中華人民共和國國家標準
GB 220一89
煤對二氧化碳化學(xué)反應性的測定方法
代替GB 220-77
Determination of carboxyreactivity of coal
1 主題內容與適用范圍
本標準規定了測定煤對二氧化碳化學(xué)反應性所用的煤樣，儀器、設備，測定步驟，數據處理和結果報告。
本標準適用于褐煤、煙煤、無(wú)煙煤及焦炭對二氧化碳化學(xué)反應性的測定。
2 方法要點(diǎn)：
先將煤樣干餾，除去揮發(fā)物(如試樣為焦炭就不需要干餾處理)。然后將其篩分并選取一定粒度的焦 渣裝入反應管中加熱。加熱到一定溫度后，以一定的流’.{通入二氧化碳與試樣反應。測定反應后氣體中 二氧化碳的含量，以被還原成一氧化碳的二氧化碳量占原通入的二氧化碳量的百分數，即二氧化碳還原 率。(%)，作為煤或焦炭對二氧化碳化學(xué)反應性的指標。
3 引用標準 GB 474 煤樣的制備方法 GB 483 煤質(zhì)分析試驗方法一般規定
4 試劑
4. 1無(wú)水氯化鈣:化學(xué)純。
4. 2 硫酸(GB 625):化學(xué)純，相對密度1. 84,
4.3 氫氧化鈉(GB 629)或氫氧化鉀(GB 2306):化學(xué)純。
4.4 鋼瓶二氧化碳氣:純度98%以上。
5 儀器、設備
5.1 反應性測定儀，應具有以下技術(shù)要求:
反應爐 : 爐膛長(cháng)約600m m，內徑28^30m m;最高溫度可達13 50℃的硅碳管豎式爐。
反應管 : 耐溫1500C 的石英管或剛玉管，長(cháng)800.1000m m，內徑20-22m m，外徑24^-26m m,
溫度 控 制 器:具有升溫速度控制和自動(dòng)恒溫性能。最高控制溫度不低于13 001C,
5.2 試樣處理裝咒:
應具有以下技術(shù)要求: 管式干餾爐:爐膛長(cháng)400^500m m，內徑35^-40m m,爐膛中部具有長(cháng)度大于200m m的恒溫區，加熱溫度可達900℃以上。
溫度控制器:可控制溫度10 00℃以上，具有在指定溫度下自動(dòng)恒溫控制。
干餾管 : 耐溫10 00℃的瓷管或剛玉管，長(cháng)500 600m m，內徑約30m m，外徑33.35m m,
5. 3 氣體分析器:奧氏氣體分析器或者其他二氧化碳氣體分析器，其測定范圍為0-100%,精度為士2%。
5.4 鉑鍺一鉑熱電偶和鎳鉻一鎳鋁熱電偶各一對。
5. 5 熱電偶套管:長(cháng)500--600 mm，內徑5.6 mm，外徑7^-8 mm的剛玉管兩根。
5. 6 氣體流量計:量程0^-700 mL/min(在氣壓低于799. 9 hPa即600 mmHg柱的地區要用量程較大的流量計)。
5. 7 圓孔篩:直徑為200 mm，孔徑為3 mm和6 mm，符合板厚小于3mm的工業(yè)篩標準，并配有底和蓋。
5.8 氣體干燥塔:內裝氯化鈣。
5.9 洗氣瓶:內裝濃硫酸。
5.10 穩壓貯氣筒
5. 11 水銀氣壓計:測量范圍799. 9.1 066.6 hPa,精度0. 13 hPa，分度值1.33 hPa，工作溫度一15-+ 45℃ 。
6 測定準備
6.1 試樣的制備與處理
按 GB4 74規定制備3^-6m m粒度的試樣約300g.
6.1.2 用橡皮塞把熱電偶套管固定在干餾管中，并使其頂端位于干餾管的中心。將干餾管直立，加入粒度為6^-8 mm碎瓷片或碎剛玉片至熱電偶套管露出瓷片約100 mm，然后加人試樣至試樣層的厚度達200 mm,再用碎瓷片或剛玉片充填干餾管的其余部分。
6.1.3 將裝好試樣的干餾管放人管式干餾爐中，使試樣部分位于恒溫區內，將鎳鉻一鎳鋁熱電偶插人熱電偶套管中。
6.1.4 接通管式干餾爐電源，以15 200C/min的速度升溫到900℃時(shí)，在此溫度下保持1 h，切斷電源，放置冷卻到室溫，取出試樣，用6 mm和3 mm的圓孔篩疊加在一起篩分試樣，留取3^-6 mm粒度的試樣作為測定反應性用。粘結性煤處理后其中大于6 mm的焦塊必須破碎使之全部通過(guò)6 mm篩。
注 :對 強 粘結性煤可以用100m L的柑竭在馬弗爐內按6.1.4規定的溫度處理。
6.2 儀器、設備的連接與安裝
6.2.1 按下圖連接各部件并使各連接處不漏氣。
6.2.2 用橡皮塞將熱電偶套管固定在反應管中，使套管頂端位于反應管恒溫區中心。將反應管直立，加入粒度為6-8 mm碎剛玉片或碎瓷片至熱電偶套管露出剛玉碎片或瓷碎片約50 mm高。
7.測定步驟
7.1 將處理后3-6 mm粒度的試樣加人反應管，使料層高度達100 mm，并保證熱電偶套管頂端位于料層的中間，再用剛玉碎片或瓷碎片充填其余部分。
7.2 將裝好試樣的反應管裝人反應爐內。用帶有導出管的橡皮塞塞緊反應管上端。把鉑鍺一鉑熱電偶插入熱電偶套管內。
7.3 通入二氧化碳檢查系統有無(wú)漏氣現象，確認不漏氣后繼續通二氧化碳2^-3 min趕凈系統內的空氣
7.4 接通電源，以20-25'C/min速度升溫，約半小時(shí)將爐溫升到750'C褐煤)或800"C(煙煤、無(wú)煙煤)，在此溫度下保持5m in。當氣壓在10 13.3 士13.3 h Pa(760士10mmHg)、室溫在12-28℃時(shí)，以50011mL min的流量通過(guò)二氧化碳(如氣壓和室溫偏離前述規定，應按附錄A校準)。通氣2.5 min時(shí)用奧氏氣體分析器在1 min內抽氣清洗系統并取樣。停止通入二氧化碳。分析氣樣中的二氧化碳濃度(若用
通測儀器分析，應在通二氧化碳3 min時(shí)記錄儀器所顯示的二氧化碳濃度)。
7. 5 在分析氣體的同時(shí)，繼續以20-25'C/min的速度升高爐溫。每升高50℃按7.4條的規定保溫二氧化碳并取氣樣分析反應后氣體中的二氧化碳濃度，直到測定溫度達1 l00℃時(shí)為止。特殊需要時(shí)測定到1300℃。
反應性測定裝置圖
1-.=氧化碳瓶;2-貯氣筒;3-洗氣瓶;4一氣體干燥塔;5一氣體流量計;6一反應爐 7一 反 應 管 ;
8 - 奧 氏氣 體 分析器;9-熱電偶;10-溫度控制器
8 數據處理及結果報告
8. 1 式中根據以下關(guān)系式繪制二氧化碳還原率與反應后氣體中二氧化碳含量的關(guān)系曲線(xiàn)：
式中：a 一二氧化碳還原率 ;
a一鋼瓶二氧化碳氣體中雜質(zhì)氣體含量，%;
V 一 反 應 后 氣體中二氧化碳含量，%。
注: 當 鋼 瓶二氧化碳的純度改變時(shí)必須重新繪制a與V的關(guān)系曲線(xiàn)
8.2 根據測得的反應后氣體中二氧化碳含量V，從a-V曲線(xiàn)上查得相應的二氧化碳還原率a.
8.3 結果報告:
每個(gè)試樣做兩次重復測定，并按GB4 83規定的數據修約規則修約到小數后一位。由測得的反應后氣體中的二氧化碳含量V，從。一v曲線(xiàn)上查得相應的二氧化碳還原率a。將測定結果填入附錄B的表 中再以溫度為橫坐標，a值為縱坐標的圖上標出兩次測定試驗結果的點(diǎn)。在各點(diǎn)之間繪一條平滑的曲線(xiàn)反應性曲線(xiàn)(見(jiàn)附錄B)。將測定報告和反應性曲線(xiàn)一并報出。
9 精密度
任意溫度下兩次測定的a值與反應性曲線(xiàn)上相對溫度下a值的偏差不超過(guò)士3%。
附 錄 A
反應氣體流速的校準
(補 充 件 )
A1 如果測定時(shí)氣壓與室溫偏離1013. 3士13. 3 hPa和12^-28℃的規定時(shí)則二氧化碳流量應按式進(jìn)行調整:
式中:V- 測定反應性時(shí),需通入二氧化碳的流量:mL/min;
P-大氣壓力，hPa，
t一室溫，C。
如果計算值在500士20m L/min范圍內仍可按500m L/min的流量通過(guò)二氧化碳。
A2 作出氣體流量計的刻度與實(shí)際二氧化碳流量的關(guān)系曲線(xiàn)。
附 錄 B
二氧化碳反應性測定報告(示例)
(參 考 件 )
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附加說(shuō)明:
本標準由中華人民共和國能源部提出。
本標準由煤炭科學(xué)研究院北京煤化學(xué)研究所歸日并負責起草
本標準起草人陳麗珠、姚恩題
本標準于1962年首次發(fā)布，1977年第一次修訂。
