DIN 51721 Изпитване на твърди горива - Определяне на съдържанието на въглерод и водород - Метод на Радмахер-Ховерат

Стандартът „DIN 51721 Изпитване на твърди горива - Определяне на съдържанието на въглерод и водород - метод на Радмахер-Ховерат“, публикуван от Германския институт по стандартизация (DIN), описва метод за изпитване за определяне на съдържанието на въглерод и водород в твърди горива, по-специално твърди минерални горива като въглища и подобни материали. Този стандарт определя класическа аналитична процедура, известна като метод на Радмахер-Ховерат. Този метод се използва за точно измерване на елементарния въглерод и водород в твърди горива. Тези стойности са необходими за:

• Изчисляване на елементния състав на горивата.
• Определяне на корелациите между нетната/брутната калоричност (обикновено се използва във връзка със стандарти като DIN 51900 за бомбена калориметрия)
• Изчисляване на емисионни фактори (напр. емисионни фактори на въглероден диоксид за единица енергия, необходими за отчитане на парникови газове)
• Контрол на качеството на горивата, изследвания на въглища/биомаса и международна еквивалентност (обикновено с кръстосани препратки към стандарта ASTM D5291)

Методът на Радмахер-Ховерат включва следното:

• Внимателно претеглена проба от смляно и изсушено твърдо гориво се изгаря в поток от кислород при висока температура.
• Въглеродът се окислява до въглероден диоксид, а водородът се окислява до вода.
• Тези продукти от горенето се абсорбират от подходящи реагенти (напр. въглероден диоксид в натриев азбест или подобен абсорбент, вода в десикант като магнезиев перхлорат).
• Увеличението на масата на абсорбционните тръби се измерва гравиметрично.
• Процентите на въглерод и водород се изчисляват от увеличението на масата (правят се подходящи корекции за карбонатния въглероден диоксид, ако има такъв; стандартът DIN 51726 обаче може да се използва за отделна корекция за карбонат).

Този метод е макро или полумакро гравиметрична техника и е бил един от стандартните класически методи за мокра химия, преди съвременните анализатори на елементи да станат широко разпространени.

Този метод се използва често в лаборатории за анализ на въглища в цяла Европа. Той е цитиран в германските инвентаризации на емисионните фактори за изкопаеми горива (заедно с методи като стандарта DIN 51732 за сяра или серията стандарти DIN 51700 за други параметри). В международните тестове той често се използва заедно със стандарта „ASTM D5291 Инструментален анализ на CHN“. Той все още е приложим за биомаса, горива, получени от отпадъци, и някои твърди регенерирани горива, където класическите методи са необходими или предпочитани.

Въпреки че по-бързите инструментални техники стават все по-често срещани в рутинните тестове, този стандарт остава важен ориентир в химията на горивата, анализа на въглища/нефт и екологичното докладване.

Накратко, стандартът DIN 51721 предоставя метод за определяне на съдържанието на въглерод и водород в твърдите горива. Този метод се използва широко в лаборатории за изпитване на въглища и анализ на горива в подкрепа на енергийните оценки, изчисленията на горенето и екологичните оценки.

Стандартът DIN 51721 се прилага предимно за следното:

• антрацит
• Лигнитни (кафяви въглища)
• Кок
• Твърди регенерирани горива и подобни въглеродни материали

Този стандарт описва лабораторен аналитичен метод за измерване на общия въглерод и водород в горивна проба.

Определянето на съдържанието на въглерод и водород е важно за следното:

• Изчисления на калорийната стойност
• Проектиране на горивна система
• Оценка на емисиите (въглероден диоксид, вода)
• Елементен (окончателен) анализ на горива

Докато въглеродът има най-голям принос за освобождаването на енергия, водородът влияе значително върху топлинната мощност и производството на водна пара по време на горене.

Стандартът DIN 51721 се основава на принципа на пълно изгаряне на горивна проба в богата на кислород атмосфера. Основните стъпки на метода са следните:

• Подготовка на пробата: Горивото се смила фино и се суши. Претегля се точна маса.
• Горене: Пробата се изгаря при висока температура в горивна тръба. Въглеродът се превръща във въглероден диоксид. Водородът се превръща във вода.
• Абсорбция и измерване: Въглеродният диоксид се абсорбира в подходящ химически абсорбент. Водата се абсорбира във влагоуловител. Увеличението на масата на абсорбентите се измерва гравиметрично.
• Изчисление: Съдържанието на въглерод се изчислява от масата на образувания въглероден диоксид. Съдържанието на водород се изчислява от масата на образуваната вода.

Типичното оборудване, използвано при тестовете, включва:

• Високотемпературна горивна пещ
• Система за подаване на кислород
• Абсорбционни тръби за въглероден диоксид и вода.
• Аналитична везна (с висока прецизност)

Съвременните лаборатории могат да използват автоматизирани анализатори на CHN (въглерод, водород, азот), но принципът остава същият.

Стандартът DIN 51721 определя следното:

• Размер на извадката
• Условия на горене
• Допустими граници на отклонение
• Изисквания за повторяемост

Строгият процедурен контрол осигурява надеждни и повторяеми резултати.

Международните еквиваленти на стандарта DIN 51721 са следните:

• ISO 29541 Твърди минерални горива - Определяне на общ въглерод и водород.
• ASTM D5373 CHN елементарен анализ

Стандартът DIN 51721 се счита за важен поради следните причини:

• Той предоставя стандартизирана методология за характеризиране на горивата.
• Той подкрепя контрола на качеството в енергийния сектор.
• Това осигурява последователна лабораторна отчетност.
• Това допринася за изчисленията на емисиите в околната среда.

Точното определяне на въглерод и водород пряко влияе върху следното:

• Изчисления на ефективността на котела
• Оценки на въглеродния отпечатък
• Спецификации за търговия с горива

В заключение, стандартът DIN 51721 съдържа основна процедура за елементен анализ на твърди горива, по-специално за определяне на въглерод и водород чрез горене и гравиметрично измерване. Той играе важна роля в контрола на качеството на горивата, горивната техника и мониторинга на околната среда.

В продължение на много години нашата организация, със своя компетентен и опитен персонал, разбира нуждите на своите клиенти, предоставяйки им необходимите съвременни услуги за тестване и подпомагайки ги при създаването, внедряването и подобряването на системите за управление. В тази рамка ние предоставяме и услуги за тестване в съответствие със стандарта DIN 51721.