NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 2128

Transcripción

1 NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA CARBÓN Y COQUE. DETERMINACIÓN DEL PODER CALORÍFICO BRUTO DE CARBÓN Y COQUE E: STANDARD TEST METHOD FOR GROSS CALORIFIC VALUE OF COAL AND COKE CORRESPONDENCIA: DESCRIPTORES: esta norma es idéntica por traducción (IDT) a la ASTM D a:2010. Copyright ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA , United States carbón; coque; calorímetro; bomba calorimétrica; calorímetro - adiabático; bomba calorimétrica - isoperibólica. I.C.S.: ; Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado Bogotá, D.C. - Tel. (571) Fax (571) Prohibida su reproducción Tercera actualización Editada

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3 PRÓLOGO El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 2128 (Tercera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo de Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 42 Carbón y coque. ACERÍAS PAZ DEL RÍO S.A. B.T.U. LTDA. INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA -INGEOMINAS- MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA NANOCOLOMBIA UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: C.I. PROINTERCOAL S.A. COLCARBÓN S.A. COQUECOL S.A. INCOLAB SERVICES COLOMBIA LTDA. INDUMINA LTDA. INVERSIONES Y OBRAS VIALES IOV CA MTI LTDA. PROFESIONAL INDEPENDIENTE - IRREÑO OLIVEROS JOSÉ DOLCEY PROFESIONAL INDEPENDIENTE - LUIS FERNANDO MEDINA SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE - REGIONAL BOYACÁ- SGS COLOMBIA S.A. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales y otros documentos relacionados. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN

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5 CONTENIDO Página 1. OBJETO REFERENCIAS NORMATIVAS TERMINOLOGÍA DEFINICIONES DEFINICIONES DE TÉRMINOS ESPECÍFICOS A ESTA NORMA RESUMEN DEL MÉTODO IMPORTANCIA Y USO APARATOS E INSTALACIONES ÁREA DE ENSAYO BOMBA DE COMBUSTIÓN BALANZA RECIPIENTE DEL CALORÍMETRO CHAQUETA TERMÓMETROS PORTAMUESTRAS FUSIBLE DE ENCENDIDO CIRCUITO DE ENCENDIDO CONTROLADOR REVESTIMIENTO DEL CRISOL... 5

6 Página 7. REACTIVOS AGUA PARA REACTIVOS PUREZA DE LOS REACTIVOS PATRÓN DE ÁCIDO BENZOICO (C 6 H 5 COOH) OXÍGENO INDICADOR DE TITULACIÓN SOLUCIÓN PATRÓN RIESGOS MUESTRA DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD CALORÍFICA DEL CALORÍMETRO MUESTRA PREPARACIÓN DE LA BOMBA PREPARACIÓN DEL CALORÍMETRO CALORÍMETROS AUTOMATIZADOS. OBSERVACIONES DE TEMPERATURA CALORÍMETROS MANUALES. OBSERVACIONES DE TEMPERATURA CORRECCIONES TERMOQUÍMICAS CÁLCULO DEL INCREMENTO DE LA TEMPERATURA CORREGIDA CÁLCULO DE LA CAPACIDAD CALORÍFICA RANGO VÁLIDO DE OPERACIÓN PARA LA CALIBRACIÓN DEL CALORÍMETRO VERIFICACIÓN DE LA CALIBRACIÓN... 12

7 Página 11.2 MÉTODO DE DIAGRAMA DE CONTROL PARA VERIFICAR LA CALIBRACIÓN MÉTODO DE PROMEDIO CONTINUO SUSTANCIAS DE ENSAYO RECOMENDADAS USO DE LOS MATERIALES DE CONTROL DEL LABORATORIO PROCEDIMIENTO PARA MUESTRAS DE CARBÓN Y COQUE CÁLCULOS PODER CALORÍFICO BRUTO VALOR CALORÍFICO NETO A PRESIÓN CONSTANTE INFORME PRECISIÓN Y SESGO PRECISIÓN SESGO PALABRAS CLAVE DOCUMENTO DE REFERENCIA ANEXOS ANEXO A (Normativo) CORRECCIONES TERMOMÉTRICAS ANEXO B (Normativo) ESTADÍSTICAS DE PRECISIÓN ANEXO C (Informativo) CORRECCIONES TERMOQUÍMICAS... 28

8 Página FIGURAS Figura 1. Ejemplo de carta de control para corridas de calibración Figura 2. Ejemplo de carta de control para ácido benzoico como muestra de chequeo TABLAS Tabla 1. Mediciones de calibración Tabla 2. Límites de control del calorímetro cuando se utiliza ácido benzoico como muestra de ensayo Tabla 3. rangos y límites de repetibilidad para el poder calorífico bruto de carbón de 2,36 mm (No. 8) con calorímetros adiabáticos manuales Tabla 4. Rangos y límites de reproducibilidad para el poder calorífico bruto de carbón de 2,36 mm (No. 8) con calorímetros adiabáticos manuales Tabla 5. Rangos y límites de repetibilidad para el poder calorífico bruto de carbón de 250 µm (No. 60) con calorímetros controlados por microprocesador Tabla 6. rangos y límites de reproducibilidad para el poder calorífico bruto de carbón de 250 µm (No. 60) con calorímetros controlados por microprocesador... 22

9 CARBÓN Y COQUE. DETERMINACIÓN DEL PODER CALORÍFICO BRUTO DE CARBÓN Y COQUE 1. OBJETO 1.1 Esta norma especifica un procedimiento para la determinación del poder calorífico bruto del carbón y el coque ya sea mediante un calorímetro isoperibólico o adiabático. 1.2 Los valores establecidos en unidades SI se deben considerar como los normativos. No se incluyen otras unidades de medición en esta norma. 1.3 Esta norma no tiene como propósito tratar todos los asuntos de seguridad, si existe alguno, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas apropiadas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de limitaciones reglamentarias antes de su uso. Para declaraciones de riesgo específicas, véase el numeral REFERENCIAS NORMATIVAS Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicación de esta norma. Para referencias fechadas, se aplica únicamente la edición citada. Para referencias no fechadas, se aplica la última edición del documento normativo referenciado (incluida cualquier corrección). NTC 1969, Carbón y coque. Terminología (ASTM D121). NTC 2391, Análisis de azufre total en muestras de carbón y coque (ASTM D3177). NTC 2480, Cálculo de análisis de carbón y coque de base como se determina a diferentes bases (ASTM D3180). NTC 3266, Muestreo y preparación de muestras de coque para análisis de laboratorio (ASTM D346). NTC 3268, Método de ensayo para la determinación del azufre total en muestras de carbón y coque por métodos de combustión a alta temperatura (ASTM D4239). NTC 3484, Determinación de la humedad en la muestra de análisis de carbón y coque (ASTM D3173). NTC 4196, Clasificación del carbón por rango (ASTM D388). 1 de 31

10 NTC 4682, Análisis próximo de muestras de carbón y coque por procedimientos instrumentales (ASTM D5142). NTC 4898, Preparación de muestras de carbón para análisis (ASTM D2013). ASTM D1193, Specification for Reagent Water. ASTM E144, Practice for Safe Use of Oxygen Combustion Bombs. ASTM E178, Practice for Dealing with Outlying Observations. ASTM E882, Guide for Accountability and Quality Control in the Chemical Analysis Laboratory. ASTM E2251, Specification for Liquid-in-Glass ASTM Thermometers wit Low-Hazard Precision Liquids. 3. TERMINOLOGÍA 3.1 DEFINICIONES Calorímetro adiabático. Calorímetro que por sus características mantiene piso térmico cero, y puede o no usar un microprocesador. El operador o el microprocesador registran la temperatura antes y después de la combustión Calorímetro automatizado. Un calorímetro que tiene un microprocesador que toma lecturas termométricas. Calcula el Valor de Calibración y los Valores de Calor de Combustión Unidad Térmica Británica (Btu). Es la cantidad de calor requerida para elevar la temperatura de una libra masa (lbm) de agua líquida, a una atmósfera de presión en un grado Fahrenheit a una temperatura dada. El resultado de la prueba calorimétrica de la combustión de un combustible para plantas generadoras a vapor, puede ser expresado en términos de la Tabla Calórica Internacional de Vapor (I.T. cal, 1956) que es definida por la relación, 1 I.T. cal = 4,1868 J. El Btu usado en las tablas de vapor modernas se define por la relación 1 I.T. cal / g = 1,8 I.T Btu / lb. Por lo tanto, 1 I.T. Btu / lb = 2,326 J / g Poder calorífico. Calor producido por combustión de una cantidad unitaria de una sustancia bajo condiciones especificas Calorímetro. Equipo para medir el poder calorífico que consta de una bomba, un recipiente para contenerla, dispositivos de medición de temperatura, conductores de encendido, agua, agitadores y una chaqueta mantenida a condiciones de temperatura específicas Poder calorífico bruto (calor bruto de combustión a volumen constante), Q v (bruto). Calor producido por combustión completa de una sustancia a volumen constante incluyendo el agua formada condensada a líquido Calor de formación. Calor resultante de la formación de 1 mol de una sustancia a partir de sus elementos, a presión constante Calorímetro isoperibólico. Calorímetro que opera en modo isoperibol y usa un microprocesador para registrar las temperaturas inicial y final, y hace las correcciones apropiadas para mantener la temperatura durante el proceso. Determina cuándo el calorímetro 2

11 está en equilibrio, quema la muestra y determina cuándo el calorímetro ha alcanzado el equilibrio después de la ignición Poder calorífico neto (calor neto de combustión a presión constante), Q p (neto). Calor producido por la combustión de una sustancia a una presión constante de 0,1 MPa (1 atm), incluyendo el agua formada en fase vapor. 3

12 IMPORTANTE Este resumen no contiene toda la información necesaria para la aplicación del documento normativo original al que se refiere la portada. ICONTEC lo creo para orientar a su cliente sobre el alcance de cada uno de sus documentos y facilitar su consulta. Este resumen es de libre distribución y su uso es de total responsabilidad del usuario final. El documento completo al que se refiere este resumen puede consultarse en los centros de información de ICONTEC en Bogotá, Medellín, Barranquilla, Cali o Bucaramanga, también puede adquirirse a través de nuestra página web o en nuestra red de oficinas (véase El logo de ICONTEC y el documento normativo al que hace referencia este resumen están cubiertos por las leyes de derechos reservados de autor. Información de servicios aplicables al documento aquí referenciado la encuentra en: o por medio del contacto cliente@icontec.org ICONTEC INTERNACIONAL 4