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实验八 煤的发热量的测定 一、实验目的 1 掌握“氧弹法”法测定煤的发热量的原理及方法。
2 掌握本法测定煤的发热量的条件。
二、实验原理 取一定量的分析煤样在充满高压氧气的弹筒（浸没在装一定质量的水的容器——俗称内筒）内完全燃烧，生成的热被水吸收，水温升高，由水升高的温度，计算样品的发热量。
三、仪器及设备 测定发热量的仪器称为“量热计”，其结构如图1所示。
量热计型号很多，根据水套温度的不同控制方式，可分成两种类型的量热计。
恒温式：以适当方式使外筒温度保持恒定不变，以便用较简便的计算公式来校正热交换的影响；绝热式：以适当方式使外筒温度在试验过程申始终与内筒保持一致，因而消除热交换。
量热计应安置在完全不受阳光直射的单独房间内，室温稳定在15~35℃之间。
试验时应尽量保持温度恒定，每次测定的室温变化不应超过1℃。
量热计主要部件如下： 1 氧弹 用优质不锈钢制成（其结构见图2）。
弹筒容积为250~300mL ，经9.81×106Pa 水压试验证明无问题后方能使用。
氧弹针形阀不仅供充氧、抽气、排气用，同时又是点火电极一端，另一电极为弹体本身，两电极间采用聚四氟乙烯绝缘。
2 内筒 用优质不锈钢板制成，结构如图3所示。
内筒的装水量为2000～3000mL ，应能浸没氧弹。
内筒内侧的半圆形竖筒为搅拌器室。
内筒置于外筒内，与外筒间距10mm ，底部有绝缘支柱支撑。
内筒外表面应光亮，避免与外筒间的辐射作用。
3 外筒 由不锈钢板制成的夹层筒，外壁呈圆形。
夹层中充水并使水温保持恒定。
内表面也应光亮，避免辐射作用。
外筒有两个半圆形的胶木盖，盖上有孔，以插入温度计、搅拌器等。
设用自动恒温装置，控制水温在测试过程中稳定不变（±0.1℃）。
4 搅拌器 搅拌内筒中的水，使样品燃烧生成的热尽快、均匀地分散。
搅拌器是螺旋浆式，用马达带动，转速一般为400~600转／分。
螺旋浆与马达之间用绝热材料连接，避免传热。
煤的发热量测定方法GB/T213-2008代替GB/T213-2003 （2008-07-29发布、2009-05-01实施）适用于泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤、焦炭、碳质页岩等固体矿物燃料及水煤浆1.发热量的测定原理是什么？答：将单位质量的试样放在充有过量氧气的氧弹内燃烧，放出的热量被一定量的水吸收，根据水温的升高来计算试样的发热量。
要准确测得发热量需要解决两个问题：①、要预知仪器热容量；即量热系统温度升高1℃所吸收的热量，一般用基准物苯甲酸标定仪器来解决；即试样燃烧后释放出的热量不仅被水吸收，还会被氧弹本身、水筒、搅拌器和温度计吸收。
②、量热系统与外界的热交换问题，可通过控制水套温度或校正量热系统与外界的热交换来解决。
③、测定过程中引入额外热量校正问题。
主要有搅拌热、点火热、添加热。
发热量的测定由两个独立的试验组成：①热容量标定，②试样的燃烧试验；试验过程分初期、主期（燃烧反应期）和末期。
对于绝热式热量计，初期和末期是为了确定开始点火的温度和终点的温度，对于恒温式热量计，初期和末期作用是确定热量计的热交换特性，以便在燃烧反应主期内对热量计内筒和外筒的热交换进行正确的校正。
2.什么是弹筒发热量？什么是高位发热量？什么是低位发热量？答：①弹筒发热量：单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧后的物质组成氧气、氮气、二氧化碳、硝酸和硫酸、液态水以及固态灰时放出的热量成为弹筒发热量。
②恒容高位发热量：单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧后的物质组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、液态水以及固态灰时放出的热量。
恒容高位发热量是由弹筒发热量减去硝酸形成热和硫酸校正热后得到的发热量。
③恒容低位发热量：单位质量的试样在恒容条件下，在有过量氧气中燃烧，其燃烧后的物质组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、气态水以及固态灰时放出的热量。
恒容低位发热量是由恒容高位发热量减去水（煤中原有的水和煤中氢燃烧生成的水）的气化热后得到的发热量。
煤的发热量测定方法
1煤的发热量测定方法
煤是一种重要的可再生能源，主要用于冶炼钢铁和发电，因此煤的发热量是它的重要性质。
一般来说，发热量越大，煤的热值就越高。
由于它具有高热量和低灰分以及便宜和容易获取等特点，使煤被广泛应用于金属冶炼，蒸汽动力和建筑等行业。
煤的发热量测定主要是根据标准《煤炭分析仪器通则》归定的，主要有大气循环法、灼烧法、发泡法和重量法等。
第一种，大气循环法，也称大容积法，是根据热力学法则完成热量测定的方法，它可以测出煤的发热量和灰分的含量。
它的特点是测定快速准确，广泛应用于煤、矿、炭、大自然煤及煤粉中的发热量测定。
第二种，灼烧法，也称容积燃烧法，是一种特殊的燃烧测试方法，通过煤碳灼烧计算煤的发热量。
由于有量热容较大，所测出的发热量参差不齐，数值普遍比实际的低20％至30％。
第三种，发泡法，也称祁灯法，是一种发热量测定法，是根据热量对有机物发生变化来测定发热量的方法，是近年来开发的较新的煤热值测试机。
它的特点是测定结果准确，使用费用低，实验周期短，主要被应用在介观物料中的发热量测试中。
第四种，重量法，它是根据煤热值，通过重量法得到煤热值的一种测定方法，它可以测得煤热值极大、极小及多样化煤样本。
它利用特定煤质量、特定密度发热量精度高，可用于大量样品同时处理，操作简单，但需要比较多的仪器。
以上就是煤的发热量测定的方法，各种测定方法具有不同的特点，其中有较高的准确率。
但是，无论使用哪种测定方法，都要遵循一定的操作规程，小心检查数据，控制误差，以保证测定结果的准确性。
第五章煤发热量的测定第五章煤发热量的测定火电厂是利用煤炭等燃料燃烧产生热量来生产电能的企业。
发热量的高低是煤炭计价的主要依据，是计算电厂经济指标标准煤耗的主要参数，故发热量的测定在发电厂煤质检测中占有特殊重要的地位。
第一节有关发热量的基础知识一、发热量的单位煤的发热量，指单位质量的煤完全燃烧所发出的热量。
热量的单位为J(焦耳)。
1 J ＝1N・m(牛顿・米)注：我国过去惯用的热量单位为20℃卡，以下简称卡(cal)lcal(20℃)＝4.1816 J。
发热量测定结果以MJ/kg(兆焦/千克)或J/g(焦/克)表示。
二、发热量的表示方法煤的发热量的高低，主要取决于可燃物质的化学组成，同时也与燃烧条件有关。
根据不同的燃烧条件，可将煤的发热量分为弹筒发热量、高位发热量及低位发热量。
同时，还有恒容与恒压发热量之分。
（一）弹筒发热量（Qb）（GB/T213-2021定义）单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、硝酸和硫酸、液态水以及固态灰时放出的热量称为弹筒发热量。
注：任何物质(包括煤)的燃烧热，随燃烧产物的最终温度而改变，温度越高，燃烧热越低。
因此，一个严密的发热量定义，应对燃烧产物的最终温度有所规定。
但在实际发热量测定时，由于具体条件的限制，把燃烧产物的最终温度限定在一个特定的温度或一个很窄的范围内都是不现实的。
温度每升高1K，煤和苯甲酸的燃烧热约降低0.4～l.3J/g。
当按规定在相近的温度下标定热容量和测定发热量时，温度对燃烧热的影响可近于完全抵消，而无需加以考虑。
在此条件下，煤中碳燃烧生成二氧化碳，氢燃烧后生成水汽，冷却后又凝结成水；而煤中硫在高压氧气中燃烧生成三氧化硫，少量氮转变为氮氧化物，它们溶于水，分别生成硫酸和硝酸。
由于上述反应均为放热反应，因而弹筒发热量要高于煤在实际燃烧时的发热量。
（二）高位发热量（Qgr）单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、液态水以及固态灰时放出的热量称为高位发热量。
