🧪 Węgiel całkowity, wodór i azot w węglu kamiennym, brunatnym i koksie — jednoczesne spalanie w tlenie i instrumentalna analiza gazów (CO2, H2O, N2), ISO 29541

Petrochemia ISO 29541

Przegląd

CO TA NORMA OPISUJE. Mamy fragment próbny ISO 29541:2010 (wydanie pierwsze, tytuł „Solid mineral fuels — Determination of total carbon, hydrogen and nitrogen content — Instrumental method") — od spisu treści do punktu 8.4 (strona 3 z 10). Laboratoria powołują w większości wydanie drugie, ISO 29541:2025, którego tekstu nie mieliśmy; wiemy o nim tyle, ile podaje strona ISO (tytuł „Coal and coke — …", 10 stron, luty 2025, streszczenie) — dlatego każdą liczbę poniżej podajemy jako liczbę wydania 2010. Zakres (rozdz. 1 wydania 2010): oznaczanie węgla całkowitego, wodoru i azotu w węglu i koksie metodami instrumentalnymi; uwaga: normę zwalidowano według zasad ISO 5725-1 tylko dla węgla. Streszczenie wydania 2025 na stronie ISO powtarza zakres i dodaje, że w badaniu międzylaboratoryjnym nie było koksu, więc nie ma danych do podania granic precyzji dla koksu. Przedmowa wydania 2010: przygotował je komitet ISO/TC 27/SC 5, a zastąpiło ISO/TS 12902:2001 po nowelizacji technicznej.

PRZEBIEG (rozdz. 4–8 fragmentu). Węgiel, wodór i azot oznacza się jednocześnie: spalanie próbki w tlenie w podwyższonej temperaturze przekształca je w CO2, H2O i N2/NOx, produkty przeszkadzające w analizie usuwa się, tlenki azotu redukuje do N2, a CO2, parę wodną i azot mierzy się instrumentalną analizą gazów. Gaz nośny — hel albo inny wskazany przez producenta aparatu, tlen i odczynniki pomocnicze — według producenta. Materiały do kalibracji (tablica 1, zawartości stechiometryczne C / H / N w %): EDTA 41,1 / 5,5 / 9,6; fenyloalanina 65,4 / 6,7 / 8,5; acetanilid 71,1 / 6,7 / 10,4; BBOT 72,5 / 6,1 / 6,5 — przy certyfikacie z niepewnością używa się wartości z certyfikatu, przy czystości > 99,5 % — stechiometrycznych; badanie międzylaboratoryjne wykazało, że kwas benzoesowy nie nadaje się do kalibracji. Węgle o certyfikowanym składzie służą tylko do kontroli odpowiedzi aparatu i wyników azotu, nigdy do kalibracji, bo skład węgla zmienia się w czasie przechowywania. Aparat ma analizować naważkę 6 mg lub większą, a waga — rozdzielczość co najmniej 0,1 % naważki. Próbka — próbka analityczna o nominalnym uziarnieniu 212 µm, przygotowana według ISO 13909-4 (węgiel), ISO 13909-6 (koks), ISO 18283 albo ISO 5069-2 (węgiel brunatny i lignit); wilgoć oznacza się według ISO 11722, ISO 687 albo ISO 5068-2, albo próbkę suszy się przed analizą. Codziennie wykonuje się ślepe próby gazów — azot w gazach nie może przekraczać 1 % odpowiedzi azotowej dla najmniejszej masy materiału kalibracyjnego. Stabilność: cztery oznaczenia próbki kondycjonującej, pierwsze się odrzuca; gdy największa różnica trzech pozostałych przekracza 1,2 r (r — granica powtarzalności z rozdz. 10), stabilność aparatu jest wątpliwa. Kalibracja — według zaleceń producenta, po zmianach w aparacie i gdy weryfikacja wykaże niedopuszczalną różnicę.

STATUS (stan na 29.09.2026). Strona ISO: ISO 29541:2025, wydanie 2, opublikowane w lutym 2025, 10 stron, etap 90.92 „do nowelizacji" — w przygotowaniu jest ISO/CD 29541; ISO 29541:2010 — wycofana i zastąpiona wydaniem 2025. W zbiorze Polskich Norm tej normy nie ma: wyszukiwarka PKN pod hasłami „29541" i „ISO 29541" zwraca „Brak wyników wyszukiwania" (kontrola tego samego kształtu zapytania na „PN-EN ISO 23210" daje wynik). Poprzednik, ISO/TS 12902:2001, ma polskie wydanie PKN-ISO/TS 12902:2007, które powołuje 6 laboratoriów (AB 079, AB 103, AB 300, AB 550, AB 949, AB 1913) — karta PKN tego dokumentu normalizacyjnego nie ma nagłówka „Wycofana" (publikacja 14-06-2007, 13 stron, KT 220 Naturalnych Paliw Stałych, „Wprowadza: ISO/TS 12902:2001 [IDT]"), choć w ISO specyfikację zastąpiła ISO 29541:2010.

ILE LABORATORIÓW I W JAKIEJ POSTACI (kopia bazy zakresów akredytacji, wsad do 17.09.2026, odczyt 29.09.2026). Wszystkie zapisy numeru 29541: 30 pozycji u 11 laboratoriów (w aktualnych dokumentach PCA — 31: pozycji wodoru AB 103 kopia bazy nie ma, niżej). Wydanie 2025 — „ISO 29541:2025" (AB 300, AB 313, AB 786, AB 1120, AB 1833) i „ISO 29541:2025-02" (AB 081, AB 103, AB 688, AB 713, AB 1091); wycofane wydanie 2010 — AB 883. Zakładka „Laboratoria" szuka zapisów ZACZYNAJĄCYCH SIĘ od „ISO 29541" i pokaże 9 laboratoriów — sprawdzone zapytaniem zakładki na serwerze produkcyjnym labcoda.pl 29.09.2026: 9; AB 081 i AB 103 zapisują normę za PN-G-04571:1998 w jednym ciągu i zakładka ich nie pokazuje. Aktualne zakresy na stronach PCA (odczyt 29.09.2026, wydania od 20.11.2025 do 08.09.2026): wszystkie pozycje stoją w obowiązujących wydaniach, każda para liczb zakresu z kopii występuje w aktualnym dokumencie i żadna pozycja nie jest zawieszona (przypisy o zawieszeniu w zakresie AB 103 dotyczą innych pozycji); w drugą stronę (pozycje dokumentów PCA z numerem 29541 wobec kopii) w kopii brakuje jednej: AB 103 ma w aktualnym zakresie (wyd. nr 42 z 18.02.2026, strona 8) osobną pozycję wodoru z tą normą.

PRZEDMIOT, TECHNIKA I ZAKRESY. Węgiel kamienny — wszystkie 11 laboratoriów; węgiel brunatny — AB 081 i AB 103; koks z węgla kamiennego — AB 081, AB 103 (też półkoks), AB 300 i AB 313; „przetworzone paliwa stałe" — AB 081 i AB 103; koks naftowy — AB 313 (tylko według tej normy). Oznaczane pierwiastki: węgiel całkowity — 11 laboratoriów, wodór — 10 (bez AB 1833; pozycję wodoru AB 103 — (0,10 – 6,00) %, węgiel kamienny i brunatny, koks i półkoks z węgla kamiennego, razem z PN-G-04571:1998 i PKN-ISO/TS 12902:2007 — ma aktualny dokument PCA, a kopia bazy i labcoda.pl (odczyt 30.09.2026) jej nie mają), azot — 6 (AB 313, AB 688, AB 713, AB 786, AB 883, AB 1120). Technika: „wysokotemperaturowe spalanie z detekcją IR" dla węgla i wodoru, „z detekcją TC" (przewodnictwo cieplne) dla azotu. Zakresy: węgiel od (10,0 – 90,0) % (AB 688) i (20,0 – 100) % (AB 081) do (83,9 – 99,2) % (AB 313, koks naftowy); wodór od (0,01 – 8,00) % (AB 081) do (3,60 – 6,00) % (AB 1091); azot od (0,03 – 2,20) % (AB 313) do (0,70 – 3,70) % (AB 1120).

OBOK TEJ NORMY. Wszystkie 11 laboratoriów ma w zakresie także PN-G-04571:1998 — polską normę oznaczania węgla, wodoru i azotu automatycznymi analizatorami (metoda makro), opisaną w osobnym wpisie Bazy Wiedzy; w tych samych pozycjach co ISO 29541 stoi u AB 081, AB 103, AB 300, AB 313, AB 688 i AB 883. PN-G-04571 powołuje łącznie 55 laboratoriów. PKN-ISO/TS 12902:2007 stoi w tych samych pozycjach u AB 103 i AB 300.

GDZIE ŁATWO O WYNIK POZORNIE POPRAWNY. Kalibracja: kwas benzoesowy, choć to typowy wzorzec analizy elementarnej, według badania międzylaboratoryjnego normy do niej się nie nadaje, a węgla o znanym składzie nie wolno używać do kalibracji — tylko do kontroli. Koks: norma jest zwalidowana dla węgla, a streszczenie wydania 2025 mówi wprost, że dla koksu nie ma danych o precyzji; granic powtarzalności i odtwarzalności przy koksie nie można więc przenieść z tablic dla węgla. Podstawa wyniku: próbkę analityczną bada się z oznaczoną osobno wilgocią albo po wysuszeniu; wynik bez podanego stanu (analityczny, suchy) jest niejednoznaczny.

CZEGO NIE PODAJEMY. Tekstu wydania 2025 nie mieliśmy, a fragment wydania 2010 kończy się na punkcie 8.4 — nie podajemy weryfikacji kalibracji (8.5), analizy próbek (8.6), wyrażania wyników (rozdz. 9), granic powtarzalności i odtwarzalności (rozdz. 10) ani zaleceń kalibracyjnych z załącznika A; nie wiemy, co wydanie 2025 zmieniło poza tytułem i zdaniem o koksie w streszczeniu.

Zasada metody

Naważkę próbki analitycznej węgla albo koksu (co najmniej 6 mg według wydania 2010) spala się w strumieniu tlenu w wysokiej temperaturze. Węgiel przechodzi w CO2, wodór w H2O, azot w N2 i tlenki azotu; produkty zakłócające analizę się usuwa, a tlenki azotu redukuje do N2. Gazy niesie hel (albo inny gaz nośny wskazany przez producenta), a CO2, H2O i N2 mierzy instrumentalna analiza gazów — w zakresach laboratoriów detekcja w podczerwieni dla węgla i wodoru i detekcja przewodnictwa cieplnego dla azotu. Aparat kalibruje się czystymi związkami o znanym składzie, a węglami odniesienia tylko kontroluje. Obliczenia i precyzja są w rozdziałach 9–10, poza naszym fragmentem.

Zastosowania

• Analiza elementarna węgla kamiennego i brunatnego oraz koksu — węgiel całkowity, wodór, azot; w zakresach 11 laboratoriów
• Dane do obliczeń spalania i do rozliczania węgla (wprowadzenie normy: „carbon accounting")
• Koks naftowy — tylko AB 313; norma wymienia węgiel i koks, a precyzję wyznaczono dla węgla

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

ISO 29541:2025 (Coal and coke — Determination of total carbon, hydrogen and nitrogen — Instrumental method); w zbiorze PN brak odpowiednika (stan wyszukiwarki PKN na 29.09.2026)

Tytuł (PL)

Węgiel i koks — Oznaczanie węgla całkowitego, wodoru i azotu — Metoda instrumentalna (tytuł wydania 2025; nasze tłumaczenie)

Title (EN)

Coal and coke — Determination of total carbon, hydrogen and nitrogen — Instrumental method

Procedura krok po kroku

1. Przygotowanie próbki

   Próbka analityczna 212 µm; oznaczenie wilgoci (ISO 11722, ISO 687 albo ISO 5068-2) albo wysuszenie przed analizą.

2. Przygotowanie aparatu

   Parametry według instrukcji producenta, stan i ilość odczynników, szczelność układu spalania i gazu nośnego.

3. Ślepe próby

   Codziennie i po wymianie gazów lub odczynników; azot w gazach ≤ 1 % odpowiedzi dla najmniejszej masy kalibrantu.

4. Kondycjonowanie i stabilność

   Cztery oznaczenia próbki kondycjonującej o składzie typowym dla badanych, pierwsze odrzucone; różnica trzech pozostałych powyżej 1,2 r — działanie korygujące przed kalibracją.

5. Kalibracja

   Według producenta, po zmianach w aparacie i gdy weryfikacja wykaże niedopuszczalną różnicę; czyste związki z tablicy 1, nie kwas benzoesowy i nie węgle.

6. Analiza i wynik

   Weryfikacja kalibracji, analiza próbek, obliczenia i precyzja — 8.5–10, poza fragmentem; NIE PODAJEMY.

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Analizator pracuje z tlenem i w wysokiej temperaturze; butle z helem i tlenem pod ciśnieniem — zasady producenta aparatu
• UWAGA MERYTORYCZNA: norma jest zwalidowana dla węgla; dla koksu nie ma danych o precyzji (streszczenie wydania 2025 na stronie ISO)

Najczęstsze pytania