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煤的元素分析測(cè)量原理
2018-06-20 08:06:55
GB476-2001 煤的元素分析方法 來源： 中國(guó)化工儀器網(wǎng) 本標(biāo)準(zhǔn)參照采用了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO625：1975（E）《煤和焦炭 碳和氫測(cè)定方法 利比西法》和ISO333：1983（E）氮測(cè)定方法 半微量開氏法》。
1. 主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了煤中碳、氫、氮含量的測(cè)定方法和氧含量的計(jì)算方法。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于褐煤、煙煤和無煙煤。
2. 引用標(biāo)準(zhǔn)
GB211 煤中全水分的測(cè)定方法
GB212 煤的工業(yè)分析方法
GB214 煤中全硫的測(cè)定方法
GB218 煤中碳酸鹽二氧化碳含量的測(cè)定方法
3. 碳和氫的測(cè)定
I. 方法提要
稱取一定量的空氣干燥煤樣在氧氣流中燃燒，生成的水和二氧化碳分別用吸水劑和二氧化碳吸收劑吸收，由吸收劑的增重計(jì)算煤中碳和氫的含量。煤樣中硫和氯對(duì)測(cè)定的干擾在三節(jié)爐中用鉻酸鉛和銀絲卷消除，在二節(jié)爐中用高錳酸銀熱解產(chǎn)物消除。氮對(duì)碳測(cè)定的干擾用粒狀二氧化錳消除。
II. 試劑和材料
i. 堿石棉：化學(xué)純，粒度1～2mm；或堿石灰（HGB3213）：化學(xué)純，粒度0.5～2mm。
ii. 無水氯化鈣（HGB3208）：分析純，粒度2～5mm；或無水過氯酸鎂：分析純，粒度1～3mm。
iii. 氧化銅（HGB3438）：分析純，粒度1～4mm，或線狀（長(zhǎng)約5mm）。
iv. 鉻酸鉛（HG3-1071）：分析純，粒度1～4mm。
v. 銀絲卷：絲直徑為0.25mm
vi. 銅絲卷：絲直徑約0.5mm。
vii. 氧氣：不含氫。
viii. 三氧化二鉻（HG3-933）：化學(xué)純，粉狀，或由重鉻酸銨、鉻酸銨加熱分解制成。
制法：取少量鉻酸銨放在較大的蒸發(fā)皿中，微微加熱，銨鹽立即分解成墨綠色、疏松狀的三氧化二鉻。收集后放在馬弗爐中，在600±10℃下灼燒40min，放在空氣中使呈空氣干燥狀態(tài)，保存在密閉容器中備用。
ix. 粒狀二氧化錳：用化學(xué)純硫酸錳（HG3-1081）和化學(xué)純高錳酸鉀（GB643）制備。
制法：稱取25g硫酸錳（MnSO4•5H2O），深于500mL蒸餾水中，另稱取16.4g高錳酸鉀，溶于300mL蒸餾水中，分別加熱到50～60℃。然后將高錳酸鉀溶液慢慢注入硫酸錳溶液中，并加以劇烈攪拌。之后加入100mL（1+1）硫酸（GB625，化學(xué)純），將溶液加熱到70～80℃并繼續(xù)攪拌5min，停止加熱，靜置2～3h。用熱蒸餾水以傾瀉法洗至中性，將沉淀移至漏斗過濾，然后放入干燥箱中，在150℃左右干燥，得到褐色、疏松狀的二氧化錳，小心破碎和過篩，取粒度0.5～2mm的備用。
x. 氧化氮指示膠：
制法：在瓷蒸發(fā)皿中將粒度小于2mm的無色硅膠40g和濃鹽酸30mL攪拌均勻。在沙浴上把多余的鹽酸蒸干至看不到明顯的蒸氣逸出為止。然后把硅膠粒浸入30mL、10%硫酸氫鉀溶液中，攪拌均勻取出干燥。再將它浸入30mL、0.2%的雷伏奴耳（乳酸-6，9-二氨基-2乙氧基吖啶）溶液中，攪拌均勻，用黑色紙包好干燥，放在深色瓶中，置于暗處保存，備用。
xi. 高錳酸銀熱解產(chǎn)物：當(dāng)使用二節(jié)爐時(shí)，需制備高錳酸銀熱解產(chǎn)物。
制法：稱取100g化學(xué)純高錳酸鉀（GB643），溶于2L沸蒸餾水中，另取107.5g化學(xué)純硝酸銀（GB670）先溶于約50mL蒸餾水中，在不斷攪拌下，傾入沸騰的高錳酸鉀溶液中。攪拌均勻，逐漸冷卻，靜置過夜。將生成的具有光澤的、深紫色晶體用蒸餾水洗滌數(shù)次，在60～80℃下干燥4h。將晶體一點(diǎn)一點(diǎn)地放在瓷皿中，在電爐上緩緩加熱至驟然分解，得疏松狀、銀灰色產(chǎn)物，收集在磨口瓶中備用。
未分解的高錳酸鉀不宜大量貯存，以免受熱分解，不安全。
III. 儀器、設(shè)備
i. 碳?xì)?/a>測(cè)定儀
碳?xì)錅y(cè)定儀包括凈化系統(tǒng)、燃燒裝置和吸收系統(tǒng)三個(gè)主要部分，結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1-鵝頭洗氣瓶；2氣體干燥塔；3-流量計(jì)；4-橡皮帽；5-銅絲卷；6-燃燒舟；
7-燃燒管；8-氧化銅；9-鉻酸鉛；10-銀絲卷；11-吸水U形管；
12-除氮U形管；13-吸二氧化碳U形管；14-保護(hù)用U形管；
15-氣泡計(jì)；16-保溫套管；17-三節(jié)電爐
圖1 碳?xì)錅y(cè)定儀
A. 凈化系統(tǒng)：包括以下部件：
a.鵝頭洗氣瓶：容量250～500mL，內(nèi)裝40%氫氧化鉀（或氫氧化鈉）溶液；
b. 氣體干燥塔：容量500mL2個(gè)，一個(gè)上部（約2/3）裝氯化鈣（或過氧酸鎂），下部（約1/3）裝堿石棉（或堿石灰）；另一個(gè)裝氯化鈣（或過氯酸鎂）；
c. 流量計(jì)：量程0～15mL/min。
B. 燃燒裝置：由一個(gè)三節(jié)（或二節(jié)）管式爐及其控制系統(tǒng)構(gòu)成，主要包括以下部件：
a. 電爐：第一節(jié)長(zhǎng)約230mm，可加熱到800±10℃，并可沿水平方向移動(dòng)；第二節(jié)長(zhǎng)330～350mm，可加熱到800±10℃；第三節(jié)長(zhǎng)130～150mm，可加熱到600±10℃。
二節(jié)爐：第一節(jié)長(zhǎng)約230mm，可加熱到800±10℃，并可沿水平方向移動(dòng)；第二節(jié)長(zhǎng)130～150mm，可加熱到500±10℃。每節(jié)爐裝有熱電偶、測(cè)溫和控溫裝置。
b. 燃燒管：瓷、石英、剛玉或不銹鋼制成，長(zhǎng)1100～1200mm（使用二節(jié)爐時(shí)，長(zhǎng)約800mm），內(nèi)徑20～22mm，壁厚約2mm；
c. 燃燒舟：瓷或石英制成，長(zhǎng)約80mm；
d. 保溫室：銅管或鐵管，長(zhǎng)約150mm，內(nèi)徑大于燃燒管，外徑小于爐膛直徑；
e. 橡皮帽（最好用耐熱硅橡膠）或銅接頭。
C. 吸收系統(tǒng)：包括以下部件：
a.吸水U形管：如圖2所示，裝藥部分高100～120mm，直徑約15mm，進(jìn)口端有一個(gè)球形擴(kuò)大部分，內(nèi)裝無水氯化鈣或無水過氯酸鎂。
徑約15mm，前2/3裝堿石棉或堿石灰，后1/3裝無水氯化鈣或無水過氯酸鎂。
c. 除氮U形管：如圖3所示。裝藥部分高100～120mm，直徑約15mm，前2/3裝二氧化錳，后1/3裝無水氯化鈣或無水過氯酸鎂。
d.氣泡計(jì)：容量約10mL。
ii. 分析天平：感量0.0001g。
iii. 貯氣桶：容量不小于10L。
iv. 下口瓶：容量約10L。
圖3 二氧化碳吸收管（或除氮U形管）
v. 帶磨口塞的玻璃管或小型干燥管（不裝干燥劑）。
IV. 試驗(yàn)準(zhǔn)備
i. 凈化系統(tǒng)各容器的充填和連接
在3.3.1.1條所述凈化系統(tǒng)各容器中裝入相應(yīng)的凈化劑，然后按圖1順序?qū)⒏魅萜鬟B接好。
氧氣可采用貯氣桶和下口瓶或可控制流速的氧氣瓶供給。為指示流速，在兩個(gè)干燥塔之間接入一個(gè)流量計(jì)。
凈化劑經(jīng)70～100次測(cè)定后，應(yīng)進(jìn)行檢查或更換
。
ii. 吸收系統(tǒng)各容器的充填和連接
在3.3.1.3條所述吸收系統(tǒng)各容器中裝入相應(yīng)的吸收劑，然后按圖1順序?qū)⒏魅萜鬟B接好。
吸收系統(tǒng)的末端可連接一個(gè)空U形管（防止硫酸倒吸）和一個(gè)裝有硫酸的氣泡計(jì)
。
如果作吸水劑用的氯化鈣含有堿性物質(zhì)，應(yīng)先以二氧化碳飽和，然后除去過剩的二氧化碳。處理方法如下：
把無水氯化鈣破碎至需要的粒度（如果氯化鈣在保存和破碎中已吸水，可放入馬弗爐中在約300℃下灼燒1h）裝入干燥塔或其它適當(dāng)?shù)娜萜髦校看未?lián)若干個(gè)）。緩慢通入干燥的二氧化碳?xì)?～4h，然后關(guān)閉干燥塔，放置過夜。通入不含二氧化碳的干燥空氣，將過剩的二氧化碳除盡。處理后的氯化鈣貯于密閉的容器中備用。
當(dāng)出現(xiàn)下列現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)更換U形管中試劑：
a. U形管中的氯化鈣開始溶化并阻礙氣體暢通；
b. 第二個(gè)吸收二氧化碳的U形管做一次試驗(yàn)時(shí)其質(zhì)量增加達(dá)50mg時(shí)，應(yīng)更換第一個(gè)U形管中的二氧化碳吸收劑；
c. 二氧化錳一般使用50次左右應(yīng)進(jìn)行檢查或更換。
檢查方法：將氧化氮指示膠裝在玻璃管中，兩端堵以棉花，接在除氮管后面。或?qū)⒅甘灸z少許放在二氧化碳吸收管進(jìn)氣端棉花處。燃燒煤樣，若指示膠由草綠色變成血紅色，表示應(yīng)更換二氧化錳。
上述U形管更換試劑后，通入氧氣待質(zhì)量恒定后方能使用。
iii. 燃燒管的填充
使用三節(jié)爐時(shí)，按圖4填充：
1-銅絲卷；2-氧化銅；3-鉻酸鉛；4-銀絲卷；
圖4 三節(jié)爐燃燒管填充示意圖
首先制做三個(gè)長(zhǎng)約30mm和一個(gè)長(zhǎng)約100mm的絲直徑為0.5mm銅絲卷，直徑稍小于燃燒管的內(nèi)徑，使之既能自由插入管內(nèi)又與管壁密接。制成的銅絲卷應(yīng)在馬弗爐中于800℃左右灼燒1h后再用。
燃燒管出氣端留50mm空間，然后依次充填30mm絲直徑約0.25mm銀絲卷，30mm銅絲卷，130～150mm（與第三節(jié)電爐長(zhǎng)度相等）鉻酸鉛（使用石英管時(shí)，應(yīng)用銅片把鉻酸鉛與管隔開），30mm銅絲卷，330～350mm（與第二節(jié)電爐長(zhǎng)度相等）粒狀或線狀氧化銅，30mm銅絲卷，310mm空間（與第一節(jié)電爐上燃燒舟長(zhǎng)度相等）和100mm銅絲卷。
燃燒管兩端裝以橡皮帽或銅接頭，以便分別同凈化系統(tǒng)和吸收系統(tǒng)連接。橡皮帽使用前應(yīng)預(yù)先在燃燒管中的填充物（氧化銅、鉻酸鉛和銀絲卷）經(jīng)70～100次測(cè)定后應(yīng)檢查或更換1）。
注：1）下列幾種填充劑經(jīng)處理后可重復(fù)使用：
氧化銅用1mm孔徑篩子篩去粉末，篩上的氧化銅備用；
鉻酸鉛可用熱的稀堿液（約5%氫氧化鈉溶液）浸漬，用水洗凈、干燥，并在500～600℃下灼燒0.5h以上后使用；
銀絲卷用濃氨水浸泡5min，在蒸餾水中煮沸5min，用蒸餾水沖洗干凈，干燥后再用。
使用二節(jié)爐時(shí)按圖5填充：
首先制成兩個(gè)長(zhǎng)約10mm和一個(gè)長(zhǎng)約100mm的銅絲卷。再用3～4層100目銅絲布剪成的圓形墊片與燃燒管密接，用以防止粉狀高錳酸銀熱解產(chǎn)物被氧氣流帶出，然后按圖5裝好。
1-橡皮帽：2-銅絲卷：3-銅絲布圓墊：4-保溫套管：5-高錳酸銀熱解產(chǎn)物：6-瓷舟
圖5 二節(jié)爐燃燒管填充示意圖
iv. 爐溫的校正
將工作熱電偶插入三節(jié)爐的熱電偶孔內(nèi)，使熱端稍進(jìn)入爐膛，熱電偶與高溫計(jì)連接。將爐溫升至規(guī)定溫度，保溫1h。然后將標(biāo)準(zhǔn)熱電偶依次插到空燃燒管中對(duì)應(yīng)于第一、第二、第三節(jié)爐的中心處（注意勿使熱電偶和燃燒管管壁接觸）。調(diào)節(jié)電壓，使標(biāo)準(zhǔn)熱電偶達(dá)到規(guī)定溫度并恒溫5min。記下工作熱電偶相應(yīng)的讀數(shù)，以后即以此為準(zhǔn)控制溫度。
v. 空白試驗(yàn)
將裝置按圖1連接好，檢查整個(gè)系統(tǒng)的氣密性，直到每一部分都不漏氣以后，開始通電升溫，并接通氧氣。在升溫過程中，將第一節(jié)電爐往返移動(dòng)幾次，并將新裝好的吸收系統(tǒng)通氣20min左右。取下吸收系統(tǒng)，用絨布擦凈，在天平旁放置10min左右，稱量。當(dāng)?shù)谝还?jié)和第二節(jié)爐達(dá)到并保持在800±10℃，第三節(jié)爐達(dá)到并保持在600±10℃后開始作空白試驗(yàn)。此時(shí)將第一節(jié)移至緊靠第二節(jié)爐，接上已經(jīng)通氣并稱量過的吸收系統(tǒng)。在一個(gè)燃燒舟上加入氧化鉻（數(shù)量和煤樣分析時(shí)相當(dāng)）。打開橡皮帽，取出銅絲卷，將裝有氧化鉻的燃燒舟用鎳鉻絲推至第一節(jié)爐入口處，將銅絲卷放在燃燒舟后面，套緊橡皮帽，接通氧氣，調(diào)節(jié)氧氣流量為120mL/min。移動(dòng)第一節(jié)爐，使燃燒舟位于爐子中心。通氣23min，將爐子移回原位。2min后取下U形管，用絨布擦凈，在天平旁放置10min后稱量。吸水U形管的質(zhì)量增加數(shù)即為空白值。重復(fù)上述試驗(yàn)，直到連續(xù)兩次所得空白值相差不超過0.0010g，除氮管、二氧化碳吸收管最后一次質(zhì)量變化不超過0.0005g為止。取兩次空白值的平均值作為當(dāng)天氫的空白值。
在做空白試驗(yàn)前，應(yīng)先確定保溫套管的位置，使出口端溫度盡可能高又不會(huì)使橡皮帽熱分解，如空白值不易達(dá)到穩(wěn)定，則可適當(dāng)調(diào)節(jié)保溫管的位置。
V. 分析步驟
i. 將第一節(jié)和第二節(jié)爐溫控制在800±10℃，第三節(jié)爐溫控制在600±10℃，并使第一節(jié)爐緊靠第二節(jié)爐。
ii. 在預(yù)先灼燒過的燃燒舟中稱取粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣0.2g，精確至0.0002g，并均勻鋪平。在煤樣上鋪一層三氧化二鉻。可把燃燒舟暫存入專用的磨口玻璃管或不加干燥劑的干燥器中。
iii. 接上已稱量的吸收系統(tǒng)，并以120mL/min的流量通入氧氣。關(guān)閉靠近燃燒管出口端的U形管，打開橡皮帽，取出銅絲卷，迅速將燃燒舟放入燃燒管中，使其前端剛好在第一節(jié)爐口。再將銅絲卷放在燃燒舟后面，套緊橡皮帽，立即開啟U形管，通入氧氣，并保持120mL/min的流量。1min后向凈化系統(tǒng)方向移動(dòng)第一節(jié)爐，使燃燒舟的一半進(jìn)入爐子。過2min，使燃燒舟全部進(jìn)入爐子。再過2min，使燃燒舟位于爐子中心。保溫18min后，把第一節(jié)爐移回原位。2min后，停止排水抽氣。關(guān)閉和拆下吸收系統(tǒng)，用絨布擦凈，在天平旁放置10min后稱量（除氮管不稱量）。
iv. 也可使用二節(jié)爐進(jìn)行碳、氫測(cè)定。此時(shí)第一節(jié)爐控溫在800±10℃，第二節(jié)爐控溫在500±10℃，并使第一節(jié)爐緊靠第二節(jié)爐。每次空白試驗(yàn)時(shí)間為20min。燃燒舟位于爐子中心時(shí)，保溫13min，其他操作同第3.4.5、3.5.1、3.5.2和3.5.3條。
v. 為了檢查測(cè)定裝置是否可靠，可稱取0.2～0.3g分析純蔗糖（HG3-100）或分析純苯甲酸（HG3-987），加入20～30mg純“硫華”進(jìn)行3次以上碳、氫測(cè)定。測(cè)定時(shí)，應(yīng)先將試劑放入第一節(jié)爐爐口，再升溫，且移爐速度應(yīng)放慢，以防標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)試劑爆燃。如實(shí)測(cè)的碳、氫值與理論計(jì)算值的差值，氫不超過±0.10%，碳不超過±0.30%，并且無系統(tǒng)偏差，表明測(cè)定裝置可用。否則，須查明原因并徹底糾正后才進(jìn)行正式測(cè)定。如使用二節(jié)爐，則在第一節(jié)爐移至緊靠第二節(jié)爐5min以后，待爐口溫度降至100～200℃，再放有機(jī)試劑，并慢慢移爐，而不能采用上述降低爐溫的方法。
VI. 分析結(jié)果的計(jì)算
空氣干燥煤樣的碳、氫按下式計(jì)算：
×100 （1）
（2）
式中：Cad——空氣干燥煤樣的碳含量，%；
Had——空氣干燥煤樣的氫含量，%；
m1——吸收二氧化碳的U形管的增重，g；
m2——吸收水分的U形管的增重，g；
m3——水分空白值，g；
m——煤樣的質(zhì)量，g；
0.2729——將二氧化碳折算成碳的因數(shù)；
0.1119——將水折算成氫的因數(shù)；
Mad——空氣干燥煤樣的水分含量（按GB212測(cè)定），%；
當(dāng)空氣干燥煤樣中碳酸鹽二氧化碳含量大于2%時(shí)，則
（3）
式中：（CO2）ad——空氣干燥煤樣中碳酸鹽二氧化碳含量（按GB218測(cè)定），%
VII. 碳、氫測(cè)定的精密度
碳、氫測(cè)定的重復(fù)性和再現(xiàn)性如表1規(guī)定：
表1
項(xiàng)目 重復(fù)性 項(xiàng) 目 再現(xiàn)性
Cad 0.50 Cd 1.00
Had 0.15 Hd 0.25
4. 氮的測(cè)定
I. 方法提要
稱取一定量的空氣干燥煤樣，加入混合催化劑和硫酸，加熱分解，氮轉(zhuǎn)化為硫酸氫銨。加入過量的氫氧化鈉溶液，把氨蒸出并吸收在硼酸溶液中，用硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。根據(jù)用去的硫酸量，計(jì)算煤中氮的含量。
II. 試劑
i. 混合催化劑：將分析純無水硫酸鈉（HG3-123）32g、分析純硫酸汞5g和分析純硒粉（HG3-926）0.5g研細(xì)，混合均勻備用。
ii. 鉻酸酐（HG3-934）：分析純。
iii. 硼酸（GB628）：分析純，3%水溶液，配制時(shí)加熱溶解并濾去不溶物。
iv. 混合堿溶液：將分析純氫氧化鈉（GB629）37g和化學(xué)純硫化鈉（HG3-905）3g溶解于蒸餾水中，配制成100mL溶液。
v. 甲基紅和亞甲基藍(lán)混合指示劑：
a. 稱取0.175g分析純甲基紅（HG3-958），研細(xì)，溶于50mL95%乙醇（GB679）中。
b. 稱取0.083g亞甲基藍(lán)（HGB3364），溶于50mL95%乙醇（GB679）中。
將溶液a和b分別存于棕色瓶中，用時(shí)按（1+1）混合。混合指示劑使用期不應(yīng)超過1周。
vi. 蔗糖（HG3-1001）：分析純。
vii. 硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液：c（1/2H2SO4）=0.025mol/L。于1000mL容量瓶中，加入約40mL蒸餾水。用移液管吸取0.7mL（相對(duì)密度1.84）分析純硫酸（GB625）放入容量瓶中，加水稀釋至刻度，充分振蕩均勻。標(biāo)定時(shí)稱取0.05g預(yù)先在130℃下干燥到恒重的優(yōu)級(jí)純無水碳酸鈉（GB639）放入錐形瓶中，加入50～60mL蒸餾水使之溶解，然后加入2～3滴甲基橙，用標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液滴定到由黃色變橙色。煮沸，趕出二氧化碳，冷卻后，繼續(xù)滴定到橙色。
硫酸濃度用下式計(jì)算：
（4）
式中：c——硫酸濃度，mol/L；
G——碳酸鈉的質(zhì)量，g；
V——硫酸溶液用量，mL；
0.053——碳酸鈉（1/2Na2CO3）的毫摩爾質(zhì)量，g/m mol。
III. 儀器、設(shè)備
i. 開氏瓶：容量50mL和250mL。
ii. 直形玻璃冷凝管：長(zhǎng)約300mm。
iii. 短頸玻璃漏斗：直徑約30mm。
iv. 鋁加熱體：規(guī)格參照?qǐng)D6，使用時(shí)四周圍以絕熱材料，如石棉繩等。
v. 圖6 鋁加熱體
vi. 開氏球。
vii. 圓盤電爐：帶有調(diào)溫裝置。
viii. 錐形瓶：容量250mL。
ix. 圓底燒瓶：容量1000mL。
x. 萬能電爐。
xi. 微量滴定管：10mL，分度值為0.05mL。
IV. 分析步驟
i. 在薄紙上稱取粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣0.2g，精確至0.0002g。把煤樣包好，放入 50mL開氏瓶中，加入混合催化劑2g和濃硫酸（相對(duì)密度1.84）5mL。然后將開氏瓶放入鋁加熱體的孔中，并用石棉板蓋住開氏瓶的球形部分。在瓶口插入一小漏斗，防止硒粉飛濺。在鋁加熱體中心的小孔中放溫度計(jì)。接通電源，緩緩加熱到350℃左右，保持此溫度，直到溶液清澈透明、漂浮的黑色顆粒完全消失為止。遇到分解不完全的煤樣時(shí)，可將0.2mm的空氣干燥煤樣磨細(xì)至0.1mm以下，再按上述方法消化，但必須加入鉻酸酐0.2～0.5g。分解后如無黑色粒狀物且呈草綠色漿狀，表示消化完全。
ii. 將冷卻后的溶液，用少量蒸餾水稀釋后，移至250mL開氏瓶中。充分洗凈原開氏瓶中的剩余物，使溶液體積為100mL。然后將盛溶液的開氏瓶放在蒸餾裝置上準(zhǔn)備蒸餾。蒸餾裝置如圖7所示。
1-錐形瓶；2-橡皮管；3-直形玻璃冷凝管；4-開氏瓶；5-玻璃管；6-開氏球；7-橡皮管；8-夾子；9、10-橡皮管和夾子；11-圓底燒瓶；12-萬能電爐
圖7 蒸餾裝置
iii. 把直形玻璃冷凝管的上端連接到開氏球上，下端用橡皮管連上玻璃管，直接插入一個(gè)盛有20mL、3%硼酸溶液和1～2滴混合指示劑的錐形瓶中。玻璃管浸入溶液并距瓶底約2mm。
iv. 在250mL開氏瓶中注入25mL混合堿溶液，然后通入蒸汽進(jìn)行蒸餾，蒸餾至錐形瓶中溶液的總體積達(dá)80mL為止，此時(shí)硼酸溶液由紫色變成綠色。
v. 蒸餾完畢后，拆下開氏瓶并停止供給蒸汽。插入硼酸溶液中的玻璃管內(nèi)、外用蒸餾水沖洗。洗液收入錐形瓶中，用硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定到溶液由綠色變成微紅色即為終點(diǎn)。由硫酸用量（校正空白）求出煤中氮的含量。
空白試驗(yàn)采用0.2g蔗糖代替煤樣，試驗(yàn)步驟與煤樣分析相同。
注：每日在煤樣分析前，冷凝管須用蒸汽進(jìn)行沖洗，待餾出物體積達(dá)100～200mL后，再做正式煤樣。
V. 分析結(jié)果的計(jì)算
空氣干燥煤樣的氮按下式計(jì)算：
（5）
式中：Nad——空氣干燥煤樣的氮含量，%； c——硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；
V1——硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，mL； V2——空白試驗(yàn)時(shí)硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，mL；0.014——氮（1/2N2）的毫摩爾質(zhì)量，g/m mol； m——煤樣的質(zhì)量，g。
VI. 氮測(cè)定的精密度
氮測(cè)定的重復(fù)性和再現(xiàn)性如表2規(guī)定： 表2
重復(fù)性Nad 再現(xiàn)性Nd
0.08 0.15
5. 氧的計(jì)算
氧的含量按下式計(jì)算：
Oad=100-Cad-Had-Nad-St,ad-Mad-Aad
（6）
當(dāng)空氣干燥煤樣中碳酸鹽二氧化碳含量大于2%時(shí)，則：
Oad=100-Cad-Had-Nad-Ss,ad-Mad-Aad-（CO2）ad
（7）
式中：Oad——空氣干燥煤樣的氧含量，%；
St,ad——空氣干燥煤樣的全硫含量（按GB214測(cè)定），%；
Mad——空氣干燥煤樣的水分含量（按GB212測(cè)定），%；
Aad——空氣干燥煤樣的灰分含量（按GB212測(cè)定），%；
（CO2）ad——空氣干燥煤樣中碳酸鹽二氧化碳的含量（按GB218測(cè)定），%。
6. 結(jié)果換算
按下列公式可將空氣干燥基的碳、氫、氮、硫、氧含量換算成收到基、干燥基和干燥無灰基的含量：
（8） （9）
（10）
當(dāng)空氣干燥煤樣中碳酸鹽二氧化碳含量大于2%時(shí)，則：
（11）
式中X——代表碳、氫、氮、硫或氧含量，%。
