⛽ Wilgoć całkowita w węglu kamiennym — suszenie w azocie albo w powietrzu — PN-ISO 589

Petrochemia PN-ISO 589

Przegląd

ZAKRES Z KARTY KATALOGOWEJ PKN, PRZYTOCZONY DOSŁOWNIE: „Podano dwie metody oznaczania wilgoci całkowitej w węglu kamiennym. Metody z użyciem atmosfery azotu są odpowiednie dla wszystkich typów węgla kamiennego; metody polegające na suszeniu w powietrzu są odpowiednie wyłącznie dla węgla kamiennego niepodatnego na utlenianie."

DLACZEGO WYBÓR ATMOSFERY NIE JEST SZCZEGÓŁEM TECHNICZNYM. Węgiel suszony w powietrzu w podwyższonej temperaturze może się utleniać. Utlenianie zmienia masę próbki w tym samym pomiarze, w którym ubytek masy interpretuje się jako odparowaną wodę — i wynik przestaje mierzyć to, co miał mierzyć. Norma rozwiązuje to nie przez poprawkę, lecz przez rozdzielenie zakresów stosowania: azot dla wszystkich węgli, powietrze tylko dla tych, które się nie utleniają. Laboratorium przyjmujące zlecenie musi więc najpierw ustalić, z jakim węglem ma do czynienia, a dopiero potem wybrać drogę oznaczenia.

WILGOĆ CAŁKOWITA A WILGOĆ W PRÓBCE ANALITYCZNEJ. To dwie różne wielkości i dwa różne dokumenty. Wilgoć całkowita, przedmiot tej normy, odnosi się do węgla w stanie, w jakim został dostarczony, i jest podstawą przeliczania wyników na stany odniesienia oraz rozliczeń handlowych. Wilgoć w próbce analitycznej oznacza się osobno — w bazie wiedzy opisuje ją wpis o oznaczaniu wilgoci, części lotnych i popiołu analizatorem automatycznym według PN-G-04560. Pomylenie tych dwóch wielkości jest jednym z częstszych błędów w sprawozdaniach.

CO Z TEGO WYNIKA DLA ROZLICZEŃ. Wilgoć całkowita wchodzi do przeliczeń wartości opałowej na stan roboczy. Zaniżona wilgoć podnosi obliczoną wartość opałową paliwa w stanie roboczym, zawyżona — obniża ją. Przy dostawach liczonych w tysiącach ton różnica rzędu punktu procentowego przekłada się na wymierne pieniądze, dlatego ta norma bywa powoływana w umowach, a nie tylko w zakresach akredytacji.

ZWIĄZEK Z NORMĄ MIĘDZYNARODOWĄ. Polska Norma wprowadza ISO 589:2003 jako identyczną (IDT), co oznacza, że wynik uzyskany według PN-ISO 589 jest wynikiem według ISO 589 — istotne przy dostawach zagranicznych i przy porównywaniu wyników między laboratoriami w różnych krajach.

JAK TO WYGLĄDA W PRAKTYCE DUŻEGO LABORATORIUM WĘGLOWEGO. Zakład Oceny Jakości Paliw Stałych Głównego Instytutu Górnictwa opisuje swoją analizę techniczną w sposób, który warto znać przed przyjęciem zlecenia: oznacza WILGOĆ PRZEMIJAJĄCĄ i WILGOĆ W PRÓBCE ANALITYCZNEJ, a wilgoć CAŁKOWITĄ WYLICZA z tych dwóch wielkości. Droga do wilgoci całkowitej nie zawsze jest więc pomiarem bezpośrednim — bywa rachunkiem z dwóch osobnych oznaczeń. Dla zleceniodawcy znaczy to tyle, że pytanie „jaką metodą oznaczono wilgoć całkowitą" jest zasadne, a odpowiedź nie zawsze brzmi „przez suszenie próbki w stanie dostarczonym". Ten sam zakład wykonuje analizy nie tylko węgla kamiennego, ale też węgla brunatnego, koksu, półkoksu, brykietów, biopaliw stałych, stałych paliw wtórnych i ich mieszanek z węglem — a zakres niniejszej normy obejmuje wyłącznie WĘGIEL KAMIENNY.

CZEGO NIE PODAJEMY. Tekstu normy nie mieliśmy — PKN udostępnia ją odpłatnie (12 stron, ICS 73.040). Dlatego NIE PODAJEMY: temperatur suszenia, czasów suszenia, naważek, uziarnienia próbki, przepływu azotu, kryteriów stałej masy ani wartości precyzji. Karta katalogowa podaje wyłącznie rozgraniczenie dwóch metod przytoczone wyżej i to rozgraniczenie jest treścią tego wpisu.

Zasada metody

Oznaczenie polega na wysuszeniu odważonej próbki węgla w podwyższonej temperaturze i wyznaczeniu ubytku masy, który przypisuje się odparowanej wodzie. Norma przewiduje dwie drogi różniące się atmosferą suszenia: w azocie — dla każdego węgla kamiennego, oraz w powietrzu — wyłącznie dla węgla niepodatnego na utlenianie, w którym suszenie nie zmienia masy próbki w sposób inny niż przez odparowanie wody. Warunków prowadzenia suszenia norma nie udostępnia w karcie katalogowej i nie podajemy ich w tym wpisie.

Zastosowania

• Rozliczenia handlowe dostaw węgla kamiennego — wilgoć całkowita jako podstawa przeliczeń
• Przeliczanie wartości opałowej na stan roboczy paliwa
• Kontrola jakości węgla w energetyce zawodowej i przemysłowej
• Badania węgla przed procesami przeróbki i wzbogacania
• Ocena zgodności dostaw z warunkami umowy lub specyfikacją

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-ISO 589:2006 (wersja polska; wprowadza ISO 589:2003 [IDT])

Tytuł (PL)

Węgiel kamienny — Oznaczanie wilgoci całkowitej

Title (EN)

Hard coal — Determination of total moisture

Procedura krok po kroku

1. Ustalenie, czy węgiel jest podatny na utlenianie

   To rozstrzyga o wyborze metody: dla węgla podatnego na utlenianie wolno stosować wyłącznie wariant w atmosferze azotu. Wybór wariantu należy odnotować.

2. Rozróżnienie wielkości mierzonej

   Sprawdzić, czy zlecenie dotyczy wilgoci CAŁKOWITEJ (ta norma), czy wilgoci w próbce analitycznej (inny dokument). Pomylenie tych wielkości zmienia wynik i jego zastosowanie.

3. Przygotowanie próbki

   Próbkę przygotowuje się zgodnie z wymaganiami norm pobierania i przygotowania próbek węgla. UZIARNIENIA I NAWAŻKI NIE PODAJEMY — są w tekście normy.

4. Suszenie

   Suszenie w wybranej atmosferze. TEMPERATURY, CZASU ANI KRYTERIUM STAŁEJ MASY NIE PODAJEMY.

5. Studzenie i ważenie

   Studzenie w eksykatorze i ważenie; ubytek masy przypisuje się odparowanej wodzie.

6. Zapis w sprawozdaniu

   Podać wilgoć całkowitą oraz wariant metody (azot albo powietrze). Bez wskazania wariantu odbiorca nie wie, czy wynik jest miarodajny dla węgla podatnego na utlenianie.

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Azot jest gazem duszącym — wypiera tlen; pomieszczenie z butlą wymaga wentylacji, a przy większych ilościach czujnika tlenu
• Butle pod ciśnieniem zabezpieczyć przed przewróceniem, reduktory utrzymywać w sprawności
• Pył węglowy jest palny i wybuchowy w zawiesinie powietrznej — unikać pylenia, nie używać otwartego ognia przy rozdrabnianiu
• Gorące naczynka i suszarka — ryzyko poparzenia, obowiązkowe szczypce i rękawice termiczne
• Drobny pył węglowy działa drażniąco na drogi oddechowe — rozdrabnianie pod wyciągiem

Najczęstsze pytania