半微量開(kāi)氏法測(cè)定煤中氮的方法探析

王　劍

（安徽省煤炭科學(xué)研究院,合肥 230000）

半微量開(kāi)氏法測(cè)定煤中氮的方法探析

王劍

（安徽省煤炭科學(xué)研究院,合肥 230000）

半微量開(kāi)氏法適用于褐煤，煙煤，無(wú)煙煤和水煤漿中氮的測(cè)定，但也會(huì)受到眾多因素的影響，本文從煤中氮對(duì)數(shù)據(jù)空白值的影響及難消化煤樣對(duì)開(kāi)氏法測(cè)定煤中氮的影響等兩個(gè)方面探討了開(kāi)氏法測(cè)定煤中氮的影響因素，并針對(duì)性的提出了改進(jìn)方案，旨在為相關(guān)研究和實(shí)踐提供參考。

開(kāi)氏法;煤中氮;測(cè)定;對(duì)比試驗(yàn);改進(jìn)

0　前言

開(kāi)氏法測(cè)定煤中氮是煤質(zhì)分析的項(xiàng)目之一，通過(guò)煤中氮的測(cè)定能夠計(jì)算氮含量，從而對(duì)煤煉焦生成氨的含量進(jìn)行估算。煤在燃燒的過(guò)程中，會(huì)有25%的氮轉(zhuǎn)化為氮氧化物，污染環(huán)境，開(kāi)氏法測(cè)定煤中氮是一個(gè)相對(duì)規(guī)范的方法，但也會(huì)受到眾多因素的影響，基于以上，本文簡(jiǎn)要探討了化學(xué)法測(cè)定煤中氮改進(jìn)的相關(guān)問(wèn)題，旨在進(jìn)一步促進(jìn)開(kāi)氏法測(cè)定煤中氮的應(yīng)用和發(fā)展。

1　空白值對(duì)煤中氮的測(cè)定的影響分析

在采用開(kāi)氏法測(cè)定煤中氮的過(guò)程中，空白試驗(yàn)的操作與煤樣一致，只是在消化過(guò)程中不加入煤樣，而是加入蔗糖0.2g，蔗糖屬于純碳?xì)浠衔铮渲胁缓袡C(jī)氮化物，即不含氮，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)來(lái)研究加入蔗糖和不加入蔗糖對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響，對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示：

表1　空白對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)

由表1可知，相較于試劑不加蔗糖來(lái)說(shuō)，加蔗糖的空白值更高，因?yàn)檫@樣會(huì)將試劑中少量的氮化物還原為氨，氨又會(huì)與消化劑中的硫酸形成硫酸氫銨，在蒸餾的過(guò)程中，氮會(huì)以氨的形式逸出，硼酸會(huì)吸收逸出的氨，在此過(guò)程中，蔗糖中的碳與煤中的碳一樣，都會(huì)在消化過(guò)程中產(chǎn)生對(duì)氮化物的還原作用。因此，可以對(duì)化學(xué)法測(cè)定煤中氮進(jìn)行改進(jìn)，在試劑中加入蔗糖，保證空白試驗(yàn)條件與測(cè)定煤中氮條件更加接近[2]。

2　難消化煤樣對(duì)開(kāi)氏法測(cè)定煤中氮的影響及改進(jìn)

采用開(kāi)氏法測(cè)定煤中氮的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到煙煤等難消化的煤樣，由于煙煤中含有氮雜環(huán)有機(jī)物較多，因此需要較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行分解消化，在消化之后，試管中還會(huì)殘留黑色的小顆粒。國(guó)標(biāo)GB/ T19227-2008中明確指出，加入鉻酸酐附加催化劑對(duì)于縮短消解時(shí)間有著重要作用[3]，進(jìn)行了0.1mm粒度煤樣和0.2mm粒度煤樣的對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

由表2可知，煤樣粒度越小，則消化煤樣的時(shí)間越短，同時(shí)加入鉻酸酐還能夠進(jìn)一步縮短消化時(shí)間，以國(guó)標(biāo)GB/T19227-2008規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)，粒度為0.2mm的煤樣，采用硫酸鈉作為催化劑，分解消化時(shí)間在8小時(shí)以上，且試管中殘留黑色顆粒，這說(shuō)明分解消化不完全，將煤樣磨細(xì)，保證煤樣粒徑為0.1mm，并將鉻酸酐作為附加催化劑加入其中，此時(shí)分解消化時(shí)間降低為了6小時(shí)以內(nèi)，同時(shí)試管中沒(méi)有殘留黑色顆粒，消化物為綠色糊漿狀物質(zhì)，代表消化完全，且重現(xiàn)性較好，由此可見(jiàn)，采用鉻酸酐作為附加催化劑能夠縮短難消化煤樣的消化時(shí)間。此外，加入鉻酸酐后，空白值不僅小且穩(wěn)定，同時(shí)有著良好的重現(xiàn)性，產(chǎn)生的誤差也較小，能夠保證測(cè)定的精準(zhǔn)性。因此可以對(duì)化學(xué)法測(cè)定煤中氮進(jìn)行加入鉻酸酐的改進(jìn)，但需要注意的是，鉻酸酐會(huì)與硫酸消化液和煤樣形成綠色糊漿狀物質(zhì)，冷卻之后，這些漿狀物會(huì)附著在瓶壁上，不易清洗，因此在改進(jìn)的過(guò)程中需要增加加熱水步驟，以此來(lái)溶解清洗。

表2　不同粒度煤樣與消化時(shí)間對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

3　結(jié)論

開(kāi)氏法測(cè)定煤中氮對(duì)規(guī)范性要求較高，影響測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性的因素眾多，本文簡(jiǎn)要探討了開(kāi)氏法測(cè)定煤中氮的影響因素，旨在提升半微量開(kāi)氏法測(cè)定煤中氮的水平，降低測(cè)定誤差，保證煤中氮測(cè)定的準(zhǔn)確性。

[1]李君.煤中氮的測(cè)定影響因素分析[J].煤炭與化工,2014,06:142-143.

[2]戴體偉,楊釗,王康. 淺談煤中氮含量測(cè)定的影響因素及對(duì)策[J]. 能源技術(shù)與管理,2014,05:134-135.

[3]姚文松,翟嘉琪,周璇,李小江. 熱導(dǎo)法測(cè)定煤中氮含量的不確定度評(píng)定[J]. 化學(xué)分析計(jì)量,2013,03:84-87.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.064