GB_T 480-2000 煤的铝甑低温干馏试验方法

中华人民共和国国家标准 GB/T 480-2000 煤的铝甑低温干馏试验 Test for carbonization of coal in aluminum retort 前 言 本标准是根据ISO 647:1974《褐煤---低温干馏法测定焦油、水、气和半焦产率》和GB/T 483-1998《煤炭试验方法一般规定》进行修订的，在技术上与ISO 647等效。 根据GB/T 1.1-1993《标准化工作导则第1单元：标准的起草与表述规则第1部分：标准编写的基本规定》和GB/T 483-1998的规定，本次修订，对GB/T 480-1987中的主要技术内容未作变动，了标准格式，修改了有关术语、单位、符号，同时增加了前言部分 本标准从生效之日起，同时代替GBIT 480-1987。 本标准的附录A是标准的附录。 本标准的附录B,附录C是提示的附录。 本标准由国家煤炭工业局提出。 本标准由全国煤炭标准化技术委员会归口。 本标准起草单位:煤炭科学研究总院北京煤化学研究所。 本标准主要起草人:刘良霸、李宏图。 本标准委托煤炭科学研究总院北京煤化学研究所负责解释。 本标准1964年首次发布。 中华人民共和国国家标准 GB/T 480-2000 煤的铝甑低温干馏试验方法 代替GB/T 480-1987 Test for carbonization of coal in aluminum retort 1.范围 本标准规定了铝甑低温干馏试验的方法提要、仪器设备、试验步骤和结果表述。 本标准适用于褐煤和烟煤。 2.引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均 为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性 GB/T 212-1991 煤的工业分析方法 GB/T 218-1996 煤中碳酸盐二氧化碳含量的测定方法 GB 474-1996 煤样的制备方法 GB/T 684-1986 化学试剂甲苯 HG 3-1011-1976 二甲苯 3方法提要 将煤样装在铝甑中，以一定升温程序加热到510℃，并保持一定时间，干馏后测定所得焦油、热解水、半焦和煤气的产率。 4仪器设备 4.1铝甑 4.1.1铝甑体（图1）； 4.1.2铝甑盖（图2）； 4.1.3导出管（图3）； 4.1.4连接螺母（图4）。 4.2加热装置：带控温装置，规格性能必须符合以下要求: a）最初15～20 min内应使温度升到260℃; b）260～510℃期间，升温速度为5℃/min，升温总误差为士10℃； c）最终温度可达510℃ ; d）侧面和底部同时加热。 4.3 锥形瓶：容量250 ml。 4.4 水分测定管（图5）：量管刻度范围为0～5ml或0～10ml，分度值为0.05 ml。 4.5 冷凝管：直管式，冷凝部分的长度不小于300 mm。 4.6 天平：感量0. 01g。 5材料和试剂 5.1二甲苯（HG 3-1011-1976）或甲苯（GB/T 684）：化学纯。 5.2润滑油及经过精选的鳞片状石墨粉。 6试验前的准备 6.1仪器、设备应按图6装置。 6.2试验前按下列方法检查铝甑盖与铝甑体气密情况: 6.2.1标准法:将盖紧的铝甑浸人水中10～30 mm深，向颤内充气，使甑内气压约达1 961. 33 Pa（表压），在此压力下保持约15 s，如无气泡发生，即认为气密。 6.2.2简捷法:用肥皂水涂在盖紧的铝甑各接口处，然后向甑内充气，如在1 961. 33 Pa压力下无气泡发生，即认为气密。 如果不气密，可按本标准附录B进行研磨，使其达到气密。 6.3按GB 474制备粒度小于0.2 mm的空气干燥煤样，充分搅拌，并从不同部位取出四、五份放在表面皿中，称取（20士0.5）g煤样（称准到0.01g），并将煤样全部转人铝甑内。 注：如按本标准附录C进行的预备试验表明煤样的膨胀性很大，则应按本标准附录C的规定，配加适量的砂子，以防止其膨胀。煤样和砂子应混合均匀，放人盔内，并使其表面平整。 6.4盖上甑盖，用小木锤轻轻把甑盖敲紧。铝甑导出管用严密不漏气的软木塞与锥形瓶连接。铝甑导出管应伸入瓶内，伸入的长度不小于瓶高的一半，但不得和瓶底接触。从软木塞的另一个小孔插人一支 略微弯曲的玻璃导气管，供导出煤气用。各连接处必须气密。锥形瓶在与铝甑连接之前，应事先洗净、干燥并称量，称准到0.01g。 6.5铝甑放人电炉后，盖上炉盖，将热电偶或温度计插人铝欲的测温孔中。 6.6将胶皮管与装在锥形瓶上的导气管连接在一起，以便将煤气导出室外。 6.7在冷却槽中放入一定量的水和冰块锥形瓶应尽量浸人水中，但瓶口应高出水面。也可以用15℃以下的循环水，但循环水流要能使焦油及水蒸气冷凝下来。 7试验步骤 7.1一切准备妥当以后，即可通电加热。铝甑的侧面和底部应同时加热，使甑体各部温度保持均匀。在最初15～20min内应使温度升到260℃，达到260℃以后，应严格控制温度，使温度以5℃/min的速度 上升。每10 min检查一次实际温度，与应达温度之差不得超过10℃。到达510℃时，保温20 min，停止加热。 7.2试验中煤样受热后产生的焦油、水蒸气和煤气经导出管进入锥形瓶。焦油和水蒸气应冷凝在锥形瓶中，煤气则由胶管导出室外。 7. 3停止加热后，用酒精灯或其他热源，微微加热铝甑导出管，以使附着在导出管壁上的焦油流进锥形瓶中。 7. 4导出管中附着的焦油流出以后，把冷却槽中的冷水排出或把冷却槽移开，取出热电偶或温度计，卸开锥形瓶与甑体连结的软木塞，取出铝甑，放在阴凉处冷却。为了防止半焦吸收空气中的水分，此时应将铝甑的导出管口封住。 7. 5将盛有冷却物的锥形瓶外壁擦干，放置约5 min后称量（称准到0.01g)。盛有冷凝物的锥形瓶质量与干馏前锥形瓶质量之差即为干馏冷凝物的质量。 7.6测定冷凝物中的含水量(干馏总水分)。冷凝物质量与水的质量之差即为焦油的质量。 7.7铝甑冷却后，取下甑盖，将半焦倒入称量瓶中称量（称准到0.01g)。注意在刮取甑壁上的半焦时不要刮坏甑体。 7.8煤样的总量减去冷凝物质量与半焦的质量之和为煤气质量和损失量。各项产物的质量对煤样质量的百分数，即为各产物的空气干燥基产率。 7.9热解水产率由干馏总水分((7.6)减去煤样的空气干燥基水分 (按GB/T 212测定)而得。 8 干馏总水分的测定 8. 1向盛有干馏冷凝物的锥形瓶中加人约50ml二甲苯或甲苯（5.1），然后将锥形瓶与水分测定管连在一起。水分测定管应洁净、干燥，其量管应事先校正。水分测定管的斜切口进人锥形瓶约15 mm左右， 其上口与干燥、洁净的冷凝器连接，使冷凝器的斜切口位于水分测定管的横断面中心。全套装置如图7所示。 8.2冷凝器上端用棉花或以其他方法塞住，以防止尘埃污染及避免空气中水分在冷凝器内凝结。 8.3用电炉加热控制蒸馏速度，使从冷凝器斜切口滴下的液滴数为每秒2～4滴。当水分测定管中的水分不再增加，溶剂变得完全透明时，即可停止蒸馏。如溶剂内有极细小的水滴，溶剂呈乳浊状时，水分测 定管可用温水浴微微加热（温度不超过60℃)，以促使其乳浊状态尽快消除。如蒸馏完毕后，有水滴附着冷凝器内壁，应提高蒸馏速度，使冷凝下来的溶剂将水滴带人水分测定管中。 8.4锥形瓶冷却后，将装置拆开，读取水分体积。如有一部分水珠附着在水分测定管管壁上，可用螺旋形金属丝上下搅拌，静置数分钟，水珠完全沉下后，再读取水分体积。为简化计算，室温下水的密度可取作1 ，因此水分的体积即为干馏总水分的质量。 9结果表述 9.1结果计算 干馏产物的空气干燥基产率，按式（1）～（4）计算： 焦油产率： ………………………..（1） 干馏总水分产率： ………………………..（2） 热解水产率： ………………………..（3） 半焦产率： ………………………..（4） 式中：m：空气干燥煤样质量，g； a：冷凝物质量，g； b：干馏总水分质量，g； c：半焦质量，g； ：空气干燥煤样水分含量，%； ：空气干燥基焦油产率，%； ：空气干燥基干馏总水分产率，%； ：空气干燥基热解水产率，%； ：空气干燥基半焦产率，%； 9.2 结果换算 干燥无灰基半焦产率按式（5）计算： ………………………（5） 煤样中碳酸盐的二氧化碳含量超过2%时，计算如下： ……………………….（6） ……（7） 式中： ：干燥无灰基焦油产率，%； ：空气干燥煤样灰分含量，%，按GB/T212测定； ：空气干燥基碳酸盐二氧化碳含量，%，按GB/T218测定： ：干燥无灰基半焦产率，%； ：半焦中碳酸盐的二氧化碳含量，以空气干燥煤样为基础的百分含量，%，按GB/T218测定； 9.3结果报告 计算和换算试验结果时，所有数值应取到小数点后第二位。报出结果时只保留小数点后第一位，小数点后第二位数字按数字修约规则修约。 10 方法精密度 方法精密度见表1。 表1 附录A（标准的附录） 本标准正文所述测定冷凝物中水分(干馏总水分)的蒸馏法，准确可靠，适用于仲裁鉴定等要求较严的场合下使用。本附录所推荐的离心法，则较为便捷，适用于日常例行试验。 A1 仪器和试剂 a）​ 集油管：玻璃制，规格见图A1： b）​ 离心管：容积不小于10ml，分度值0.05ml； c）​ 离心机：转速为2000r/min以上； d）​ 溶剂：同本标准5.1。 A2 如用离心法测定水分，进行干馏时应以本附录A1所述的集油管承接冷凝物。集油管在冷却槽中浸没的深度以放气端高出水面20～30 mm为准。其他操作事项按本标准第7章所述方法进行。 A3用甲苯或二甲苯将集油管中的冷凝物，分数次定量地冲洗到离心管内。溶剂事先应用水饱和，为了提高冲洗效率，溶剂事先可用水浴略微加热(不得超过60℃，并可用细软的金属丝通人集油管内搅拌、 擦洗，以促使附着于管壁上的冷凝物为溶剂所冲下。冲洗液的总量不应超过10 ml。 A4将盛有冲洗液的离心管放在离心机内，在大于2 000 r/min的转速下进行离心分离，离心分离时间不应少于10 min。分离完毕后，取出离心管，读取下部水层的体积。然后，再放人离心机内，离心约3～5min，取出，再读取下部水层的体积。如体积不再增加，即可按本标准9. 1，求得干馏总水分的质量，否则，应再行离心。 注：为了保护离心机，放入离心机内的离心管的质量必须互相对称。在放置离心管的套管中可放人少许软质的衬垫物（如棉花），以减少离心管的破损。 A5如离心后水层层面不平整，有块状物浮集于分界面上，难于正确读出水层的体积，则可用细玻璃棒将块状物搅动，使其中界面平整清晰。如液层的分界面仍不清晰则将上层的溶剂吸去一半或三分之二左 右，但勿将水吸去，加人新溶剂，重复上述搅拌操作，重新进行离心处理。如此反复进行，直到出现平整清晰之层面，能准确读取水层之体积为止。 A6离心处理后，如有块状物沉积于水层下部或附着在水层所在的管壁上，则应用细玻璃棒将其挑入油层。然后，再离心3～5min。清除这种现象以后，才可读取水层的体积。 A7干馏总水分和热解水产率的计算方法，与本标准正文所述相同。 附录B（提示的附录） 盖与甑口接触面的研磨方法 发现甑盖与甑口不能严密吻合时，可在接触面上涂润滑油和石墨粉的混合物（5.2），然后研磨。研磨时，一手握盖，一手持甑，使两者互相吻合，用力左右旋转欲盖，向左向右旋转的角度以达到90°为宜，每转两次后，须均匀地改变盖与甑的相对位置，使接触面每一部分都得到均匀的研磨。 研磨完毕后，用柔软的棉纱或布抹去润滑油和石墨粉，使接触表面洁净无垢，然后，再涂上润滑油或凡士林，按上述方法再研磨10 min。擦净研磨表面，进行气密检查。 附录C（提示的附录） 强膨胀性煤中配加砂子的方法 本方法所使用的砂子应先用水洗去泥土，再用10%盐酸浸煮，然后用蒸馏水冲洗到不呈酸性，干燥后在不低于800℃下灼烧1h以上，筛取粒度在0.10～0.30mm之间的砂子备用。如用洁净的石英砂，则不必进行浸洗，但仍须进行灼烧及筛选等处理。 煤样的焦渣特征为5或5以上(按GB/T212测定)时，在干馏试验以前，应配加砂子。只要能达到防止膨胀的目的，砂子配入量应尽可能少。加人20 g煤样中的砂子量，一般不应超过20g。最好事先进行配砂的焦渣特征试验。选用能使焦渣特征不大于4的配砂比，即能达到防止膨胀的目的。 焦渣特征试验按GB/T212挥发分测定方法进行，所用煤样固定为1g,配以不同数量的砂子，并充分混合。 干馏试验用20g煤样，另按前述试验得出的煤砂配比配入所需的砂子，并混合均匀。 注：遇有膨胀性特强的煤，按规定方法配人20g砂子仍不能把膨胀降低到要求的限度时，则可酌量减少煤样用量和改变砂子量以改变煤砂的配比，达到降低膨胀的目的。在煤样用量低于标准用量（20g）时，所得试验结果仅供参考之用，并须在试验报告中注明。