08固体废物热值测定实验

《环工综合实验（2）》（固体废物热值测定实验）

实验报告

专业环境工程

班级环工0902

姓名王健

指导教师余阳

成绩

东华大学环境科学与工程学院实验中心

二0一二年五月

实验题目固体废物热值测定实验实验类别综合

实验室学院楼2136 实验时间2012年 5 月11 日13:00时~ 16:20 时

实验环境温度: 22.9℃相对湿度:60 % 同组人数4人（王玉佳、马莉、孙扬雨、王玥力）

承诺人签名

目录

一、实验目的 (3)

二、实验原理 (3)

（一）固体废物热值 (3)

（二）热值测定 (3)

（三）仪器使用方法 (4)

三、实验仪器设备及试剂 (5)

（一）实验仪器 (5)

（二）部件说明 (6)

（三）其余所用仪器 (8)

四、实验步骤 (9)

五、注意事项 (10)

六、实验记录及原始数据 (11)

七、数据处理及分析 (12)

八、思考题 (13)

一、 实验目的

1.要使物质维持燃烧，就要求其燃烧释放出来的热量足以提供加热废物到达燃烧温度所需要的热量和发生燃烧反应所必须的活化能。否则，就要消耗辅助燃料才能维持燃烧。有害废物焚烧，一般需要热值为18600 kJ/kg 。采用氧弹热量计可测定固体废物的发热量或固体废物的热值。

2.通过本实验要求掌握热值测定方法和氧弹热量计的基本操作方法。

二、 实验原理

（一）固体废物热值

焚烧的主要目的是尽可能焚毁废物，使被焚烧的物质变为无害和最大限度地减容，并尽量减少新的污染物质产生，避免造成二次污染。对于大、中型的废物焚烧厂，能同时实现使废物减量、彻底焚毁废物中的毒性物质，以及回收利用焚烧产生的废热这三个目的。而焚烧炉中固体废弃物焚烧需要一定热值才能正常燃烧。体废物热值是指单位质量固体废物在完全燃烧时释放出来的热量。热值有两种表示方式，即高位热值（粗热值）和低位热值（净热值）。若热值包含烟气中水的潜热，则该热值是高位热值。反之，若不包含烟气中的潜热，则该热值就是低位热值。

要使固体废物能维持正常焚烧过程，就要求其具有足够的热值。即在进行焚烧时，垃圾焚烧释放出来的热量足以加热垃圾，并使之到达燃烧所需要的温度或者具备发生燃烧所必需的活化能。否则，便需要添加辅助燃料才能维持正常燃烧。

计算热值有许多方法，如热量衡算法（精确法）、工程算法、经验公式法、半经验公式法。

焚烧过程进行着一系列能量转换和能量传递，是一个热能和化学能的转换过程。固体废物和辅助燃料的热值、燃烧效率、机械热损失及各物料的潜热和显热等，决定了系统的有用热量，最终也决定了焚烧炉的火焰温度和烟气温度。

（二）热值测定

① 任何一种物质，在一定的温度下，物料所获得的热量（Q ）：

Q = C·Δt = mq

式中：C —— 热容量，J/K ；

m —— 质量，g ；

Δt —— 初始温度与燃烧温度之差，K ；

q —— 物料发热量。

所以，热容量（C ）：t

mq =C 在操作温度一定、热量计中水体积一定、水纯度稳定的条件下，C 为常数，氧弹热量计系统的热容量也是固定的，当固体废物燃烧发热时，会引起热量计中水温变化（Δt ），通过

探头测定而得到固体废物的发热量。

发热量（q ）为：

m

t C =

q ∆• 式中：m —— 待测物质量

② 热容量（J/℃）计算公式 T

VQ M Q M Q E 32211∆++= 式中：E —— 热量计热容量，J/℃；

Q1——苯甲酸标准热值，J/g ；

M1——苯甲酸重量，g ；

Q2——引燃（点火）丝热值，J/g ；

M2——引燃（点火）丝重量，g ；

V ——消耗的氢氧化钠溶液的体积，ml ；

Q3——硝酸生成热滴定校正（0.1mol 的硝酸生成热为5.9J ），J/g ；

ΔT —— 修正后的量热体系温升，℃；计算方法如下：

ΔT = (t n –t 0) +Δθ

n 1n 1i n i n 00n 0n nV )n t 2t t (V V +θ-++θ-θ-=θ∆∑-=

式中：V 0和V n —— 初期和末期的温度变化率，℃/30s ；

θ0和θn —— 初期和末期的平均温度，℃；

n —— 主期读取温度的次数；

t i —— 主期按次序温度的读数；

③ 试样热值（J/g ）的计算公式

G

Gd T E Q ∑-∆•= 式中：∑Gd —— 添加物产生的总热量，J ；

G —— 试样重量，g ；

其它符号同上式。

（三）仪器使用方法

① 一开机后，只要不按“点火”键，仪器逐次自动显示温度数据100个，测温次数从00到99递增，每半分钟一次，并伴有蜂鸣器的鸣响，此时按动“结束键”键或“复位”键能

使显示测温次数复零。

②按动“点火”键后，氧弹内点火丝得到约24 V交流电压，从而烧断点火丝，点燃坩埚中的样品，同时，测量次数复零。以后每隔半分钟测温一次并贮存测温数据共31个，当测温次数达到31后，测温次数就自动复零。

③当样品燃烧，内筒水开始升温，平缓到顶后，开始下降，当有明显降温趋势后，可按“结束”键，然后按动“数据”键，可使00次、01次、02次……一直到按“结束”键时的测温次数为止的测量温度数据重新逐一在五位数码管上显示出来，操作人员可进行记录和计算，或与实时笔录的温度数据（注：电脑贮存的数据是蜂鸣器鸣响的那一秒的温度值）核对后计算ΔT和热值。当操作人员每按一次“数据”键，被贮存的温度数据和测温次数自动逐个显示出来，方便操作人员查看测温记录。

注：在读取数据状态，“点火”键不起作用，若需重新测量，必须先按“结束”键，使仪器回到测温状态。

④按“复位”键后，可重新实验。

⑤关掉电源，原贮存的温度数据也将自动被清除。

三、实验仪器设备及试剂

（一）实验仪器

左图为实验用数显氧弹式

热量计