BS ISO 05068——褐煤与木质煤水分含量测定标准系列(间接重量法)

Brown Coals and Lignites — Determination of Moisture Content — Indirect Gravimetric Method for Total Moisture (Part 1) and for Moisture in the Analysis Sample (Part 2)(ISO 5068)

⛏️ BS ISO 5068 系列规定了褐煤与木质煤(brown coals and lignites)水分含量的测定方法,由英国标准协会(BSI)作为 ISO 5068 的英国实施版本发布,归属于英国技术委员会 PTI/16(固体矿物燃料)的职责范围,标准号位于 ICS 73.040(煤)分类下。本批 BS ISO 05068 系列包括第 1 部分(总水分的间接重量法)与第 2 部分(分析试样水分的间接重量法),均于 2007 年发布(第一版)。

💡 水分是褐煤与木质煤的重要质量指标:褐煤水分含量高,直接影响发热量、运输成本、燃烧效率与储存稳定性。准确测定总水分与分析试样水分,是煤质评价、计价与燃烧利用的基础。

一、系列概述与适用范围 📌

本标准系列适用于褐煤与木质煤(含泥炭类低阶煤)的水分测定。两种方法均为间接重量法:将试样在惰性气氛(如氮气)保护下加热至规定温度,使水分蒸发,由试样干燥前后的质量损失计算水分含量。采用惰性气氛可防止褐煤在干燥过程中氧化、分解,保证结果准确。

第 1 部分测定总水分(total moisture),即包括外在水分与内在水分的全水分;第 2 部分测定分析试样水分(moisture in the analysis sample),即实验室分析试样在空气干燥状态下的水分。二者用途不同,测定条件与试样粒度也有差异。

⚠️ 总水分与分析试样水分不是同一概念:总水分以收到基(as-received)试样测定,反映煤的运输与利用状态;分析试样水分以空气干燥基试样测定,用于把各项分析结果换算到不同基准。二者不可混用,报告必须注明基准。

二、系列构成与分部清单 🧱

分部标准名称(中文)测定对象
BS ISO 5068-1:2007褐煤和木质煤 水分含量测定 第1部分:总水分的间接重量法收到基总水分(外在+内在)
BS ISO 5068-2:2007褐煤和木质煤 水分含量测定 第2部分:分析试样水分的间接重量法空气干燥基分析试样水分

三、试验原理与方法要点 🔬

3.1 试验原理

称取规定质量的试样,置于规定温度(如 105~110 ℃ 或按标准规定)的干燥装置中,在惰性气氛(氮气)保护下干燥至恒定质量。干燥过程中水分蒸发,试样质量减小。由干燥前后质量差计算水分含量(质量分数 %)。

3.2 试验装置

  • 干燥装置:可控制温度并通入惰性气氛(氮气)的干燥箱或干燥管。
  • 氮气纯化装置(附录 A):去除氮气中氧与水分,保证干燥气氛纯净。
  • 称量装置:分析天平,精度满足标准要求。
  • 干燥器与试样容器:冷却与存放试样,防止吸潮。

3.3 试样制备

按标准规定取样与制样:第 1 部分总水分试样应密封保存,防止水分损失,称样前充分混合;第 2 部分分析试样应达到空气干燥状态并研磨至规定粒度。试样量、粒度与干燥时间按标准规定。

💡 惰性气氛(氮气)保护是褐煤水分测定的关键:褐煤在空气中高温干燥易氧化、自燃,导致质量变化不单纯由水分引起,结果失真。必须使用纯化氮气并保证气氛稳定。

四、结果计算与精密度 📊

水分含量按干燥前后质量差与初始质量的比值计算,以质量分数(%)表示,并换算到规定基准(收到基、空气干燥基)。标准给出重复性与再现性限值,用于评价实验室内部与实验室间的一致性。

报告应载明标准编号与分部、试样来源与状态、粒度、干燥温度与时间、氮气条件、称样量、干燥前后质量与计算结果。

🚨 褐煤易自燃,试样制备与干燥时应控制温度并防止局部过热;干燥后的试样应迅速冷却、称量并密封,避免吸潮。操作人员应遵守煤质实验室安全规程,防止粉尘与火灾。

五、工程实践与应用要点 🛠️

  • 🔍 煤质验收:按 BS ISO 5068 测定褐煤水分,对照合同与煤质标准验收,计算收到基低位发热量。
  • 🔧 计价与贸易:水分是褐煤计价的重要依据,准确测定水分保证交易公平。
  • 📊 燃烧与利用:水分影响燃烧效率、烟气量与干燥能耗,用于锅炉设计与运行优化。
  • 📋 基准换算:用分析试样水分把化验结果换算到干燥基、收到基等不同基准,保证可比性。

六、常见问题解答 ❓

❓ 问:为什么褐煤水分测定要用惰性气氛?
答:褐煤在空气中高温干燥易氧化、自燃,质量变化会混入氧化增重,导致水分测定偏高或失真。氮气等惰性气氛可防止氧化,保证结果准确。
❓ 问:总水分与分析试样水分有什么区别?
答:总水分是收到基试样的全水分(含外在与内在水分);分析试样水分是空气干燥基分析试样的水分。二者基准不同,用途不同,不能混用。
❓ 问:干燥至”恒定质量”如何判断?
答:连续两次称量(间隔规定时间)质量差不超过规定值,即认为达到恒定质量。这保证水分已基本蒸发完全,避免干燥不足或过干导致偏差。
❓ 问:试样制备时为什么要密封保存?
答:褐煤水分易蒸发或吸潮,密封可防止试样在运输、贮存与称样过程中水分变化,保证总水分测定结果代表实际状态。
❓ 问:水分结果如何换算到不同基准?
答:用分析试样水分与总水分,把各分析结果按标准公式换算到收到基、干燥基、干燥无灰基等基准,保证不同来源煤样的可比性。
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