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煤中氮元素测定中应注意的问题及改进方法
 
 煤中氮元素测定中应注意的问题及改进方法
1/煤中氮元素测定中应注意的问题
  【摘  要】  在日常工作中遇到的影响半微量开氏法测定煤中氮元素准确性的一些细节性问题,进行了对于相关问题的解析,提出了相应的解决方法。
 【关键词】  半微量开氏法、消化分解、蒸馏、标定、指示剂、准确性、影响 
 1.前提:  煤中的氮元素主要是成煤植物中的蛋白质转化而来的,煤中的氮通常以有机形式存在。煤燃烧产生大量的氮氧化物,是大气中氮氧化物的主要人为来源。其中的氧化亚氮(N2O)既有产生温室效应的作用又可以破坏平流层臭氧,在全球环境变化中起着重要作用。煤在燃烧时生成氨等气体,会腐蚀燃煤设备及管道,但这些气体又可以被回收利用,用来生产化工产品。因此,煤在环保及加工利用方面都需要测定煤中氮的含量。      煤中氮的含量比较低,一般在2%以下,因此检测结果的准确性就显得尤为重要。我们在检测煤中氮含量时,一般采用《煤中氮的测定方法》中的半微量开氏法,所以在煤的消化分解、蒸馏过程、滴定终点、标定溶液等方面,都会直接影响结果的准确性,需要我们多加注意。
  2.消化分解温度的设定:      
在消化分解过程中,温度的设定非常关键。 在GB/T19227-2008中规定:接通放置铝加热体的圆盘电炉的电源,缓缓加热到350℃左右。因为消化分解煤样所用试剂有浓硫酸,所以应缓慢加热:①是为防止煤样起泡沫,而溢出开氏瓶外或碳化后的颗粒粘附于开氏瓶壁,导致消化不完全,所测结果偏低。②是以免溶液暴沸,引起喷溅,造成浓硫酸的损失,影响测定结果,同时也避免对操作人员造成伤害。     浓硫酸的沸点为336.5℃,混合催化剂中的无水硫酸钠的主要作用是提高浓硫酸的沸点,使浓硫酸在350℃达到沸腾状态,从而使消化温度增高,缩短了煤样的消化时间。      如果温度过高,温度超过350℃,浓硫酸在沸腾状态下,则会导致浓硫酸在加热过程中被挥发掉,使煤样的消化分解不能充分进行,以致会影响结果,最终的煤中氮测定值会偏低。     所以在消化分解煤样的过程中,铝加热体的温度应控制在 350℃,过高或过低都会对测定结果有影响,导致测值偏低。
 
 3.消化分解时间的控制:
3.1       在GB/T19227-2008中规定:保持此温度,直到溶液清澈透明,漂浮的黑色颗粒完全消失为止。所以煤样消化分解的时间不宜过长,如果时间过长,浓硫酸挥发,消耗了过多量的浓硫酸,在蒸馏的过程中,没有过量的浓硫酸与氢氧化钠反应,则会使氢氧化钠过剩,使测定结果不准。 
3.2  消化分解时间过长,也会使生成的硫酸氢铵受热分解,于是在蒸馏过程中,与氢氧化钠反应的硫酸氢铵则会减少,使煤中氮的测值偏低。
    所以消化分解的时间不宜过长,只要煤样分解后无漂浮的黑色颗粒,溶液清澈透明即可。
4.硫化钠的使用:
 将氢氧化钠370g和硫化钠30g溶解于水中,配制成1000ml溶液,即混合碱溶液。 
混合碱溶液中的硫化钠主要是与汞离子生成黑色的硫化汞沉淀,以破坏汞-氨络合物,使氨全部被蒸出。  但固体硫化钠易风化水解,在空气中潮解,并碳酸化而变质,不断释出硫化氢气体。硫化钠水溶液在空气中会缓慢地氧化成硫代硫酸钠、亚硫酸钠、硫酸钠和多硫化钠,所以在配制时虽然称取的质量相同,但风化了的硫化钠的实际含量已经降低,所以硫化钠在水解较严重并伴有臭鸡蛋气味时就不应再使用,应该使用固体硫化钠配制出深黄色的溶液,这样才能保证检测结果的准确性。硫化钠在存放时一定注意隔绝空气,严禁其水解,以免影响实验的结果。
5.消化液的转移:   煤样消化分解结束以后,从铝加热体中取出,放在耐高温的容器 中冷却。此时一定要注意安全,戴稍厚的耐高温手套拿取,防止烫伤。冷却至室温后加入蒸馏水10~20ml,把消化液充分摇匀然后转移到250ml的开氏瓶内,并少量多次进行润洗。若消化分解完毕后,消化液不能当天转移,需隔夜保存时,应先将开氏瓶内加入少量的蒸馏水,摇匀,防止消化液结晶,再把开氏瓶口封好,防止吸收空气中的氨而影响结果的准确性。消化液若结晶,不好转移时,可将开氏瓶放在电
 
煤中氮含量测定方法的改进
·         【关键词】煤 氮开氏定氮法 改进
·         【文 摘】针对传统开氏定氮法测定煤中氮含量消化时间过长,导致测定结果偏低有时甚至测不出结果的缺陷,进行了反复地分析、研究,并对其进行了改进。结果表明,经过改进后的煤中氮含量的测定方法能准确测定年老无烟煤的氮含量,其准确度和精密度能满足国家标准的要求,具有精度高、误差小、分析成本低、操作简便、对环境污染小等特点。
·         氮含量测定 影响因素
·         【文 摘】分析了在氮含量测定过程中直接影响测定结果准确性的几个主要因素,即消化反应的温度、试剂的配制和装置的气密性等。
煤中具有多种多样的元素构成,其中也包括氮元素的影响,氮元素在燃烧过程中会产生一定的氮氧化物和氨等物质,对于环境会产生一定的负面影响。因此在实际生产过程中必须对煤的氮元素含量进行测定,确定其中的氮元素含量指标,采取适当处理措施,避免对于环境造成较大影响。
 鹤壁市恒科仪器技术部整理编辑  2016年05月31日
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