容量法所用的氧化劑及其濃度或具體條件有差異,但其基本原理是相同的。使用最普遍的是在過量的硫酸存在下,用氧化劑重鉻酸鉀(或鉻酸)氧化有機碳,剩餘的氧化劑用標准硫酸亞鐵溶液回滴,從消耗的氧劑量來計算有機碳量。這種方法,土壤中的碳酸鹽無干擾作用,而且方法操作簡便、快速、適用於大量樣品的分析。採用這一方法進行測定時,有的直接利用濃硫酸和重鉻酸鉀(2:1)溶液迅速混和時所產生的熱(溫度在120℃左右)來氧化有機碳,稱為稀釋熱法(水合熱法)。也有用外加熱(170~180℃)來促進有機質的氧化。前者操作方便,但對有機質的氧化程度較低,只有77%,而且受室溫變化的影響較大,而後者操作較麻煩,但有機碳的氧化較完全,可達90%~95%,不受室溫變化的影響。
此外,還可用比色法測定土壤有機質所還原的重鉻酸鉀的量來計算,即利用土壤溶液中重鉻酸鉀被還原後產生的綠色鉻離子(Cr3+)或剩餘的重鉻酸鉀橙色的變化,作為土壤有機碳的速測法。
以上方法主要是通過測定氧化劑的消耗量來計算出土壤有機碳的含量,所以土壤中存在氯化物、亞鐵及二氧化錳,它們在鉻酸溶液中能發生氧化還原反應,導致有機碳結果的不夠准確。土壤中Fe2+或Cl-的存在將導致正誤差,而活性的MnO2存在將產生負誤差。但大多數土壤中活性的MnO2的量是很少的,因為僅新鮮沉澱的MnO2,將參加氧化還原反應,即使錳含量較高的土壤,存在的MnO2中很少部分能與Cr2O72-發生氧化還原作用,所以,對絕大多數土壤中MnO2的干擾,不致產生較大的誤差。
測定土壤有機質含量除上述方法外,還可用直接灼燒法,即在350~400℃下灼燒,從灼燒後失去的重量計算有機質含量。灼燒失重,包括有機質和化合水的重量,因此本法主要用於砂性土壤。
2.2 土壤有機質主要測定方法
2.2.1重鉻酸鉀容量法——外加熱法
2.2.1.1方法原理 在外加熱的條件下(油浴的溫度為180,沸騰5分鍾),用一定濃度的重鉻酸鉀——硫酸溶液氧化土壤有機質(碳),剩餘的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵來滴定,從所消耗的重鉻酸鉀量,計算有機碳的含量。本方法測得的結果,與干燒法對比,只能氧化90%的有機碳,因此將得的有機碳乘以校正系數,以計算有機碳量。
2.2.1.2主要儀器 沙浴或油浴消化裝置、可調溫電爐、秒錶、自動控溫調節器。
2.2.1.3試劑
重鉻酸鉀(K2Cr2O7,分析純),濃硫酸(H2SO4,分析純),硫酸亞鐵(Fe SO4·7H2O,分析純),鄰啡羅啉指示劑,鄰啡羅啉(分析純)。
2.2.1.4操作步驟
稱取通過0.25mm(60目)篩孔的風干土樣0.1~1g(精確到0.0001g),放入一乾燥的250ml中,用移液管准確加入0.8000mol·L-1(1/6K2Cr2O7)標准溶液5mL,用注射器加入濃H2SO45mL充分搖勻,管口蓋上彎頸小漏斗,以冷凝蒸出的蒸汽。煮沸5min,取出試管(用油浴法,稍冷,擦凈試管外部油液)。
冷卻後,將試管內容物傾入250mL三角瓶中,用水洗凈試管內部及小漏斗,使三角瓶內溶液總體積為60~70mL,保持混合液中(1/2 H2SO4)濃度為2~3 mol·L-1,加鄰啡羅啉指示劑指示劑2~3滴,用標準的0.2 mol·L-1硫酸亞鐵滴定,滴定過程中不斷搖動內容物,溶液的變色過程中由橙黃→藍綠→磚紅色即為終點。記下Fe SO4滴定毫升數(V)。
每一批樣品測定的同時,進行2~3個空白試驗,即取0.500g粉狀二氧化硅代替土樣,其他步驟與試樣測定相同。記下FeSO4滴定毫升數(V0),取其平均值。
2.2.1.5結果計算
土壤有機碳(g·kg-1)=
式中:c——0.8000 mol·L-1 (1/6K2Cr2O7)標准溶液的濃度;
5——重鉻酸鉀標准溶液加入的體積(mL);
V0——空白滴定用去FeSO4體積(mL);
V——樣品滴定用去FeSO4體積(mL);
3.0——1/4碳原子的摩爾質量(g·mol-1);
10-3——將mL換算為L;
1.1——氧化校正系數;
m——風干土樣質量(g);
2.2.2重鉻酸鉀容量法——稀釋熱法
2.2.2.1方法原理 基本原理、主要步驟與重鉻酸鉀容量法(外加熱法)相同。稀釋熱法(水合熱法)是利用濃硫酸和重鉻酸鉀迅速混合時所產生的熱來氧化有機質,以代替外加熱法中的油浴加熱,操作更加方便。由於產生的熱,溫度較低,對有機質氧化程度較低,只有77%。
2.2.2.2試劑 試劑同2.2.1.3
2.2.2.3操作步驟 准確稱取0.5000g土壤樣品於500mL的三角瓶中,然後准確加入1mol·L-1(1/6K2Cr2O7) 溶液10mL於土壤樣品中,轉動瓶子使之混合均勻,然後加濃H2SO420mL,將三角瓶緩緩轉動1min,促使混合以保證試劑與土壤充分作用,並在石棉板上放置約30min,加水稀釋至250mL,加3~4滴鄰啡羅啉指示劑,用0.5 mol·L-1FeSO4標准溶液滴定至近終點時溶液顏色由綠變成暗綠色,逐漸加入FeSO4直至生成磚紅色為止。
用同樣的方法做空白測定(即不加土樣)。
如果K2Cr2O7被還原的量超過75%,則須用更少的土壤重做。
2.2.2.4結果計算
土壤有機碳(g·kg-1)=
土壤有機質(g·kg-1)=土壤有機碳(g·kg-1)×1.724
式中:1.33——為氧化校正系數;
c——為0.5 mol·L-1FeSO4標准溶液的濃度;
其他各代號和數字的意義同2.2.1.5。
2.2.3 ASI土壤有機質的測定
2.2.3.1方法原理 土壤有機質有90%以上是腐殖質組成的,土壤的腐殖質中的胡敏酸和富啡酸均溶於鹼,且呈棕褐色,當用鹼提取土壤中的腐殖質時,在一定的濃度范圍內,腐殖質的量與其顏色呈正比,即提取液的顏色越深,土壤有機質的含量越高。在一定的波長條件下,進行比色,可測定土壤有機質的含量。
2.2.3.2試劑 Na0H、EDTA二鈉、甲醇、Superflocl27。
2.2.3.3操作步驟取1 mL土樣,放入樣品杯中,用浸提劑加液器加入25 mL浸提劑,在攪拌器上10min,然後再加入25 mL Superflocl27溶液,搖勻後放置20min。再用專用稀釋加液器取2 mL上清液,加10 mL水,用lcm光徑的比色杯,在420nm波長處讀其吸光度。
2.2.3.4結果計算在ASI方法中,可用以下公式計算土壤有機質含量:
OM(%)=7.296A
式中:0M是土壤有機質含量,單位為%;A為吸光度。