一、概述
KZCH-6000型快速自動(dòng)測(cè)氫儀,主要適用于測(cè)定煤炭及其它固體物料中有機(jī)物和無(wú)機(jī)物中碳?xì)涞暮浚敲禾?、電力、冶金等部門的實(shí)驗(yàn)必備儀器,同時(shí)在化工、商檢等單位也有著廣泛的用途。
該儀器與目前使用的三節(jié)爐燃燒法相比具有測(cè)定迅速,結(jié)果準(zhǔn)確,操作簡(jiǎn)單,自動(dòng)化程度高,觸摸鍵盤輸入各種數(shù)據(jù),打印出終結(jié)果,體積小,重量輕等特點(diǎn),是目前實(shí)驗(yàn)室更為理想的測(cè)氫儀器。
二、主要技術(shù)指標(biāo)
1、測(cè)定范圍:氫:0—20% 碳:1—100%
2、供電電源:220V±10% 50HZ
3、溫度控制:800℃±10℃ 300℃±10℃
4、電解電壓:涂膜電解電壓:10V
工作電解電壓:24V
5、電流:電解電流>500mA 終點(diǎn)電流<60mA
6、測(cè)定時(shí)間:約10—13min 其中在300℃處停留30秒
在500℃處停留2min 其中在850℃處停留10秒
7、庫(kù)侖積分儀的穩(wěn)定性:線性度±0。1%
8、測(cè)定允許的誤差:氫<0.15%
(同一化驗(yàn)室)碳<0.50%
9、試樣:粒度<0.2mm 已達(dá)到空氣干燥狀態(tài)的分析煤樣,重量約65mg—75mg
10、儀器尺寸:1400×430×435mm
11、升溫速度:20℃/min 40min可達(dá)800℃
12、特點(diǎn):一體化設(shè)計(jì),安裝更簡(jiǎn)單、便捷,保溫效果更好。
13、型號(hào):KZCH-6000
三、原理
1、分析原理:
煤樣在850℃高溫條件下凈化過(guò)的氧氣流中燃燒分解,使氫轉(zhuǎn)化為水,碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳,反應(yīng)式如下:
將燃燒生成的水和二氧化碳在氧氣流的吹動(dòng)下通過(guò)涂有鉑內(nèi)壁式電解池,在無(wú)水份氣體通過(guò)時(shí),電解池內(nèi)阻近無(wú)窮大,正負(fù)極之間呈開路狀態(tài)無(wú)電流通過(guò),當(dāng)含有水分的氣體通過(guò)電解池時(shí),水分立即被吸收,生成偏磷酸,方程式如下:
這時(shí)電解池內(nèi)阻減小,流過(guò)電解池的電流逐漸增大,通過(guò)電解產(chǎn)生反應(yīng)如下:
流過(guò)電解池大電流不得小于500mA。隨著電解的進(jìn)行,偏磷酸越來(lái)越少,電解電流也隨之下降,降到終點(diǎn)電流(60mA)時(shí),表示電解已結(jié)束,測(cè)得電解過(guò)程中所消耗的電量,應(yīng)用法拉弟定律,可計(jì)算出被測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量W。
式中:F:為法拉弟定律常數(shù)數(shù)值為96487庫(kù)侖;
M:為被測(cè)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量數(shù);
n: 為參加電極反應(yīng)物質(zhì)的電子轉(zhuǎn)移數(shù);
i:為電解電流;
t: 為電解時(shí)間。
由于該儀器以法拉弟定律為設(shè)計(jì)原理依據(jù),利用庫(kù)侖積分儀,采用定量量化技術(shù)和微機(jī)控制等,可直接顯示氫的質(zhì)量毫克數(shù),打印機(jī)打印出三種氫值,若試樣重為G(mg),可按下式計(jì)算出各種氫值的百分含量:
式中:W:儀器氫顯示數(shù);(mg)
G: 試樣重量;(mg)
Mad:分析煤樣的水分值;%
0. 1119:將水折算成氫的系數(shù)
水被電解池吸收后,二氧化碳用吸收劑堿石棉吸收生成碳酸鈉和水,其反應(yīng)如下:
然后根據(jù)吸收劑增重計(jì)算出碳分析基Cad和干基Cd的百分含量如下式:
式中: :為吸收二氧化碳的U形管增重,(mg)(一級(jí)加二級(jí));即(吸后重-吸前重)+(吸后重—吸前重);
Mad:分析煤樣的水分值%;
G:為試樣重量;(mg)
0. 2729:為二氧化碳折算成碳的系數(shù);
2、程序控制原理
本儀器全過(guò)程采用微機(jī)控制,儀器接通電源后,通過(guò)鍵盤,鍵入日期、試樣重量和氫空白值及分析試樣的水分值,按一下測(cè)氫鍵,需測(cè)碳時(shí)按測(cè)碳鍵,電機(jī)正轉(zhuǎn),帶動(dòng)送樣棒向前推進(jìn)試樣,推進(jìn)到300℃處時(shí),送樣機(jī)構(gòu)碰動(dòng)微動(dòng)開關(guān),這一信號(hào)送入計(jì)算機(jī),微機(jī)使電機(jī)停轉(zhuǎn),并延30秒,然后進(jìn)到500℃處,送樣機(jī)構(gòu)又碰到另一個(gè)微動(dòng)開關(guān),該信號(hào)送入計(jì)算機(jī),微機(jī)使電機(jī)停轉(zhuǎn),并2分鐘,然后計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào),使電機(jī)正轉(zhuǎn)帶動(dòng)送樣棒繼續(xù)向前推進(jìn)試樣,推進(jìn)到800℃處,送樣機(jī)構(gòu)又碰到另一微動(dòng)開關(guān),該信號(hào)送入計(jì)算機(jī),微機(jī)使電機(jī)停轉(zhuǎn),并10分鐘,然后發(fā)出信號(hào),使電機(jī)反轉(zhuǎn),帶動(dòng)送樣棒將盛放試樣的石英舟拉出到原來(lái)的位置后,電機(jī)停轉(zhuǎn),報(bào)警器報(bào)警提示,以表示測(cè)試的全過(guò)程結(jié)束,打印機(jī)打印出測(cè)試數(shù)據(jù)。