ГОСТ 3168-93 (ИСО 647-74)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ТОПЛИВО ТВЕРДОЕ МИНЕРАЛЬНОЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫХОДА ПРОДУКТОВ ПОЛУКОКСОВАНИЯ

Издание официальное

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ Я СЕРТИФИКАЦИИ

Минск

ГОСТ 3168-93

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Госстандартом России

ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации

2    ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 21 октября 1993 г

За принятие проголосовали

3    Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 02.06.94 № 160 межгосударственный стандарт ГОСТ 3168-93 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1995 года.

4    ВЗАМЕН ГОСТ 3168-66

© ИПК Издательство стандартов, 1995

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен на территории Российской Федерации в качестве официального издания без разрешения Госстандарта России

С. 10 ГОСТ 3168-93

(^lco-(^sK^~^Aa~(^C°^K

где А^а — зольность топлива, %;

(C0₂)sk — массовая доля диоксида углерода в полукоксе, %.

П р и м с ч а н и е. Индекс а относится к анализируемой пробе с крупностью зерен менее 1 им.

Результат (предпочтительно среднее значение двух определении по п. 1.9) вычисляют с точностью до 0,1 %.

Выход смолы, лиргенетической воды, полукокса и газа представляют в расчете на аналитическое и сухое состояние топлива.

Выход смолы полукоксования может быть пересчитан на сухое бе^ютьное состояние топлива.

Пересчет результатов анализа на другие состояния топлива по ГОСТ 27313

1.9 ТОЧНОСТЬ МЕТОДА

1 9.1. Сходимость

Расхождение результатов двух определений, проведенных в равное время в одной и той же лаборатории одним лаборантом с применением одной и той же аппаратуры на представительных навесках, взятых из одной и той же пробы, не должно превышать значений, указанных в табл. 2.

1 9.2. Воспроизводимость

Расхождение результатов двух определений, выполненных в двух разных лабораториях на навесках, взятых из одной и той же лабораторной пробы, не должно превышать значений, указанных в табл. 2.

1.9.3. Если расхождение между результатами двух определений превышает значения, приведенные в табл. 2 проводят третье определение. За результат анализа принимают среднее арифметичес-

ГОСТ 31684-93 С. И

кое двух наиболее близких результатов в пределах допускаемых расхождений.

Если результат третьего определения находится в пределах допускаемых расхождений по отношению к каждому из двух предыдущих результатов, то за результат анализа принимают среднее арифметическое результатов трех определений.

1.10. ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЯ

Протокол испытания должен включать следующие данные:

а)    ссылку на применяемый метод;

б)    результаты и способ их выражения;

в)    особенности, замеченные при определении;

г)    операции, не включенные в настоящий стандарт или необязательные.

2. МЕТОД УСКОРЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫХОДА ПРОДУКТОВ полукоксования

2.1.    Сущность метода

Метод заключается в нагревании 1 г аналитической пробы угля в стеклянной реторте до 550 °С без доступа воздуха и раздельном определении выхода, смолы, пирогенетической воды и полукокса по увеличению массы смоло-, водоприемников и реторты соответственно.

2.2.    Реактивы

Натрий хлористый, х. ч., по ГОСТ 4233, насыщенный раствор, подкисленный раствором соляной кислоты любой концентрации до перехода индикатора метилового красного или метилового оранжевого в красный цвет.

Кобальт хлористый, х. ч., по ГОСТ 4525.

2.3.    Аппаратура

2.3.1.    Прибор для полукоксования из термостойкого стекла состоит из реторты, смолоприемника и водоприемника по ГОСТ 8682, соединенных шлифами. Размеры указаны на черт. 4.

Новую реторту прокаливают в муфельной печи при температуре не выше 600 °С, смоло- и водоприемники сушат при 100 °С и взвешивают. Все части прибора хранят в эксикаторе.

2.3.2.    Печь трубчатая электрическая, обеспечивает равномерный нагрев реторты до 550 °С.

2.3.3.    Печь трубчатая электрическая разъемная обеспечивает нагрев смолоприемника не более чем на 100 °С.

2.3.4.    Термопара по п. 1.5.3.

Реторта для полукоксования

Ш 10/19

1

шз

К Ш10/19

2.3.5. Весы аналитические с погрешностью взвешивания не более 0,2 мг.

2.4. Подготовка к анализу

2.4.1. Собирают установку для определения выхода продуктов полукоксования ускоренным методом по схеме, изображенной на черт. 5.

Соединяют реторту, смоло- и водоприемник, слегка притирая шлифы.

Прибор должен быть расположен строго горизонтально. Печи 3 и 5 соприкасаются друг с другом торцевыми сторонами, центры отверстий печей совпадают. Шарообразная часть водоприемника плотно прикрывает отверстие в печи 5. Термопара в печи 5 долж-

ГОСТ 3168-93 С. 13

Черт 5

на находиться под шлифом водоприемника на расстоянии 100 мм ог края печи.

В сборник газа наливают насыщенный раствор хлористого натрия, высота столба жидкости не менее 50 мм.

2 4 2. Установку для определения выхода продуктов полукоксования ускоренным методом проверяют на герметичность.

2.4 3. Проверяют полноту улавливания водоприемником всей образующейся влаги. Для этого в наиболее узкую часть вкладывают небольшой кусочек ваты, вносят в реторту с помощью пипетки каплю воды массой не более 0,04 г и проводят опыт без подключения газосборника. По окончании опыта определяют увеличение массы всех частей прибора и составляют баланс распределения воды. Прибор пригоден для применения, если потери воды не превышают 0,001 г. Все части прибора высушивают и взвешивают.

2.5. Проведение анализа

2.5.1.    Аналитическую пробу угля, приготовленную по ГОСТ 10742, доводят до воздушно-сухого состояния, тщательно перемешивают, отбирают навеску массой (1 ±0,01) г с погрешностью не более 0,0002 г и помещают в реторту.

Одновременно с проведением определения выхода продуктов полукоксования в той же пробе угля определяют массовую долю влаги по ГОСТ 27314 и зольность по ГОСТ 11022.

2.5.2.    Нагревают печь 5 до температуры конденсации смолы, равной (95±5) °С для бурых углей и каменных углей марок Д и Г и (75=Ь2) °С — для остальных каменных углей.

После этого начинают нагрев печи 3 со (скоростью 20 °С в 1 мин.

2.5.3.    Закрывают кран газосборника после прекращения газо-выделения (обычно в середине опыта) и открывают его снова, когда выделяющийся газ вытеснит всю воду из трубки.

2.5.4.    С 13-й минуты от начала нагрева печи 3 снижают температуру печи 5 так, чтобы к концу опыта она была на 10—20°С ниже установленной температуры конденсации смолы.

2.5.5.    Печь 3 нагревают до температуры 550 °С, после чего ее быстро отодвигают.

2.5.6.    После окончания выделения газа из прибора для полукоксования, о чем судят по прекращению вытекания воды из газосборника, кран газосборника закрывают.

2.5.7.    Открывают верхнюю часть печи 5 и снимают резиновую трубку с конца водоприемника. Прибор вынимают из печей, закрывают гонец водоприемника резиновой трубкой с бусинкой.

, Если после опыта обнаружены капли воды в смолоприемнике, опыт считают недействительным.

2.5.8.    Через 15 мин после окончания опыта во избежание переброса частиц полукокса в смолоприемник приоткрывают резиновую трубку с бусинкой у водоприемника и вновь быстро закрывают. После этого отсоединяют реторту, смолоприемник и водоприемник друг от друга и переносят их к весам.

2.5.9.    Через 30 мин после окончания опыта все три части прибора взвешивают — сначала смолоприемник, затем водоприемник и, наконец, реторту.

2.5.10.    После взвешивания, снова проверяют отсутствие воды в смолоприемнике, пользуясь для этого индикаторной бумагой. При наличии следов воды индикаторная бумага розовеет, что указывает на неполное разделение смолы и воды.

Примечание. Индикаторную бумагу готовят следующим образом: тонкие полоски фильтровальной бумаги смачивают концентрированным раствором

ГОСТ 3168-93 С. 16

хлористого кобальта и высушивают в сушильном цгкафу при IiQjO—150 °С Высушенную индикаторную бумагу хранят в эксикаторе.

2.5.11. По окончании испытания реторту и смолоприемник прокаливают в муфельной печи при температуре не выше 600 °С.

2.6. Обработка результатов

2.6.1.    Масса смолы полукоксования соответствует увеличению массы смололриемника. Выход смолы рассчитывают как отношение массы смолы к массе навески в процентах.

2.6.2.    Масса пирог енетической воды соответствует увеличению массы водоприемника с учетом массы аналитической влаги в навеске угля. Выход пирогенетпческой воды (W^asK ) в процентах вычисляют как отношение массы пирогенетпческой воды к массе навески по формуле

где т₀ — масса навески, г;

т₅ — увеличение массы водоприемника, г;

W^a — массовая доля аналитической влаги в угле, %.

2.6.3.    Массу полукокса определяют по разности масс реторты с полукоксом и пустой реторты.

Выход полукокса вычисляют как отношение массы полукокса к массе навески в процентах.

2.6.4.    Пересчет результатов анализа на другие состояния топлива — по ГОСТ 27313.

2.7.    Точность метода — по п. 1.7.

2.8.    Протокол испытаний — по п. 1.8.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

ГОСТ 3168-93 С. 17

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Редактор И В. Виноградская Технический редактор Л. А. Кузнецова Корректор Я. И, Ильичева

Сдано в наб 26 05 95 Подп в печ 27 07 95 Уел. п л    1,16. Уел. кр отт 1,16

_Уч -изд л 1,05 Тир. 282 экз. С 2680_

ИПК Издательство стандартов, 107076, Москва, Колодезный пер., 14.

Калужская типография стандартов, ул. Московская, 256. Зак, 1255 ПЛР №040138

УДК 662 62:543.06:006.354    Группа    А19

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАР Т_

ГОСТ

3168—93

(ИСО 647—74)

ОКСТУ 0609

Дата введения 01,01.95

Настоящий стандарт распространяется на бурые и каменные угли, лигниты, горючие сланцы и торф (далее — топливо) и устанавливает два метода определения выхода смолы, пирогенетичес-кой воды, полукокса и газа при полукоксовании:    медленный    и

ускоренный.

Медленный метод определения выхода продуктов полукоксования является обязательным при анализе арбитражных проб и при наличии разногласий в определениях.

Ускоренный метод распространяется только на бурые и каменные угли.

Термины, применяемые в настоящем стандарте, и пояснения к ним приведены в приложении.

I. МЕТОД МЕДЛЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫХОДА ПРОДУКТОВ ПОЛУКОКСОВАНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Выход продуктов полукоксования, особенно выход смолы, положен в основу классификации бурых углей и лигнитов как сырья для процессов низкотемпературной переработки.

Дополнения и изменения, отражающие потребности народного

хозяйства, выделены курсивом.

Издание официальное

1.1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает метод определения выхода смолы, пирогенетической воды, газа и полукокса, полученных при медленном полукоксовании бурых и каменных углей, лигнитов, горючих сланцев и торфа при конечной температуре 520 °С.

1.2. ССЫЛКИ

ГОСТ 27314¹ «Топливо твердое минеральное. Методы определения влаги».

ГОСТ 11022 «Топливо твердое минеральное. Методы определения зольности».

ГОСТ 27313 «Топливо твердое. Обозначения аналитических показателей и формулы пересчета результатов анализа для различных состояний топлива».

ГОСТ 11305 «Торф. Методы определения влаги».

ГОСТ 11306 «Торф и продукты его переработки. Методы определения зольности».

1.3 СУЩНОСТЬ МЕТОДА

Пробу топлива нагревают в алюминиевой реторте до температуры 520 °С в течение 80 мин. Продукты разложения поступают в приемник, охлаждаемый водой; смола и вода конденсируются, а газообразные вещества выделяются в атмосферу. Полукокс, остающийся в реторте, взвешивают. Приемник взвешивают вместе с продуктами конденсации. Массу воды в приемнике определяют объемным методом отгонкой с толуолом, массу смолы вычисляют по разности.

Общая масса воды в приемнике складывается из влаги, содержащейся в пробе, и пирогенетической воды, образующейся при разложении топлива. Отдельно определяют массовую долю влаги в топливе тем же объемным методом отгонки с толуолом, что позволяет рассчитать выход пирогенетической воды.

Выход газа в процентах (плюс ошибки) получают вычитанием из 100 % суммы выходов полукокса, смолы и пирогенетической воды в процентах.

Результаты анализа представляют в расчете на аналитическое и сухое состояние топлива.

ГОСТ 3168-93 С. 3

1.4. РЕАКТИВЫ

1 4 1. Графитовая паста, измельчают сухой порошкообразный графит и смешивают с водой или густым смазочным маслом до необходимой консистенции

1 4.2 Толуол с температурой кипения от 1D9 до 111 °С по ГОСТ 5789.

1.4.3. Вазелин

1 5. АППАРАТУРА

1 5 1. Реторта с притертой крышкой из алюминия по ГОСТ 4784 с содержанием алюминия не менее 99,5 % (черт 1) Вместимость реторты вместе с выходной трубкой составляет (170±Ю) см^3, Отводная трубка изготовлена из латуни, ее внутренние стенки должны быть чистыми и полированными Латунная отводная трубка может быть соединена с ретортой с помощью резьбы. Новую реторту перед использованием следует прогреть в течение 20 мин при 520 °С

€. 4 ГОСТ 3138-93

Если в результате износа верхняя кромка конической части крышки опустится ниже верхней кромки реторты, свободный объем составит менее 160 см^3, и крышку следует заменить.

Новая крышка большого размера должна быть притерта так, чтобы верхняя кромка крышки выступала над верхней кромкой реторты не менее чем на 7 мм. В этом случае свободный объем ретор гы не превысит 180 см³.

1.5.2.    Печь с электрическим или газовым обогревом. Для электрического нагрева используют печи с проволокой высокого сопротивления или с карбидно-кремниевыми стержнями. Печь должна обеспечивать нагрев реторты в соответствии с таблицей повышения температуры (п. 1.7).

1.5.3.    Термопара и милливольтметр или ртутный термометр, откалиброванные и предназначенные для измерения температуры до 550 °С. Глубина отверстия для термометра (85±1) мм.

Примечание Перед применением .новый термометр следует откалибровать. Повторные калибровки осуществляют с интервалом в один месяц, сравнивая с показаниями стандартного термометра

1.5.4.    Приемник. Стеклянная круглодонная колба вместимостью 750 см³ с коническим шлифом, с длинной или короткой шейкой в зависимости от способа соединения с ретортой (см, черт. 2), снабженная резиновой или стеклянной пробкой.

1.5.5.    Баня (сосуд) для охлаждения колбы-приемника такого размера, чтобы расстояние между стенками колбы и сосуда было не менее 20 мм. Поток воды через баню устанавливают таким образом, чтобы поддерживать температуру в бане в пределах 10—15°С.

Допускается применять баню без подвода и отвода воды, но с сохранением вышеуказанных требований.

1.5.6.    Прибор перегонный для определения влаги в топливе объемным методом по ГОСТ 27314.

1.5.7.    Экран защитный из жести толщиной 2 мм, со стороны реторты покрыт теплозащитным материалом. Экран располагают между ретортой и баней.

1.5.8.    Весы с погрешностью взвешивания не более 0,05 г.

ГОСТ 3168-93 С. $ Расположение колбы-приемника в охлаж^_ающей бане

1 — газоотводная трубка; 2 •— терме,, стойкая пробка, 3 — уровень ох. лаждающей воды, 4 — выходнс;_е Отверстие, 5 — колба-приемник; 6 баня-сосуд для охлаждения; 7 Нагревательная печь; 8 — реторт_а с отводной трубкой; 9 — стекля?-,. Пая соединительная трубка, 10 холодная вода; 11 — шлиф

Черт. 2

С. 6 ГОСТ 3168-93

1.6. ПОДГОТОВКА ПРОБЫ

Отбор и подготовка проб — пэ ГОСТ 10742 и ГОСТ 11303.

Лабораторную пробу помещают на противень и высушивают на воздухе до достижения приблизительного равновесия между влажностью пробы и окружающей атмосферы. Осторожно измельчают пробу так, чтобы не менее 90% ее проходило через сито с отверстиями размером 1 мм и не более чем 50% — через сито 0,2 мм. Если массовая доля влаги измельченной пробы составит более 20 %, то пробу продолжают сушить на воздухе до снижения ее до 10—20%.

Анализируемую пробу следует хранить в герметически закупоренной емкости. Допускается хранить пробу в емкости, закрытой крышкой и наполненной более чем на 80 % ее вместимости, но не более одной недели.

Примечание Если пробу хранят в емкостях, не закрытых герметично или недостаточно заполненных, более недели, то потери выхода смолы могут достичь 0,5 %, а в некоторых случаях стать значительно выше

1.7. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

Проверяют реторту на герметичность. Для этого закрывают реторту крышкой, на отводную трубку реторты надевают резиновую трубку с резиновой грушей на конце. Реторту, закрытую крышкой, погружают в сосуд с водой и с помощью резиновой груши нагнетают в реторту воздух. Отсутствие пузырьков воздуха в воде указывает на герметичное соединение крышки с ретортой и отводной трубки с ретортой.

При обнаружении неплотности соединения отводной трубки с ретортой последнюю заменяют.

При обнаружении неплотности присоединения крышки к реторте поверхность крышки и реторты (в месте соединения) смазывают графитовой пастой или смесью вазелина с графитовым порошком и притирают. Для этого используют стержень, вставленный в крышку реторты. Одной рукой держат стержень, другой — реторту и вращают крышкой вправо и влево, равномерно меняя положение реторты относительно крышки.

После окончания притирки графитовую пасту или смесь вазелина с графитом снимают мягкой тканью, шлифованные поверхности смазывают вазелином и притирают в течение 10 мин. Снимают вазелин мягкой тканью и снова испытывают реторту на герметичность.

ГОСТ 3168-93 С. 7

Приблизительно 50 г анализируемой пробы взвешивают с погрешностью не более 0,05 г и полностью переносят в реторту.

При внесении навески в реторту следят за тем, чтобы топливо не попало в отводную трубку реторты.

Коническую часть крышки слегка смазывают графитовой пастой и закрывают реторту, вращая крышку. Допускается слегка нагреть верхнюю часть реторты с помощью газовой горелки и затем плотно закрыть ее холодной крышкой.

Одновременно определяют массовую долю влаги в анализируемой пробе углей и сланцев объемным методом по ГОСТ 27314 и торфа по ГОСТ 11305, а также зольность углей и сланцев по ГОСТ 11022 и торфа по ГОСТ 11306. Массовую долю диоксида углерода з исходной пробе и полукоксе определяют по ГОСТ 13455.

Колбу-приемник с пробкой взвешивают с погрешностью не более 0,05 г. Приемник присоединяют к отводной трубке реторты с помощью термостойкой пробки (см. черт. 2, а) или стеклянной соединительной трубки (см. черт. 2,6). В последнем случае латунную отводную трубку вставляют в стеклянную трубку приблизительно на 8 мм и герметизируют это соединение с помощью резиновой трубки небольшой длины. Место соединения обматывают ватой, асбестом, льняной тканью, фильтровальной бумагой или подобным материалом и охлаждают струей воды во время нагрева реторты.

Реторту помещают в печь (см. примечание 1), а приемник в охлаждающую баню (см. примечание 2) и убеждаются в газонепроницаемости аппарата. Включают подачу воды в бане и нагревают реторту в соответствии со схемой, приведенной в табл. 1.

Скорость нагрева поддерживают в пределах, указанных на черт. 3.

В конце указанного периода выключают нагрев и вынимают из печи реторту, соединенную с приемником, оставляют стоять в те-

Общее время полукоксования от 20 до 52аї80 мин Эффективное время полукоксования от 310 до 5)20    — 60 мин

Черт 3

чение 10 мин, чтобы остатки смолы из отводной трубки могли стечь в приемник. Отсоединяют приемник от реторты и, если необ-ходимо, очищают отводную трубку от оставшейся смолы с помощью небольшого шпателя, перенося ее в приемник (см. примечание 3). Приемник и отводную трубку реторты закрывают пробками и реторту охлаждают до комнатной температуры.

Допускается проводить операции после окончания полукоксования в следующей последовательности: удаляют баню для охлаждения колбы-приемника, слегка нагревают с помощью газовой горелки отводную трубку реторты и дают стечь остаткам смолы, после этого отсоединяют колбу-приемник от реторты, а реторту вынимают из печи и дают ей охладиться до комнатной температуры, предварительно закрыв колбу-приемник и отводную трубку реторты пробками.

Полукокс тщательно переносят из реторты в предварительно взвешенную бюксу и взвешивают с погрешностью до 0,05 г

1

Допускается до введения ИСО 1015 в качестве государственного стандарта