1、范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可測(cè)定煤對(duì)二氧化碳化學(xué)反應(yīng)性的方法提要所用的煤樣、儀器設(shè)備，測(cè)定步驟和結(jié)果表述。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于褐煤、煙煤、無煙煤及焦炭。

2、方法原理

煤的化學(xué)反應(yīng)性又稱活性，系指在***溫度下煤與某種氣體介質(zhì)如二氧化碳、氧及水蒸氣等化學(xué)反應(yīng)性能。

測(cè)定煤反應(yīng)性的方法很多。本標(biāo)準(zhǔn)方法是以在***溫度下，煤將二氧化碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳的轉(zhuǎn)化率作為其化學(xué)反應(yīng)性指標(biāo)。本方法的優(yōu)點(diǎn)是，測(cè)定結(jié)果在生產(chǎn)實(shí)際中有***的指導(dǎo)意義，試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便、測(cè)定結(jié)果重復(fù)性和再現(xiàn)性良好。

3、方法提要

先將煤樣干餾，除去揮發(fā)物（如試樣為焦炭則不需要干餾處理）。然后將其篩分并選取***粒度的焦渣裝入反應(yīng)管中加熱。加熱到***溫度后，以***的流量通入二氧化碳與試樣反應(yīng)。測(cè)定反應(yīng)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占通入的二氧化碳量的百分?jǐn)?shù)，即二氧化碳還原率α（%），作為煤或焦炭對(duì)二氧化碳化學(xué)反應(yīng)性的指標(biāo)。

4、試劑

4.1無水氯化鈣（HGB3208）：化學(xué)純

4.2硫酸（GB/T625）：化學(xué)純，相對(duì)密度1.84

4.3氫氧化鈉(GB/T629)或氫氧化鉀(GB/T2306)：化學(xué)純

4.4鋼瓶二氧化碳?xì)猓杭兌?8%以上。

5、儀器設(shè)備

5.1反應(yīng)性測(cè)定儀,應(yīng)具有以下技術(shù)要求：

反應(yīng)爐：爐膛長(zhǎng)約600mm，內(nèi)徑28~30mm;最高加熱溫度可達(dá)1350℃的硅碳管豎式爐。

反應(yīng)管：耐溫1500℃的石英管或剛玉管，長(zhǎng)800~***,內(nèi)徑20~22mm,外徑24~26mm。

溫度控制器:能按規(guī)定程序加熱,控溫精度±5℃，最高控制溫度不低于1300℃。

5.2試樣處理裝置,應(yīng)具有以下技術(shù)要求：

管式干餾爐：帶有溫控器，有足夠的容積，溫度能控制在(900±20) ℃。

干餾管：耐溫***0℃的瓷管或剛玉管，長(zhǎng)550~660mm，內(nèi)徑約30mm，外徑33~35mm。

5.3氣體分析器：奧式氣體分析器或者其他二氧化碳?xì)怏w分析器，測(cè)定范圍為0~***%，精度為±2%。

5.4鉑銠10-鉑熱電偶和鎳鉻-鎳硅熱電偶各一對(duì)。

5.5熱電偶套管：長(zhǎng)500~600mm，內(nèi)徑5~6mm，外徑7~8mm的剛玉管兩根。

5.6氣體流量計(jì)：量程0~700mL/min（在氣壓低與799.9hPa即600mmHg柱的地區(qū)要用量程較大的流量計(jì)）。

5.7圓孔篩：直徑200mm，孔徑3mm和6mm，符合板厚小于3mm的工業(yè)篩標(biāo)準(zhǔn)，并配有底和蓋。 5.8氣體干燥塔：內(nèi)裝氯化鈣（4.1）。

5.9洗氣瓶：內(nèi)裝濃硫酸（4.2）。

5.10穩(wěn)壓貯氣筒。

5.11氣壓計(jì)：測(cè)量范圍799.9~1066.6hPa,精度0.13hPa,分度值1.33hPa,工作溫度-15~45℃。

6、測(cè)定準(zhǔn)備

6.1試樣的制備與處理。

6.1.1按GB474規(guī)定制備3~6mm粒度的試樣約300g。

6.1.2用橡皮塞把熱電偶套管(5.5)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6~8mm碎瓷片或碎剛玉片至加熱電偶套管露出瓷片約***mm，然后加入試樣至試樣層的厚度達(dá)200mm，再用碎瓷片或剛玉片充填干餾管的其余部分。

6.1.3將裝好的試樣的干餾管放入管式干餾爐中，使試樣部分位于恒溫區(qū)內(nèi)，將鎳鉻-鎳硅熱電偶插入熱電偶套管中。

6.1.4接通管式干餾爐電源,以15~20℃/min的速度升溫到900℃時(shí)，在此溫度下保持1h，切斷電源,放置冷卻到室溫,取出試樣，用6mm和3mm的圓孔篩(5.7)疊加在一起篩分試樣，留取3~6mm粒度的試樣作測(cè)定用。粘接性餒處理后其中大于6mm的焦塊***破碎使之全部通過6mm篩。

注：煤樣也可以用***cm3的帶蓋坩堝在馬弗爐內(nèi)按6.1.4規(guī)定的程序處理。

6.2反應(yīng)性測(cè)定儀的安裝

6.2.1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(yīng)管中，使套管頂端位于反應(yīng)管恒溫區(qū)中心，將反應(yīng)管直立,加入粒度為6~8mm碎剛玉片或碎瓷片至熱電偶套管露出剛玉碎片或瓷片約50mm。

7、測(cè)定步驟

7.1將熱處理后3~6mm粒度的試樣加入反應(yīng)管，使料層高度達(dá)***mm，并使熱電偶套管頂端位于料層的***，再用碎剛玉片或碎瓷片充填其余部分。

7.2將裝好試樣的反應(yīng)管插入反應(yīng)爐內(nèi)，用帶有導(dǎo)出管的橡皮塞塞緊反應(yīng)管上端，把鉑銠10-鉑熱電偶插入熱電偶套管。

7.3通入二氧化碳(4.4)檢查系統(tǒng)有無漏氣現(xiàn)象，確認(rèn)不漏氣后繼續(xù)通二氧化碳2~3min趕凈系統(tǒng)內(nèi)的空氣。

7.4接通電源,以20~25℃/min速度升溫，并在30min左右將爐溫升到750℃(褐煤)或800℃?9煙煤、無煙煤），在此溫度下保持5min。當(dāng)氣壓在（1013.3±13.3）hPa(760±10mmHg柱0室溫在12~28℃時(shí),以500mL/min的流量通入二氧化碳(如氣壓和室溫偏離前述規(guī)定,應(yīng)按附錄A(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)校準(zhǔn))，通氣2.5min時(shí)用奧式氣體分析器在1min內(nèi)抽氣清洗系統(tǒng)并取樣.停止通入二氧化碳，分析氣樣中的二氧化碳濃度(若用儀器分析,應(yīng)在通二氧化碳3min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(xù)以20~25℃/min的速度升高爐溫。每升高50℃按7.4的規(guī)定保溫、通二氧化碳并取氣樣分析反應(yīng)后氣體中的二氧化碳濃度、直至溫度達(dá)到1***℃時(shí)為止。特殊需要時(shí)，可測(cè)定到1300℃。

8、數(shù)據(jù)處理及結(jié)果報(bào)告

8.1根據(jù)以下關(guān)系式繪制二氧化碳還原率與反應(yīng)后氣體中二氧化碳含量的關(guān)系曲線：

式中：α—二氧化碳還原率%

a—鋼瓶二氧化碳?xì)怏w中雜質(zhì)氣體含量%

V—反應(yīng)后氣體中二氧化碳含量%

注：當(dāng)鋼瓶二氧化碳的純度改變時(shí),***重新繪制a與V的關(guān)系曲線。

8.2根據(jù)測(cè)得的反應(yīng)后氣體中二氧化碳含量V，從a-V曲線上查得相應(yīng)的二氧化碳還原率a。 8.3結(jié)果報(bào)告

每個(gè)試樣做兩次重復(fù)測(cè)定，按GB/T483規(guī)定的數(shù)據(jù)修約規(guī)則，將測(cè)得的反應(yīng)氣體中的二氧化碳含量V，修約到小數(shù)后一位，從a-V曲線上查得相應(yīng)的二氧化碳還原率a，將測(cè)定結(jié)果填入附錄B(提示的附錄)所示的表中,以溫度為橫坐標(biāo)，a值為縱坐標(biāo)的圖上標(biāo)出兩次測(cè)定的各試樣結(jié)果點(diǎn),通過各點(diǎn)按***小二乘法原理繪一條平滑的曲線——反應(yīng)性曲線將測(cè)定結(jié)果表和反應(yīng)性曲線一并報(bào)出。

9、精密度

任一溫度下兩次測(cè)定的a值與反應(yīng)性曲線上相應(yīng)溫度下a值的差值應(yīng)不超過±3%。

附錄A

(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)

二氧化碳流量的調(diào)整。

A1 如果測(cè)定時(shí)氣壓與室溫偏離(1013. 3±13.3)hPa和12~28℃,則二氧化碳流量應(yīng)按式(A1)進(jìn)行調(diào)整：

式中：V—需通入的二氧化碳流量,Ml/min

p—大氣壓力,hPa

t—室溫, ℃

A2 如果計(jì)算值在(500±20)mL/min范圍內(nèi),仍可按500mL/min的流量通二氧化碳。

附錄B

附加說明：本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國(guó)能源部提出。本標(biāo)準(zhǔn)由煤炭科學(xué)研究院北京煤化學(xué)研究所歸口并負(fù)責(zé)起草。本標(biāo)準(zhǔn)起草人陳麗珠、姚恩題。本標(biāo)準(zhǔn)于1962年***發(fā)布，1977年***次修訂。

GB—220 89代替GB—220 77