煤質(zhì)顆粒活性炭試驗(yàn)方法—硫容量的測(cè)定GB/T 7702.14-2008

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《煤質(zhì)顆粒活性炭試驗(yàn)方法—硫容量的測(cè)定》，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：GB/T 7702.14-2008（本標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行）代替GB/T 7702.14-1997，GB/T 7702.22-1997。

前言

GB/T 7702《煤質(zhì)顆粒活性炭試驗(yàn)方法》分為：

—第1部分：水分的測(cè)定；

—第2部分：粒度的測(cè)定；

—第3部分：強(qiáng)度的測(cè)定；

—第4部分：裝填密度的測(cè)定；

—第5部分：水容量的測(cè)定；

—第6部分：亞甲藍(lán)吸附值的測(cè)定；

—第7部分：碘吸附值的測(cè)定；

—第8部分：苯酚吸附值的測(cè)定；

—第9部分：著火點(diǎn)的測(cè)定；

—第10部分：苯蒸氣 氯乙烷蒸氣防護(hù)時(shí)間的測(cè)定；

—第13部分：四氯化碳吸附率的測(cè)定；

—第14部分：硫容量的測(cè)定；

—第15部分：灰分的測(cè)定；

—第16部分：pH值的測(cè)定；

—第17部分：漂浮率的測(cè)定；

—第18部分：焦糖脫色率的測(cè)定；

—第19部分：四氯化碳脫附率的測(cè)定；

—第20部分：孔容積比表面積的測(cè)定。

本部分為GB/T 7702的第14部分。

本部分代替GB/T 7702.14-1997《煤質(zhì)顆粒活性炭試驗(yàn)方法—飽和硫容量的測(cè)定》、GB/T 7702.22-1997《煤質(zhì)顆粒活性炭試驗(yàn)方法—穿透硫容量的測(cè)定》。

本部分與GB/T 7702.14-1997、GB/T 7702.22-1997相比，主要差異如下：

a) 標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)按GB/T 1.1-2000《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》及GB/T 20001.4-2001《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第4部分：化學(xué)分析方法》進(jìn)行調(diào)整

b) 將GB/T 7702.14-1997《煤質(zhì)顆粒活性炭試驗(yàn)方法—飽和硫容量的測(cè)定》、GB/T 7702.22-1997《煤質(zhì)顆粒活性炭試驗(yàn)方法—穿透硫容量的測(cè)定》整合為GB/T 7702.14-2008《煤質(zhì)顆粒活性炭試驗(yàn)方法—硫容量的測(cè)定》；

c) 規(guī)定計(jì)時(shí)器的分度值為0.1s；

d) 將飽和硫容量氧氣的體積分?jǐn)?shù)更正為0.6%~1.0%；

e) 對(duì)量、單位統(tǒng)一按規(guī)定進(jìn)行修改。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)公司提出并歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：山西新華化工有限責(zé)任公司。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：遲廣秀、趙繼軍、李維冰、元以棟、張旭、龐惠生、李若梅。

本部分所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為：

—GB/T 7702.14-1987，GB/T 7702.14-1997；

—GB/T 7702.22-1987，GB/T 7702.22-1997。

1 范圍

本部分規(guī)定了煤質(zhì)顆粒活性炭硫容量測(cè)定的原理、測(cè)定步驟及結(jié)果計(jì)算等內(nèi)容。

本部分適用于煤質(zhì)顆粒活性炭硫容量的測(cè)定，也適用于浸漬活性炭。

2 規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過(guò)GB/T 7702的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本部分達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本部分。

GB/T 601-2002 化學(xué)試劑 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的制備

GB/T 603-2002 化學(xué)試劑 試驗(yàn)方法中所用制劑及制品的制備

GB/T 625 化學(xué)試劑 硫酸（GB/T 625-2007，ISO 6353-2:1983，NEQ）

GB/T 631 化學(xué)試劑 氨水（GB/T 631-2007，ISO 6353-2：1983，NEQ）

GB/T 676 化學(xué)試劑 乙酸（冰醋酸）（GB/T 676-2007，ISO 6353-2：1983，NEQ）

GB/T 6682 分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法（GB/T 6682-2008。ISO 3696：1987，MOD）

GB/T 7702.10-2008 煤質(zhì)顆粒活性炭試驗(yàn)方法—苯蒸氣、氯乙烷蒸氣防護(hù)時(shí)間的測(cè)定

GB/T 10500 工業(yè)硫化鈉

WJ2281 防護(hù)器材測(cè)試用流量計(jì)檢定規(guī)程

WJ2285 活性炭，浸漬活性炭試驗(yàn)用測(cè)定管檢定規(guī)程

3 原理

3.1 飽和硫容測(cè)定

在一定的試驗(yàn)條件下，利用活性炭的多孔性，吸附硫化氫氣體，在氧氣和氨氣存在的情況下，發(fā)生催化還原反應(yīng)，析出的單質(zhì)硫附著在活性炭上，直至達(dá)到吸附飽和為止。即為活性炭的飽和硫容量。

3.2 穿透硫容量測(cè)定

在一定的試驗(yàn)條件下，利用活性炭的多孔性，吸附一定濃度的硫化氫氣體，當(dāng)透過(guò)活性炭試料層的硫化氫氣體濃度達(dá)到體積分?jǐn)?shù)50×10-6時(shí)，這段時(shí)間內(nèi)每克活性炭吸附硫化氫氣體的質(zhì)量即為活性炭的穿透硫容量。

4 試劑和材料

4.1 水，GB/T 6682，三級(jí)水。

4.2 碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，c（1/2I2）=0.02mol/L，按GB/T601-2002中4.9的規(guī)定配制。

4.3 硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，c（Na2S2O3）=0.02mol/L，按GB/T601-2002中4.6的規(guī)定配制。

4.4 硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，c（1/2H2SO4）=0.02mol/L，按GB/T601-2002中4.3的規(guī)定配制。

4.5 氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，c（NaOH）=0.02mol/L，按GB/T601-2002中4.1的規(guī)定配制。

4.6 醋酸鋅溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，稱取2g醋酸鋅和取1mL冰醋酸稀釋成100mL水溶液。

4.7 甲基橙指示劑，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，按GB/T603-2002中4.1.4.8的規(guī)定配制。

4.8 淀粉指示劑，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的淀粉指示劑。

4.9 氨水，GB/T 631。

4.10 硫化鈉，GB/T 10500。

4.11 乙酸（冰醋酸），GB/T 676。

4.12 硫酸，50%，GB/T 625。

4.13 硫化氫。

5 儀器和設(shè)備

5.1 飽和硫容量測(cè)定裝置，見(jiàn)圖1，主要由以下部件組成：

5.1.1 濕度調(diào)節(jié)器，由6支水平放置的玻璃管串聯(lián)組成，管內(nèi)各裝容積一半的水；

5.1.2 干濕球濕度計(jì)，按GB/T 7702.10-2008附錄A的規(guī)定校正；

5.1.3 測(cè)定管，φ15mm~16mm，按WJ2285的規(guī)定校正；

5.1.4 恒溫水浴；

5.1.5 空氣凈化罐，內(nèi)裝脫脂棉和活性炭；

5.1.6 混合器；

5.1.7 氨水瓶；

5.1.8 洗氣瓶，內(nèi)裝濃硫酸，用來(lái)凈化氮?dú)猓ɑ蛎簹猓?

5.1.9 毛細(xì)管流量計(jì)，按WJ 2281規(guī)定校正；

5.1.10 兩通玻璃活塞。

5.2 穿透硫容量測(cè)定裝置，見(jiàn)圖2，主要由以下部件構(gòu)成：

5.2.1 空氣凈化器；

5.2.2 濕度調(diào)節(jié)器；

5.2.3 干濕球濕度計(jì)，按GB/T 7702.10-2008中附錄A的規(guī)定；

5.2.4 毛細(xì)管流量計(jì)，按WJ 2281的規(guī)定校正；

5.2.5 測(cè)定管，內(nèi)徑20mm，高度240mm，按WJ 2285的規(guī)定校正；

5.2.6 混合器。

5.3 硫化氫發(fā)生器（也可直接購(gòu)買鋼瓶氣），見(jiàn)圖3，主要由以下部件組成：

5.3.1 緩沖瓶；

5.3.2 真空表；

5.3.3 貯水瓶，由兩個(gè)20L無(wú)色細(xì)口瓶組成，內(nèi)盛飽和食鹽溶液；

5.3.4 分液漏斗，內(nèi)裝50%工業(yè)硫酸，

5.3.5 硫化氫發(fā)生瓶，由一個(gè)1L抽濾瓶及膠塞構(gòu)成，內(nèi)裝一定量的硫化鈉；

5.3.6 貯氣瓶，由兩個(gè)20L無(wú)色細(xì)口瓶組成；

5.3.7 兩通玻璃活塞；

5.3.8 真空泵，10L~30L。

5.4 振動(dòng)器，牙科振動(dòng)器。

5.5 電熱恒溫干燥箱，0℃~300℃。

5.6 干燥器，內(nèi)裝無(wú)水氯化鈣或變色硅膠。

5.7 計(jì)時(shí)器，分度值0.1s。

5.8 天平，感量0.1g、感量0.001g各一臺(tái)。

5.9 硫化氫尾氣檢測(cè)儀，檢測(cè)出體積分?jǐn)?shù)為50×10-6的硫化氫瞬間穿透濃度，建議用氣相色譜儀（火焰光度檢測(cè)器）。

6 測(cè)定條件

6.1 飽和硫容量的測(cè)定條件

6.1.1 試驗(yàn)氣流的溫度為17℃~25℃；

6.1.2 水浴溫度為20℃~25℃；

6.1.3 氣流相對(duì)濕度為90%±5%；

6.1.4 氣流比速為0.25 L/（min·cm2)；

6.1.5 炭層高度為5mm；

6.1.6 試驗(yàn)時(shí)的載氣為煤氣或氮?dú)猓?

6.1.7 硫化氫的質(zhì)量濃度為5mg/L±0.5mg/L；

6.1.8 氨氣的質(zhì)量濃度為0.2mg/L~0.3mg/L；

6.1.9 氧氣的體積分?jǐn)?shù)為0.6%~1.0%。

6.2 穿透硫容量的測(cè)定條件

6.2.1 試驗(yàn)氣流溫度為23℃±4℃；

6.2.2 氣流相對(duì)濕度為80%±2%；

6.2.3 混合氣流比速為0.544L/（min·cm2）；

6.2.4 混合氣流中硫化氫的初始質(zhì)量濃度為15.2mg/L±1.5mg/L；

6.2.5 炭層高度為230mm；

6.2.6 硫化氫穿透濃度為50×10-6。

7 試樣的制備

7.1 飽和硫容量

用四分法取約15g試樣，破碎后篩選粒度為1.5mm~2.0mm的試樣，將試樣置于150℃±5℃的電熱恒溫干燥箱內(nèi)干燥2h，取出放人干燥器中冷卻備用。

7.2 穿透硫容量

用四分法取約200g試樣，將試樣置于150℃±5℃的電熱恒溫干燥箱內(nèi)干燥2h，取出放入干燥器中冷卻備用。

8 測(cè)定準(zhǔn)備

8.1 安裝儀器

按示意圖（圖1、圖2、圖3）用膠管和玻璃管將儀器各部件順次連接。

8.2 氣密檢查

8.2.1 儀器連接好后進(jìn)行氣密檢查，檢查合格后方能使用。

8.2.2 氣密檢查時(shí)在活塞K2（圖1）處連接壓力表，關(guān)閉所有通大氣的活塞。緩慢地通人壓縮空氣，使整個(gè)儀器內(nèi)達(dá)到壓力13.3kPa（表壓），關(guān)閉K1，觀察壓力變化情況，若1min內(nèi)壓力下降不超過(guò)0.26kPa，則為氣密合格。否則應(yīng)檢查原因，并對(duì)不氣密的部件進(jìn)行處理。

8.3 空氣流量

空氣流量的控制按GB/T 7702.10-2008中9.3的規(guī)定。

8.4 空氣流濕度

空氣流濕度的控制按GB/T 7702.10-2008中附錄A的規(guī)定。

8.5 硫化氫初始質(zhì)濃度的測(cè)定

將50mL質(zhì)量濃度為2%的醋酸鋅溶液注入兩個(gè)串聯(lián)的吸收瓶中，通氣20min后取下吸收瓶，將吸收瓶中的溶液吹洗至200mL的錐形瓶中，加入過(guò)量的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液（40.00mL以上)，以淀粉作指示劑用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定過(guò)量的碘。

硫化氫初始質(zhì)量濃度以ρ0計(jì)，數(shù)值以毫克每升（mg/L）表示，按式(1)計(jì)算：

ρ0=[（c1V1-c2V2）×M]/(qv×t)（1）

式中：

c1—碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度的數(shù)值，單位為摩爾每升（mol/L）；

V1—加入吸收液中碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積的數(shù)值，單位為毫升（mL）；

c2—硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度的數(shù)值，單位為摩爾每升（mol/L）；

V2—滴定消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積的數(shù)值，單位為毫升（mL）；

M—硫化氫摩爾質(zhì)量的數(shù)值[M1/2（H2S）=17.04g/mol]，單位為克每摩爾（g/mol）；

qv—通入吸收瓶中混合氣體流量的數(shù)值，單位為升每分（L/min）；

t—混合氣體通入吸收瓶中時(shí)間的數(shù)值，單位為分（min）。

8.6 氨氣初始質(zhì)濃度的測(cè)定

測(cè)定氨氣初始質(zhì)量濃度時(shí)，關(guān)閉硫化氫，將20.00mL質(zhì)量濃度為0.02mol/L的硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液注入兩個(gè)串聯(lián)的吸收瓶中，用以吸收混合氣體中的氨氣。通氣20min后用質(zhì)量濃度為0.02mol/L的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，以甲基橙作指示劑中和過(guò)量的酸。

氨氣初始質(zhì)量濃度以ρ1計(jì)，數(shù)值以毫克每升（mg/L）表示，按式(2)計(jì)算：

ρ1=[（c3V3-c4V4）×M]/(qv×t)（2）

式中：

c3—硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度的數(shù)值，單位為摩爾每升（mol/L）；

V3—硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液（吸收液）體積的數(shù)值，單位為毫升（mL）；

c4—?dú)溲趸c標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度的數(shù)值，單位為摩爾每升（mol/L）；

V4—滴定消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積的數(shù)值，單位為毫升（mL）；

M—氨摩爾質(zhì)量的數(shù)值[M(NH3)=17.03g/mol]，單位為克每摩爾(g/mol)；

qv—通入吸收瓶中混合氣體流量的數(shù)值，單位為升每分（L/min）；

t—混合氣體通入吸收瓶中時(shí)間的數(shù)值，單位為分（min）。

8.7 氧含量

按氧氣體積占空氣體積的20%計(jì)算。

8.8 裝填測(cè)定管

8.8.1 飽和硫容量

8.8.1.1 將測(cè)定管垂直于振動(dòng)器臺(tái)面上，開(kāi)啟振動(dòng)器。

8.8.1.2 將試料裝入測(cè)定管，振實(shí)，炭層高度為5mm。

8.8.2 穿透硫容量

8.8.2.1 稱量測(cè)定管，精確至0.1g。

8.8.2.2 將測(cè)定管垂直于振動(dòng)器的臺(tái)面上，開(kāi)啟振動(dòng)器。

8.8.2.3 將試料加入測(cè)定管中，振實(shí)，試料層高度為230mm。

8.8.2.4 將測(cè)定管在13.3kPa的壓力下進(jìn)行氣密性檢查，1min內(nèi)壓力下降不超過(guò)0.26kPa為氣密合格，否則應(yīng)檢查原因并進(jìn)行處理。

9 測(cè)定步驟

9.1 飽和硫容量

9.1.1 稱量已裝填好的測(cè)定管（精確至0.002g），計(jì)算試料質(zhì)量。在炭層上蓋一層玻璃棉，塞上測(cè)定管膠塞。放入恒溫水浴的套管內(nèi)，連接至硫容量測(cè)定儀。

9.1.2 打開(kāi)氮?dú)猓ɑ蛎簹猓没钊鸎4、流量計(jì)G4調(diào)節(jié)流量至預(yù)先測(cè)定好的位置，通入氨氣、氧氣（空氣）及硫化氫氣體，分別調(diào)節(jié)K3、K1、K5、和G3、G1、G6的流量。

9.1.3 通氣20h后取下測(cè)定管，塞上膠塞后稱量。稱量后根據(jù)吸附量大小確定第二次稱量時(shí)間。

9.1.4 當(dāng)吸附接近飽和時(shí)，每隔3h稱量測(cè)定管一次，直至飽和（兩次稱量質(zhì)量差不大于0.002g時(shí)為止）。

9.1.5 試驗(yàn)完畢后將飽和的測(cè)定管置于100℃±2℃電熱恒溫干燥箱中干燥3h后取出，冷卻后稱量（精確至0.0002g），得到測(cè)定管在試驗(yàn)后的質(zhì)量，據(jù)此計(jì)算吸附量。

9.2 穿透硫容量

9.2.1 稱量已裝填好的測(cè)定管（精確至0.1g），計(jì)算試料質(zhì)量。在炭層上蓋一層玻璃棉，塞上測(cè)定管膠塞。

9.2.2 將測(cè)定管連接至穿透硫容量測(cè)定儀中，通人空氣，按8.3、8.4調(diào)節(jié)空氣流量及濕度。

9.2.3 通入硫化氫，同時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，連續(xù)通入一定濃度的硫化氫混合氣體。用硫化氫尾氣檢測(cè)儀測(cè)定透過(guò)濃度，直至透過(guò)試料層的硫化氫濃度達(dá)到體積分?jǐn)?shù)為50×10-6為止，該段時(shí)間為試料在此試驗(yàn)條件下硫化氫的穿透時(shí)間。

10 測(cè)定結(jié)果的計(jì)算

10.1 飽和硫容量結(jié)果計(jì)算

飽和硫容量以ω1計(jì)，數(shù)值以毫克每克（mg/g）表示，按式(3)計(jì)算：

ω1=（m1-mo）/m×1000（3）

式中：

m1—試驗(yàn)后測(cè)定管干燥質(zhì)量的數(shù)值，單位為克(g)；

mo—試驗(yàn)前測(cè)定管干燥質(zhì)量的數(shù)值，單位為克(g)；

m—試樣質(zhì)量的數(shù)值，單位為克(g)。

10.2 穿透硫容量的計(jì)算

穿透硫容量以ω2計(jì)，數(shù)值以毫克每克（mg/g）表示，按式(4)計(jì)算：

ω2=（ρ0qvtb）/m（4）

式中：

ρ0—混合氣流中硫化氫原始濃度的數(shù)值，單位為毫克每升（mg/L）；

qv—通過(guò)測(cè)定管混合氣體流量的數(shù)值，單位為升每分（L/min）；

tb—硫化氫達(dá)到體積分?jǐn)?shù)為50×10-6穿透時(shí)間的數(shù)值，單位為分（min）；

m—試料質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）。

10.3 每個(gè)樣品做兩份試料的平行測(cè)定，結(jié)果以算術(shù)平均值表示，計(jì)算結(jié)果精確至整數(shù)位。

10.4 兩次測(cè)定結(jié)果的差值應(yīng)不大于10%。

11 試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

a) 試樣編號(hào)；

b) 使用的標(biāo)準(zhǔn)；

c) 使用的方法；

d) 試驗(yàn)項(xiàng)目；

e) 試驗(yàn)結(jié)果；

f) 試驗(yàn)人員；

g) 試驗(yàn)日期。