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《煤的发热量测定方法》

《煤的发热量测定方法》

1.2、恒温式热量计 (1)外筒温度在试验过程中始终保持恒定,内外
筒间存在温差,即存在热交换,需要进行冷却校 正。 (2)操作和计算复杂,但仪器结构简单,容易维 护。 (3)保持外筒恒温方法有两种,一是采用大容量 的外筒并加绝热层,使其少受室温变化影响,称 为静态式。国家标准规定,盛满水的外筒容量应 不小于热容量的5倍(通常12.5L的水量可以满足 外筒恒温的要求);二是使用自动控制装置,称 为自动恒温式。自动控温装置的灵敏度应能达到 使点火前和终点后内筒温度保持稳定(5min内温 度变化平均不超过0.0005 K/min);在一次试验的 升温过程中,内外筒间热交换量应不超过20J。
2、手动、半自动和全自动热量计 根据热量计控制方式不同,热量计可分为
三类:经典(手动)热量计、半自动热量 计和全自动热量计。经典(手动)热量计 采用精密水银温度计测温,实验过程中所 有操作包括数据记录和结果计算均由人工 完成。半自动热量计采用数字量热温度计 测温,热量计自动记录和计算。全自动热 量计采用数字温度计,除样品称量和氧弹 安装由人工完成外,其它所有操作均自动 完成。
第二节、发热量的三种状态及其相 互关系
一 、燃烧条件与发热量的关系 燃料在氧弹内燃烧的发热量与燃料在空气中或 在工业锅炉内燃烧的发热量是不同的。 在下氧:弹内,燃料可燃元素的燃烧产物及其状态如 C液在—)空;C气ON2中—(,H气N燃)O料3;(稀完H—溶全H液燃2)O烧。(后液,)燃;料S可—燃H2元SO素4(稀的溶燃 烧产物及其状态如下: CN在——工CN业O2(2锅气(炉)气。内),;燃H—料H可2O燃(元液素)的;燃S烧—产SO物2(及气其)状; 态如下: CN——CNO22((气气)。);H—H2O(气);S—SO2(气);
第一节、发热量测定基本原理

煤的发热量测定方法

煤的发热量测定方法

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。

5.4 煤质分析--煤的发热量的测定方法

5.4 煤质分析--煤的发热量的测定方法
K0 ′
——系数。 系数。 系数
2.烟煤空气干燥基低位发热量的计算式 .
3.褐煤空气干燥基低位发热量的计算式 .
• Qnet,ad = 100 K2′-(K2′+6)( )(Mad + Aad )′ ( ′ )( 3Vad - 40Mad 系数。 • 式中 K2′——系数。 系数 • 我国主要褐煤矿区的K2′:
5.4.5 自动量热仪法
• 1. 仪器及测定原理
• 自动量热仪基本原理:将对温度变化有敏感作用的铂电阻探头 插入量热仪内,因温度变化引起铂电阻的阻值变化,使精密电 桥输出一模拟电压信号,此信号经放大器放大后,又经A/D 转 换器转换成数字信号,再将数字信号用微机进行处理。它与热 量计配套使用,整个测试过程能自动点火、自动测温、自动显 示及打印出内筒温度变化、计算冷却校正值(恒温式)和最终 结果。 • 自动量热仪的操作步骤中,称样,装氧弹,称量内筒水均与上 述要求相同。然后按照说明书要求安装热量计,输入必要的参 数,测试自动开始。测试结束并打印结果后,核对输入的参数, 确定无误后即可报计算式 . Qnet,ad = K 0′ - 86Mad - 92Aad - 24Vad 式中: 式中: Qnet,ad—— 煤 的 空 气 干 燥 基 低 位 发 热 量 , kcal/kg (1cal = 4.1816 J); ) Mad——煤的空气干燥基水分; 煤的空气干燥基水分; 煤的空气干燥基水分 Aad——煤的空气干燥基灰分; 煤的空气干燥基灰分; 煤的空气干燥基灰分 Vad——煤的空气干燥基挥发分; 煤的空气干燥基挥发分; 煤的空气干燥基挥发分
5.4.3 发热量的种类
• 弹筒发热量:是指单位质量的煤样在充有 弹筒发热量: 过量的氧弹内燃烧,其燃烧产物为氧气、 过量的氧弹内燃烧,其燃烧产物为氧气、 氮气、二氧化碳、硝酸和硫酸、 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。 及固态灰时放出的热量。 • 煤中原有的水和氢元素燃烧生成的水冷凝 在弹筒中,氮被氧化为NO 在弹筒中,氮被氧化为NO2或N2O5,硫被氧 化为SO 它们溶于水也会产生热量。 化为SO3,它们溶于水也会产生热量。因此 煤在弹筒中燃烧要比在空气中燃烧时产生 的热量多,所以又称为“最高发热量” 的热量多,所以又称为“最高发热量”。

第五章 煤发热量的测定

第五章 煤发热量的测定

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。

煤的发热量测定方法

煤的发热量测定方法

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。

煤的发热量测定方法-文档资料

煤的发热量测定方法-文档资料

a.更换温度计;
b.更换量热仪的大部件,如氧弹头.连接环(密封圈.电 极柱.螺母等小部件不在此列); c.标定热容量和测发热量时的内筒水温相差超过5K; d.量热仪经过较大的搬动。
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如果量热仪的量热系统没有显著改变,重新标定 的热容量与前一次的热容量相差不应大于0.25%,否 则,应找出原因,解决后再重新标定。
(3)温度单位
开尔文是热力学温标的温度单位,是统一的法定 计量单位。符号为K。 摄氏温度不是法定计量单位,不过目前还允许使 用。符号为℃。 T(开尔文)=273.15+t(摄氏度) 即摄氏温度的0℃,对应热力学温标的温度为
273.15K。而热力学温标的0K,对应摄氏温度的-
273.15℃。
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3.发热量的测定
(1)定义 当要测某种可燃物质的热值时,只需将一定量的 该物质置于量热体系中燃烧,测出量热体系的温升值, 即可算出该物质的热值。 其操作步骤与标定热容量时类似,也要称样、装 样、充氧、测水温等。不同的是点火丝热量和添加物 的热量不是试样燃烧产生的热量,所以要减去。
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在过量氧气中燃烧,其燃烧后的物质组成为氧气、氮
气、二氧化碳、气态水和固态的灰时放出的热量。其
符号为Qnet,p,ar。
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注意:
①恒容高位发热量即由弹筒发热量减去硝酸生成
热和硫酸校正热后得到的发热量。
②恒容低位发热量是高位发热量减去水(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。
(4)量热体系
量热体系是指热容量标定和发热量测试过程中, 试样放出的热量所能达到的各个部件。它们包括内筒 中的水、内筒、氧弹及搅拌器、感温探头浸没在水中 的部分等。

煤的发热量测定

煤的发热量测定

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

煤的发热量测定方法

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。

实验一 煤的发热量的测定

实验一 煤的发热量的测定

实验一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。

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。

二、实验原理三、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。

11震荡器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。

搅拌热不应超过125J。

煤的发热量测定方法

煤的发热量测定方法

煤的发热量测定方法煤是一种重要的能源资源,其发热量是衡量煤炭燃烧性能的重要指标。

正确测定煤的发热量对于煤炭的生产、加工和利用具有重要意义。

本文将介绍几种常用的煤的发热量测定方法,以供参考。

首先,煤的发热量可以通过热量计测定法来进行测定。

这种方法是将煤样放入热量计中,然后在氧气气氛下进行燃烧,通过燃烧释放出的热量来计算煤的发热量。

这种方法操作简单,结果准确可靠,是目前较为常用的测定方法之一。

其次,煤的发热量还可以通过热值仪测定法来进行测定。

热值仪是一种专门用于测定煤的发热量的仪器,其原理是将煤样放入燃烧室中,在一定的条件下进行燃烧,通过测量燃烧释放的热量来计算煤的发热量。

这种方法操作简便,结果准确可靠,广泛应用于煤炭生产和利用领域。

另外,煤的发热量还可以通过热量计算法来进行估算。

这种方法是根据煤的元素组成和热值特性参数,通过一定的计算公式来估算煤的发热量。

这种方法虽然不需要进行实际的燃烧实验,但是需要准确的煤样成分分析数据作为基础,因此在实际应用中需要注意数据的准确性和可靠性。

最后,煤的发热量还可以通过热量传导法来进行测定。

这种方法是将煤样放入热量传导仪中,在一定的条件下进行加热,通过测量传导过程中释放的热量来计算煤的发热量。

这种方法操作简单,结果准确可靠,适用于一些特殊的煤样测定。

总的来说,煤的发热量测定是煤炭燃烧性能评价的重要手段,不同的测定方法各有特点,可以根据具体的实际情况选择合适的方法进行测定。

在进行测定时,需要注意操作规程,确保实验数据的准确性和可靠性。

希望本文介绍的几种煤的发热量测定方法能够为相关领域的工作者提供一定的参考价值。

煤的发热量的测量方法

煤的发热量的测量方法

煤的发热量的测量方法一名词解释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。

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。

恒容高位发热量即由弹简发热量减去硝酸生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,在过量氧气中燃烧,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。

恒容低位发热量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。

4 恒压低位发热量单位质量的试样在恒压条件下,在过量氧气中燃烧,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。

5 热量计的有效热容量量热系统产生单位温度变化所需的热量(简称热容量)。

通常以焦耳每开尔文(J/K)表示。

二试验原理1 高位发热量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近条件下燃烧一定量的基准量热物苯甲酸来确定,根据试样燃烧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即可求得试样的弹筒发热量。

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

2 低位发热量煤的恒容低位发热量和恒压低位发热量可以通过分析试样的高位发热量计算。

计算恒容低位发热量需要知道煤样中水分和氢的含量,原则上计算恒压低位发热量还需知道煤样中氧和氮的含量。

三试验室条件1 进行发热量测定的试验室,应为单独房间,不得在同一房间内同时进行其他试验项目。

2 室温应保持相对稳定,每次测定室温变化不应超过1℃,室温以不超过15-30℃范围为宜,3 室内应无强烈的空气对流,因此不应有强烈的热源、冷源和风扇等,试验过程中应避免开启门窗。

煤的发热量测定方法

煤的发热量测定方法

煤的发热量测定方法煤是一种重要的能源资源,其发热量是衡量其能源价值的重要指标。

因此,准确测定煤的发热量对于煤炭的开发利用具有重要意义。

本文将介绍煤的发热量测定方法,希望能为相关研究和生产工作提供一定的参考。

首先,煤的发热量测定方法主要有干燥热量法和燃烧热量法两种。

干燥热量法是通过将煤样在一定温度下干燥,然后利用热量计测定其干燥后的重量损失,从而计算出煤的发热量。

而燃烧热量法则是将煤样完全燃烧,利用热量计测定燃烧释放的热量,从而计算出煤的发热量。

这两种方法各有其适用的情况,需要根据具体的实验要求进行选择。

在进行煤的发热量测定时,需要注意以下几点。

首先,煤样的选择要representative,即要能够代表煤矿或煤炭的整体情况。

其次,在测定过程中需要严格控制温度、湿度等环境因素,以确保实验数据的准确性。

此外,还需要注意煤样的制备和处理过程,以避免外界因素对实验结果的影响。

最后,在实验数据的处理和计算过程中,需要严格按照标准方法进行,避免出现误差和偏差。

除了上述方法外,还可以利用热值仪器进行煤的发热量测定。

热值仪器是一种专门用于测定燃料热值的仪器,其操作简便、准确性高,广泛应用于煤炭生产和研究领域。

通过热值仪器可以快速、准确地测定煤的发热量,为煤炭的利用提供了便利。

总的来说,煤的发热量测定是煤炭研究和生产中的重要内容,准确的发热量数据对于评价煤炭品质、指导燃烧利用具有重要意义。

因此,在进行煤的发热量测定时,需要选择合适的方法,并严格控制实验条件,以确保实验数据的准确性和可靠性。

希望本文所介绍的方法能够为相关工作提供一定的帮助,推动煤炭研究和生产工作的发展。

煤的发热量测定

煤的发热量测定

煤的发热量测定一、目的:(1)掌握煤的发热量测定原理及自动恒温式热量计测定煤发热量的步骤和方法。

(2)了解热容量及仪器常数的标定方法。

二、方法原理:一定量的分析试验在氧弹热量计中,在充有过量氧气的氧弹内燃烧,热量计的热容量通过在相近条件下燃烧一定量的基准量热物来确定,根据试样燃烧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即可求得试样的弹筒发热量。

三、试剂和材料:氧气、点火丝。

四、仪器和设备:(1)、自动恒温式热量计仪器结构:自动恒温式热量计由燃烧氧弹、内筒、外筒、搅拌器、水、温度传感器、试样点火装置、温度测量和控制系统构成,其量热系统被包围在充满水的双层夹套中。

(2)附属设备:燃烧皿、压力表和氧气导管、电子天平。

五、实验步骤:(1)按仪器说明安装和调节热量计。

(2)在燃烧皿中称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样0.9~1.1g(称准到0.0002g),然后将燃烧皿装入氧弹的坩埚架上。

(3)取一段已知热值的点火丝,两端分别接在氧弹的两个电极柱上,弯曲点火丝使之插入煤样内部,但点火丝不能接触燃烧皿,以免造成短路而导致点火失败,甚至烧毁燃烧皿。

(4)往弹筒中加入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振动而改变。

(5)按仪器操作说明完成剩余实验步骤到实验结束,并记录好相关数据。

(6)结束实验后,开启放气阀,放出燃烧废气,取出氧弹后打开,仔细观察燃烧皿和弹筒内部,之后对仪器进行整理即可。

六、实验结果:煤的发热量测定七、注意事项:(1)应经常注意观察与氧弹强度有关的结构,如弹筒和连接环的螺纹、进气阀、出气阀和电极与弹头连接处等。

(2)当钢瓶中氧气压力降到5.0MPa以下时,充氧时间应适当延长;压力降到4.0MPa以下时,应更换新的钢瓶氧气。

煤的发热量测定方法SD321-89(精)

煤的发热量测定方法SD321-89(精)

煤的发热量测定方法本标准规定了煤的高位发热量的测定方法和低位发热量的计算方法,适用于泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤和炭质页岩的发热量的测定。

1 定义1.1 热量单位热量的单位为焦〔耳〕,单位符号为J。

1J〔焦(耳)〕=1N·m(牛顿·米)=107erg(尔格)。

我国过去惯用的热量单位为20℃cal(卡),简称卡,现已废除。

1cal(卡)(20℃)=4.1816J〔焦(耳)〕1.2 发热量的表示方法发热量测定结果以J/g(焦/克)或MJ/kg(兆焦/千克)表示。

1.2.1 弹筒发热量在氧弹中,有过剩氧的条件下〔氧气初始压力2.6~3.0MPa(26~30at)〕,燃烧单位质量的煤样所产生的热量称为弹筒发热量。

燃烧产物为二氧化碳、硫酸、硝酸、呈液态的水和固态的灰。

终点温度每升高1K(开),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销,而无需加以考虑。

注:任何物质(包括煤)的燃烧热都是随燃烧产物的最终温度而改变的,其温度越高,燃烧热越低。

因此,一个严密的发热量定义,应对燃烧产物的终点温度有所规定。

但在实际测定发热量时,由于具体条件的限制,把终点温度限定在一个特定的温度或一个很窄的温度范围内都是不现实的。

1.2.2 恒容高位发热量煤在工业装置的实际燃烧中,硫只生成二氧化硫,氮则生成游离氮,这是同氧弹中的情况所不同的。

由弹筒发热量减去稀硫酸生成热和二氧化硫生成热之差以及稀硝酸的生成热,得出的就是高位发热量。

因为弹筒发热量的测定是在恒定容积(即弹筒的容积)下进行的,由此算出的高位发热量,也称恒容高位发热量,它比工业上的恒压(即大气压力)状态下的发热量约低8~16J/g,一般可忽略不计。

1.2.3 恒容低位发热量工业燃烧与氧弹中燃烧的另一个不同条件是:在前一情况下全部水(包括燃烧生成的水和煤中原有的水)呈蒸汽状态随燃烧废气排出,在后一情况下水蒸气凝结成液体。

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煤的发热量测定方法GB/T213-2003代替GB/T213-19961 范围本标准规定了煤的高位发热量的测定方法和低位发热量的计算方法。

本标准适用于泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤、焦炭及碳质页岩。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

GB/T211 煤中全水分的测定方法GB/T212 煤的工业分析方法(GB/T 212-2001,eqv ISO 11722:1999;eqv ISO 1171:1997;eqv ISO 562:1998)GB/T214 煤中全硫的测定方法(GB/T 214-1996,eqv ISO 334:1992)GB/T476 煤的元素分析方法(GB/T 476-2001,eqv ISO 625:1996;eqv ISO 333:1996)GB/T 483 煤炭分析试验方法一般规定GB/T 15460 煤中碳和氢的测定方法电量-重量法3 单位和定义3.1 热量单位heat unit热量的单位为焦耳(J)。

1焦耳(J)=1牛顿(N)×1米(m)=1牛·米(N·m)发热量测定结果以兆焦每千克(MJ/kg)或焦耳每克(J/g)表示。

3.2 弹筒发热量bomb calorific value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(ISO 1928规定为25℃)。

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(0.4J/g~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,而无需加以考虑。

3.3 恒容高位发热量gross calorific value at constant volume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。

恒容高位发热量即由弹筒发热量减去硝酸生成热和硫酸校正热后得到的发热量。

3.4 恒容低位发热量net calorific value at constant volume单位质量的试样在恒容条件下,在过量氧气中燃烧,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。

恒容低位发热量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。

3.5 恒压低位发热量net calorific value at constant pressure单位质量的试样在恒压条件下,在过量氧气中燃烧,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。

3.6 热量计的有效热容量effective heat capacity of the calorimeter量热系统产生单位温度变化所需的热量(简称热容量)。

通常以焦耳每开尔文(J/K)表示。

4 原理4.1 高位发热量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近条件下燃烧一定量的基准量热物苯甲酸来确定,根据试样燃烧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即可求得试样的弹筒发热量。

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

4.2 低位发热量煤的恒容低位发热量和恒压低位发热量可以通过分析试样的高位发热量计算。

计算恒容低位发热量要知道煤样中水分和氢的含量。

原则上计算恒压低位发热量还需知道煤样中氧和氮的含量。

5 试验室条件——进行发热量测定的试验室,应为单独房间,不得在同一房间内同时进行其他试验项目。

——室温应保持相对稳定,每次测定室温变化不应超过1℃,室温以不超过15℃~30℃范围为宜。

——室内应无强烈的空气对流,因此不应有强烈的热源、冷源和风扇等,试验过程中应避免开启门窗。

——试验室最好朝北,以避免阳光照射,否则热量计应放在不受阳光直射的地方。

6 试剂和材料6.1 氧气(GB 3863)99.5%纯度,不含可燃成分,不允许使用电解氧。

6.2 氢氧化钠标准溶液c(NaOH)≈0.1 mol/L称取优级纯氢氧化钠(GB/T 629)4g,溶解于1000mL,经煮沸冷却后的水中,混合均匀,装入塑料瓶或塑料筒内,拧紧盖子。

然后用优级纯苯二甲酸氢钾(GB/T 1257)进行标定。

6.3 甲基红指示剂2g/L称取0.2g甲基红(HG 3-958-76),溶解在100mL水中。

6.4 苯甲酸基准量热物质,二等或二等以上,经权威计量机关检定或授权检定并标明标准热值。

6.5 点火丝直径0.1mm左右的铂、铜、镍丝或其他已知热值的金属丝或棉线,如使用棉线,则应选用粗细均匀,不涂蜡的白棉线。

各种点火丝点火时放出的热量如下:铁丝:6700 J/g镍铬丝:6000 J/g铜丝:2500 J/g棉线:17500 J/g6.6 酸洗石棉绒使用前在800 ℃下灼烧30 min。

6.7 擦镜纸使用前先测出燃烧热:抽取3张~4张纸,团紧,称准质量,放入燃烧皿中,然后按常规方法测定发热量。

取3次结果的平均值作为擦镜纸热值。

7 仪器设备7.1 热量计7.1.1 总则热量计是由燃烧氧弹、内筒、外筒、搅拌器、温度传感器和试样点火装置、温度测量和控制系统以及水构成。

通用热量计有两种,恒温式和绝热式,它们的量热系统被包围在充满水的双层夹套(外筒)中,它们的差别只在于外筒及附属的自动控温装置,其余部分无明显区别。

无水热量计的内筒、搅拌器和水被一个金属块代替。

氧弹为双层金属构成,其中嵌有温度传感器,氧弹本身组成了量热系统。

自动氧弹热量计原则上应按照本标准第7章和8章中的原理和规定设计和构造,并按照9。

3的规定计算分析试样的弹筒发热量和恒容高位发热量。

发热量的结果应以焦耳每克(J/g)或兆焦每千克(MJ/kg)单位报出。

自动氧弹热量计在每次试验中必须详细给出规定的参数,打印的或以另外方式记录的各次试验的信息包括温升,冷却校正值(恒温式)、有效热容量、样品质量、点火热和其他附加热;由此进行的所有计算都能人工验证,所用的计算公式应在仪器操作说明书中给出。

计算中用到的附加热应清楚地确定,所用的点火热,副反应热的校正应该明确说明。

本标准也允许使用其他氧弹热量计,只要它们的标定条件,标定和发热量测定时条件的相似性,试样质量与氧弹的容积,充氧压力,氧弹中加水量,以及测定的精密度和准确度等方面符合本标准的基本要求均可使用。

热量计的精密度和准确度要求为,测试精密度:5次苯甲酸测试结果的相对标准差不大于0.20%;准确度:标准煤样测试结果与标准值之差都在不确定度范围内,或者用苯甲酸作为样品进行5次发热量测定,其平均值与标准热值之差不超过50J/g。

注:除燃烧不完全的结果外,所有的测试结果不能随意舍弃。

7.1.2 氧弹由耐热、耐腐蚀的镍铬或镍铬钼合金钢制成,需要具备3个主要性能:a)不受燃烧过程中出现的高温和腐蚀性产物的影响而产生热效应;b)能承受充氧压力和燃烧过程中产生的瞬时高压;c)试验过程中能保持完全气密。

弹筒容积为250mL~350mL,弹头上应装有供充氧和排气的阀门以及点火电源的接线电极。

新氧弹和新换部件(弹筒、弹头、连接环)的氧弹应经20.0MPa的水压试验,证明无问题后方能使用。

此外,应经常注意观察与氧弹强度有关的结构,如弹筒和连接环的螺纹、进气阀、出气阀和电极与弹头的连接处等,如发现显著磨损或松动,应进行修理,并经水压试验合格后再用。

氧弹还应定期进行水压试验,每次水压试验后,氧弹的使用时间一般不应超过2年。

当使用多个设计制作相同的氧弹时,每一个氧弹都必须作为一个完整的单元使用。

氧弹部件的交换使用可能导致发生严重的事故。

7.1.3 内筒用紫铜、黄铜或不锈钢制成,断面可为椭圆形、菱形或其他适当形状。

筒内装水2000mL~3000mL,以能浸没氧弹(进、出气阀和电极除外)为准。

内筒外面应高度抛光,以减少与外筒间的辐射作用。

7.1.4 外筒为金属制成的双壁容器,并有上盖。

外壁为圆形,内壁形状则依内筒的形状而定;外筒应完全包围内筒,内外筒间应有10mm~12mm的间距,外筒底部有绝缘支架,以便放置内筒。

a) 恒温式外筒:恒温式热量计配置恒温式外筒。

自动控温的外筒在整个试验过程中,外筒水温变化应控制在±0.1K之内或更低;非自动控温式外筒——静态式外筒,盛满水后其热容量就不小于热量计热容量的5倍,以便保持试验过程中外筒温度基本恒定。

外筒的热容量应该是:当冷却常数约为0.002min-1时,从试样点火到末期结束时的外筒温度变化小于0.16K;当冷却常数约为0.0030min-1时,此温度变化应小于0.11K。

外筒外面可加绝缘保护层,以减少室温波动的影响。

用于外筒的温度计应有0.1K的最小分度值。

b) 绝热式外筒:绝热式热量计配置绝热式外筒。

外筒中装有加热装置,通过自动控温装置,外筒水温能紧密跟踪内筒的温度。

外筒的水还应在特制的双层盖中循环。

自动控温装置的灵敏度应能达到使点火前和终点后内筒温度保持稳定(5 min内温度变化平均不超过0.0005K/min);在一次试验的升温过程中,内外筒间热交换量应不超过20J。

7.1.5 搅拌器螺旋桨式或其他形式。

转速(400~600)r/min为宜,并应保持恒定。

搅拌器轴杆与外界应采用有效的隔热措施,以尽量减少量热系统与外界的热交换。

搅拌器的搅拌效率应能使热容量标定中由点火到终点时间不超过10min,同时又要避免产生过多的搅拌热(当内、外筒温度和室温一致时,连续搅拌10min所产生的热量不应超过120J)。

7.1.6 量热温度计用于内筒温度测量的量热温度计至少应有0.001K的分辨率,以便能以0.002K或更好的分辨率测定2K到3K的温升;它代表的绝对温度应能达到近0.1K。

量热温度计在它测量的每个温度变化范围内应是线性的或线性化的。

它们均应经过计量部门的检定,证明已达到上述要求,有两种类型的温度计可用于此目的。

a)玻璃水银温度计常用的玻璃水银温度计有两种:一种是固定测温范围的精密温度计;一种是可变测温范围的贝克曼温度计。

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