Análisis elemental: carbono, hidrógeno y nitrógeno (UNE-EN 15104)

Contacto: Antonio Soria

La determinación del contenido en carbono, hidrógeno y nitrógeno de un combustible es importante para el control de calidad y los resultados pueden emplearse como parámetros de entrada para cálculos referentes a la combustión del mismo. La determinación del contenido en nitrógeno posibilita la estimación de las emisión de óxidos de nitrógeno y el conocimiento del contenido en carbono permite deducir las emisiones de CO2 atribuibles al proceso de combustión. Por otro lado, el conocimiento del contenido en hidrógeno es necesario para el cálculo del poder calorífico neto del combustible.

Normativa aplicable

  • UNE-EN 15104 Biocombustibles sólidos. Determinación del contenido total de carbono, hidrógeno y nitrógeno. Métodos instrumentales.

Analizador CHN

Equipos empleados

  • Analizador elemental Leco TruSpec CHN-S. El analizador se basa en la combustión completa de la muestra en una atmósfera de oxígeno puro. Los productos resultantes de la combustión (CO2, H2O, N2, NOX) son analizados por sensores infrarrojos para determinar el contenido en carbono e hidrógeno, y por una célula de termo-conductividad para determinar el contenido en nitrógeno de los gases procedentes de la combustión.

    Microbalanza

  • Microbalanza de precisión para la determinación de la masa de la muestra a ensayar.

Tamaño de la muestra

  • Tamaño nominal de la muestra igual o inferior a 1 mm.

  • Masa de la muestra comprendida entre 0.05 y 1.5 gr.

Procedimiento

  • Análisis de dos muestras de prueba para la comprobación del acondicionamiento del equipo.

    Preparación de la muestra

    Preparación de la sustancia de calibración (EDTA)

  • Análisis de tres muestras de la sustancia de calibración (EDTA) para verificar la calibración del equipo.

  • Análisis de la porción de la muestra.

  • Réplica del análisis para otra porción diferente de la muestra.

Resultados del ensayo
  • Contenido en carbono, hidrógeno y nitrógeno de las dos réplicas de la muestra en base húmeda.
  • Contenido en carbono, hidrógeno y nitrógeno de las dos réplicas de la muestra en base seca.
Contact: Antonio Soria

The determination of the carbon, hydrogen and nitrogen content of a fuel is mandatory for the control quality of the fuel and these results can be employed as inlet parameters for calculations concerning the combustion process. The determination of the content of nitrogen makes posible to estimate the emissions of nitrogen oxides and the knowledge of the content of carbon permits the estimation of the carbon dioxide emissions due to the combustion of the fuel. On the other hand, the determination of the content of hydrogen is necessary for the calculation of the net heating value of the fuel.

European Standard

  • EN 15104 Solid biofuels – Determination of total content of carbon, hydrogen and nitrogen – Instrumental methods.

Elemental analyzer CHN

Apparatus

  • Elemental analyzer Leco TruSpac CHN-S. This analyzer is based on the full combustion of the sample under an atmosphere of pure oxygen. The exhaust of the combustion process (CO2, H2O, N2, NOX) are analyzed using infrared sensors capable of determining the carbon and hydrogen contents, and employing a thermo-conductivity cell for the measurement of the content of nitrogen of the exhaust fumes.

    Microscale

  • Microscale of high accuracy for the determination of the sample mass.

Sample size

  • The nominal size of the sample must be equal or lower to 1 mm.

  • The mass of the sample must be between 50 and 350 mg.

Procedure

  • Two samples are analyzed to check the performance of the device.

    Preparation of the sample

    Preparation of the calibration standard (EDTA)

  • Analysis of three samples of the calibration standard (coal) to check the calibration of the system.

  • Analysis of the sample.

  • Analysis of a different sample to check the repetibility.

Experimental results
  • Content of carbon, hydrogen and nitrogen of the two samples on a wet basis.
  • Content of carbon, hydrogen and nitrogen of the two samples on a dry basis.