DIN 51721 Essais des combustibles solides - Détermination de la teneur en carbone et en hydrogène - Méthode Radmacher-Hoverath

DIN 51721 Essais des combustibles solides - Détermination de la teneur en carbone et en hydrogène - Méthode Radmacher-Hoverath

La norme « DIN 51721 Essais des combustibles solides - Détermination de la teneur en carbone et en hydrogène - Méthode Radmacher-Hoverath », publiée par l'Institut allemand de normalisation (DIN), décrit une méthode d'essai pour la détermination de la teneur en carbone et en hydrogène des combustibles solides, notamment des combustibles minéraux solides tels que le charbon et les matériaux apparentés. Cette norme définit une procédure analytique classique, la méthode Radmacher-Hoverath, utilisée pour mesurer avec précision les teneurs en carbone et en hydrogène élémentaires des combustibles solides. Ces valeurs sont nécessaires pour :

DIN 51721 Essais des combustibles solides - Détermination de la teneur en carbone et en hydrogène - Méthode Radmacher-Hoverath

  • Calcul de la composition élémentaire des combustibles.
  • Détermination des corrélations entre le pouvoir calorifique net et brut (généralement utilisées conjointement avec des normes telles que la norme DIN 51900 pour la calorimétrie à bombe)
  • Calcul des facteurs d'émission (par exemple, les facteurs d'émission de dioxyde de carbone par unité d'énergie requis pour la déclaration des gaz à effet de serre)
  • Contrôle de la qualité des combustibles, recherche sur le charbon/la biomasse et équivalence internationale (généralement en référence croisée avec la norme ASTM D5291)

La méthode Radmacher-Hoverath comprend les éléments suivants :

  • Un échantillon soigneusement pesé de combustible solide broyé et séché est brûlé dans un flux d'oxygène à haute température.
  • Le carbone s'oxyde en dioxyde de carbone et l'hydrogène s'oxyde en eau.
  • Ces produits de combustion sont absorbés par des réactifs appropriés (par exemple, le dioxyde de carbone dans l'amiante-soude ou un absorbant similaire, l'eau dans un dessiccant tel que le perchlorate de magnésium).
  • L'augmentation de la masse des tubes absorbeurs est mesurée par gravimétrie.
  • Les pourcentages de carbone et d'hydrogène sont calculés à partir des augmentations de masse (des corrections appropriées sont apportées pour le dioxyde de carbone carbonaté, le cas échéant ; cependant, la norme DIN 51726 peut être utilisée pour une correction séparée du carbonate).

Cette méthode est une technique macro ou semi-macro gravimétrique et constituait l'une des méthodes chimiques humides classiques standard avant que les analyseurs élémentaires modernes ne se généralisent.

Cette méthode est fréquemment utilisée dans les laboratoires d'analyse du charbon à travers l'Europe. Elle est référencée dans les inventaires allemands des facteurs d'émission des combustibles fossiles (avec des méthodes telles que la norme DIN 51732 pour le soufre ou la série de normes DIN 51700 pour d'autres paramètres). Lors des essais internationaux, elle est souvent utilisée conjointement avec la norme « ASTM D5291 Analyse CHN instrumentale ». Elle reste applicable à la biomasse, aux combustibles issus de déchets et à certains combustibles solides de récupération lorsque les méthodes classiques sont nécessaires ou préférables.

Bien que les techniques instrumentales plus rapides deviennent de plus en plus courantes dans les tests de routine, cette norme reste une référence importante en chimie des combustibles, en analyse du charbon et du pétrole, et en matière de rapports environnementaux.

En résumé, la norme DIN 51721 décrit une méthode de détermination de la teneur en carbone et en hydrogène des combustibles solides. Cette méthode est largement utilisée dans les laboratoires d'essais du charbon et d'analyse des combustibles pour les bilans énergétiques, les calculs de combustion et les évaluations environnementales.

La norme DIN 51721 s'applique principalement aux éléments suivants :

  • charbon dur
  • Lignite (charbon brun)
  • Cuire
  • Combustibles solides récupérés et matériaux carbonés similaires

Cette norme décrit une méthode d'analyse de laboratoire pour mesurer la teneur totale en carbone et en hydrogène d'un échantillon de carburant.

La détermination de la teneur en carbone et en hydrogène est importante pour les raisons suivantes :

  • calculs de valeur calorifique
  • Conception des systèmes de combustion
  • Estimation des émissions (dioxyde de carbone, eau)
  • Analyse élémentaire (finale) des carburants

Bien que le carbone contribue le plus à la libération d'énergie, l'hydrogène influe considérablement sur le rendement thermique et la production de vapeur d'eau lors de la combustion.

La norme DIN 51721 repose sur le principe de la combustion complète d'un échantillon de combustible dans une atmosphère riche en oxygène. Les étapes fondamentales de la méthode sont les suivantes :

  • Préparation de l'échantillon : Le combustible est finement broyé et séché. Une masse précise est pesée.
  • Combustion : L’échantillon est brûlé à haute température dans un tube de combustion. Le carbone est transformé en dioxyde de carbone. L’hydrogène est transformé en eau.
  • Absorption et mesure : Le dioxyde de carbone est absorbé par un absorbant chimique approprié. L’eau est absorbée par un piège à humidité. L’augmentation de masse des absorbants est mesurée par gravimétrie.
  • Calcul : La teneur en carbone est calculée à partir de la masse de dioxyde de carbone formé. La teneur en hydrogène est calculée à partir de la masse d’eau formée.

L'équipement typique utilisé lors des tests comprend :

  • Four à combustion à haute température
  • système d'alimentation en oxygène
  • Tubes d'absorption pour le dioxyde de carbone et l'eau.
  • Balance analytique (haute précision)

Les laboratoires modernes peuvent utiliser des analyseurs CHN (carbone, hydrogène, azote) automatisés, mais le principe reste le même.

La norme DIN 51721 spécifie ce qui suit :

  • Taille de l'échantillon
  • Conditions de combustion
  • Limites de déviation acceptables
  • exigences de répétabilité

Un contrôle rigoureux des procédures garantit des résultats fiables et reproductibles.

Les équivalents internationaux de la norme DIN 51721 sont les suivants :

  • ISO 29541 Combustibles minéraux solides - Détermination du carbone et de l'hydrogène totaux.
  • Analyse élémentaire CHN selon la norme ASTM D5373

La norme DIN 51721 est considérée comme importante pour les raisons suivantes :

  • Elle propose une méthodologie standardisée pour la caractérisation des carburants.
  • Il soutient le contrôle de la qualité dans le secteur de l'énergie.
  • Cela garantit la cohérence des rapports de laboratoire.
  • Il contribue aux calculs des émissions environnementales.

La détermination précise du carbone et de l'hydrogène a une incidence directe sur les éléments suivants :

  • calculs d'efficacité des chaudières
  • Évaluations de l'empreinte carbone
  • spécifications du commerce du carburant

En conclusion, la norme DIN 51721 décrit une procédure fondamentale pour l'analyse élémentaire des combustibles solides, notamment pour la détermination du carbone et de l'hydrogène par combustion et mesure gravimétrique. Elle joue un rôle important dans le contrôle de la qualité des combustibles, l'ingénierie de la combustion et la surveillance environnementale.

Depuis de nombreuses années, notre organisation, forte de son personnel compétent et expérimenté, comprend les besoins de ses clients, leur fournit les services d'essais avancés requis et les accompagne dans la mise en place, l'application et l'amélioration de leurs systèmes de management. Dans ce cadre, nous proposons également des services d'essais conformes à la norme DIN 51721.

WhatsApp