1、范(fan)圍(wei)      

本標準規定可測(ce)定煤對二氧化碳(tan)化學(xue)反(fan)應性的方(fang)法提要(yao)所用的煤樣(yang)、儀器(qi)設備，測(ce)定步驟和結果表述(shu)。      

本標準適用(yong)于(yu)褐煤(mei)(mei)、煙(yan)煤(mei)(mei)、無(wu)煙(yan)煤(mei)(mei)及焦炭(tan)。      

2、方(fang)法(fa)原理      

煤的化(hua)(hua)學反應(ying)性又稱活性，系指(zhi)在***溫度(du)下煤與某種(zhong)氣體介(jie)質如二氧化(hua)(hua)碳、氧及水蒸氣等化(hua)(hua)學反應(ying)性能。      

測定煤反應(ying)性(xing)(xing)的方法(fa)很多。本標(biao)準(zhun)方法(fa)是(shi)以在***溫度(du)下，煤將二氧化(hua)碳(tan)(tan)轉化(hua)為(wei)一氧化(hua)碳(tan)(tan)的轉化(hua)率作(zuo)為(wei)其化(hua)學反應(ying)性(xing)(xing)指標(biao)。本方法(fa)的優(you)點是(shi)，測定結(jie)果(guo)在生產實際中有***的指導意(yi)義，試驗設備簡(jian)單(dan)，操作(zuo)簡(jian)便、測定結(jie)果(guo)重復性(xing)(xing)和再(zai)現性(xing)(xing)良好(hao)。     

3、方法提(ti)要    

先(xian)將煤樣干(gan)(gan)餾，除去揮發(fa)物（如試樣為焦(jiao)炭則不需(xu)要干(gan)(gan)餾處(chu)理）。然后將其篩分并選取***粒度的(de)(de)焦(jiao)渣(zha)裝入(ru)反應管中(zhong)加(jia)熱(re)(re)。加(jia)熱(re)(re)到***溫度后，以***的(de)(de)流量通(tong)入(ru)二(er)氧化(hua)(hua)碳(tan)(tan)與試樣反應。測定反應后氣體中(zhong)二(er)氧化(hua)(hua)碳(tan)(tan)的(de)(de)含量，以被(bei)還(huan)原成一氧化(hua)(hua)碳(tan)(tan)的(de)(de)二(er)氧化(hua)(hua)碳(tan)(tan)占通(tong)入(ru)的(de)(de)二(er)氧化(hua)(hua)碳(tan)(tan)量的(de)(de)百分數(shu)，即二(er)氧化(hua)(hua)碳(tan)(tan)還(huan)原率α（%），作(zuo)為煤或焦(jiao)炭對二(er)氧化(hua)(hua)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)學反應性的(de)(de)指標。      

4、試劑       

4.1無水氯化鈣(gai)（HGB3208）：化學純       

4.2硫酸（GB/T625）：化學純，相對密度1.84       

4.3氫(qing)氧(yang)化鈉(na)(GB/T629)或氫(qing)氧(yang)化鉀(GB/T2306)：化學純(chun)       

4.4鋼瓶二(er)氧化(hua)碳氣(qi)：純度(du)98%以上。       

5、儀器設備       

5.1反應(ying)(ying)性(xing)測定(ding)儀,應(ying)(ying)具有(you)以下技術要(yao)求：        

反應爐：爐膛長約600mm，內(nei)徑28~30mm;最高加熱(re)溫度可(ke)達1350℃的硅(gui)碳管豎式爐。       

反應管：耐溫1500℃的石英(ying)管或剛玉管，長800~***,內徑(jing)20~22mm,外徑(jing)24~26mm。       

溫(wen)度控(kong)制(zhi)器:能按規定程序(xu)加熱,控(kong)溫(wen)精度±5℃，最高控(kong)制(zhi)溫(wen)度不(bu)低于1300℃。       

5.2試樣處理裝置,應具有以(yi)下技術要(yao)求：       

管(guan)式(shi)干餾爐(lu)：帶有(you)溫(wen)控(kong)器，有(you)足夠的容積，溫(wen)度能控(kong)制在(900±20) ℃。       

干餾管：耐溫***0℃的瓷管或(huo)剛玉管，長550~660mm，內徑約(yue)30mm，外徑33~35mm。       

5.3氣(qi)體分(fen)析(xi)(xi)器(qi)：奧(ao)式氣(qi)體分(fen)析(xi)(xi)器(qi)或(huo)者(zhe)其他二氧化(hua)碳氣(qi)體分(fen)析(xi)(xi)器(qi)，測定范圍為(wei)0~***%，精(jing)度(du)為(wei)±2%。       

5.4鉑(bo)銠10-鉑(bo)熱電(dian)偶和鎳鉻-鎳硅熱電(dian)偶各一對。       

5.5熱電偶套管：長500~600mm，內(nei)徑5~6mm，外(wai)徑7~8mm的剛玉(yu)管兩根。       

5.6氣(qi)體流(liu)量(liang)計(ji)：量(liang)程0~700mL/min（在氣(qi)壓低與799.9hPa即600mmHg柱(zhu)的地區(qu)要用量(liang)程較大的流(liu)量(liang)計(ji)）。       

5.7圓(yuan)孔(kong)篩：直徑200mm，孔(kong)徑3mm和(he)6mm，符合板厚小(xiao)于3mm的(de)工業篩標準(zhun)，并配有底和(he)蓋。    ;    5.8氣體干燥(zao)塔：內裝氯化鈣（4.1）。       

5.9洗氣瓶：內裝濃硫酸（4.2）。       

5.10穩壓貯氣筒(tong)。       

5.11氣壓計：測量范(fan)圍799.9~1066.6hPa,精度0.13hPa,分(fen)度值1.33hPa,工(gong)作溫度-15~45℃。       

6、測定準備       

6.1試樣的制(zhi)備與處理。       

6.1.1按GB474規(gui)定制備3~6mm粒(li)度的試樣(yang)約300g。       

6.1.2用橡皮塞把熱電(dian)偶(ou)套管(guan)(5.5)固定在(zai)干餾(liu)管(guan)中，并使其(qi)頂端位于干餾(liu)管(guan)的中心，將干餾(liu)管(guan)直立,加入(ru)粒(li)度為6~8mm碎(sui)(sui)瓷片或碎(sui)(sui)剛(gang)玉片至加熱電(dian)偶(ou)套管(guan)露出(chu)瓷片約***mm，然后加入(ru)試樣至試樣層(ceng)的厚度達200mm，再(zai)用碎(sui)(sui)瓷片或剛(gang)玉片充填干餾(liu)管(guan)的其(qi)余(yu)部分。       

6.1.3將裝好(hao)的試樣(yang)的干(gan)餾(liu)管(guan)放入管(guan)式干(gan)餾(liu)爐中，使(shi)試樣(yang)部分(fen)位(wei)于恒溫區(qu)內(nei)，將鎳(nie)(nie)鉻-鎳(nie)(nie)硅熱(re)電偶插入熱(re)電偶套(tao)管(guan)中。       

6.1.4接(jie)通管(guan)式干餾爐電(dian)源,以15~20℃/min的(de)速度升溫到900℃時，在此溫度下保持1h，切(qie)斷電源,放置冷卻(que)到室溫,取出試樣，用6mm和(he)3mm的(de)圓(yuan)孔篩(5.7)疊加在一起篩分試樣，留取3~6mm粒(li)度的(de)試樣作測定用。粘接性餒處(chu)理后其中(zhong)大于6mm的(de)焦塊***破碎使(shi)之(zhi)全部通過6mm篩。       

注(zhu)：煤樣也可以用***cm3的帶蓋坩堝在馬弗爐內按6.1.4規定的程序處理。      

6.2反應性測定儀(yi)的安裝       

6.2.1連接(jie)各部件并使各連接(jie)處不漏氣。       

6.2.2用橡皮塞將熱(re)電偶套管(guan)(guan)(guan)固定在反應(ying)管(guan)(guan)(guan)中，使套管(guan)(guan)(guan)頂端位于反應(ying)管(guan)(guan)(guan)恒(heng)溫區中心，將反應(ying)管(guan)(guan)(guan)直(zhi)立(li),加入粒度為6~8mm碎剛玉(yu)片(pian)(pian)或碎瓷片(pian)(pian)至熱(re)電偶套管(guan)(guan)(guan)露出剛玉(yu)碎片(pian)(pian)或瓷片(pian)(pian)約(yue)50mm。       

7、測定(ding)步(bu)驟       

7.1將熱處理后(hou)3~6mm粒度(du)的試樣加入反應管(guan)，使料(liao)層高度(du)達***mm，并(bing)使熱電偶套(tao)管(guan)頂端位于料(liao)層的***，再用碎(sui)剛玉片或碎(sui)瓷片充填其(qi)余部分。       

7.2將裝好(hao)試樣(yang)的反(fan)應管(guan)插(cha)入反(fan)應爐內(nei)，用帶(dai)有導(dao)出管(guan)的橡(xiang)皮塞塞緊反(fan)應管(guan)上端(duan)，把(ba)鉑(bo)銠10-鉑(bo)熱(re)(re)電偶插(cha)入熱(re)(re)電偶套管(guan)。       

7.3通入二氧(yang)化(hua)碳(4.4)檢查系統有無漏氣(qi)現象，確認不(bu)漏氣(qi)后繼續通二氧(yang)化(hua)碳2~3min趕凈系統內的空氣(qi)。       

7.4接通(tong)電(dian)源(yuan),以20~25℃/min速度升(sheng)溫(wen)，并(bing)在(zai)(zai)30min左右將爐溫(wen)升(sheng)到750℃(褐(he)煤)或800℃?9煙煤、無煙煤），在(zai)(zai)此溫(wen)度下保(bao)持5min。當氣壓在(zai)(zai)（1013.3±13.3）hPa(760±10mmHg柱0室溫(wen)在(zai)(zai)12~28℃時,以500mL/min的(de)流量通入二(er)(er)氧化碳(如氣壓(ya)和室(shi)溫偏離(li)前述規(gui)定,應(ying)(ying)按附錄(lu)A(標(biao)準(zhun)的(de)附錄(lu))校準(zhun))，通氣2.5min時(shi)用奧(ao)式(shi)氣體(ti)分析器(qi)在1min內(nei)抽氣清(qing)洗系統(tong)并取(qu)樣(yang).停止(zhi)通入二(er)(er)氧化碳，分析氣樣(yang)中的(de)二(er)(er)氧化碳濃度(若用儀器(qi)分析,應(ying)(ying)在通二(er)(er)氧化碳3min時(shi)記錄(lu)儀器(qi)所顯示的(de)二(er)(er)氧化碳濃度)。       

7.5在(zai)分(fen)析氣體的(de)同時，繼續以20~25℃/min的速度(du)升高(gao)爐溫(wen)。每升高(gao)50℃按(an)7.4的規定保溫(wen)、通二(er)氧化碳并取氣樣分析反應后(hou)氣體中(zhong)的二(er)氧化碳濃度(du)、直至(zhi)溫(wen)度(du)達到1***℃時為(wei)止。特殊需要時，可測定到1300℃。       

8、數據處理(li)及結果報告       

8.1根據(ju)以(yi)下關(guan)系式(shi)繪制二氧化碳(tan)還原率與反應后(hou)氣體中二氧化碳(tan)含量的(de)關(guan)系曲線：

式中：α—二(er)氧化碳還原率%                  

a—鋼瓶二(er)氧化碳(tan)氣(qi)體中雜質(zhi)氣(qi)體含量(liang)%                   

V—反應后(hou)氣體中二(er)氧化碳含量%       

注(zhu)：當鋼瓶(ping)二(er)氧化碳的純度改變時,***重(zhong)新繪制a與V的關(guan)系曲線。       

8.2根據測得的反應后氣體中二(er)氧化(hua)碳含量(liang)V，從a-V曲線上查得相(xiang)應的二(er)氧化(hua)碳還(huan)原(yuan)率a。        8.3結果報告       

每個試樣做兩次重復測(ce)定(ding)(ding)，按(an)GB/T483規定(ding)(ding)的數(shu)據修(xiu)約(yue)(yue)規則，將測(ce)得的反應(ying)氣體中的二氧化碳含量V，修(xiu)約(yue)(yue)到小(xiao)數(shu)后一位，從a-V曲(qu)線上查得相(xiang)應(ying)的二氧化碳還(huan)原(yuan)率a，將測(ce)定(ding)(ding)結果填入(ru)附(fu)錄(lu)B(提示(shi)的附(fu)錄(lu))所示(shi)的表(biao)中,以溫度為橫坐(zuo)標(biao)，a值為縱(zong)坐(zuo)標(biao)的圖上標(biao)出(chu)兩次測(ce)定(ding)(ding)的各試樣結果點(dian),通過(guo)各點(dian)按(an)***小(xiao)二乘法原(yuan)理繪一條平(ping)滑的曲(qu)線——反應(ying)性曲(qu)線將測(ce)定(ding)(ding)結果表(biao)和反應(ying)性曲(qu)線一并報出(chu)。       

9、精密度(du)       

任一溫度(du)下(xia)兩(liang)次測定的a值(zhi)(zhi)與反(fan)應性曲線上相應溫度(du)下(xia)a值(zhi)(zhi)的差(cha)值(zhi)(zhi)應不超過±3%。       

附錄A       

(標準的附錄)       

二氧化碳流量的調整。        

A1 如果測(ce)定(ding)時氣壓與室溫偏離(1013. 3±13.3)hPa和12~28℃,則二氧化碳(tan)流(liu)量(liang)應按式(A1)進行(xing)調整： 

式中：V—需通入的(de)二氧(yang)化碳流量,Ml/min                   

p—大氣(qi)壓力,hPa                   

t—室溫, ℃       

A2 如果計算(suan)值(zhi)在(500±20)mL/min范圍內(nei),仍可(ke)按500mL/min的流量通(tong)二氧(yang)化碳(tan)。       

附錄(lu)B

附加說明：本(ben)標準由中華人民(min)共(gong)和國能源部提出。本標準(zhun)由煤炭科學研究院北京煤化(hua)學研究所歸口并負責起(qi)草(cao)。本標準起草(cao)人陳麗珠、姚恩(en)題。本標(biao)準于1962年***發布，1977年***次修(xiu)訂(ding)。   

GB—220   89代替GB—220   77