煤的发热量测定

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。

煤的发热量的测定一、发热量的表示方法煤的发热量又称煤炭大卡，是煤炭在氧弹中燃烧时产生的热量（热值、大卡），根据输入硫、氢、全水分、分析水仪器自动计算出煤的高位发热量、低位发热量及收到基低位发热量。

煤的高位发热量，即煤在空气中大气压条件下燃烧后所产生的热量。

实际上是由实验室中测得的煤的弹筒发热量减去硫酸和硝酸生成热后得到的热量。

煤的弹筒发热量是在恒容(弹筒内煤样燃烧室容积不变)条件下测得的，所以又叫恒容弹筒发热量。

由恒容弹筒发热量折算出来的高位发热量又称为恒容高位发热量。

煤的低位发热量，是指煤在空气中大气压条件下燃烧后产生的热量，扣除煤中水分（煤中有机质中的氢燃烧后生成的氧化水，以及煤中的游离水和化合水）的汽化热（蒸发热），剩下的实际可以使用的热量。

同样，实际上由恒容高位发热量算出的低位发热量，也叫恒容低位发热量，它与在空气中大气压条件下燃烧时的恒压低位热量之间也有较小的差别。

二、发热量的测定方法---氧弹式热量计法1. 方法提要煤的发热量在氧弹热量计中进行测定，一定量的分析试样在氧弹热量计中、在充有过量氧气的氧弹内燃烧。

氧弹热量计的热容最通过在相似条件下燃烧一定量的基准量热物苯甲酸来确定，根据点燃前后量热系统产生的温升，并对点火热等加热行校正即可求得试样的弹简发热量。

从弹筒发热量中扣除硝酸形成热和硫酸校正热（硫酸与二氧化硫形成热之差）后即得高位发热量。

对煤中的水分（煤中原有的水和氢燃烧生生成的水的汽化热进行校正后求得煤的低位发热量。

2．测定步骤我国氧弹式量热计法采用的量热计有恒温式和绝式两种，其测定步骤简介如下。

称取1～1.1g 分析煤样放在氧弹中，从氧气钢瓶充入氧气至初压为2.6～3.0MPa ，利用用电流加热弹简内的金属丝使煤样着火。

后者在过量的氧气中完全燃烧，其产物有CO 2、H 2O 和灰以及燃烧后被水吸收形成的产物H 2SO 4和HNO 3等。

燃烧产生的热量被内套筒的水所吸收。

根据水温的上升，并进行一系列的温度校正后，可计算出单位质量的煤燃烧时所产生的热量，即弹筒发热量Q b,ad 。

煤的发热量的测定姓名： 朱世强 班级： 建环121班 学号：2012302020114一、实验目的燃煤发热量是煤炭作为燃料利用的一个重要煤质特指标。

准确地测定燃煤发热量对核算能量的利用系数、企业对燃料的消耗定额、改善燃烧工矿及准确地进行锅炉热力计算都具有重要意义。

本实验通过使用氢弹式热量计的测量方法测定燃煤发热量，是学生初步掌握发热量的测定原理及方法。

二、实验原理燃煤发热量是实验室在氢弹热量计中测定的燃煤发热实测值。

该方法取一定量的分析煤样放于充有过量氧气的氢弹热量计中，保证煤样在清单内完全燃烧，燃烧所放出的热量向周围传递，氢弹筒浸没在盛有一定量水的容器中。

煤样燃烧后放出的热量使氢弹热量计热量系统（包括氢弹筒、水、温度计、搅拌器等）的温度升高，测定水温度的升高值即可计算煤样空气干燥基氢弹弹筒发热量Q b ad ,（千焦/千克）。

kg kJ G q t K Q bad /001.0, -∆= 三、实验仪器SDACM5000型量热仪（恒温式自动量热计）、氢弹四、实验试剂和材料点火丝、蒸馏水、燃烧皿、电子分析天平、充氧器五、实验步骤1、在燃烧皿中精确称取空干基煤样g 1.01±,粒度<0.2mm2、往氢弹杯内加入10mL 蒸馏水3、将氢弹盖置于支架上，将称好的实验的燃烧皿放于燃烧皿架内，将点火丝接到氢弹上的两个电极杆上，并压紧点火丝环，调节下垂的点火丝使其尖点靠近试样。

再将氢弹上盖放入弹杯内，用手将弹盖拧紧即可。

4、接上氧气导管，往氢弹中缓缓地充入氧气，时间大约40s5、将氢弹放入热量仪中，在软件控制窗口输入是养殖量，系统制动进入实验状态。

记录实验结果。

6、实验完成，取出氢弹放出氢弹中的残留气体，将氢弹冲洗干净。

六、实验数据整理试样质量（g ） 弹筒发热量（J/g ） 干基高位（J/g ） 收到基地位（J/g ） 仪器热容量（J/K ）1.0235 29988.39 30864.46 27209.19 6003.15点火热（J ） 添加热（J ） M t （%） M ad （%） S b,ad (%) H ad （%） 25.00 0.00 8.20 3.00 0.02 4.80七、思考题在测试发热量的过程中对经常发生点火失败如何处理？对不易完全燃烧和易飞溅的煤应采取何种措施？答：对量热仪点后失败的原因进行分析查找原因，看是否是点火线路不通照成的，又或者是在点火时发生短路或是煤样与点火丝的连接不当或是充氧压力降低或试样含水量过高，挥发分过低，颗粒太大而照成的量热仪点火失败燃烧时易于飞溅的试样，可用已知质量的擦镜纸包紧在进行测试，或先在压饼机中压饼并切成2—4mm的小块使用。

煤的发热量测定方法煤是一种常见的化石燃料，其燃烧过程是将化学能转化为热能的过程。

煤的发热量（也称为热值）是煤燃烧时单位质量煤所释放的热量。

了解煤的发热量对于煤的有效利用、燃烧设备的设计和能源装备的选型至关重要。

本文将介绍常见的煤的发热量测定方法。

1.露点温度法露点温度法是一种常见的测定煤的发热量的方法。

该方法需要使用一台露点温度仪器，该仪器可以准确测量燃料燃烧时水蒸气的饱和蒸气压。

方法如下：首先，将待检煤样煤粉样本装入定量容器内，按照一定的温度和湿度条件进行燃烧。

然后，使用露点温度仪器测量燃烧过程中产生的水蒸气的饱和蒸气压。

最后，根据煤的燃烧过程中产生的水蒸气压与温度之间的关系，计算得到煤的发热量。

2.热卡计法热卡计法是一种直接测定煤的发热量的方法。

该方法需要使用一台热卡计仪器，该仪器可以准确测量燃料在完全燃烧过程中所释放的热量。

方法如下：首先，将待检煤样煤粉样本装入定量容器内，然后将该容器放入热卡计仪器中进行燃烧。

燃烧过程中，煤产生的热量将通过传导、辐射和对流的方式传递给热卡计仪器。

热卡计仪器会记录下所释放的热量。

最后，根据所释放的热量和煤样的质量，计算得到煤的发热量。

3.耐量燃烧法耐量燃烧法是一种间接测定煤的发热量的方法，该方法通过测量煤燃烧产生的化学反应产物（如二氧化碳、水蒸气等）在大气压下的体积变化来间接测量煤的发热量。

方法如下：首先，将待检煤样煤粉样本装入定量容器内，然后通过一系列的燃烧反应使煤样完全燃烧，并记录下燃烧过程中所产生的化学反应产物的体积变化。

最后，根据所产生的化学反应产物的体积变化，结合煤样的质量和相关物理化学性质，计算得到煤的发热量。

以上所述的方法只是测定煤的发热量的一些常见方法，不同的方法有其适用的条件和精度。

在实际应用中，应结合具体的实验条件和目的选择适合的方法进行煤的发热量测定。

同时，为了保证测量结果的准确性，还需要注意实验中的操作细节、仪器的校准和环境的控制等因素。

1．原理煤的发热量在氧弹热量计中进行测定，一定量的分析试样在氧弹热量计中，在充有过量氧气的氧弹内燃烧。

氧弹热量计的热容量通过在相似条件下燃烧一定量的基准量热物苯甲酸来确定。

根据试样点燃前后量热系统产生的温升。

并对点火热等附加热进行校正后既可求得试样的弹筒发热量。

2．定义2．1 热量单位热量的单位为J ()焦耳。

()()尔格＝米牛顿＝erg m N J 71011⋅⋅注：我国过去惯用的热量单位为20℃卡，以下简称卡（cal ）1cal(20℃)=4.1816J 。

2．2 发热量的表示方法发热量测定结果以MJ/kg （兆焦/千克）表示。

2．2．1 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0.4～1.3J/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，而无需加考虑。

2．2．2 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恒容高位发热量。

高位发热量也既由弹筒发热量减去硝酸和硫酸较正热后得到的发热量。

2．2．3 恒容低位发热量单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、气态水以及固态灰时放出的热量称为恒容低为发热量。

低位发热量也即由高位发热量减去水（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。

3．有效热容量量热系统在实验条件下温度上升1K 所需的热量称为热量计的有效热容量（以下简称热容量），以J/K 表示。

煤的发热量测定方法煤是一种重要的能源资源，其发热量是衡量煤质优劣的重要指标之一、下面将介绍煤的发热量测定方法。

直接燃烧法是将待测煤样直接燃烧，通过测定生成烟气的温度和体积来计算煤的发热量。

这种方法测定简单、操作方便，但对设备要求较高，且易受其他因素干扰，不太精确。

间接燃烧法是将待测煤样进行失水处理，然后在控制的条件下进行煤气化，测定产生的燃气中的一氧化碳浓度，并通过计算燃气热量来推算煤的发热量。

具体操作步骤如下：1.样品制备：将待测煤样研磨成颗粒较小的粉末，然后通过筛网筛选出均匀的颗粒。

粉末的大小及分布应根据具体实验要求进行调整。

2.试样取量：取一定质量的煤样，称量并记录准确质量。

3.预处理：待测煤样需要进行事先处理。

常见的处理方法有干燥、失水、灼烧等。

这些处理方法的选择取决于实验要求以及待测煤样的特性。

4.燃烧装置设置：根据实验要求，设计并设置燃烧试验装置。

装置需要满足燃烧条件和温度、压力等控制要求。

5.试验测定：将经过预处理的煤样放入燃烧试验装置中，在控制的条件下进行燃烧。

6.数据处理：根据实验过程中测量到的温度、压力以及气体成分等数据，通过相应的计算方法来推算煤的发热量。

常见的推算方法有热量平衡法、热传导法等。

需要注意的是，煤的发热量与其含水率、灰分、挥发分和固定碳等成分有关。

因此，在测定煤的发热量时，还需要对煤样的成分进行分析，并在计算过程中进行相应的修正。

总结起来，煤的发热量测定方法主要有直接燃烧法和间接燃烧法。

这些方法在具体的实验过程中需要注意样品制备、预处理、燃烧装置设置和数据处理等步骤。

通过这些方法可以较为准确地测定煤的发热量，为煤的综合利用提供了重要的参考信息。

煤的发热量测定（GB/T 213-2003）测定步骤1.恒温式热量计法按使用说书安装调节热量计在燃烧皿中称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样0.9g-1.1 g （称准到0.0002g）然烧时易于飞溅的试样.可用已知质量的搽镜纸包紧再进行侧试，或者先在压饼机中压饼并切成2-4mm的小块使用,不易燃烧完全的试样，可先在燃烧皿底铺一个石涂垫.或用石佛绒做衬垫。

石英燃烧皿不需任何衬垫，如加衬垫仍燃烧不完全.可提高充氧压力至3.2 MPa，或用已知质量和热值的擦镜纸包裹称好的试样，并用手压紧.然后放人燃烧皿中。

取一段已知质堡的点火丝，把两端分别接在两个电极柱上.弯曲点火丝接近试样，注意与试样保持良好接触，或保持微小的距离(对易飞溅和易燃的煤);并注意勿使点火丝接触燃烧皿.以免形成短路而导致点火失败，甚至烧毁燃烧皿。

同时还应注意防止两电极间以及燃烧皿与另一电极之间的短路当用锦线点火时，把棉线的一端固定在已连接到两电极注上的点火丝上(最好夹紧在点火丝的螺旋中)。

另一端搭接在试样上.根据试样点火的难易.调节搭接的程度。

对于易飞溅的煤样.应保持微小的距离，往氧弹中加人10ml蒸馏水。

小心拧紧氧弹盖，注意避免燃烧皿和点火丝的位置因受在震动而改变，往氧弹中缓缓充人氧气.直至压力到2.8 MPa-3.0 MPa，充氧时间不得少于15s :如果不小心充氧压力超过3.3 MPa ，停止试验.放掉氧气后，重新充氧至3. 2 MPa以下。

当钢瓶中氧气压力降到5.0 M Pa以下时，充氧时间应酌情量延长，压力降到4.0 M Pa以下时，应更换新的钢瓶氧气。

往内筒中加人足够的蒸溜水，使氧弹盖的顶面(不包括突出的进、出气阀和电极)淹没在水面下10 mm-20 mm。

每次试验时用水量应与标定热容量时一致(相差1g以内)。

水量最好用称量法测定。

如用容量法，则需对温度变化进行补正。

注意恰当调节内筒水温.使终点时内筒比外筒温度高1K左右，以使终点时内筒温度出现明显下降。

煤的发热量测定方法煤是一种重要的能源资源，其发热量是衡量煤质优劣的重要指标之一。

因此，煤的发热量测定方法对于煤炭生产和利用具有重要意义。

本文将介绍几种常见的煤的发热量测定方法，希望对相关领域的研究和生产工作有所帮助。

一、热值仪法。

热值仪法是通过热值仪来测定煤的发热量的方法。

热值仪是一种专门用于测定煤的热值的仪器，其原理是将煤样在氧气流动条件下燃烧，通过测定燃烧释放的热量来计算煤的发热量。

这种方法测定简便，结果准确，广泛应用于煤炭生产和研究领域。

二、热量计法。

热量计法是通过热量计来测定煤的发热量的方法。

热量计是一种用于测定物质热值的仪器，其原理是将煤样在氧气流动条件下燃烧，通过测定燃烧释放的热量来计算煤的发热量。

这种方法操作简单，结果准确，适用于小样品的测定。

三、热量计算法。

热量计算法是通过煤的元素成分和热值之间的关系来计算煤的发热量的方法。

根据煤的元素成分（如碳、氢、氧、硫等）和热值之间的经验关系，可以通过化学计算的方法来估算煤的发热量。

这种方法不需要特殊的仪器，但是结果的准确性受到煤样成分分析的影响。

四、综合法。

综合法是将多种方法结合起来进行煤的发热量测定的方法。

通过比较不同方法得到的结果，可以提高测定的准确性，降低误差。

这种方法需要综合考虑实际情况和测定要求，选择合适的方法进行煤的发热量测定。

总结：煤的发热量测定是煤炭生产和利用中的重要工作，不同的测定方法各有特点，可以根据实际情况和要求选择合适的方法进行测定。

在进行煤的发热量测定时，需要注意仪器的使用和维护，样品的准备和处理，以及测定过程中的环境条件等因素，以确保测定结果的准确性和可靠性。

希望本文介绍的煤的发热量测定方法对相关领域的研究和生产工作有所帮助。