煤炭化驗碳氫測定中快速自動測氫儀的分析原理

煤樣在800℃高溫條件下凈化過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下通過涂有五氧化二磷的鉑內(nèi)壁式電解池，在無水份氣體通過時，電解池內(nèi)阻近無窮大，正負極之間呈開路狀態(tài)無電流通過，當含有水分的氣體通過電解池時，水分立即被五氧化二磷吸收，生成偏磷酸，方程式如下：

這時電解池內(nèi)阻減小，流過電解池的電流逐漸增大，通過電解產(chǎn)生反應(yīng)如下：

流過電解池電流不得小于500mA。隨著電解的進行，偏磷酸越來越少，電解電流也隨之下降，降到終點電流（60mA）時，表示電解已結(jié)束，測得電解過程中所消耗的電量，應(yīng)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(shù)數(shù)值為96487庫侖；

M：為被測物質(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: 為電解時間。

由于該儀器以法拉弟定律為設(shè)計原理依據(jù)，利用庫侖積分儀，采用定量量化技術(shù)和微機控制等技術(shù)，可直接顯示氫的質(zhì)量毫克數(shù)，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：

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(shù)；

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