1、分析原理:
煤樣在800℃高溫條件下凈化過(guò)的氧氣流中燃燒分解,使氫轉化為水,碳轉化為二氧化碳,反應式如下:
將燃燒生成的水和二氧化碳在氧氣流的吹動(dòng)下通過(guò)涂有五氧化二磷的鉑內壁式電解池,在無(wú)水份氣體通過(guò)時(shí),電解池內阻近無(wú)窮大,正負極之間呈開(kāi)路狀態(tài)無(wú)電流通過(guò),當含有水分的氣體通過(guò)電解池時(shí),水分立即被五氧化二磷吸收,生成偏磷酸,方程式如下:
這時(shí)電解池內阻減小,流過(guò)電解池的電流逐漸增大,通過(guò)電解產(chǎn)生反應如下:
流過(guò)電解池最大電流不得小于500mA。隨著(zhù)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),表示電解已結束,測得電解過(guò)程中所消耗的電量,應用法拉弟定律,可計算出被測物質(zhì)的質(zhì)量W。
式中:F:為法拉弟定律常數數值為96487庫侖;
M:為被測物質(zhì)的摩爾質(zhì)量數;
n: 為參加電極反應物質(zhì)的電子轉移數;
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計原理依據,利用庫侖積分儀,采用定量量化技術(shù)和微機控制等先進(jìn)技術(shù),可直接顯示氫的質(zhì)量毫克數,打印機打印出三種氫值,若試樣重為G(mg),可按下式計算出各種氫值的百分含量:
式中:W:儀器氫顯示數;(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
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,其反應如下:
然后根據吸收劑增重計算出碳分析基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)(一級加二級);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;
2、程序控制原理
本儀器全過(guò)程采用微機控制,儀器接通電源后,通過(guò)鍵盤(pán),鍵入日期、試樣重量和氫空白值及分析試樣的水分值,按一下測氫鍵,需測碳時(shí)按測碳鍵,電機正轉,帶動(dòng)送樣棒向前推進(jìn)試樣,推進(jìn)到300℃處時(shí),送樣機構碰動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān),這一信號送入計算機,微機使電機停轉,并延時(shí)30秒,然后進(jìn)到500℃處,送樣機構又碰到另一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān),該信號送入計算機,微機使電機停轉,并延時(shí)2分鐘,然后計算機發(fā)出信號,使電機正轉帶動(dòng)送樣棒繼續向前推進(jìn)試樣,推進(jìn)到800℃處,送樣機構又碰到另一微動(dòng)開(kāi)關(guān),該信號送入計算機,微機使電機停轉,并延時(shí)10分鐘,然后發(fā)出信號,使電機反轉,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,電機停轉,報警器報警提示,以表示測試的全過(guò)程結束,打印機打印出測試數據。