DIN 51721 Испытание твердого топлива - Определение содержания углерода и водорода - Метод Радмахера-Ховерата

DIN 51721 Испытание твердого топлива - Определение содержания углерода и водорода - Метод Радмахера-Ховерата

Стандарт «DIN 51721 Испытание твердого топлива — Определение содержания углерода и водорода — Метод Радмахера-Ховерата», опубликованный Немецким институтом стандартизации (DIN), описывает метод испытания для определения содержания углерода и водорода в твердом топливе, в частности, в твердом минеральном топливе, таком как уголь и родственные материалы. Этот стандарт определяет классическую аналитическую процедуру, известную как метод Радмахера-Ховерата. Этот метод используется для точного измерения элементарного углерода и водорода в твердом топливе. Эти значения необходимы для:

DIN 51721 Испытание твердого топлива - Определение содержания углерода и водорода - Метод Радмахера-Ховерата

  • Расчет элементного состава топлива.
  • Определение корреляций между чистой и валовой теплотворной способностью (обычно используется в сочетании со стандартами, такими как DIN 51900 для бомбовой калориметрии).
  • Расчет коэффициентов выбросов (например, коэффициентов выбросов углекислого газа на единицу энергии, необходимых для отчетности по парниковым газам).
  • Контроль качества топлива, исследования угля/биомассы и международная эквивалентность (как правило, сопоставляется со стандартом ASTM D5291).

Метод Радмахера-Ховерата включает в себя следующее:

  • Тщательно взвешенный образец измельченного и высушенного твердого топлива сжигается в потоке кислорода при высокой температуре.
  • Углерод окисляется до диоксида углерода, а водород окисляется до воды.
  • Эти продукты сгорания поглощаются соответствующими реагентами (например, диоксидом углерода в асбестовой соде или аналогичном абсорбенте, водой в осушителе, таком как перхлорат магния).
  • Увеличение массы абсорберных трубок измеряется гравиметрическим методом.
  • Процентное содержание углерода и водорода рассчитывается исходя из увеличения массы (при необходимости вносятся соответствующие поправки на содержание диоксида углерода в карбонатах; однако для отдельной поправки на содержание карбонатов можно использовать стандарт DIN 51726).

Этот метод представляет собой макро- или полумакрогравиметрический метод и был одним из стандартных классических методов жидкостной химической хроматографии до широкого распространения современных элементных анализаторов.

Этот метод часто используется в лабораториях по анализу угля по всей Европе. Он упоминается в немецких кадастрах коэффициентов выбросов для ископаемого топлива (наряду с такими методами, как стандарт DIN 51732 для серы или серия стандартов DIN 51700 для других параметров). В международных испытаниях он часто используется в сочетании со стандартом «ASTM D5291 Инструментальный CHN-анализ». Он по-прежнему применим к биомассе, топливу, полученному из отходов, и некоторым твердым топливам, полученным путем вторичной переработки, где классические методы необходимы или предпочтительны.

Несмотря на то, что в рутинных анализах все чаще используются более быстрые инструментальные методы, этот стандарт остается важным справочным материалом в области химии топлива, анализа угля/нефти и экологической отчетности.

Вкратце, стандарт DIN 51721 предоставляет метод определения содержания углерода и водорода в твердом топливе. Этот метод широко используется в лабораториях по испытанию угля и анализу топлива для поддержки энергетических оценок, расчетов сгорания и экологических оценок.

Стандарт DIN 51721 в первую очередь применяется к следующим категориям:

  • каменный уголь
  • Бурый уголь (лигнит)
  • Кок
  • Твердое топливо, полученное из отходов, и аналогичные углеродсодержащие материалы.

В данном стандарте описывается лабораторный аналитический метод измерения общего содержания углерода и водорода в образце топлива.

Определение содержания углерода и водорода важно для следующих целей:

  • Расчеты теплотворной способности
  • Проектирование системы сгорания
  • Оценка выбросов (углекислый газ, вода)
  • Элементный (итоговой) анализ топлива

Хотя углерод вносит наибольший вклад в выделение энергии, водород существенно влияет на теплоотдачу и образование водяного пара в процессе сгорания.

Стандарт DIN 51721 основан на принципе полного сгорания образца топлива в атмосфере, обогащенной кислородом. Основные этапы метода следующие:

  • Подготовка образца: топливо измельчают и сушат. Взвешивают до точной массы.
  • Сжигание: Образец сжигается при высокой температуре в камере сгорания. Углерод превращается в углекислый газ. Водород превращается в воду.
  • Поглощение и измерение: Углекислый газ поглощается подходящим химическим абсорбентом. Вода поглощается влагоуловителем. Увеличение массы абсорбентов измеряется гравиметрическим методом.
  • Расчет: Содержание углерода рассчитывается исходя из массы образовавшегося углекислого газа. Содержание водорода рассчитывается исходя из массы образовавшейся воды.

В ходе испытаний обычно используется следующее оборудование:

  • Высокотемпературная печь сгорания
  • Система подачи кислорода
  • Абсорбционные трубки для углекислого газа и воды.
  • Аналитические весы (высокой точности)

В современных лабораториях могут использоваться автоматизированные CHN-анализаторы (углерод, водород, азот), но принцип работы остается тем же.

Стандарт DIN 51721 устанавливает следующие требования:

  • Размер выборки
  • Условия горения
  • Допустимые пределы отклонения
  • Требования к повторяемости

Строгий процедурный контроль обеспечивает надежные и воспроизводимые результаты.

Международные эквиваленты стандарта DIN 51721 следующие:

  • ISO 29541 Твердые минеральные топлива — Определение общего содержания углерода и водорода.
  • Элементный анализ ASTM D5373 CHN

Стандарт DIN 51721 считается важным по следующим причинам:

  • Это обеспечивает стандартизированную методологию для характеристики топлива.
  • Это способствует контролю качества в энергетическом секторе.
  • Это обеспечивает единообразие лабораторных отчетов.
  • Это учитывается при расчете выбросов в окружающую среду.

Точное определение содержания углерода и водорода напрямую влияет на следующее:

  • Расчеты эффективности котла
  • Оценка углеродного следа
  • Технические условия торговли топливом

В заключение, стандарт DIN 51721 содержит основную процедуру элементного анализа твердых топлив, в частности, для определения углерода и водорода путем сжигания и гравиметрического измерения. Он играет важную роль в контроле качества топлива, технике сжигания и экологическом мониторинге.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентным и опытным персоналом, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем услуги по тестированию в соответствии со стандартом DIN 51721.

WhatsApp