本标准规定了用电量法测定煤中氢、用重量法测定煤中碳的方法原理、试剂和材料、仪器设备、测定准备、测定步骤、结果计算及精密度等。本标准适用于褐煤、烟煤和无烟煤。 GB/T 15460-2003 煤中碳和氢的测定方法 电量--重量法 GB/T15460-2003 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS 73.040
中华人民共和国国家标准
GB/T15460—2003
代替GB/T15460：-1995
煤中碳和氢的测定方法
电量-重量法
Determination of carbon and hydrogen in coal-Coulometric and gravimetric method2003-07-01发布
中华人民共和国
国家质量监督检验检疫总周
2003-11-01实施
GB/T 15460—2003
本标准代替GB/T15460—1995&煤中碳和氢的測延方法电量-重法》。
本标准与GB/T 15460—1995相比，主要变化为：对碳氢测定用催化剂及试验温度作了技术改变（1995版4.8，5.2.1,7.3，7.6.2；本版4.6，5.2.1,7.3.7.6.2).
本标准由中国煤炭士业协会提出。本标准由余国煤炭标准化技术委员会归口。本标准起草单位：煤炭科学研究总既煤炭分析实验室。本标准起草人.贾延。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为GB/T 15460--1995
1范圃
煤中碳和氧的测定方法电量-童壁法GB/T 15460—2003
本标准规定了用电量法测定煤中氨、用重量法測定煤中碳的方法原埋、试剂和材料、仪器设备、测定推备、谢定步骤,结果计算及精密度等，本标准适用于蝎煤，燃煤和无烟煤，2规范性引用文件
下列文件巾的条款通过本标雅的引用而减为本标难的条款：凡是注日期的引用文件，其随后所有的修收单（不包括期误的内容）或修订版均不追用于本标准，然而鼓励根据本标难达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。G3/ 212煤的工业分析方法(GB/T 212 -2001,e9v IS0 11722:1999,eqv JS0 1171,1997,ely IS0 562:1998)
/T218煤中碳酸盐一氧化碳含量的测定方法（GB/2181996，e0V150925：19973方法原理
一定量煤样在氧气流中燃烧，生戒的水与五氧化磷反应生成偏磷酸，电解偏磷酸，根据电解所消耗的电量,计算煤中氢含量;生成的二氧化碳以二氧化碳吸收剂吸收·由吸改剂的增軍，计算煤中碳含最。煤样燃烧后生殿的硫氧化物和氯用高锰酸银热解产物除去，氮氧化物用粒状二氧化锰除去，以消除它们对碳测定的干扰，
4试剂和材料
4.1碱石棉：化学纯，粒度1mm~2mm或碱右灰（f3213）：化学纯，粒度0.5mm~2mm，4.2无水氯化钙(HG3-208).粒度2mm--5mm。4. 3无水高氧酸镁:粒度1 mm--3 mm。4.4氧化铜（HG3-1288）：线状（长约5mm）。4.5氧气（(B3863)：氧气钢瓶需配有可调节流量的带减压阀的压力表（可使用医用氧气吸入器）。4.6三氧化钨（EG10-1129)
4.7粒状二氙化锰：化学纯，市售或用硫酸锰（HG3-[081)和高锰酸钾（GB643)制备。制法:称取 25 各硫酸锰,溶于 600 ml.水中,另称取 16,4g高锰酸钾,溶于 300 mL 水中。两溶液分别加热到50℃~-60℃。在不断搅拌下将高锰酸钾溶液慢慢注人硫酸钰溶液中，并加以剧烈揽拌。之加入10ml.（1+1）硫酸（GI3625），将溶液加热到70℃~80℃并继续搅拌5min，停止加热，静置2h～3h。用热水以倾泻法洗至中性，将沉淀移至漏斗过滤，除去水分，然后放人十燥箱中，在150℃左右T燥 2 h~3 h,得到媽色、疏松状的二氧化锰.小心破碎和过筛,取粒度 0. 5 mm~2 mm的备用。4.8高酸银热解产物：谢法如下：称取100g化学纯高锰酸钾（GB643），溶于21.水中，煮沸。另取107.5g化学纯硝酸银（GB670）溶下约50mL水中，在不断揽拌下，缓慢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。将生成的紫位晶体用水洗涤数次。在60℃～80℃下干燥4h，然后将晶体小部分小部分地放在瓷Ⅲ中，在电炉上缓缓加热至骤然分解·得豌松状银灰包产物，装人磨门瓶中备用。注意：未分解的高锰酸银易受热分解，改不宜大量贮存。GB/T15460—2D03
真空硅脂
涂液：磷酸(GB1282）与丙酮(GB686)以(3+7)比例混和。4.11硫酸（GB625)：化学纯。
4.12无水乙醇(GB678)
4.13变色硅胶：化学纯。
4.14硅酸铝棉，工业品，
4、15带磨口的玻璃管或小型干燥器（不放干燥剂）。5仪器设备
电量-重量法碳氢测定仪（简称测定仪）由氧气净化系统、燃烧装置、铂-五钒化二磷电解池、电量积分器和吸收系统等构成。测定仪结构姑1所示。56
24 /24/ 24
氧气钢瓶；
氧气压力表！
净化炉，
线状氧化锅；
净化普；
变色硅胶：
碱石棉，
氧气流垒；
无水高氧酸镁；
带推裤的檬皮案：
燃烧炉，
燃烧盘；
13-—热烧；
高锰酸银热解产物！
硅酸铝稀；
-Pt-Pr(.电解池（简称电解池)；玲却水妾；
除氮U形管：
吸水U形管+
-吸收二氧化碳U管：
21-~气泡计;
电量积分器：
化炉：
气体干燥管。
101151
图1电量-量法碳算定仪示意密
181920
5.1氧气净化系统
GB/T 15460—2003
5.1.1净化炉：长约300mm，炉外径约t00mm，炉整直径约25m的管式电炉，可控温在(800 +-10)℃
5.1.2净化管：长约500mm外径约22mm的石英管或素瓷管。5.1.3气体干燥臀：3个，穿量约150L的玻璃管，5. 1.4氧气流量计：测量范围(0 ~150）ml./tmim。5.2燃烧装置
5.2.1燃烧炉和催化炉，长约450 r,炉外径约100 mm,炉直径约25 mm连一体的二节管式炉.其中催化段长约150mm，可控温在（390-10)℃；燃烧段长约300mm.可控温在（850±10)℃5.2.2燃烧管：总长约650In：端外径约22mm1,内径约19in、长约610mm.毕管门约100mm处接有外径约8mml、内径约 6mim,长约50 tn的支管；另端外径约7u)、内径约3mm长约40 的异径英管（见图2)。
图 2 燃烧管示意图
5.2.3燃烧舟：长70mm~77mm瓷舟。新舟使展前应在约850℃下灼烧2h，5.2.4带推摔的橡皮塞（见图3）a）镍铬丝推棒：直径约2mm.长约700 mm，---端卷成直径约10mm的圆环。b）
胶幅。
硅橡胶管：内径约6nn.外径约11.nn。d）玻璃管：外径约7mm长约60nm：c）橡皮塞：4号。
在橡皮塞上打一直径约6nm的孔，将玻璃管的一端穿过该孔并伸出约2mm；皱瑞管的另一端通过硅橡胶管与翻胶幅紫密迄接，在翻胶朗的正中穿-小礼·使镍铬丝推棒的端通过坡璃管后由翻胶帽王的小孔穿出。
==-==±-
豫铬丝推棒；
翻胶+
催橡胶管，
橡皮塞；
玻璃管。
图3带推棒的橡皮塞示意图
GB/T 15460—2003
5.2.5镍铬丝钩:直径约 2 mm,长约 700 mm:--端弯成小钩。5. 2. 6硅像胶管:内径药 65 mm,外径约 9 mm5.2.7繁氯乙烯软管或聚四氟乙烯管：内径约6tt)m.外径约8mm。5.3电解池
长约100mm，外径约8mm，内径约5mtn的专用电解池（见图4），铂丝间距药0.3mm，池内表面涂有五载化二磷。电解池外有外径约 50 mm,内径 9 mm～10 均m,长药 80 mm 的冷却水套。BD
冷却水套，
2池体；
3-电极抛头
图4Pt-P20,电解池示惠图
5.4电量积分器
电解电流50mA～700tnA范周内积分线性误差小于土0.1%；配有四位数宁显示器，数显示精确到 0. 00l mg氮。
5.5吸收系统
5.5.1除氮U形管：图5所示。直径约15mm的U形管，内装粒状二氧化锰，装药部分高100 mm~-120 mm,两端堵以硅酸铝棉。5.5.2吸水U形管：如图5所示。直径约15mm的U形管，内装：光水高氯酸镁或光水氟化钙，装药部分高 100 mm~~120 mm,
5.5.3吸收氧化碳U形管：2个，如图5所示、直径约15mm的L形管，4/5装碱石棉，1/5装无水高氯酸镁或.光水氯化钙，装药部分高100mn120tmm。5.5. 4气泡计;容量药10 mL，内盛硫酸少许。415
图 5 U 形管示意图
5.6分析天平，感量0.1tng
6测定准备
6.1净化系统各容器的充填和连接6.1.1净化管内充填线状氧化铜，装约部分长约280mm，两端堵以硅酸铝棉。GB/T15460—2003
6.1.23个气体干燥臂内按氧气流人方向依次充填色硅胶，碱石棉和无水高氮酸镁。6.1.3按图1所示顺序将净化系统各容器连接好。6.2燃烧管的充填和安装bzxZ.net
在燃烧管细颈端先充填约10mm硅酸铅棉，然后填人约100mm高锰酸银热解物，最后再充填约10mm硅铝棉，如图6所示。将带推榨的橡皮塞塞住燃烧管人口端并将燃烧管放人燃烧炉内，使装药部分的位置在催化段。
图6燃烧管充填示意图
6.3电解池涂液及五氧化二磷膜的生成先用外径约5mm的软毛刷和洗涤剂清洗电解池内璧，然后依次用自来水、蒸馏水冲洗，最后用丙酮或无水乙醇清洗并用热风吹十。此时，电解池两铂极间电阻应为无穷大。，将电解池前端向1竖起，从前端滴人涂液。涂液沿池内壁流下，当涂液流到池体1/3处时立即倒转电解池，使多余的涂液流出，并用滤纸拭净池口。转动电解池，边用冷风吹至无丙气味，以同样方法涂液3次，但第2次使涂液流到池体的2/3处时，倒出多余涂液：第3次使涂被溉到距池体毫端约10mIn处时，倒出多余的涂液。
接通氧气，调节氧气流量约为80tnL/inin。按照图1所示，用硅橡胶管将涂液后的电解池与燃烧管细端口对口连接。装好电解池冷却水套，迦人冷却水，将电解池两电极与电解电源引线相接。选择10V电压，启动电解，每隔3min改变电解电源极性1饮，直至电解终点，选择24V电压，启动电解，直至电解终点，改变电解电源极性，启动电解，至电解终点。如此重复4次~5次，五氧化二磷膜形成究毕；或按涂膜自动涂膜。
6.4吸收系统各客器的充填和连接把按5.5条要求准备的吸收系统各容器按图1顺序连接好，氧气净化系统与燃烧管间以聚氯乙烯软管或聚四氟乙烯管连接，电解池与U形管及U形管与U形管间均以硅橡胶管连接。当出现下列现象时，应更换形管中试剂，或清洗电解池。a）某次试验后，第2个吸收二氧化碳U形管的质量增加50mg以上时，应更换第1个U形管：b）二氧化锰、无水高氯酸镁或无水氯化钙一般使用约100次应更换。c）电解池使用100次左右或发现电解泄有拖昆等现象时，应清洗电解池，重新涂膜。6.5测定仪整个系统的气密性检查将仪器按图1所示连接好。将所有U形管磨口塞旋开，与仪器相连，接通氛气，调节氧气流量约为80ml./min。然后关闭靠近气泡计-处U形管磨口塞，此时若氧气流量降至20mL/min以下，表明整个系统气密，否则、应逐个检查U形管的各个磨口塞，查出漏气处，予以解决。注意，检查气密性时向不宣过长，以免U形管磨口塞因系统内兆方过大而弹开。6.6测定仪可靠性的检验
为了检查测定仪是否可靠，可称取0.070g~0.075g标准煤样，称准至0.0002g，进行碳，氢测定。如果实测的碳、氢值与标推值的差值不超过标谁煤样规定的不确定度，并且无玥显系统偏差，表明测定GE/T 15460—2003
仪可用，否则需查明原因并纠正后才能进行正式测定。7测定步骤
7.1选定电解电源极性（每天应至换1次），通人氧气并将流鼻调节约为80mL/min，接通冷却水，通电升温。
7.2升温同，接上吸收一氧化碳U形管（应先将U形管磨口塞开启）和气池计，使氧气流量保持约80 tml./min,按下电解键(或预处现键)至终点。然后，每隔2 min～3 min按一次电解键（或预处理键）。10 min 后取下吸收二氧化碳 U形曾，关闭所有 U 形管磨口塞,在:天平旁放置 10 min 左右,称量。然后再与系统相连，重复上述试验，直到两个吸收二氧化碳U形管质量变化不超过 0. 000 5 g为止。7.3将燃烧、净化炉和催化炉温度控制在指定温度：将煤样以转瓶法混和均勾，在预先灼烧过的燃烧舟中称取粒度小于0.2mm的空t干爆煤样(0.心70 g~～0.075g),称准至0.0002 g,并均对铺平。在煤样1盖·一层三氧化钨。如不之即测定，可把燃烧舟暂存人不带丁燥剂的密闭容器中。7.4接1质量植定的吸收兰氧化碳U彩，保持氧气流册药80ImI-/min，启动电解至电解终点。打纤有镍铬丝推棒的像皮寒，迅速将燃烧舟放入燃烧營入口蹦，塞上带推棒的橡皮塞，将氢积分值和时间让-数器清零。用推棒推动燃烧舟，使其·一半进入燃烧炉口。煤样燃烧后（一般30s)按电解键（或测定键），当煤样燃烧平稳，将全舟推人炉口，停留2tnin左右，再将燃烧舟推人高温带并立即拉同推榛（不要让推棒红热部分拉到近像皮塞些，以免使橡皮寒过热分解？。7.5约10 min后（解然到终点，否则需适当迹长时间),取下吸收二氧化碳 U形管，关闭其磨口塞，在,人平旁放约 10 Iin 后称量。第 2 个吸收二氧化碳 Ti 形管质量变化小于 0. 000 5 g,计算时忽略。记录电量积分器显示的氢的质量（rng）。打开带推棒的橡皮塞，用镍铬丝钩取出燃烧舟，塞上带推棒的橡皮塞
7.6空自值的测定
7.6.1氢空白值的测定可与吸收二化碳U形管的恒重试验同时进行，也可在碳氢测定之后进行。7.6.2在燃烧炉、净化炉和催化达到指定温度后，保持氧气流量约为80nL/1nin，启动电解到终点。在一个预先购烧过的燃烧舟中加人三氧化钨（数屋与煤样分析时相当），打开带推棒的像皮塞，放人燃烧舟，塞紧像皮塞。将积分值和时间计数消零。用推棒直接将燃烧丹推到高温带，立即拉问推棒。按空自键或9nin后按下电解键。到达电解终点后，记录电量积分器显示的氢质量（nmg）。重复上述操作，直至相邻两次空白测定值相差不超过0.0501g，取这两次测定的乎均值作为当天氢的空白值7.7对于计算机控制的测定仪可按照说明书舰定的方法操作，8结果计算
空气十燥基煤样的碳氛质垦分数(%)按公式(1)和公式(2)计算。Cut = 0. 272 9 m × 100
Id = mx 80 ×100-0.1119 Ma
m×000
式中：
一）·空气十燥煤样中碳的质冠分数，单位为白分数（%)H—一空气干燥煤样中氢的质量分数，单位为百分数(%)；m--—空气干燥煤样质最，单位为克(g)mi一吸收二氧化碳形管的增量，单位为克（g）：m..电量积分器显示的氧值，单位为笔克(mg）m:——电量积分器显示的氢空白值，单位为毫克（mg）；-(1
+++*(2
0. 111 9-
式中：
将一氧化碳折算成碳的因数：
将水折算成氢的因数；
气干燥煤样水分(按GB/T212测）,单位为百分数（%)。当需要测定有机碳时，按公式(3)计算有机碳的质量分数。0.272 9ml×100-0. 272 9(CO.)mCoredl
GB/T 15460—2003
（3）
空气干燥煤样中有机碳含量，单位为百分数(%）)：(CO）
空气干燥煤样中碳型盐氧化碳的质悬分数（按GB/T218测定），单位为百分数（不）。9方法的精密度
碳、氢测定的重复性限和再现性临界差如表1规定：表 1碳、氢测定的精密度
重复性限/
试验报告
试验报告应包含下列信息：
试样编号：
依据标准；
使用方法；
结果计算；
与标准的偏离；
试验中观察到的异常现象：
试验日期。
再现性临界萃/※
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