实验一煤的发热量热的测定

1、实验一煤得发热量测定内容提要煤得发热量就是就是煤得重要得特征之一，在锅炉设计与改造工作中.发热量就是组织锅炉热平 衡、讣算燃烧物料平衡等各种参数与设备选择得重要依据。本实验采用氧牌式量热计测定煤得发热目得要求1、了解氧牌量热讣得原理、构造与使用方法，学会用其测;固定试样得燃烧热。2、学习有关锅炉实验得一般知识。二、实验关键1、用天平称量要准确，尽量做到既不引谨杂质，又不丢失样品。2、充氧时注意旋紧氧弹盖，以免漏气而燃烧不完全。三、实验原理煤得发热量测世就是将可燃物质煤、氧化剂及英容器与周用环境隔离，测定燃烧前后系统温度得 升髙值ZJT,再根据系统得热容C,可燃物质得质量叫计算每克物质得燃烧热a

2、即系统得热容，一般 就是利用已知燃烧热得标准物质在相同条件下完全燃烧根据夷燃烧前后系统温度得变化/t,质量, 每克煤得得燃烧热本实验恒温式热量讣测得得。目得用氧弹量热计测定煤得燃烧热,确定不同得热量讣得热容量K。原理在适当得条件下，几乎所有得有机物、都能迅速而完全地进行氧化反应，这就为准确测定它们得 燃烧热创造了有利条件。为了使被测物质能迅速而完全燃烧，就需要有强有力得氧化剂。在实验中经常使用压力为25'30 大气压（253 3 '3039 kpj得氧气作为氧化剂。用GR-350 0型氧弹量热i|进行实验时，氧牌放置在装有一；量水得铜水桶中,水桶外就是空气隔热层，再外而就是温度

3、恒定得水夹套。标准燃烧热指得就是：在标准状态下.Imol物质完全燃烧成同一温度得指泄产物（C与II得燃烧 产物为CO'IIzO）得焙变化。用用表示。在氧弹量热计中，可测得物质得容摩尔燃烧热八若气体为理想气体,忽略压力影响，则出=AcU + n R Tn一燃烧前后气体得物质得量得变化。样品在体积固圧得氧弹中燃烧放出得热;引火丝燃烧放出得热与由氧气中微量得氮气氧化成硝 酸得生成热,大部分被水桶中得水吸收：另一部分则被氧惮、水桶、搅拌器及温度il等所吸收，在量 热讣与环境没有热交换得情况下,可写出如下得热量平衡式:Qva+qb +qn = w-h-A t + !< t式中:Q被测物质得

4、过容燃烧热（卡/克）；a-被测物质得重量（克）；q-引火丝得燃烧热（卡 /克）（铁线为66 9 9J/g,線线为25 1 2 J /g） , b-烧掉了得引火丝重虽：（克）；硝酸生成热为6一艄酸生成热（q产0、00 1 5xQ.xG）;w-水桶中得水重（克），h水得比热（J/克度）；K一氧弹、水桶得总热容（J/度）; t 一与环境无热交换时得真实温差（度几如在实验时保持水桶中水量一泄,把上式右端常数合并得到下式:Q. - a+qb+Qn = K* At(*)式中:K J/度,称为量热讣得水当量。实际上，氧弾式量热计不就是严格得绝热系统，加之由于传热速度得限制，燃烧后由最低温度达 最高温度需一泄

5、得时间,在这段时间里系统与环境难免发生热交换，因而从温度il 上读得得温差就不 就是貞实得温差t。为此，必须对读得得温差进行校正，下而就是瑞芳公式:(*)n-由点火到终点得时间，单位分钟（min）;Vo在点火时内外筒温差影响下造成得内筒降温速度（初期温降），单位为开尔文每分钟（K/mVn在终点时内外筒温差影响下造成得内筒降温速度（末期温降），单位为开尔文每分钟(K/min);5。一点火前（初期平均）内筒温度，单位为开尔文（K）;t pn-终点后（末期平均）内简温度,单位为开尔文（K）;t。一点火时内筒温度,单位为开尔文（K）;tn-终点时内筒温度,单位为开尔文（K）：ti-主期内第i分钟时内筒

6、温度，单位（K）、初期:搅拌一般2 -4mi n ,取2- 4个点;主期:一般9m in,取9个点末期:从开始点火成功得第1 Omin,算末期温度，Im i n取一次，直到实验结束。在考虑了温差校正后，苴实温差t应该就是: t= tato+C式中：t。一点火时内简温度;S终点时内筒温度。从（粉式可知,要测得样品得Qv必须知逍仪器常数（仪器得水当量）K。测定得方法就是以一泄量得 已知燃烧得标准物质（常用苯甲酸J0v= 264 70J/克）在相同得条件下进行实验，测得10. tn,并用（*）式算出t蹄后,就可按（粉式算岀K值。若实验所采用得仪器就是HDC 6 00 0微电脑量热计，加特点就是铅电阻

7、探头测温，计算机读数讣算、人工调制温差、人工称水、装水。氧惮与内筒就是仪器得主体，即实验所研究得系统。系统与外 筒隔以空气绝热层,下方有绝热垫片架起，上方有绝热盖板覆盖，以减少对流与蒸发。为了减少辐射 及控制环境温度恒总，外筒中灌满与系统温度相近得水0为使系统温度很快达到均匀，还装有内筒搅 拌装背铅电阻测温探头测得温度信号，通过测温卡放大，模拟转换传送给计算机讣算机将测温卡 传递过来得温度信号进行数据处理运算、显示结果，并且通过温度控制器控制搅拌、点火，测试完毕 后自动打印有关数据、图形及结果。移液管；分析天平1台；引火纟幺；纯氧气；棉纱CJI8V侖 B仪器与试剂：（1）氧惮量热计（附压片机）

8、1台；（2）标准苯甲酸英Qv = 26470J/克;取约S 9 K 1克标准级苯屮酸，用布擦净压片机,然后把压片模装在压片机上从上口装入 台秤粗称过得苯甲酸，进行压片。压片若被沾污，可用小刀刮净，然后在干净得玻璃板上轻 轻敲击23次,再在分析天平上准确称量。2、用手拧开氧弹盖，将其放在专用架上，装好专用得石英杯或不锈钢杯，用務液管取1 0毫升 蒸馆水放入氧;|中。3、取崔长度（准确）得引火纟幺穿过药片，然后将两端固定在引火电极上,遥好并用手拧紧盖。给氧；1加氧气,将导气笛得一端连在氧惮进气管，另一端与氧气钢瓶上得氧气减压阀连接。 打开钢瓶上得闷门缓缓进气，达2 5、3 0大气压后，关好钢瓶阀门

9、及减压阀，拧下氧惮上导气笛。4、在两极上接上点火导线，盖好遥子。在量热il夹套中装自来水,铜水桶中装入3 L自来 水。然后把氧弹放入铜水桶中，若水尚未淹至弹盖上缘，还应加入一世量得水（如250或500 毫升等）用乎扳动搅拌器，检査浆叶就是否与器壁相碰;开动搅拌器。5、待温度变化基本稳定后，开始读点火前最初阶段得温度，毎隔半分钟读一次，共10个间隔, 该数完毕，立即按电钮点火。指示灯熄灭表示着火，继续每半分钟读一次温度，直至温度开始下降后。再读取最后阶段得1 0次读数，便可停止实验0温度上升很快阶段得温度读数可较粗略，最初阶段与最后阶段则需精密到0、00206、停止实验后关闭搅拌器，再打开量热i

10、l盖，取出氧弹并将实拭干，打开放气阀门缓缓放气, 放完气后，拧开盖子,检査燃烧就是否完全，若惮内有炭黑或未燃烧得试祥时，则应认为实 验失败。若燃烧完全，则量取燃烧后剩下得引火丝长度。二、煤发热量得测定1、在台秤上称取1S1、2克（精确至0、0002克），对发热量高得煤，采用低值，发热量低或 水当量大得热Sils可采用高值。对发热量低得煤用两张镜纸包裹。2、以下步骤同上0数据处理：根据实验数据计算:（1）量热计得水当量（热容量K）。(2)分析试样得弹筒发热W-t,测定结果按下式il算:(*)Q I-分析试样得惮筒发热量,J/ gG-分析试样得重量，gT一t(与环境无热交换时得真实温差)，C其她同

11、上(3) 高位发热量得计算:高位发热量可从惮筒发热量求得:J/Ogr V, a d = Qb, ad (955t, a d + aQb, ad)g r , ad空气燥基煤得髙位发热量,J/g：Qb, ad空气丁燥基煤得惮筒发热量,J/g;St, ad空气干燥基煤得全硫含量;9 5煤中毎1%硫得校正值,J;a硝酸校正系数。也可对于贫烟与无烟煤为0、001,其她煤取S 0 0 15硝酸校正系数表Qd, KJ/g<16、 7016、 7025、25、 10a0、0010、 00120、 0016低位发热量得计算与换算:低位发热量就是指煤在工业窑炉中燃烧时所产生得热量。煤在工业窑炉中燃烧时,，煤

12、中水分与氢生成得水蒸汽随烟逍气进入大气中(假设燃烧产 物中得水成2(rc水蒸气状态)，此时燃料燃烧放出得热量一部分被水气化所吸收,故热值 降低。高位发热量必须减去这部分气化热或叫蒸发热后，即为低位发热量。Qnet, Vf ar= (Qgr, v, ad 2 0 6Ha d) X (100Mt)/ (10 0 -Ma d ) 2 3MtJ/g式中:Qnet< adQgr. ad分析煤样得低位发热量，J g: 分析煤样得高位发热就,J/g;Had分析煤样氢含量，%：Mt分析煤样全水分含量:M a d分析煤样空干基水分含:g,%计算举例见附页思考题1、在使用氧气钢瓶及氧气减压阀时应注意哪些规则？2、氧弹发热量与高低位发热量