DIN 51721 Pengujian Bahan Api Pepejal - Penentuan Kandungan Karbon dan Hidrogen - Kaedah Radmacher-Hoverath

Piawaian “DIN 51721 Pengujian bahan api pepejal - Penentuan kandungan karbon dan hidrogen - kaedah Radmacher-Hoverath,” yang diterbitkan oleh Institut Standardisasi Jerman (DIN), menerangkan kaedah ujian untuk menentukan kandungan karbon dan hidrogen bahan api pepejal, terutamanya bahan api mineral pepejal seperti arang batu dan bahan berkaitan. Piawaian ini mentakrifkan prosedur analisis klasik yang dikenali sebagai kaedah Radmacher-Hoverath. Kaedah ini digunakan untuk mengukur karbon dan hidrogen unsur dalam bahan api pepejal dengan tepat. Nilai-nilai ini diperlukan untuk:

Pengiraan komposisi unsur bahan api.
Menentukan korelasi nilai kalori bersih/kasar (biasanya digunakan bersama piawaian seperti DIN 51900 untuk kalorimetri bom)
Pengiraan faktor pelepasan (cth., faktor pelepasan karbon dioksida bagi setiap unit tenaga yang diperlukan untuk pelaporan gas rumah hijau)
Kawalan kualiti bahan api, penyelidikan arang batu/biojisim dan kesetaraan antarabangsa (biasanya dirujuk silang dengan piawaian ASTM D5291)

Kaedah Radmacher-Hoverath merangkumi perkara berikut:

Sampel bahan api pepejal yang dikisar dan dikeringkan yang ditimbang dengan teliti dibakar dalam aliran oksigen pada suhu tinggi.
Karbon teroksida kepada karbon dioksida, dan hidrogen teroksida kepada air.
Produk pembakaran ini diserap oleh bahan tindak balas yang sesuai (contohnya, karbon dioksida dalam soda asbestos atau air penyerap yang serupa dalam bahan pengering seperti magnesium perklorat).
Peningkatan jisim tiub penyerap diukur secara gravimetri.
Peratusan karbon dan hidrogen dikira daripada peningkatan jisim (pembetulan yang sesuai dibuat untuk karbonat karbonat dioksida, jika ada; walau bagaimanapun, piawaian DIN 51726 boleh digunakan untuk pembetulan karbonat berasingan).

Kaedah ini merupakan teknik gravimetri makro atau separa makro dan merupakan salah satu kaedah kimia basah klasik standard sebelum penganalisis unsur moden menjadi meluas.

Kaedah ini kerap digunakan dalam makmal analisis arang batu di seluruh Eropah. Ia dirujuk dalam inventori faktor pelepasan Jerman untuk bahan api fosil (bersama-sama dengan kaedah seperti piawaian DIN 51732 untuk sulfur atau siri piawaian DIN 51700 untuk parameter lain). Dalam ujian antarabangsa, ia sering digunakan bersama-sama dengan piawaian “analisis CHN Instrumental ASTM D5291”. Ia masih terpakai kepada biojisim, bahan api yang diperoleh daripada sisa buangan dan beberapa bahan api pepejal yang diperoleh semula di mana kaedah klasik diperlukan atau diutamakan.

Walaupun teknik instrumental yang lebih pantas menjadi lebih biasa dalam ujian rutin, piawaian ini kekal sebagai rujukan penting dalam kimia bahan api, analisis arang batu/minyak dan pelaporan alam sekitar.

Pendek kata, piawaian DIN 51721 menyediakan kaedah untuk menentukan kandungan karbon dan hidrogen bahan api pepejal. Kaedah ini digunakan secara meluas dalam makmal ujian arang batu dan analisis bahan api untuk menyokong penilaian tenaga, pengiraan pembakaran dan penilaian alam sekitar.

Piawaian DIN 51721 terutamanya terpakai kepada perkara berikut:

arang batu keras
Lignit (arang batu perang)
Kok
Bahan api pepejal yang diperoleh semula dan bahan berkarbon yang serupa

Piawaian ini menerangkan kaedah analisis makmal untuk mengukur jumlah karbon dan hidrogen dalam sampel bahan api.

Penentuan kandungan karbon dan hidrogen adalah penting untuk perkara berikut:

Pengiraan nilai kalori
Reka bentuk sistem pembakaran
Anggaran pelepasan (karbon dioksida, air)
Analisis unsur (akhir) bahan api

Walaupun karbon memberikan sumbangan terbesar kepada pembebasan tenaga, hidrogen mempengaruhi output haba dan penghasilan wap air dengan ketara semasa pembakaran.

Piawaian DIN 51721 adalah berdasarkan prinsip pembakaran lengkap sampel bahan api dalam atmosfera yang kaya dengan oksigen. Langkah-langkah asas kaedah ini adalah seperti berikut:

Penyediaan sampel: Bahan api dikisar halus dan dikeringkan. Jisim yang tepat ditimbang.
Pembakaran: Sampel dibakar pada suhu tinggi dalam tiub pembakaran. Karbon ditukar menjadi karbon dioksida. Hidrogen ditukar menjadi air.
Penyerapan dan pengukuran: Karbon dioksida diserap ke dalam bahan penyerap kimia yang sesuai. Air diserap ke dalam perangkap lembapan. Peningkatan jisim bahan penyerap diukur secara gravimetri.
Pengiraan: Kandungan karbon dikira daripada jisim karbon dioksida yang terbentuk. Kandungan hidrogen dikira daripada jisim air yang terbentuk.

Peralatan tipikal yang digunakan dalam ujian termasuk:

Relau pembakaran suhu tinggi
Sistem bekalan oksigen
Tiub penyerapan untuk karbon dioksida dan air.
Neraca analitik (ketepatan tinggi)

Makmal moden mungkin menggunakan penganalisis CHN (karbon, hidrogen, nitrogen) automatik, tetapi prinsipnya tetap sama.

Piawaian DIN 51721 menyatakan perkara berikut:

Saiz sampel
Keadaan pembakaran
Had sisihan yang boleh diterima
Keperluan kebolehulangan

Kawalan prosedur yang ketat memastikan keputusan yang boleh dipercayai dan boleh diulang.

Setara antarabangsa bagi piawaian DIN 51721 adalah seperti berikut:

ISO 29541 Bahan api mineral pepejal - Penentuan jumlah karbon dan hidrogen.
Analisis unsur ASTM D5373 CHN

Piawaian DIN 51721 dianggap penting atas sebab-sebab berikut:

Ia menyediakan metodologi piawai untuk pencirian bahan api.
Ia menyokong kawalan kualiti dalam sektor tenaga.
Ia memastikan pelaporan makmal yang konsisten.
Ia menyumbang kepada pengiraan pelepasan alam sekitar.

Penentuan karbon dan hidrogen yang tepat secara langsung mempengaruhi perkara berikut:

Pengiraan kecekapan dandang
Penilaian jejak karbon
Spesifikasi perdagangan bahan api

Kesimpulannya, piawaian DIN 51721 mengandungi prosedur asas untuk analisis unsur bahan api pepejal, terutamanya untuk penentuan karbon dan hidrogen melalui pembakaran dan pengukuran gravimetri. Ia memainkan peranan penting dalam kawalan kualiti bahan api, kejuruteraan pembakaran dan pemantauan alam sekitar.

Selama bertahun-tahun, organisasi kami, dengan kakitangannya yang cekap dan berpengalaman, telah memahami keperluan pelanggannya, menyediakan perkhidmatan ujian lanjutan yang mereka perlukan, dan membantu mereka dalam penubuhan, pelaksanaan dan penambahbaikan sistem pengurusan. Dalam rangka kerja ini, kami juga menyediakan perkhidmatan ujian mengikut piawaian DIN 51721.