一、方法原理
一定量的煤样在氧气流中燃烧，生成的水和二氧化碳分别用吸水剂和二氧化碳吸收剂吸收，由吸收剂的增量计算煤中碳和氢的含量。煤样中硫和氧对碳测定的干扰在三节炉中用铬酸铅和银丝卷消除，在二节炉中用高锰酸银热解产物消除。氢对碳测定的干扰用粒状二氧化锰消除。 二、试剂和材料 ( D 碱石棉：化学纯，粒度1 一Zmm ：或碱石灰：化学纯，粒度0一Zmm 。( 2 ）无水氯化钙：分析纯，粒度2 一smm ；或无水高氯酸镁：分析纯，粒度1 一3mm。 ( 3 ）氧化铜：化学纯，线状（长约smm ）。 ( 4 ）铬酸铅：分析纯，粒度1 一mm 。 ( 5 ）银丝卷：丝直径约0 . 25mm。 ( 6 ）铜丝卷：丝直径约0 . smm 。 ( 7 ）氧气：99 . 9 % ，不含氢。氧气钢瓶上配用氧气吸入器。 ( 8 ）三氧化钨：分析纯。 ( 9）粒状二氧化锰：化学纯，市售或用硫酸锰和高锰酸钾制备。制法：称取259 硫酸锰，溶于soomL 蒸馏水中，另称取16 . 49高锰酸钾，溶于300mL 蒸馏水中。两溶液分别加热到50 一60 ℃ ．在不断搅拌下将高锰酸钾溶液慢慢注入硫酸锰
水分（M . d )重复性 < 50 . 20 5 ? 10 0 . 30 > 100 . 40 溶液中，并加以剧烈搅拌。然后加入10mL ( 1 + 1）硫酸（分析纯）。将溶液加热到70 一80 ℃ 并继续搅拌smin ，停止加热，静置2 一3h。用热蒸馏水以倾泻法洗至中性。将沉淀移至漏斗过涟，除去水分，然后放入干燥箱中，在150 ℃ 左右干燥2 一3h，得到褐色、疏松状的二氧化锰，小心破碎和过筛，取粒度0 . 5 一Zmm 的备用． ( 10）高锰酸银热解产物：当使用二节炉时，需制备高锰酸银热解产物。制备方法如下：将1009 化学纯高锰酸钾，溶于ZL蒸馏水中，煮沸。另取107 . 59化学纯硝酸银溶于约50mL蒸馏水中，在不断搅拌下，缓缓注入沸腾的高锰酸钾溶液中，搅拌均匀后逐渐冷却并静置过夜。将生成的深紫色晶体用蒸馏水洗涤数次，在60 一80℃ 下干燥1h ,然后将晶体一小部分一小部分地放在瓷皿中，在电炉上缓缓加热至骤然分解，成银灰色疏松状产物，装入磨口瓶中备用。（不能长期大量贮存受热分解）。 ( 11 ）真空硅脂。 ( 12 ）硫酸：化学纯。 ( 13 ）带磨口塞的玻璃管或小型干燥器（不放干燥剂）. 三、测试装里― 碳氢测定仪 碳、氢测定仪包括净化系统、燃烧装置和吸收系统三个主要部分，结构如图l所示。 
( 1 ）净化系统，包括以下部件： a ．气体干燥塔：容量soomL , 2 个，一个（A ）上部（约2乃）装入无水抓化钙（或无水高抓酸镁），下部（约1 乃）装碱石棉（或碱石灰）：另一个（B ）装无水氛化钙（或无不高抓酸镁）。 b ．流t 计：测量范围0 一150mUmin 。 ( 2）燃烧装置，由一个三节（或二节）管式炉及其控温系统构成，主要包括以下部件： a．电炉：三节炉或二节炉（双管炉或单管炉），炉膛直径约35mm。三节炉：**节长约230mm，可加热到（850 士10 ）℃，并可沿水平方向移动；第41二节长330 一350mm，可加热到（800 士10 ）℃ ；第三节长130一150mm，可加热到（600 士10 ）℃ ，二节炉：**节长约230mm，可加热到（850 士10 ）℃．并可沿水平方向移动；**节炉长130 一巧omm ，可加热到（5oo 士10 ）℃ 。每节炉装有热电偶、测温和控温装置．b．燃烧管：素瓷、石英、刚玉或不锈钢制成，长noo 一1200mm（使用二节炉时，长约80 ( ) mm ) ，内径2压22mm，壁厚约Zmm 。c ．燃烧舟：素瓷或石英制成，长约80mm . d ．橡皮塞或橡皮帽（*好用耐热硅橡胶）或铜接头。 ( 3 ）吸收系统，包括以下部件： a ．吸水U 形管（见图2 ）装药部分高100 一12Omm，直径约15Inln ，入品端有一球形扩大部分，内装无不氯化钙或无水高氯酸镁。 b ．吸收二氧化碳U 形管（见图3 ) 2 个。装药部分高100一120mm，直径约巧mm , 前2 乃装碱石棉或碱石灰，后l 乃装无水氛化钙或无水高氛酸镁。 c ．除氮U 形管（见图3 ) ：装药部分高1 ( X］吐20mm，直径约15m，前 2 乃装粒状二氧化锰，后1 乃装无水抓化钙或无水高氯酸镁。 d ．气泡计：容量约10mL ，内装浓硫酸。 
四、试验准备 ( 1 ）净化系统各化容器的充填和连接． 按规定在净化系统各容器中装入相应的净化剂，然后按图l所示将各容器连接好。氧气可由氧气钢瓶通过可调节流量计的减压阀供给。净化剂经70 一100 次测定后，应进行检查或更换。 ( 2 ）吸收系统各容器的充填和连接。 按规定在吸收系统各容器中装入相应的吸收剂。为保证系统气密，每个U形管磨口塞处涂少许真容硅脂，然后按图1 所示顺序将各容器连接好。吸收系统的末端可连接一个空U形管（防止硫酸倒吸）和一个装有硫酸的气泡计。 当出现下列现象时，应更换U 形管中试剂： a ．吸水U 形管中的氯化钙开始溶化并阻碍气体畅通。 b ．**个吸收二氧化碳的u 形管一次试验后的质量增加达50mg时，应更换**个U 形管中的二氧化碳吸收剂； c ．二氧化锰一般使用50 次左右应更换．上述U形管更换试剂后，应以120m曰min 的流量通入氧气至质量恒定后方能使用。 ( 3 ）燃烧管的填充 a ．使用三节炉时，按图4 所示填空： 
用直径约0 . smm的铜丝制做三个长约30mm和一个长约100mm直径稍小于燃烧管使之既能自由插入管内又与管壁密接的铜丝卷。从燃烧管出气端起，留50mm空间，依次充填30mm丝直径约0. 25mm银丝卷，30mm铜丝卷，130 一150mm（与第三节电炉长度相等）铬酸铅（使用石英管时，应用铜片把铬酸铅与石英管隔开）,30mm铜丝卷，330 一350mm（与**节电炉长度相等）线状氧化铜，30mm铜丝卷，310Inln 空间和loomm铜丝卷．燃烧管两端通过橡皮塞或铜接头分别同净化系统和吸收系统连接．橡皮塞使用前应在105 一110 ℃ 下干燥8h左右。燃烧管中的填充物（氧化铜、铬酸铅和银丝卷）经70 一100 次测定后应检查或更换。
注：下列几种填充物经处理后可重复使用： 氧化铜，用lmm 孔径筛子筛去粉末；铬酸铅，可用热的稀碱液（约5 叼L氢氧化钠溶液）浸渍、用水洗净、干燥，并在500 一600 , C 下灼烧0 . 5h 银丝卷，用浓氨水浸泡smin，在蒸馏水中煮沸smin 用蒸馏水冲洗干净并干燥。b ．使用二节炉时，
按图5 所示填充 
按a 给出的细节，做两个长约10mm和一个长约loomm的铜丝卷，再用100 目铜丝布剪成与燃烧管直径匹配的圆形垫片3 碑个（用防止高锰酸解热解产物被气带出）, 然后按图5 所示部位填入。 ( 4 ）炉温的校正 将工作热电偶插入三节炉（或二节炉）的热电偶孔内，使热端插入炉膛与高温计连接。将炉温升至规定温度，保温lh。燃后沿燃烧管轴向将标准热电偶依次插到空燃烧管中对应于**、**、第三节炉（或**、**节炉）的中心处（注意勿使热电偶和燃烧管管壁接触）。根据标准热电偶指示，将管式电炉调节到规定温度并恒温smin。记下相应工作热电偶的读数，以后即以此为准控制炉温。 ( 5 ）空白试验 将仪器各部分按图1 所示连接，通电升温．将吸收系统各U形管磨口塞旋至开启状态，接通氧气，调节氧气流量为120m日min，并检查系统气密性．在升温过程中，将**节电炉往返移动儿次，通气约加min 后，取下吸收系统，将各U形管磨口塞关闭‘" ,用绒布擦净，在天平旁放置10min 左右，称量。当**节炉达到并保持在（850 士10 ) ℃ ，**节炉达到并保持在（800 士10）℃ ，第三节炉达到并保持在（600 士10 ）℃后开始作空白试验。此时**节炉移至紧靠**节炉，接上已经通气并称量过的吸收系统．在一个燃烧舟内加入三氧化钨（质量和煤样分析时相当）。打开橡皮塞，取出铜丝卷将装有三氧化钨的燃烧舟用镍铬丝推棒推至**节炉入口处，将铜丝卷放在燃烧舟后面，塞紧橡皮塞．接通氧气并调节流量为120mUmin。移动**节炉，使燃烧舟位于炉子中心，通气23min ，将**节炉移回原位。Zmin 后取下吸收系统U 形管，将磨口塞关闭‘l'''' ，用绒布擦净，在天平旁放置10min 后称量。吸水U形管增加的质量即为空白值．重复上述试验，直到连续两次空白测定值相差不超过0 . 00109，除氮管、二氧化碳吸收管*后一次质量变化不超过0 . 00059为止。取两次空白值的平均值作为当天氢的空白值。在做空白试验前，应先确定燃烧管的位置，使出口端温度尽可能高又不会使橡皮塞受热分解。如空白值不易达到稳定，可适当调节燃烧管的位置。 五、分析步骤 ( l ）三节炉法分析步骤 a ．将**节炉炉温控制在（850 士10 ）℃，**节炉炉温控制在（810 士10 ）℃ ，第三节炉炉温控制在（600 士10 ）℃ ，并使**节炉紧靠**节炉．
b ．在预先灼烧的燃烧舟中称取粒度小于0 . 2mm的空气干燥煤样0 . 29 ，称准至0 . 00029，并均匀铺平．在煤样上铺一层三氧化钨。可将燃烧舟暂存入专用的磨口玻璃管或不加干燥剂的干燥器中。 c ．接上已称量的吸收系统，并以120mUmin的流量通入氧气。打开橡皮塞，取出铜丝卷，迅速将燃烧舟放入燃烧管中，使其前端刚好在**节炉炉口，再放入铜丝卷，塞上橡皮塞。保持氧气流量为120mUmin。lmin 后向净化系统方向移动**节炉，使燃烧舟的一半进入炉子；Zmin 后，移炉，使燃烧舟全部进入炉子：再Zmin后，使燃烧舟位于炉子中央。保温18min 后，把**节炉移回原位Zmin 后，取下吸收系统，将磨口塞关闭‘"，用绒布擦净，在天平旁放置10min后称量（除氮管不必称量）**个吸收二氧化碳U 形��变化小于0 . 00059 计算时忽略． ( 2 ）二节炉法分析步骤 用二节炉进行碳、氢测定时，**节炉控温在（850 士10 ）℃，**节炉控温在（ 5oo 士10 ）℃ 并使**节炉紧靠**节炉。每次空白试验时间为20min。燃烧舟移至炉子中心后，保温13min ，其他操作按（b ）和（c ）的规定进行。 ( 3 ）试验装置可靠性检验 为了检查测定装置是否可靠，可用标准煤样，按规定的试验步骤进行测定。如实测的碳、氢值与标准煤样碳氢标准值的差值在标准煤样规定的不确定范围内，表明测定装置可靠。否则，须杳明原因并纠正后才能进行正式测定．
|