Топливо твердое. Методы определения кислорода

Содержание статьи:

ГОСТ 2408.3-95

(ИСО 1994-76)

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ

ТОПЛИВО ТВЕРДОЕ

МЕТОДЫОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙСОВЕТ

ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

Минск

Предисловие

1. РАЗРАБОТАН МТК 179″Уголь и продукты его переработки», институтом горючих ископаемых(ИГИ)

ВНЕСЁН ГосстандартомРоссии

2. ПРИНЯТМежгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации(протокол № 7-95 от 26 апреля 1995 г.)

За принятиепроголосовали:

Наименование государства	Наименованиенационального органа по стандартизации
Республика Беларусь	Белстандарт
Республика Казахстан	Госстандарт Республики Казахстан
Российская Федерация	Госстандарт России
Украина	Госстандарт Украины

3.Настоящий стандарт представляет собой полный аутентичный текст ИСО 1994-76″Уголь каменный. Определение содержания кислорода» и содержитдополнительные требования, отражающие потребности экономики страны

4.Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии исертификации от 06.02.96 № 53 межгосударственный стандарт ГОСТ 2408.3-95 (ИСО1994-76) введен непосредственно в качестве государственного стандартаРоссийской Федерации с 1 января 1997 г.

5. ВЗАМЕН ГОСТ 2408-3-90

Содержание

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ 3. РАСЧЕТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯКИСЛОРОДА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА 4.1. Сущность методов 4.2. Приготовление пробы 5. МАКРОМЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯКИСЛОРОДА 5.1. Реактивы 5.2 Аппаратура 5.3 Подготовка к анализу 5.4 Проведение анализа 5.5 Обработка результатов 5.6 Точность метода 6 ПОЛУМИКРОМЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯКИСЛОРОДА 6.1 Реактивы 6.2 Аппаратура 6.3 Подготовка к анализу 6.4 Проведение анализа 6.5. Обработка результатов 6.6. Точность метода

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ

ТОПЛИВО ТВЕРДОЕ Методыопределения кислорода Solid fuel. Methods for determination of oxygen content

Дата введения 1997-01-01

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяетсяна бурые и каменные угли, антрацит, лигниты, торф, кокс и твердые продуктыобогащения (далее — топливо) и устанавливает три метода определения кислорода:расчетный и два экспериментальных — макро- и полумикрометоды.

При возникновенииразногласий массовую долю кислорода определяют одним из прямых методов.

Дополнения иизменения, отражающие потребности экономики страны, выделены курсивом.

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящемстандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 61-75 Кислота уксусная.Технические условия

ГОСТ 1277-75Серебро азотнокислое. Технические условия

ГОСТ 2408.1-95Топливо твердое. Методы определения углерода и водорода

ГОСТ3044-84 Преобразователи термоэлектрические. Номинальные статическиехарактеристики преобразования

ГОСТ 3118-77 Кислотасоляная. Технические условия

ГОСТ3760-79 Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Кислота серная.Технические условия

ГОСТ 4461-77 Кислота азотная.Технические условия

ГОСТ4919.1-77 Реактивы и особо чистые вещества. Методы приготовления растворовиндикаторов

ГОСТ 5496-78Трубки резиновые технические. Технические условия

ГОСТ 5556-81Вата медицинская гигроскопическая. Технические условия

ГОСТ 6709-72 Водадистиллированная. Технические условия

ГОСТ7885-86 Углерод технический для производства резины. Технические условия

ГОСТ 7995-80Краны соединительные стеклянные. Технические условия

ГОСТ 8606-93 Топливотвердое. Методы определения серы

ГОСТ9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия

ГОСТ 9932-75Реометры стеклянные лабораторные. Технические условия

ГОСТ 10157-79Аргон газообразный и жидкий. Технические условия

ГОСТ10538-87 Топливо твердое. Методы определения химического состава золы

ГОСТ10742-71 Угли бурые, каменные, антрацит, горючие сланцы и угольные брикеты.Методы отбора и подготовки проб для лабораторных испытаний

ГОСТ 11022-90Топливо твердое минеральное. Методы определения зольности

ГОСТ11303-75 Торф и продукты его переработки. Метод приготовления аналитическихпроб

ГОСТ 11305-83 Торф. Методыопределения влаги

ГОСТ11306-83 Торф и продукты его переработки. Методы определения зольности

ГОСТ13455-91 (ИСО 925-80) Топливо твердое минеральное. Методы определениядиоксида углерода карбонатов

ГОСТ 14837-79 Платина впорошке. Технические условия

ГОСТ 16539-79 Меди (II) оксид. Технические условия

ГОСТ23083-78 Кокс каменноугольный, пековый и термоантрацит. Методы отбора иподготовки проб для испытаний

ГОСТ25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основныепараметры и размеры

ГОСТ27313-89 Топливо твердое. Обозначение аналитических показателей и формулы пересчета результатов анализа дляразличных состояний топлива

ГОСТ 27314-91(ИСО 589-81) Топливо твердое минеральное. Методы определения влаги

ГОСТ 27589-91(ИСО 687-74) Кокс. Метод определения влаги в аналитической пробе

ГОСТ 29086-91 (ИСО602-83) Уголь. Метод определения минерального вещества

ГОСТ 28743-90Топливо твердое минеральное. Методы определения азота

3. РАСЧЕТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА

Метод основан навычислении массовой доли кислорода в органической массе топлив, исходя изпредставления, что сумма массовых долей влаги, минеральной и органической масстоплива составляет %.

3.1. Массовую долюкислорода в органической массе аналитической пробы топлива  в процентах вычисляют по формуле

                                            (1)

где W^a — массовая доля влаги ваналитической пробе топлива, определенная по

ГОСТ 11305, ГОСТ 27314или ГОСТ 27589

, %;

 — массоваядоля органического углерода в аналитической пробе топлива, определенная по ГОСТ2408.1, %;

 — массовая доляорганического водорода в аналитической пробе топлива, определенная по ГОСТ2408.1, %;

N^a — массовая доля азота ваналитической пробе топлива, определенная по ГОСТ2408.2, %;

 — массовая доля органической серы в аналитической пробетоплива, определенная по ГОСТ 8606, %;

ММ^a — массовая доля минеральной массы ваналитической пробе топлива, определенная по ГОСТ 29086 или рассчитанная поформуле

,                             (2)

где A^a — зольность аналитической пробы топлива,определенная по ГОСТ11306 или

ГОСТ 11022,%;

 — массовая доля диоксидауглерода из карбонатов в аналитической пробе топлива, определенная по ГОСТ 13455, %;

,  — массовая доля пиритной исульфатной разновидностей серы в аналитической пробе топлива, определенная по ГОСТ 8606,%;

 — массоваядоля серы в золе топлива, определенная по ГОСТ 10538и пересчитанная на аналитическое состояние топлива, %;

 — массовая доля гидратнойвлаги в аналитической пробе топлива, % вычисленная по формуле

,                                                       (3)

где (А12О3) — массоваядоля оксида алюминия в золе топлива, определенная по ГОСТ 10538,%.

3.2.Массовую долю кислорода в органической массе аналитической пробы топлива  в процентахприближенно вычисляют по формуле

,                                     (4)

где  — массовая доля общей серы ваналитической пробе топлива, определенная по ГОСТ 8606, %;

 — массовая доля общегоуглерода в аналитической пробе топлива, определенная по ГОСТ2408.1, %;

 — массовая доля общеговодорода в аналитической пробе топлива, определенная по ГОСТ2408.1, %.

При массовой доледиоксида углерода из карбонатов в аналитической пробе  более 2,0%

,                           (5)

3.3.Пересчет результатов на другие состояния топлива производят по ГОСТ27313.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА

4.1.Сущность методов

При термическомразложении навески сухого топлива в потокеинертного газа (аргона, азота) кислород топлива количественно выделяется в видеСО2, СО и Н2О. Эти оксидные соединения восстанавливаютсянад раскаленной гранулированной чистой или платинированной (с нанесеннойплатиной) сажей до СО и Н2, превращая таким образом весь кислородтоплива в оксид углерода.

Температуравосстановления на чистой саже составляет от 1 до 1170°С, а на платинированной— от 900 до1020°С.

Оксид углеродаколичественно окисляют до оксида и последний определяют гравиметрически (5, 6.5.1.2.,6.5.2.2.) или титриметрически (6.5.1.1.,6.5.2.1.).

При пиролизе топливав условиях прямого метода кислород минеральных веществ, содержащихся в топливе,выделяется также в виде диоксида углерода и воды, что вносит ошибку в результатопределения. Для снижения погрешности прямого определения кислорода ворганической массе топлив зольность пробы не должна превышать 5% приопределении полумикрометодом и 10% — макрометодом.При более высокой зольности топливо подвергают частичной деминерализациипо ГОСТ29086 или обогащению.

Масса навески приопределении кислорода полумикрометодом составляет 20-50 мг, макрометодом -200-500 мг.

При прямомопределении кислорода из воздушно-сухой пробы до начала пиролиза происходитчастичная неконтролируемая потеря влаги из навески топлива, что вносит ошибку врезультат анализа. Для предотвращения этого пиролизу подвергают сухую пробу,причем навеску высушивают до (4.2) или входе анализа, нагревая пробу на первой стадии определения при 105 — 110°С объемнымнагревателем для высушивания (5.2.2.1).

4.2.Приготовление пробы

Для прямогоопределения кислорода полумикро- и макрометодом используют аналитическую пробутоплива с крупностью зерен менее 0,2 мм (200 мкн) в воздушно-сухом или сухомсостоянии.

Аналитическуюпробу топлива готовят в зависимости от вида топлива по ГОСТ10742, ГОСТ11303 или ГОСТ 23083.

Пробу выдерживаютв тонком слое минимально необходимое время для достижения приблизительного равновесиямежду влагой пробы и влажностью лабораторного помещения.

Для приготовлениясухой пробы топливо в аналитическом измельчении высушивают при 105-110ºСдо постоянной массы и хранят в эксикаторе над осушающим веществом.

Перед выполнениемопределения аналитическую пробу перемешивают не менее 1 мин.

В аналитическойпробе определяют массовую долю влаги по ГОСТ 27314, ГОСТ 11305 или ГОСТ27589 диоксид углерода из карбонатов топлива по ГОСТ13455 и зольность по ГОСТ 11022или ГОСТ11306.

5.МАКРОМЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА

5.1. Реактивы

5.1.1. Все реактивыдолжны быть квалификации ч.д.а.; для анализа применяют дистиллированную воду поГОСТ 6709.

5.1.2. Аргон, газ вбаллоне, по ГОСТ 10157.

5.1.3. Платинаметаллическая в порошке по ГОСТ 14837 илиплатинохлористоводородная кислота.

5.1.4. Аскарит, частицы размером 2-3мм.

По мере отработкицвет аскарита изменяется от светло-коричневого до белого.

5.1.5.Перхлорат магниябезводный Mg (ClO4)2, ангидрон, с размерами зерен 2-3мм.

По мере отработкиангидрон оплавляется.

Не разрешается регенерировать ангидрониз-за его пожаро- и взрывоопасности.

5.1.6.Сереброазотнокислое по ГОСТ 1277 и3%-ный раствор, подкисленный азотной кислотой.

5.1.7. Цинкметаллический гранулированный.

5.1.8.Ватагигроскопическая хлопковая по ГОСТ 5556.

5.1.9.Кислота сернаяплотностью 1,84 г/см³ по ГОСТ 4204.

5.1.10. Кислотаазотная плотностью 1,4 г/см³ по ГОСТ 4461.

5.1.11.Кислота солянаяплотностью 1,18 г/см³ по ГОСТ 3118 и раствор1:3 (по объему).

5.1.12.Кислота уксуснаяпо ГОСТ 61и раствор 1:9 (по объему).

5.1.13. Метиловыйоранжевый, индикатор, 0,1 %-ный водный раствор по ГОСТ4919.1.

5.1.14. Аммониягидроксид, раствор по ГОСТ 3760.

5.1.15.Меди оксид впроволоке или гранулированный по ГОСТ 16539.

Оксид медиобрабатывают горячим раствором уксусной кислоты (5.1.12), промывают водой, сушат и прокаливают при 800°Св течение 30 мин.

5.1.16.Пемзапосеребренная.

40 г азотнокислогосеребра растворяют в 200 см³ воды. Насыщенный раствор углекислогонатрия приливают в раствор азотнокислого серебра до полного осажденияуглекислого серебра. Осадок отфильтровывают на воронке с отсосом через плотныйфильтр, промывают водой и растворяют в растворе гидроксида аммония (5.1.14.). Кусочки пемзы обрабатываютполученным раствором, сушат и прокаливают при 300°С.

5.1.17.Сажа по ГОСТ7885, гранулированная, с зольностью не более 0,03%.

Очистка сажи. Дляочистки сажи от органических примесей (масел) ее прокаливают в инертнойатмосфере при темно-красном калении.

Для обеззоливаниясажу кипятят в соляной кислоте (5.1.11.)в течение 1 ч, несколько раз промывают горячей водой с декантацией и отфильтровываютчерез воронку с отсосом на плотном фильтре с синей лентой. Сажу на фильтрепромывают горячей водой до исчезновения в промывных водах ионов хлора пореакции с раствором азотнокислого серебра (5.1.6.).

Если зольность сажипревышает 0,03%, обработку повторяют.

Гранулирование сажи.К очищенной саже добавляют воду и при перемешивании получают однородную пасту.Если паста получается жидкая, её упаривают. Пасту гранулируют с помощьюлабораторного пресса, продавливая ее через отверстия вкладыша (5.2.16). Полученные нити режут награнулы длиной 2-4 мм и сушат при температуре 105°С в течение 2 ч. Высушенныегранулы помещают в кварцевую трубку, находящуюся в печи; через трубкупропускают ток аргона в течение 30 мин, затем, не прекращая тока аргона,постепенно в течение 2-3 ч нагревают печь до (1150±20)°С. Сажу продуваютаргоном при этой температуре в течение 8-10 ч. Печь выключают и продолжаютпродувку до охлаждения печи до 350-400°С. Частицы менее 0,7 мм отсеивают.

Полученные гранулыхранят в банке с притертой пробкой в эксикаторе.

5.1.18.Сажаплатинированная, гранулированная, приготовлена из сажи по 5.1.17. Содержание платины 50%.

5 г платинырастворяют в «царской водке» (три части соляной кислоты и однаазотной), несколько раз упаривают раствор почти досуха, добавляя каждый раз5-10 см³ концентрированной соляной кислоты до тех пор, пока непрекратится выделение оксидов азота. Раствор выпаривают досуха, смачиваютостаток 2 см³ концентрированной соляной кислоты и приливают горячуюводу до растворения хлорида платины.

К раствору добавляют5 г очищенной сажи по 5.1.17. и,если необходимо, воду для получения после тщательного перемешивания однороднойпасты.

Если пастаполучается жидкая, ее упаривают. Пасту гранулируют по 5.1.17. Гранулы сушат при 150°С в течение 2 ч, затемпомещают в кварцевую трубку, через которую для вытеснения воздуха пропускаютток аргона. Трубку помещают в печь и постепенно нагревают до 800°С в течение 6ч. Затем печь выключают, продолжая пропускать аргон.

Для восстановления хлорида платины вместо аргоначерез сажу пропускают ток водорода, полученный в аппарате для получения газа (5.2.15.), постепенно нагревают печь до850°С и продолжают продувать до прекращения выделения хлористого водорода, начто указывает нейтральность газа по метиловому оранжевому. Сажу продуваютводородом при 850°С в течение 16 ч. Печь выключают и продолжают продувкуводородом. После охлаждения трубки водород вытесняют аргоном. Частицы менее 0,7мм отсеивают.

Примечания:

1.Измельченную в процессе работы сажу (чистую или платинированную) смачиваютводой до образования пасты и вновь гранулируют.

2. Для получения платинированной сажи вместоплатины можно использовать платинохлористоводородную кислоту, сохраняясоотношение сажи и платины 1:1.

5.1.19. Фенолфталеин.Высушивают при 105-110°С до постоянной массы и хранят в эксикаторе надосушающим веществом.

5.2.Аппаратура

Схема установки дляпрямого определения кислорода макрометодом приведена на рисунке 1.

5.2.1.Очистительная система. Для очистки аргона от водяных паров и диоксида углеродасобирают систему, состоящую из сосудов, наполненных следующими реагентами походу аргона:

1) серная кислота (5.1.9.) или ангидрон (5.1.5.) для поглощения воды, содержащейся в аргоне:

2) аскарит (5.1.4.) для поглощения диоксида углерода,содержащегося в аргоне;

3) ангидрон (5.1.5.) для поглощения воды,выделяющейся по реакции между диоксидом углерода и аскаритом.

В качестве сосудовочистительной системы применяют трубки стеклянные типа ТХ-U-2-200 по ГОСТ25336, склянки типа СПТ и СПЖ по ГОСТ25336.

Вместимость сосудовдолжна быть достаточной для того, чтобы смену реагентов производить не чаще,чем через определений.

5.2.2.Аппаратура для пиролиза навески и окисления СО в СО2, Нагревают слоисажи и навески в лодочке согласно рисунку 1А или 1 Б.

В первом случаеустановка для пиролиза состоит из двух печей, из которых одна — неподвижная,расположена над слоем сажи в трубке, а вторая — подвижная (электрогорелка),перемещается над лодочкой с навеской. Во втором случае установка состоит изодной неподвижной печи, длина которой достаточна для нагрева слоя сажи илодочки с навеской; в этом случае лодочка перемещается с помощью магнитноготолкателя (5.2.2.4).

а — с двумя печами; б — с одной печью.

1 — баллон саргоном; 2 — редуктор; 3 — кран тонкой регулировки; 4 — сосуд с серной кислотой; 5, 16. 20. 21 — U-образные трубки, заполненные на 2/3аскаритом и на 1/3 ангидроном; 6, 15 -трехходовые краны, 7 — П-образная трубка; 8 — реакционная трубка; 9 — лодочка с навеской; 10 — подвижная печь (электрогорелка),11, 26 — неподвижные печи; 12 — гранулированная сажа; 13 — битое кварцевое стекло; 14 — фильтр с ватой; 17 — трубка с оксидом меди; 18 — вертикальная печь; 19 — U-образная трубка с ангидроном. 22 — реометр; 23 — одноходовой кран; 24- склянка с серной кислотой; 25- магнитный толкатель

Рисунок 1 — Схема установки для определения кислорода макрометодом

Установка дляокисления СО в СО2 состоит из вертикальной печи, вкоторую помещена трубка с оксидом меди (5.1.15).

5.2.2.1. Печи

Печи трубчатыеэлектрические горизонтальные внутренним диаметром 15 мм и длиной рабочей зоны20 см, 6 или 11 см (СУОЛ 0,15.2/12МР, СУОЛ 0,15 0,6/12-МР или СУОЛ 0,15 M.I/12MP), обеспечивающие устойчивыйнагрев до температуры 1200°С.

Печь трубчатаяэлектрическая вертикальная внутренним диаметром 25 мм и длиной рабочей зоны неменее 150 мм, обеспечивающая температуру нагрева (300±10)°С.

Съемный нагревательдля высушивания пробы представляют собой трубчатую горизонтальную печь с длинойрабочей зоны около 10 см, обеспечивающий температуру нагрева 105-110°С.

5.2.2.2.Трубкареакционная (рисунок 2) из плавленного кварцевого стекла длиной 700 мм инаружным диаметром 12-13 мм.

5.2.2.3.Лодочкакварцевая или фарфоровая типа ЛС1 по ГОСТ9147.

Лодочки прокаливаютдо постоянной массы и хранят в эксикаторе над осушающим веществом.

Рисунок 2 -Реакционная кварцевая трубка

1 — железныйстержень; 2 – кварцевая трубка

Рисунок 3 -Магнитный толкатель

5.2.2.4.Магнитныйтолкатель (рисунок 3), представляет собой кварцевую трубку, внутрь которойвпаян железный стержень.

Рисунок 4 -Трубка для оксида меди

За реакционнойтрубкой по ходу аргона расположены:

5.2.2.5.Фильтр дляочистки газов разложения от механических загрязнений, заполненный ватой (5.1.8.), высушенной до постоянной массы.Фильтр изготовлен из термостойкого стекла диаметром 22-24 мм длиной 80 мм,концы оттянуты до диаметра 5 мм.

5.2.2.6.Стекляннаятрубка типа ТХ-U-2- (или 150) по ГОСТ25336 для очистки газов разложения от кислых примесей (НС1, H2S и др.),наполненная на 2/3 аскаритом (5.1.4.)и на 1/3 ангидроном (5.1.5.). Ангидронпоглощает воду, выделяющуюся при реакции аскарита с кислыми газами.

5.2.2.7. При анализетоплив с содержанием серы более 4% между фильтром (5.2.2.5.) и трубкой (5.2.2.6.) помещают трубку типа ТХ-U-2- (или 150) по ГОСТ25336, наполненную посеребренной пемзой (5.1.16.) для очистки газов от кислых примесей.

5.2.2.8.Трубка с оксидоммеди (рисунок 4). Трубку заполняют оксидом меди в проволоке (5.1.15.) через незапаянную верхнюю часть до выходногоотверстия внутренней трубки. После этого верхнюю часть трубки запаивают. Увыходного конца помещают слой высушенной ваты.

5.2.2.9. Трубка типаТХ-U-2-150 (или 200) по ГОСТ25336 заполненная ангидроном (5.1.5.)для защиты поглотительных сосудов (5.2.3.)от воды, выделяющейся при взаимодействии газов разложения с нагретым оксидоммеди в трубке (5.2.2.8.).

5.2.3.Поглотительнаясистема состоит из двух трубок типа ТХ-U-2- 150 (или 200) по ГОСТ25336 для количественного поглощения диоксида углерода. Трубки заполняют на2/3 аскаритом (5.1.4.) и на 1/3ангидроном (5.1.5.) для поглощенияводы, выделяющейся при взаимодействии диоксида углерода с аскаритом.

Масса поглотительныхтрубок не должна превышать 110 г. Полнота поглощения диоксида углеродаконтролируется массой привеса второй (контрольной) трубки, который не долженпревышать 1 мг.

5.2.4. Регулятор скорости потока аргона состоит из редуктора на баллоне иигольчатого клапана непосредственно перед очистительной системой, которыйобеспечивает тонкую регулировку подачи газа.

5.2.5. Лабораторныйреометр любого типа для измерения расхода газа в пределах от 40 до 60 см³/минпо ГОСТ 9932,градуированный по вытеканию жидкости.

5.2.6. Трехходовыестеклянные краны по ГОСТ 7995.

5.2.7.П-образнаястеклянная трубка диаметром 5-6 мм для обратного хода аргона. Размеры трубкиопределяют при сборке установки.

5.2.8. Дляпредотвращения попадания воздуха в систему используют сосуды-барботеры типаСН-1-25, СН-2-25 или СПЖ-50 по ГОСТ25336, заполненные серной кислотой (5.1.9.)так, чтобы конец внутренней трубки был погружен в кислоту на 20-25 мм.

5.2.9. Весы аналитическиес погрешностью взвешивания не более 0,2 мг.

5.2.10.Пробиркастеклянная с пришлифованной пробкой для хранения лодочки с навеской.

5.2.11.Преобразователь термоэлектрический по ГОСТ3044 (термопара) для измерения температуры до 1200°С с измерительнымустройством.

5.2.12. ВоронкаБюхнера 2 или 3 по ГОСТ9147.

5.2.13. Колба дляфильтрования под вакуумом типа 1-250 (500) по ГОСТ25336.

5.2.14. Насосстеклянный водоструйный по ГОСТ25336.

5.2.15.Аппаратстеклянный для получения газа типа «Аппарат-500 ( 0)» по ГОСТ25336.

5.2.16.Пресслабораторный для гранулирования сажи с отверстиями во вкладыше диаметром 2 мм.

5.2.17.Склянка 4 или5-20 (газометр) по ГОСТ25336.

5.2.18.Крючок из жароупорнойпроволоки, с помощью которого помещают и извлекают лодочку из реакционнойтрубки.

5.2.19.Трубки резиновыевнутренним диаметром 2-3 мм по ГОСТ 5496.

5.2.20.Палочкистеклянные с оплавленными концами длиной 20-30 мм и диаметром 4-5 мм.

5.3 Подготовка к анализу

5.3.1 Подготовкареакционной трубки для пиролиза

Реакционную трубку (5.2.2.2.) прокаливают при температуре 0°С.

Заполнение трубки начинают с конца,обращенного к поглотительной системе. В оттянутый конец трубки помещают тампониз прокаленного асбеста длиной 2-3 мм, слой битого кварцевого стекла (размер кусков 2-3 мм) длиной40-50 мм, слой гранулированной сажи (5.1.17.)или (5.1.18.) толщиной 130-150 мм ислой прокаленного асбеста длиной 5-10 мм. Конец трубки закрывают резиновойпробкой со вставленным в нее прямым двухходовым краном. На оттянутый конец иотросток надевают резиновые трубки (5.2.19.)для присоединения фильтра (5.2.2.5.)и П-образной трубки (5.2.7.) изакрывают их оплавленными на концах стеклянными палочками (5.2.20.).

5.3.2. Сборка установки

Установку дляопределения кислорода макрометодом собирают в соответствии со схемой,приведенной на рисунке 1.

При сборке установкивсе соединения выполняют встык «стекло к стеклу» при помощи резиновыхтрубок по 5.2.19. Боковые отводывсех аппаратов, трубок и сосудов должны иметь одинаковый наружный диаметр.

Подачу аргонаосуществляют непосредственно из баллона через запорно-регулировочный вентиль сигольчатым клапаном, обеспечивающий тонкую регулировку подачи аргона (5.2.4.).

Устанавливают печитак, чтобы неподвижные печи (11 и 26)находились над слоем сажи. Подвижную печь (электрогорелку) (10) помещают вплотную к неподвижной над свободнымпространством трубки. Эта печь может свободно перемещаться вдоль реакционнойтрубки.

Реакционную трубкурасполагают в неподвижной печи так, чтобы ее выходной конец (без учетаоттянутой части) находился на расстоянии 50 мм от края электропечи.

Трубки 5, 16,20 и 21 заполняют на 2/3 аскаритом (5.1.4.) и на 1/3 ангидроном (5.1.5.). Между аскаритом и ангидроном и передсоединительными отростками помещают слой гигроскопической ваты, высушенной при105°С. Трубки закрывают резиновыми пробками.

На соединительныеотростки поглотительных трубок (20 и 21) надевают резиновые трубки (5.2.19.) и закрывают их оплавленными наконцах стеклянными палочками (5.2.20.).

5.3.3.Проверка установки на герметичность.

Дляпроверки на герметичность к установке присоединяют поглотительные сосуды ипропускают слабый ток аргона (1-2 пузырька в секунду) из газометра (5.2.17.) или непосредственно избаллона. Обогрев печей не включают. Кран 23закрыт. Открытый конец последнего по ходу аргона аппарата закрывают при помощирезиновой трубки со вставленной в нее стеклянной палочкой. Проверяютгерметичность установки при прямом ходе аргона и при обратном через П-образнуютрубку, для чего меняют положение трехходовых кранов (6 и 15).

В герметичнойсистеме через 3-4 мин ток аргона через установку должен прекратиться. Если этоусловие не обеспечивается, установку проверяют на герметичность по частям,начиная с поглотительной системы, отсоединяя сосуды один за другим.Неисправности устраняют, добиваясь герметичности системы.

5.3.4.Прокаливание реакционной трубки

Прокаливаниереакционной трубки проводят для удаления влаги и очистки реагентов отзагрязнений.

Поглотительныеприборы не присоединяют.

Устанавливаютскорость аргона по реометру 40-60 см³/мин. В течение 1,5-2 ч черезреакционную трубку продувают аргон, не включая печей. Затем включают нагревпечей и в течение 2-3 ч поднимают температуру горизонтальных печей (11, 26)до ( 0±20)°С при использовании платинированной сажи или до (1150±20)°С — прииспользовании чистой гранулированной сажи, вертикальной печи (18) — до (300±10)°С. Подвижную печь (10) не включают. После достиженияуказанных температур продолжают продувку установки 2-3 ч.

Не прекращая подачуаргона, печи выключают. Когда горизонтальная печь охладится до 350-400°С,отсоединяют реометр, на свободный конец U-образной трубки с ангидроном (19) надевают резиновую трубку совставленной в нее стеклянной палочкой, закрывают трехходовые краны (6 и 15),вентиль (3) и редуктор (2). Такой порядок отключения подачиаргона обеспечивает сохранение установки под давлением инертного газа.

Для того чтобыоценить чистоту трубки после прокаливания, проводят контрольное определение.

Присоединяютпоглотительные приборы, подготовленные и взвешенные по 5.3.5, к установке ипропускают ток аргона (40-60 см³/мин) в течение 2 ч при рабочихтемпературах печей.

Изменение массысосудов не должно превышать 5 мг.

5.3.5. Подготовкаи взвешивание поглотительных сосудов

После наполненияпоглотительных трубок свежими реагентами их присоединяют к установке,находящейся в рабочем состоянии, и продувают аргоном в течение 20 мин. Скоростьпотока аргона должна быть такой же, как при проведении определения. Затем наконцы соединительных отростков поглотительных приборов надевают отрезкирезиновых трубок, закрытых оплавленными стеклянными палочками, и помещают околовесов. Поглотительные приборы находятся в рабочем состоянии (наполнены аргономи отсоединены от атмосферы). Перед взвешиванием поглотительные приборы должнынаходиться около весов в течение 20 мин. Затем каждую трубку вытирают чистойтканью и быстро взвешивают, сняв на время взвешивания резиновые трубки состеклянными палочками. После взвешивания приборы быстро закрывают с двух сторонрезиновыми трубками со вставленными в них стеклянными палочками.

Порядок взвешиванияпоглотительных приборов до и после анализа должен быть одинаковым.

5.3.6. Для проверкиготовности установки анализируют химически чистое вещество известного состава,например, фенолфталеин (5.1.19.).

Содержание кислородане должно отличаться от теоретического более чем на 0,3%.

5.4 Проведение анализа

5.4.1. Установку для определения кислорода приводят в рабочее состояние:

в системеустанавливают скорость потока аргона 40-60 см³/мин; в течениеанализа скорость потока аргона сохраняют неизменной;

включают нагрев печей,устанавливают температуру неподвижной печи в зависимости от используемогосажевого контакта: для платинированной сажи — ( 0±20)°С, для чистойгранулированной сажи — (1150±20)°С; при работе с двумя печами (рисунок 1а) подвижную печь (электрогорелку)вплотную придвигают к неподвижной, устанавливают ее температуру (Ю00±20)°С;

в вертикальной печиустанавливают температуру (300±10)°С;

в съемномнагревателе для высушивания пробы устанавливают температуру 105-110°С.

5.4.2. Для установления прямого потока аргона закрывают кран (23), открывают трехходовой кран (6), направляя поток газа в реакционнуютрубку (8), фильтр (14) и через трехходовой кран (15) в U-образную трубку с аскаритом (16) и далее.

Для созданияобратного потока аргона открывают кран (23),трехходовой кран (6) устанавливаюттаким образом, чтобы аргон поступал в П-образную трубку, затем черезтрехходовой кран (15) в реакционнуютрубку (8) и через барбатер (24) в атмосферу.

5.4.3. После приведения установки в рабочее состояние (5.4.1.) при прямом потоке аргона (5.4.2.) присоединяют поглотительные приборы (5.3.5.), продувают их аргоном в течение20 мин, отсоединяют и взвешивают.

5.4.4. Устанавливают обратный поток аргона (5.4.2.).

5.4.5.Навеску топлива массой 0,2-0,5 г в зависимости от массовой доли кислорода,взятую из тщательно перемешанной сухой или воздушно-сухой аналитической пробы (4.1., 4.2.),помещают во взвешенную лодочку (5.2.2.3.).Топливо равномерно распределяют по дну лодочки. До начала анализа лодочка снавеской хранится в пробирке (5.2.10.).

5.4.6.Открывают входное отверстие реакционной трубки (5.2.2.2.) (закрытое резиновой пробкой с прямымдвухходовым краном), вносят в нее лодочку с навеской (5.4.5.) и при работе содной печью — магнитный толкатель (5.2.2.4.)и закрывают трубку той же пробкой.

Лодочку помещают нарасстоянии 1-2 см от края печи. Дальнейший ход анализа зависит от влажностинавески.

5.4.7. При работе с сухой навеской продувают установку обратным потокомаргона в течение 2 мин.

Устанавливают прямойпоток аргона и продувают установку еще 2 мин.

Присоединяютвзвешенные поглотительные приборы (5.2.3.;5.4.4).

При работе с двумяпечами (рисунок 1а) передвигаютэлектрогорелку (10) навстречу потокуаргона с такой скоростью, чтобы через 10-15 мин после начала движения лодочканаходилась в центре рабочей зоны печи. Продолжительность нахождения печи в этотположении 10-15 мин. Затем в течение 1-2 мин передвигают электрогорелкунавстречу потоку аргона до начала трубки. Для того чтобы полностью вытеснитьгазы пиролиза из трубки, передвигают электрогорелку по ходу потока аргона за2-3 мин до исходного положения (вплотную к неподвижной печи). Общаяпродолжительность пиролиза составляет около 30 мин.

При работе с однойпечыо (рисунок 1б) при помощимагнитного толкателя и магнита перемещают лодочку с навеской в реакционнойтрубке по следующей схеме: 2-5 мин выдерживают лодочку у входа в печь, втечение 10 мин передвигают ее в раскаленную часть печи и выдерживают в этомположении 15 мин.

5.4.8. Отсоединяютпоглотительные сосуды, закрывают боковые отводы резиновыми трубками совставленными в них оплавленными стеклянными палочками и взвешивают их по 5.3.5.

5.4.9.Устанавливаютобратный поток аргона.

Открывают входноеотверстие реакционной трубки и с помощью магнита и крючка из жаропрочнойпроволоки (5.2.18.) осторожновынимают магнитный толкатель и лодочку. Закрывают входное отверстие реакционнойтрубки.

Лодочку освобождаютот остатков пробы и прокаливают в муфеле.

5.4.10. Приработе с воздушно-сухой навеской съемный нагреватель для высушивания пробы,нагретый до 105-110°С (5.2.2.1.),помещают над лодочкой с навеской и продувают установку обратным потоком аргонав течение 20 мин.

Снимают нагревательдля высушивания пробы, устанавливают прямой поток аргона и продувают установку2 мин.

Присоединяютвзвешенные поглотительные приборы и далее ведут пиролиз по 5.4.7-5.4.9.

5.4.11.При проведении серии анализов после окончания определения печи и поток аргонана выключают; подвижную печь оставляют придвинутой к неподвижной. Установканаходится в рабочем состоянии и полностью готова к проведению следующегоопределения.

5.4.12.Для выключения установки после окончания определения устанавливают прямой потокаргона и выключают электропечи. Продувают систему до тех пор, пока температурав печах не снизится до 350-400°С. Боковой отвод трубки с ангидроном (19) закрывают резиновой трубкой совставленной в нее стеклянной палочкой. Последовательно закрывают краны 15 и 6 и прекращают подачу аргона из баллона.

5.4.13.Ежедневно через все стадии анализа, но без навески топлива проводят холостыеопыты для внесения поправки в результат испытания. Масса привеса поглотительныхтрубок с аскаритом допускается не более 5 мг. Холостые опыты повторяют до техпор, пока разность привеса поглотительных трубок при параллельных определенияхбудет не более 0,6 мг.

5.5. Обработка результатов

5.5.1. Массовую долю кислорода ваналитической пробе топлива (О^a) в процентах вычисляют по формуле

                                               (6)

где m — масса навески воздушно-сухого топлива, г;

m1 — суммарное увеличение массы поглотительных сосудов для диоксидауглерода при проведении определения, г;

m2 — суммарное увеличение массы поглотительных сосудов для

диоксида углеродапри проведении холостого опыта, г;

0,3636 — коэффициент пересчета массы диоксидауглерода на кислород;

 — массовая доля диоксидауглерода из карбонатов в аналитической пробе топлива, определенная по ГОСТ13455, %.

5.5.2. Массовую долюкислорода в сухой пробе топлива (O^d) в процентах вычисляют по формуле

                                               (7)

где m3 — масса навески сухого топлива,г.

5.5.3. Результаты, предпочтительносреднее арифметическое результатов двух определений, округляют до 0,1%.

5.5.4. Пересчетрезультатов определения массовой доли кислорода на другие состояния топливапроизводят по ГОСТ27313.

5.6.Точность метода

Массовая долякислорода, %	Максимальнодопускаемые расхождения между полученными результатами, % абс.
	в одной лаборатории (сходимость)	в разныхлабораториях (воспроизводимость)
До 5.0	0,2	0,3
Св. 5,0	0,3	0,5

5.6.1. Сходимость

Результатыпараллельных определений, выполненных в разное время в одной и той же лабораторииодним и тем же лаборантом при использовании одной и той же аппаратуры из однойи той же аналитической пробы не должны отличаться более чем на величину,указанную выше.

5.6.2. Воспроизводимость

Средние результатыпараллельных определений, выполненных в двух разных лабораториях напредставительных порциях, взятых из одной и той же пробы последней стадии ееподготовки, не должны отличаться более чем на величину, указанную выше.

5.6.3. Еслирасхождение между результатами двух определений превышает значения, приведенныев таблице, то проводят третье определение. За результат принимают среднееарифметическое двух наиболее близких результатов в пределах допускаемыхрасхождений.

Если результаттретьего определения находится в пределах допускаемых расхождений по отношениюк каждому из двух предыдущих результатов, то за результат анализа принимаютсреднее арифметическое результатов трех определений.

6 ПОЛУМИКРОМЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА

6.1.Реактивы

6.1.1. Азот. Азот,применяемый при пиролизе, должен содержать не более 10 ppm кислорода. При отсутствии азотатакой чистоты в продаже производят очистку газа (6.2.1.). Очистку не производят, если поправка на холостойопыт находится в пределах, установленных в 6.4.

6.1.2.Альтернативные реактивы для превращения летучих продуктов пиролиза в оксидуглерода.

6.1.2.1. Чистая сажа. Частицы размером 0,7-2,0 мм с зольностью не более0,01% (примечание).

Очистка сажи — см. 5.1.17.

Очистку производятдо зольности 0,01%. Очищенную сажу высушивают при 120°С. Сухой остатокосторожно измельчают и просеивают, выделяя частицы размером 0,7-2,0 мм.

Определяют зольностьсажи.

6.1.2.2. Сажа платинированная. Частицы размером 0,7-2,0 мм, содержащие 50%платины (примечание).

Метод приготовленияплатинированной сажи — по 5.1.18.

Примечание:

Чтобы избежатьбольшого сопротивления потоку газа, частицы менее 0,7 мм отсеивают. Приповышенном сопротивлении потоку газа максимальный размер частиц увеличивают до3 мм.

6.1.3.Медная сетка.

6.1.4.Смесь гидроксидалития размером частиц 0,7-2,0 мм (9 частей по объему) и аскарита (5.1.4.) размером частиц 0,7-2,0 мм, (1часть по объему).

6.1.5.Перхлорат магнияпо 5.1.5 с размерами зерен 0,7-2,0 мм.

6.1.6.Стеклянная вата.

6.1.7.Хлопковая вата,пропитанная иодидом калия. 160 г иодида калия растворяют в воде и разбавляют до250 см³. г хлопковой ваты пропитывают полученным раствором исушат при 80°С в токе азота.

Хранят в склянке изтемного стекла.

6.1.8.Альтернативные реактивы для превращения оксида углерода в диоксид углерода.

6.1.8.1. РеагентШютце.

30 г чистогогранулированного силикагеля (частицы размером 1-2 мм) сушат 1 ч при 200°С ипомещают в круглодонную колбу вместимостью 250 см³ с коническойворонкой на шлифе, имеющей просвет 25 мм. Медленно приливают при частомвстряхивании 25 см³ серной кислоты плотностью 1,84 г/см³.Порциями, приблизительно по 1 г, прибавляют 30 г тонкоизмельченного пентоксидаиода (I2О5). После прибавления каждой порции содержимое колбы встряхивают.Колбу закрывают пробкой с отводной трубкой, через которую колба может бытьвакуумирована. Колбу погружают до шлифа в масляную баню с температурой 200°С ивакуумируют колбу до давления менее 5 кПа в течение 2 ч. После того, каксодержимое колбы остынет под вакуумом, реагент переливают в сухую стекляннуюсклянку с хорошо притертой стеклянной крышкой. Склянку хранят в эксикаторе,чтобы предотвратить поглощение влаги реагентом.

Или

6.1.8.2. Ангидроидноватая кислота (HI3O8) (HIO3 · I2О5) — Избыток йодноватой кислотыили пентоксида иода прибавляют к кипящей смеси 3 объемов азотной кислотыплотностью 1,4 г/см³ и 2 объемов воды. Раствор с нерастворившимсяизбытком вещества кипятят в течение 1 ч, чтобы получить насыщенный раствор.Горячий раствор немедленно фильтруют под вакуумом через стеклянный пористыйфильтр (размер пор 15-40 мкм). Фильтрат оставляют кристаллизоваться в течение 1дня. Кристаллы отфильтровывают через воронку Бюхнера со стеклянным пористымфильтром и промывают холодной азотной кислотой плотностью 1,4 г/см³.Кристаллы сушат при комнатной температуре, продувая над ними чистый воздух втечение 1 ч, а затем в эксикаторе над чашками с гидроксидом натрия ипентоксидом фосфора (V).

Или

6.1.8.3. Красный оксид ртути (II). Таблетки диаметром 2 мм и толщиной1 мм, приготовленные из продажного реагента со следующими характеристиками:

Содержание основного вещества (на сухое вещество)…………	не менее 99,3%
Потери при высушивании………………………………………..	не более 0,3% при 150°С
Соли ртути (I)……………………………………………………..	следы
Хлориды……………………………………………………….…..	не более 0,25%
Нитраты……………………………………………………………	отсутствие реакции
Нелетучий остаток………………………………………………..	не более 0,1 %

Красныйоксид ртути (II) может быть приготовлен следующим образом:

140 г ртутирастворяют в см³ азотной кислоты плотностью 1,4 г/см³.Раствор выпаривают досуха в фарфоровой чашке. Чашку нагревают в вытяжном шкафупри 400°С до полного разложения желтых кристаллов нитрата ртути (II) (Hg(NO3)2).

6.1.9. Серебряная проволока, диаметром 0,1-0,2 мм.

6.1.10. Пиридин. Пригоден пиридин со следующимихарактеристиками:

C5H5N……………………………………………………………	не менее 99,0%
Плотность при20ºС………………………………………	0,981-0,983г/см3
………………………………………………………………..	1,5090-1,5

Не менее 95%перегоняется в пределах 114-117°С.

Максимальнодопустимые количества примесей:

Вещества,нерастворимые в воде………………….	отсутствуют
Нелетучиевещества……………………………………..	0,002%
Хлориды………………………………………………………..	0,0005%
Г Медь…………………………………………………………..	0,0002%
Аммиак………………………………………………………….	0,002%
Вода………………………………………………………………	0,1%

Если продажныйпиридин не отвечает таким требованиям, реагент перегоняют на реактификационныйколонне с 15-20 теоретическими тарелками. Используя коэффициент орошения,равный , отгоняют и отбрасывают первые 10% дистиллята. Затем снижают коэффициентдо 10, отгоняют и собирают следующие 75% дистиллята.

6.1.11. Этаноламин.

6.1.12. Тимоловыйсиний, индикатор, 0,4%-ный раствор в пиридине.

6.1.13. Натрияметоксид, 0,05 моль/дм3 стандартный раствор для титриметрического определения.

6.1.13.1.Приготовление раствора

1,15 г натриярастворяют в 500 см³ метанола и разбавляют чистым пиридином(6.1.10.) до 0 см³. Раствор предохраняют от диоксида углерода.

6.1.13.2. Установление концентрации раствора. Взвешивают около 50 мгбензойной кислоты с погрешностью взвешивания не более 0,1 мг. В коническуюколбу вместимостью см³ помещают 15 см³ пиридина(6.1.10.) и добавляют 2 капли индикатора тимолового синего (6.1.12.). Пропускаячерез колбу поток азота, вытесняют воздух и нейтрализуют содержимое колбыраствором метоксида натрия. В содержимом колбы растворяют навеску бензойнойкислоты и титруют раствором метоксида натрия до появления синей окраски.

Концентрациюраствора метоксида натрия (С) моль/дм³вычисляют по формуле

                                                              (8)

где m4 — масса навески бензойнойкислоты, г;

V — объем раствора метоксида натрия,израсходованный на титрование, см³.

6.2.Аппаратура

Принципиальная схемаустановки для определения кислорода полумикрометодом приведена на рисунке 5.Вся аппаратура в установке должна соединяться с помощью шлифов кроме приборовдля поглощения диоксида углерода.

6.2.1.Устройство дляочистки азота. Типичное устройство для очистки азота (рисунок 6) состоит изследующих частей.

6.2.1.1. Регулятор давления, содержащийвазелиновое масло медицинской чистоты. Пригоден цилиндр высотой 300 мм идиаметром 50 мм.

6.2.1.2. Вертикальная трубка высотой 120мм и внутренним диаметром 30 мм, наполненная перхлоратом магния (6.1.5.).

6.2.1.3.Вертикальная кварцевая трубка длиной 300 мм и внутренним диаметром 15 мм,наполнена пористой медью, нагреваемой до 500°С.

Пористую медьполучают при восстановлении оксида меди в проволоке водородом, разбавленнымазотом при минимально возможной температуре, обычно 200-250°С.

6.2.1.4. Склянка для подсчета пузырьков(барботер), наполненная вазелиновым маслом для визуального определения скоростипотока азота.

6.2.1.5. U-образнаятрубка высотой около 150 мм с внутренним диаметром 15 мм, первая треть которойзаполнена смесью гидроксида лития с аскаритом (6.1.4.), вторая треть — перхлоратом магния (6.1.5.) и последняя треть — смесью 2частей (по объему) порошкообразного пентоксида фосфора (V) и 1 часть (пообъему) осколков стекла с размерами кусков 0,7-2,0 мм.

1 — азотмаксимально доступной чистоты; 2 -линия очистки азота; 3 — трубка

для пиролиза всборке; 4 — трубка для очистки оксида углерода; 5- трубка

для окисленияоксида углерода; 6 -определение диоксида углерода

Рисунок 5 -Принципиальная схема установки для определения
кислорода полумикрометодом

1 — безводныйперхлорат магния; 2 — смесьгидроксила лития

с аскаритом; 3 — оксид фосфора (V) и кусочки стекла;

4 — U-образная трубка; 5 — склянка для подсчета пузырьков.

6 — капилляр диаметром 1 — 1,5 мм; 7 — вазелиновое масло:

8 — кварцеваятрубка; 9 — печь, 500ºС; 10 -пористая медь;

11 — вертикальнаятрубка; 12 — регулятор давления

Рисунок 6 -Устройство для очистки азота

6.2.2 Трубка дляпиролиза.

Трубка для пиролизавнутренним диаметром (10±1) мм изготовлена из чистого, прозрачного кварца безполос и других видимых дефектов.

На рисунке 7представлены две типичные конструкции А и Б входного конца трубки для пиролиза.

В конструкции Апредусмотрена вспомогательная трубка, которая предотвращает попадание воздухапри внесении в трубку лодочки с навеской. Высушивание и пиролиз навескипроисходит между патрубком для подачи азота и слоем сажи. Эта часть реакционнойтрубки должна иметь длину, достаточную для размещения нагревателей, которыеиспользуются для высушивания и пиролиза пробы.

Съемный нагревательдля высушивания пробы Приведен на рисунке 8.

В конструкции Бвоздух, попадающий при загрузке пробы, удаляют вместе с влагой до пиролизапробы. Расстояние между патрубком для подачи азота и колпачком реакционнойтрубки должно быть достаточным для размещения съемного нагревателя для высушива­нияпробы, а расстояние между тем же патрубком и слоем сажи — для размещениянагревателя, используемого для пиролиза навески.

a — с двумя печами; б — с одной печью; 1 -печь; 2 — съемный нагревательдля высушивания пробы; 3 -лодочка; 4 — отверстие; 5 — вспомогательная трубка; 6 -толкатель с железным сердечником; 7- магнит; 8 — держатель для лодочки(плавленый кварц); 9— колпачок.

Рисунок 7 — Типичныеконструкции входного отверстия трубки для пиролиза

1 — рукоятка изтеплоизолирующего материала; 2 — теплоизолирующеепокрытие; 3 — материал:алюминий; 4 — кармин длятермометра; 5 – паз дляэлектронагревателя

Рисунок 8 -Съемный нагреватель для высушивания пробы

Пиролиз пробыосуществляют с помощью газовой или электрогорелки, а нагрев сажевого контакта -только электропечью.

Превращениекислорода летучих продуктов пиролиза в оксид углерода происходит на чистой (6.1.2.1.) или платинированной (6.1.2.2.) саже. В первом случае длинаслоя сажи составляет 190-200 мм. Для фиксации слоя сажи используют пробки изплатиновой сетки длиной 5 мм. Печь должна нагревать сажу до (1125±25)°С.

При использованииплатинированной сажи набивка должна состоять из двух секций длиной по 45-50 мм,разделенных пробками из платиновой сетки длиной 5 мм. Печь должна нагреватьплатинированную сажу до 940°С, обычно рабочая температура составляет(910±10)°С.

За восстанавливающимреагентом (сажей) в обоих случаях помещают пробку из медной сетки (6.1.3.) длиной 50-60 мм, нагреваемуюподходящей печью до 900°С.

6.2.3. Трубка дляочистки оксида углерода.

Трубка длиной190-210 мм и внутренним диаметром 10-15 мм.

130-140 мм ее длинынаполняют смесью гидроксида лития с аскаритом (6.1.4.) для поглощения кислых газов (НСl, H2S и др.), следующие 60-70 мм -перхлоратом магния (6.1.5.) дляпоглощения воды, выделяющейся при реакции кислых газов с аскаритом.

6.2.4.Трубка для окисления оксида углерода.

Трубка длиной220-250 мм (в зависимости от того, какой из альтернативных реагентовиспользуют), внутренним диаметром (10±1) мм. Трубку заполняют одной изследующих групп реагентов в следующем порядке:

а) 15-20мм хлопковой ваты, пропитанной иодидом калия (6.1.7.);

-110мм реагента Шютца (6.1.8.1.);

35-50 мм хлопковойваты, пропитанной иодидом калия (6.1.7.);

45-50 мм перхлоратамагния (6.1.5.).

Реагенты отделяютдруг от друга слоем стеклянной ваты (6.1.6.)длиной 5 мм;

б)130-140 мм ангидроиодноватой кислоты (6.1.8.2.),нагретой до 120°С;

35-40 мм хлопковойваты, пропитанной иодидом калия (6.1.7.);

40-45 мм перхлоратамагния (6.1.5.).

Реагенты отделяютдруг от друга слоем стеклянной ваты (6.1.6.)длиной 5 мм;

в)140-150 мм красного оксида ртути (II) (6.1.8.3.)нагретого до 20°С, удерживаемого пробками из стеклянной ваты длиной 5 мм;

пустой промежуток(при комнатной температуре) длиной 45-50 мм для конденсации ртути;

35-40 мм набивки изсеребряной проволоки (6.1.9.) дляпоглощения паров ртути.

6.2.5 Аппаратура дляопределения диоксида углерода, полученного в трубке для окисления (6.2.4).

6.2.5.1. Титриметрическое окончание

Аппаратура для поглощения и титрованиядиоксида углерода представлена на рисунке 9, поглотительный сосуд — на рисунке10.

1 — титрант; 2 — стекловата; 3 — аскарит; 4 — ангидрон; 5 -бюретка с поршнем;

6- соединительные трубки из полиэтилена; 7- пиридин; 8 -поглотительный сосуд;

9 — капиллярдиаметром 1 мм

Рисунок 9 — Аппаратура дляпоглощения и титрования диоксида углерода

Рисунок 10 -Поглотительный сосуд	Общая длина совставленными пробками 170 мм.
	1 — про6ки изстекловаты; 2 — смесьгидроксила лития с аскаритом; .3 — безводный перхлорат магния
	Рисунок 11 Поглотительнаятрубка для гравиметрического определения диоксидауглерода

6.2.5.2. Гравиметрическое окончание

Конструкцияпоглотительной трубкипредставлена на рисунке 11.

Запоглотительной трубкой помещаютпредохранительную трубку, содержащую сухой перхлорат магния (6.1.5.) и смесь гидроксида лития с аскаритом (6.1.4.).

Для взвешивания поглотительнойтрубки используют весы с погрешностью взвешивания не более 0,1 мг.

6.2.6. Платиноваялодочка длиной около 15 мм, шириной 4 мм и глубиной 4 мм, на одном концекоторой в верхней части имеется ушко для извлечения ее из реакционной трубки.

6.3 Подготовка к анализу

6.3.1. Приготовление пробы — см. 4.2.

6.3.2. Подготовкааппаратуры

Отдельные части установки, наполненныесоответствующими реагентами, как указано в 6.1.и 6.2., соединяют в соответствии срисунком 1 (примечание 1). Для герметизации шлифов используют смазки илиминеральные масла с низкой упругостью пара, непроницаемые для кислорода,диоксида углерода и паров воды. Для присоединения поглотительного сосуда ктрубке для окисления используют соединительную трубку, непроницаемую для паровводы и диоксида углерода (примечание 2);поверхности концов стеклянных трубок должны быть пришлифованы.

Устанавливаютскорость потока азота 25 см³/мин. Проверяют герметичностьаппаратуры, создавая в системе давления с помощью регулятора давления (6.2.1.1.) и наблюдая прекращениепотока азота через барботер (6.2.1.4.).

Реагенты нагреваютдо их рабочих температур. Сажу в реакционной трубке нагревают до минимальнойтемпературы 900°С. Установку продувают азотом не менее 15 мин.

Проводят холостойопыт, как указано в 6.5., но без пробы.Если результат холостого опыта эквивалентен более, чем 0,12 мг кислорода, т.е.более, чем 0,15 см³ 0,05 моль/дм³ раствора метоксиданатрия (при титриметрическом окончании) или привес поглотительной трубкисоставляет величину более, чем 0,33 мг (гравиметрическое окончание), аппаратуруснова продувают азотом и повторяют холостой опыт (примечание 3).

Приудовлетворительном результате холостого опыта проверяют работу установки,проведя анализ чистого органического вещества с известной массовой долейкислорода (примечание 4). Если результат менее, чем на 0,3% отличается оттеоретического значения, установка готова для анализа (примечание 5).

Примечания

1. Реагенты для титриметрического окончания содержат пиридин,поэтому аппаратуру размешают в хорошо вентилируемом вытяжном шкафу.

2. Для присоединения поглотительного сосуда при титриметрическомокончании применяют трубки из полиэтилена или политетрафторэтилена, а пригравиметрическом окончании — из бутилового или натурального каучука,пропитанного минеральным воском.

3.Для получения удовлетворительных результатов холостого опыта можетпотребоваться промывка установки азотом в течение нескольких дней.

4.Для этой цели пригодны: ацетанилид, антрахинон, бензойная кислота, 2 — нафтол,октадеканол, сахароза, ванилин или фенолфталеин.

5. Для некоторых партий платинированной сажинеобходима температура свыше 920°С. В этом случае поднимают температуру до940°С и снова проверяют работу установки.

6.4.Проведение анализа

Платиновую лодочку (6.2.6.) нагревают в азоте до температурыпиролиза и дают остыть в азоте. В лодочке взвешивают 20-50 мг (примечание 1) пробы с погрешностью взвешиванияне более 0,1 мг.

6.4.1. Трубка дляпиролиза конструкции (рисунок 7а).

6.4.1.1. Титрометрическое окончание. При скорости потока азота 25 см³/минв поглотительный сосуд из капельной воронки медленно приливают 12 см³пиридина (6.1.10.) так, чтобыпиридин не попал на капилляр (9).Добавляют мг этаноламина (6.1.11.)и 2 капли раствора индикатора тимолового синего (6.1.12.). Содержимое сосуда перемешивают 2-3 мин и затемнейтрализуют 0,05 моль/дм раствором метоксида натрия (6.1.13.) до появления синей окраски.

Закрывают кран S2 (рисунок 10) на входе в поглотительный сосуд (примечание 2).

Черезвспомогательную трубку (рисунок 7а)пропускают азот со скоростью 50 см³/мин. Открывают трубку дляпиролиза и вставляют вспомогательную трубку. С помощью магнита держательлодочки перемещают во вспомогательную трубку. Помещают лодочку с навеской вдержатель для лодочки и немедленно передвигают держатель вместе с лодочкой втрубку для пиролиза; удаляют вспомогательную трубку и закрывают трубку дляпиролиза пробкой.

С помощью регуляторадавления (6.2.1.1.) на линииочистки азота (рисунок 6) в системесоздают давление. Открывают кран S2 (рисунок 10). Лодочку нагревают до 105-110°С в течение 10 мин.Непрерывно титруют диоксид углерода, получающийся из влаги топлива до появлениясиней окраски. Лодочку выдерживают при 105-110°С до тех пор, пока не прекратится выделение диоксида углерода(приблизительно 20 мин), что указывает на полное высушивание пробы (примечание 3). Снимают показания бюретки.Пиролизуют пробу 20 мин при минимальной температуре 900°С, непрерывно титруядиоксид углерода до появления синей окраски. Установку продувают еще 10 мин изаканчивают титрование (примечание 4).

6.4.1.2. Гравиметрическое окончание

Через вспомогательнуютрубку (рисунок 7а) пропускают азот соскоростью 50 см³/мин и помещают лодочку в трубку для пиролиза по 6.5.1.1. Пробувысушивают в трубке для пиролиза при 105-110°С в потоке азота не менее 20 мин.В то время, пока проба высушивается, поглотительную трубку (примечание 5) протирают замшей и помещают на 20мин около весов, чтобы привести в равновесие с атмосферой лаборатории.Открывают и немедленно закрывают один из запорных кранов поглотительной трубкии взвешивают трубку с погрешностью взвешивания не более 0,001 мг.

Поглотительнуютрубку присоединяют к установке, пиролизуют сухую пробу в течение 20 мин ипродувают установку еще 10 мин (примечание 4). Закрывают запорный кран на поглотительной трубке,отсоединяют ее от установки и присоединяют снова предохранительную трубку.

Поглотительнуютрубку протирают и взвешивают так же, как при первоначальном взвешивании.

6.4.2. Трубка дляпиролиза конструкции по рисунку 7б.

6.4.2.1. Титриметрическое окончание

Закрывают кран S2 (рисунок 10). Открывают трубку для пиролиза и помещают внутрьлодочку с навеской и затем магнитный толкатель из железа, покрытого стеклом.Открывают кран S1 (рисунок 7б) и одеваютна конец трубки колпачок. Лодочка находится в реакционной трубке междуколпачком и патрубком для подачи азота. Лодочку нагревают в токе азота при105-110°С в течение 20 мин для высушивания навески.

Кран S1 закрывают.

Открывают кран S2. Заполняют поглотительный сосуди нейтрализуют раствор, как указано в 6.4.1.1.

С помощью магнита итолкателя перемещают лодочку с навеской в зону пиролиза между слоем сажи ипатрубком для подачи азота, а толкатель отводят назад к колпачку. Пробупиролизуют в течение 20 мин при минимальной температуре 900°С и непрерывнотитруют диоксид углерода до появления синей окраски. Установку продувают еще 10мин и заканчивают титрование.

6.4.2.2. Гравиметрическое окончание

Загружаюти высушивают пробу по 6.4.1.2.

Пока пробавысушивается, протирают и взвешивают поглотительную трубку (примечание 5) как описано в 6.4.1.2. и присоединяют ее к установке. Закрывают кран S1. Лодочку помещают в зону пиролиза, а толкатель отводят назадк колпачку. Пиролизуют пробу и продувают установку, как указано в 6.4.1.2.

Закрывают,отсоединяют, протирают и взвешивают поглотительную трубку так же, как припервоначальном взвешивании.

Примечания

1. Массу пробы выбирают такой, чтобы результат холостогоопыта соответствовал не более 0,25% абс. массовой доли кислорода.

2. Кран S2 должен быть закрыт,когда открыта реакционная трубка для внесения лодочки с навеской, чтобыпредотвратить попадание реагента в поглотительном сосуде на капилляр, гдедиоксид углерода будет поглощаться, но не титроваться.

3. Влажность пробы можно рассчитать, исходя из объемаизрасходованного раствора метоксида натрия. 1 см³ раствора метоксиданатрия эквивалентен 18,02 мг воды.

4. Можно исключить предварительное высушивание пробы иопределить общее содержание кислорода в воздушно-сухой пробе. Определениеведут, нагревая навеску 10 мин при 105-110°С, 20 мин при 900°С и продуваютустановку 10 мин. Влагу определяют отдельно по ГОСТ 11305 или ГОСТ27314. Кислород, образующийся из влаги, вычитают из общегосодержания кислорода (вода содержит 88,81% кислорода).

5. После наполненияреагентами поглотительную трубку следует продуть азотом.

6.5.Обработка результатов

6.5.1. Титриметрическийметод

Массовую долюкислорода в аналитической пробе топлива (О^а) в процентах вычисляют по формуле

,                                                              (9)

где m — масса навески аналитической пробы, г

С — концентрация раствораметоксида натрия, моль/см (6.1.13.2.)

V1 — объем раствора метоксида натрия (6.1.13.), израсходованного на титрование диоксидауглерода, полученного при пиролизе навески, с учетом холостого опыта, см³

6.5.2. Гравиметрический метод — см. 5.5.1.

6.6. Точность метода — см. 5.6.

Ключевые слова: топливо твердое, методыопределения кислорода

Поиск по каталогу, статьям, СНиПам:

Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > https://resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.

Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.