实验一煤的发热量热的测定
煤炭发热量的测定
• 基态换3-2M00ad8为相内关水内，容M。ar为全水。其他类型发热量的计算请参考GB/T
七、实验中的注意事项
• 1、检查天平是否处于正常工作状态，是否水平。 • 2、检查坩埚中是否有炭黑，有炭黑的坩埚应放入高温炉中灼烧，
• Sb,ad——由弹筒洗液测得的含硫量（%），当全硫低于4%或发热量大 于14.60MJ/kg时，可用全硫代替Sb,ad。
• a——硝酸形成热校正系数：当Qb,ad≤16.70MJ/kg，a=0.0010； • 当16.70< Qb,ad≤25.10MJ/kg，a=0.0012； • 当Qb,ad >25.10MJ/kg，a=0.0016；
• 室内无强烈的空气对流，因此不应有强烈的热源冷源和风扇，实验 过程中应避免开门窗；
• 实验室最好朝北，避免阳光直射，否则热量计应放在不受阳光直射 的地方。
二、煤炭发热量测定中常用概念
1、发热量：是指燃料燃烧时发出的能量。 2、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。 3、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。 4、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。
• 点火系统由点火电容，点火电极、电热丝、点火棉线等构成，负责 在实验初期，量热系统温度稳定后进行点火，引燃试样；
• 量热系统由氧弹、内筒、外筒、搅拌桨、热电偶等构成，负责监测 整个实验过程中温度的变化。
• 计算机控制系统负责对整个实验过程进行控制，并计算最终测定结 果。
煤的发热量测定
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一、实验目的 • 1、熟悉自动恒温量热仪的结构和工作原理。 • 2、掌握煤发热量的测量原理和方法。 • 3、初步具备独立完成煤发热量测量的能力。
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二、实验原理
一定量的分析煤样在氧弹热量计中，在充有过量氧气的氧弹内 燃烧,煤的发热量是在氧弹热量计中测定的，取一定量的分析试样放 于充有过量氧气的氧弹热量计中完全燃烧，氧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氧弹热量计量热系统的温 度升高，测定水温度的升高值即可计算氧弹弹筒发热量QDT。热量计 的热容通过在相近条件下燃烧一定量的基准物苯甲酸来确定，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。从发热量中扣除硝酸形成和硫酸校 正热即得高位发热量。
五 实验步骤
（3）进行标定 按“标定”键，输入称取的苯甲酸的重量，再按“标定”键。仪器开始 进入测试状态，自动开启搅拌、自动点火、自动计算，打印测试结果。 重复以上步骤三次，标定三次样的最大值与最小值之差为40J范围内可用 ，将三次标定的均值输入。按“设定”键，选择“热容量”，输入均值即 可。 当室内温度超过±5℃的范围，则需进行重新标定。 4、煤样制备 将需测定的煤样过0.2mm的标准筛，取粒径0.2mm以下的煤样。 5、称取试样重量 将坩埚放置在天平上，按天平的“去皮”键。用药匙将0.2mm以下的试样 放入坩埚内，记录所称量的试样重量，重量约1g。
内筒
氧弹
三、主要仪器
压力表和氧气导管外观
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四 所需耗材
1、氧气：高于99.5％纯度，不含可燃成分，不允许使用电解氧。 2、苯甲酸：经计量机关检定并标明热值的苯甲酸，使用前应在40～50C的 温度下烘烤3～4h。 3、棉线。粗细均匀不涂蜡的白棉线。 4、点火丝：直径0.1mm左右的铁、铜、镍铬丝或其他已知热值的金属丝。 各 种 点 火 丝 的 燃 烧 热 为 ： 铁 丝 ： 6700J/g ； 镍 铬 丝 ： 6000J/g ； 铜 丝 ： 2599J/g；棉线：17500J/g； 5、试样：粒径小于0.2mm的煤样约1g。 6、酸洗石棉绒：使用前在800C下灼烧30min。 7、擦镜纸：使用前先测定其燃烧热，方法是将3～4张擦镜纸，用手团紧， 精确称量，放入燃烧皿，按常规方法测量其发热量。取两次结果的平均值 作为标定值。
煤的发热量测定原
2、取一段已知质量的点火丝，把两端分别接在两个电极柱上， 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。往氧弹中加入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震动而改变。 接上氧气导管，往氧弹中缓缓充入氧气，直到压力达到2.6～ 2.8MPa(26～28atm)。充氧时间不得少于30s。当钢瓶中氧气 压力降到5.0MPa(50atm)以下时，充氧时间应酌量延长。3、 往内筒中加入足够的蒸馏水，使氧弹盖的顶面(不包括突出的氧 气阀和电极)淹没在水面下10～20mm。每次试验时用水量应与 标定热容量时一致(相差1g 以内)。水量最好用称重法测定。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。外筒温度应尽量接近室温，相差不得超过1.5K。
7、接近终点时，以第一个下降温度作为终点温度(tn)。试验主 要阶段至此结束。
注：一般热量计由点火到终点的时间为8～10min。对 一台具体热量计，可根据经验，恰当掌握。
8、停止搅拌，取出内筒和氧弹，开启放气阀，放出燃烧废气， 打开氧弹，仔细观察弹筒和燃烧皿内部，如果有试样燃烧不完 全的迹象或有炭黑存在，试验应作废。找出未烧完的点火丝， 并量出长度，以便计算实际消耗量。用蒸馏水充分冲洗弹内各 部分、放气阀、燃烧皿内外和燃烧残渣。把全部洗液(共约 100mL)收集在一个烧杯中1、计算发热量所需的热容量E 和恒温式热量计法中计算冷却 校正值所需的v-(t-tj)关系曲线或仪器常数k 和A 通过同一试验进 行标定。 2、在不加衬垫的燃烧皿中称取经过干燥和压饼的苯甲酸，饼 重以0.9～1.1g 为宜。 苯甲酸应预先研细并在盛有浓硫酸的干燥器中干燥3 天或在 40～60℃烘箱中放置3～4h冷却后压饼。苯甲酸也可在燃烧皿 中熔融后使用。熔融可在121～126℃的烘箱中放置1h，或在 酒精灯的小火焰上进行，放入干燥器中冷却后使用。熔体表面 出现的针状结晶，应用小刷刷掉，以防燃烧不完全。 3、根据所用热量计的类型(恒温式或绝热式)，按照发热量测定 的相应步骤准备氧弹和内、外筒，然后点火和测量温升。
煤的发热量测定
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。
煤的发热量测定实验
⑷、空干基恒容高位发热量：由弹桶发热量计算得来。 空干基恒容高位发热量，等于弹筒发热量减去空干基煤样中
的Sad和Nad在形成液态硫酸和硝酸时放出的生成热。
计算公式：
式中：Qgr.v.ad ---空干基煤样恒容高位发热量（J/g） Qb.ad-----煤试样弹筒热量（J/g） 94.1-----空干基煤样中每1.00%硫的校正值（J/g） Sb.ad-----由弹桶洗液测得的 含硫量（%）。当全硫低于4.00% 或发热量大于14600J/g时，可用全硫(St.ad)代替。 a --------硝酸形成热校正系数。 Qb.ad≤16700J/g，a=0.0010 16700<Qb.ad≤25100J/g，a=0.0012 Qb.ad>25100J/g，a=0.0016
2、体系热容量（E）标定 ⑴、氧弹操作
称量坩埚，加入0.9 ～ 1.1g左右苯甲酸，之后将坩 埚放到坩埚架上；
取一定长度的点火丝，称重后，安装在弹芯点火电 极上；
弹桶内加入10ml蒸馏水； 弹芯装入弹桶，拧紧弹桶大螺帽，充氧气； 氧弹平稳装入恒温箱内筒。
⑵、恒温桶操作
关闭桶盖 打开电源开
件或工作环境有较大变化时，必须重新标定。 Ⅱ、第二阶段测定试样热值
称取一定量煤试样，置于充氧的氧弹内完全燃烧，即可测 出煤试样的弹桶发热量。
根据弹桶发热量，计算出所需的高、低位发热量。
⑵、说明 Ⅰ、为了保证测量结果的准确度，煤试样测量和热容量标定 时的工作条件及校正计算公式需保持一致。 Ⅱ、测量和计算过程中，虽然校正参数由计算机自动生成并 自动参与结果计算。但实验人员必须认真审核和检查打印出 的校正参数，以确认其合理性。 Ⅲ、弹桶发热量和高位发热量的结果计算到1J/g,取高位发 热量的两次重复测定的平均值，按GB/T483数字修约规则修 约到最近的10J/g倍数报出。
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评价煤的质量、选择煤种以及煤炭利用具有重要意义。
本文将介绍几种常用的煤的发热量测定方法，希望能够对相关领域的研究人员和工程技术人员有所帮助。
首先，最常用的测定煤的发热量的方法是热量计法。
这种方法是通过将煤样放入一个密闭的容器中，然后在容器中燃烧煤样，利用煤的燃烧释放的热量来加热水，通过测量水的温度变化来计算煤的发热量。
这种方法简单易行，准确性较高，因此被广泛应用。
其次，还可以利用热值仪器来测定煤的发热量。
热值仪器是一种专门用于测定煤的发热量的仪器，通过在仪器中燃烧煤样，然后测量煤的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，适用于实验室和工业生产中的煤炭质量检测。
另外，还可以利用热量计算法来测定煤的发热量。
热量计算法是通过测定煤的元素含量，然后根据元素的热值和含量来计算煤的发热量。
这种方法虽然不需要进行实际的燃烧实验，但是需要准确测定煤的元素含量，因此在实际应用中需要谨慎对待。
最后，还可以利用热量平衡法来测定煤的发热量。
热量平衡法是通过在一定条件下，将煤样完全燃烧后，利用热量平衡原理来计算煤的发热量。
这种方法操作简单，不需要复杂的仪器设备，适用于一些简单的煤的发热量测定。
总的来说，测定煤的发热量是一个重要的工作，不同的方法各有优缺点，需要根据具体情况选择合适的方法进行测定。
希望本文介绍的几种方法能够对相关领域的研究人员和工程技术人员有所帮助，为煤炭资源的合理利用和煤炭质量的评价提供参考。
煤中发热量的测定方法
煤中发热量的测定方法1、打开电脑，进入发热量程序。
2、称燃烧皿皮重，在燃烧皿中称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（0.9-1.1）g,称准到0.0002g.3、把已经称取煤样的燃烧皿放在氧弹的燃烧皿架上。
4、取一段已知质量的点火丝，把两端分别接在氧弹的两个电极柱上，注意要与电极保持良好接触，勿使点火丝接触燃烧皿，以免形成短路而导致点火失败，同时还要注意防止两电极之间的短接，再把已知质量棉线的一端固定在已连接到两电极柱上的点火丝中间部位，另一端搭接在试样的中间，注意棉线要与试样保持良好接触，棉线要与燃烧皿边缘保持距离。
5、往氧弹壳中加入10ml蒸馏水，把氧弹芯装入氧弹壳，注意避免燃烧皿和棉线的位置因受震动而改变，小心拧紧氧弹盖，往氧弹中缓缓充入氧气，直至压力到（2.8-3.0）MPa，达到压力后的持续充氧时间不得少于15s；如果不小心充氧压力超过3.2MPa，停止试验，放掉氧气后，重新充氧至3.2MPa以下。
6、如密封良好则盖上量热仪盖，在试验窗口上点复位。
7、输入试样编号、试样质量、含硫量、氢、分析水、全水分8、点启动，发热量试验自动进行。
9、约15分钟后试验完毕，量热仪自动显示发热量数据。
10、打开氧弹检查试样点火燃烧是否充分，无误后记录数据。
11、取出氧弹，开启放气阀，放出废气，倒掉废水清洗氧弹，然后放回原位。
12、关闭电脑和量热仪，清理现场。
煤中全硫的测定方法1、按下电源开关，将管式高温炉升温并控制在（1150±10）℃。
2、配制电解液：碘化钾、溴化钾各5g溶于（250-300）mL蒸馏水中，在溶液中加入冰乙酸10mL并搅拌均匀。
3、开动供气泵和抽气泵并将抽气流量调节到1000mL/min，在抽气下，把电解液加入电解池内，开动电磁搅拌器。
4、在瓷舟中放入少量非测定用的煤样，按第6步所述进行终点电位调整试验，如试验结束后库仑积分器的显示值为0，应再次测定，直至显示值不为0。
5、称瓷舟皮重，然后在瓷舟中称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（0.05±0.005）g（称准至0.0002g），并在煤样上盖一薄层三氧化钨。
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
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。
煤的发热量测定步骤
煤的发热量测定步骤直接测热法是直接将煤样进行燃烧，通过测量煤燃烧所产生的热量来确定煤的发热量。
具体步骤如下：1. 实验前准备：选取代表性的煤样，将其破碎成均匀的颗粒状样品，一般要求煤样粒径在3mm以内。
同时，准备好所需的工具和设备，包括燃烧器、天平、实验室温度计等。
2.燃烧器装置：将煤样放入燃烧器中，确定燃烧器的氧气和煤气输入量。
根据煤样的不同，可以选择不同的燃烧方式，如全燃烧、半燃烧等。
同时，需要保证燃烧器具有良好的密封性，以防止热量的散失。
3.保持燃烧平衡：在进行实验时，需要确保煤样的燃烧处于平衡状态。
可以通过调节燃烧器的输入量和调整煤样的布置来实现平衡燃烧。
同时，需要注意排除外部因素的干扰，如风力、湿度等。
4.热量测量：运用实验室测量仪器，如温度计、热量计等，对煤燃烧产生的热量进行精确测量。
可以根据所使用的仪器的原理和测量方法来选择合适的测量方式，如测量燃烧前后的温度差、通过测定燃烧过程中释放的热量等。
5.数据处理：根据实验所得的数据，进行计算和处理，得出煤的发热量值。
通常将测得的热量值除以煤样的质量，得到单位质量煤的发热量。
间接测热法是通过测量煤的一些性质来间接估算煤的发热量，常用的有全水分和灰分法、挥发分和灰分法、全碳和灰分法等。
具体步骤如下：1.实验前准备：选取代表性的煤样，将其破碎成均匀的颗粒状样品。
根据所要测定的性质，对煤样进行预处理，如去除水分、灰分等。
2.全水分和灰分法：将煤样置于特定温度下，并保持恒温一段时间，使其达到平衡状态。
然后测定煤样的湿重和干重，计算出煤的水分含量。
同时，将煤样进行加热，将其燃烧至完全燃尽，测定残渣的质量，计算出煤的灰分含量。
3.挥发分和灰分法：将煤样置于特定温度下，借助仪器对样品进行加热。
在一定温度范围内，测定煤样挥发分的质量变化，从而得知煤的挥发分含量。
同时，将煤样进行加热，将其燃烧至完全燃尽，测定残渣的质量，计算出煤的灰分含量。
4.全碳和灰分法：将煤样进行加热，进行煤的氧化炉燃烧反应，使其完全燃烧。
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。
煤的发热量测定实验指导书
锅炉与锅炉房设备”实验一煤的发热量测定一、实验目的1、学习可燃物发热量的测定方法；主要是煤的发热量测定；2、了解测试仪器的性能和操作技巧；3、理论联系实际，分析固体燃料发热量的影响因素及其测定的实验条件；4、培养学生组织实验、记录和整理数据及编写实验报告的能力。
二、测量原理让已知质量的煤样在氧气充足的特定环境中完全燃烧，放出的热量被定量的水和热量计筒体吸收，待系统平衡后测出水温的升高值，并计及水和热量计筒体的热容量及周围环境温度的影响，即可计算出煤的弹筒发热量，再推算出其低位应用基热量。
因为它是煤样在有过量氧气的氧弹中完全燃烧，燃烧产物的终了温度为实验室环境温度的特定条件下测得的，称为煤的分析基弹筒发热量。
它包含煤中的硫和氮在弹筒的高压氧气中形成液态硫酸和硝酸时放出的酸的生成热以及煤中水分和氢完全燃烧时生成的水的凝结热，而煤在炉子中燃烧是不会生成这类酸和水的。
因此，实验室里测得的弹筒发热量，比其高位发热量还要大一些，这样可以借他们之间的关系，由计算得到煤样的应用基低位发热量。
实验室采用HWR-15E智能快速恒温式热量计，弹筒发热量可直接由机器读出。
三、仪器设备、试剂和材料一）仪器设备：HWR-15E智能快速热量计采用单片机微型计算机自动控制测量过程，自动点火。
计算机打印被测物质的热值。
1、热量计主体部分构成：1 ）外筒：用不锈钢制成双壁容器；（双壁筒夹层装满水为止）。
2）内筒：由不锈纲制成，断面为椭圆形或圆形；每次测量时，内筒装2000ml 水，应能浸没氧弹。
3）搅拌器：由电机带动，叶浆转速 400~600r/min ，内筒的水围绕氧弹流动，使温度均匀布。
4）氧弹：由耐热耐腐蚀的镍铬合金钢制成，是样品的燃烧室，内装样品，充氧气，电极点火，样品全部燃烧，放出全部热量供测试。
5）量热测温探头（温度传感器）：测量内筒水的温度数值，并电信号输出，传输给微机处理。
2、微机测量部分：1）电源板：输入 220V,输出 +5V、-5V、+12V、〜10V、〜24V。
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
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。
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实验一煤的发热量测定内容提要煤的发热量是是煤的重要的特征之一，在锅炉设计和改造工作中，发热量是组织锅炉热平衡、计算燃烧物料平衡等各种参数和设备选择的重要依据。
本实验采用氧弹式量热计测定煤的发热量。
一、目的要求1、了解氧弹量热计的原理、构造和使用方法,学会用其测定固定试样的燃烧热。
2、学习有关锅炉实验的一般知识。
二、实验关键1、用天平称量要准确,尽量做到既不引进杂质,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、实验原理煤的发热量测定是将可燃物质煤、氧化剂及其容器与周围环境隔离,测定燃烧前后系统温度的升高值⊿T,再根据系统的热容C,可燃物质的质量m,计算每克物质的燃烧热Q。
即系统的热容,一般是利用已知燃烧热的标准物质在相同条件下完全燃烧,根据其燃烧前后系统温度的变化⊿t,质量,每克煤的的燃烧热Q f dt。
本实验恒温式热量计测得的。
目的用氧弹量热计测定煤的燃烧热，确定不同的热量计的热容量K。
原理在适当的条件下，几乎所有的有机物、都能迅速而完全地进行氧化反应,这就为准确测定它们的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，就需要有强有力的氧化剂。
在实验中经常使用压力为25～30大气压（2533～3039 kp a）的氧气作为氧化剂。
用GR-3500型氧弹量热计进行实验时,氧弹放置在装有一定量水的铜水桶中,水桶外是空气隔热层,再外面是温度恒定的水夹套。
标准燃烧热指的是：在标准状态下，1mol物质完全燃烧成同一温度的指定产物（C和H的燃烧产物为CO2，H2O）的焓变化。
用△c H m?表示。
在氧弹量热计中，可测得物质的定容摩尔燃烧热△c U m：若气体为理想气体，忽略压力影响，则△c H m? = △c U m ＋△n·R·T△n —燃烧前后气体的物质的量的变化。
样品在体积固定的氧弹中燃烧放出的热；引火丝燃烧放出的热和由氧气中微量的氮气氧化成硝酸的生成热，大部分被水桶中的水吸收；另一部分则被氧弹、水桶、搅拌器及温度计等所吸收,在量热计与环境没有热交换的情况下，可写出如下的热量平衡式:Q v ·a ＋qb ＋qn = w ·h ·△t ＋K ·△t式中：Q v —被测物质的定容燃烧热（卡/克）；a —被测物质的重量（克）；q —引火丝的燃烧热(卡/克)（铁丝为6699J/g ，镍丝为2512J/g ），b —烧掉了的引火丝重量（克）；q n 硝酸生成热为q n －硝酸生成热（q n ＝×Q v ×G ）;w —水桶中的水重（克），h —水的比热(J/克·度)；K —氧弹、水桶的总热容（J/度）；△t —与环境无热交换时的真实温差(度)。
如在实验时保持水桶中水量一定,把上式右端常数合并得到下式：Q v ·a ＋qb ＋q n = K ·△t （*）式中：K J/度，称为量热计的水当量。
实际上,氧弹式量热计不是严格的绝热系统,加之由于传热速度的限制,燃烧后由最低温度达最高温度需一定的时间，在这段时间里系统与环境难免发生热交换，因而从温度计上读得的温差就不是真实的温差△t 。
为此,必须对读得的温差进行校正,下面是瑞芳公式：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++--+=∑-=112n i nto ti tn to tpo tpn Vo Vn nVo C （**）n —由点火到终点的时间，单位分钟（min ）;Vo —在点火时内外筒温差影响下造成的内筒降温速度（初期温降），单位为开尔文每分钟（K/min ）;Vn —在终点时内外筒温差影响下造成的内筒降温速度（末期温降），单位为开尔文每分钟（K/min ）;tpo —点火前（初期平均）内筒温度，单位为开尔文（K ）;tpn —终点后（末期平均）内筒温度，单位为开尔文（K ）;to—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分钟时内筒温度，单位（K）.初期：搅拌一般2-4min,取2-4个点；主期：一般9min，取9个点末期：从开始点火成功的第10min，算末期温度，1min取一次，直到实验结束。
在考虑了温差校正后,其实温差△t应该是：△t= t n－t o＋C式中: t o—点火时内筒温度；t n—终点时内筒温度。
从(*)式可知，要测得样品的Qv必须知道仪器常数（仪器的水当量）K。
测定的方法是以一定量的已知燃烧的标准物质（常用苯甲酸,其Qv = 26470J/克）在相同的条件下进行实验,测得t o、t n,并用（**）式算出△t校正后,就可按(*)式算出K值。
若实验所采用的仪器是HDC6000微电脑量热计,其特点是铅电阻探头测温,计算机读数计算、人工调制温差、人工称水、装水。
氧弹和内筒是仪器的主体,即实验所研究的系统。
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,以减少对流和蒸发。
为了减少辐射及控制环境温度恒定，外筒中灌满与系统温度相近的水。
为使系统温度很快达到均匀，还装有内筒搅拌装置。
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，计算机将测温卡传递过来的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。
仪器与试剂：（1）氧弹量热计(附压片机)1台； 移液管； 分析天平l 台;（2）标准苯甲酸其Qv = 26470J/克； 引火丝； 纯氧气； 棉纱实验步骤：一、量热计常数热容量K 的测定1.在分析天平上准确称量苯甲酸片（成品）；或在台秤上称取约～克标准级苯甲酸，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的苯甲酸,进行压片。
压片若被沾污,可用小刀刮净,然后在干净的玻璃板上轻轻敲击2～3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，装好专用的石英杯或不锈钢杯，用移液管取10毫升蒸馏水放入氧弹中。
3.取定长度（准确）的引火丝穿过药片，然后将两端固定在引火电极上，盖好并用手拧紧盖。
给氧弹加氧气，将导气管的一端连在氧弹进气管，另一端与氧气钢瓶上的氧气减压阀连接。
打开钢瓶上的闷门缓缓进气,达25～30大气压后,关好钢瓶阀门及减压阀,拧下氧弹上导气管。
4. 在两极上接上点火导线，盖好盖子。
在量热计夹套中装自来水，铜水桶中装入3L 自来水。
然后把氧弹放入铜水桶中,若水尚未淹至弹盖上缘,还应加入一定量的水（如250或500毫升等）用手扳动搅拌器,检查浆叶是否与器壁相碰；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的温度,每隔半分钟读一次,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。
再读取最后阶段的10次读数,便可停止实验。
温度上升很快阶段的温度读数可较粗略,最初阶段和最后阶段则需精密到℃。
6.停止实验后关闭搅拌器,再打开量热计盖,取出氧弹并将其拭干,打开放气阀门缓缓放气，放完气后,拧开盖子,检查燃烧是否完全,若弹内有炭黑或未燃烧的试祥时,则应认为实验失败。
若燃烧完全,则量取燃烧后剩下的引火丝长度。
二、煤发热量的测定氧弹结构示意图 氧弹量热计原理1.在台秤上称取1∽克（精确至克），对发热量高的煤，采用低值，发热量低或水当量大的热量计，可采用高值。
对发热量低的煤用两张镜纸包裹。
2.以下步骤同上。
数据处理：根据实验数据计算:(1)量热计的水当量（热容量K ）。
(2)分析试样的弹筒发热量Q fdt ，测定结果按下式计算： ()G qb T K Q f dt /*∑-= （**）Q fdt -分析试样的弹筒发热量，J/gG-分析试样的重量，gT-△t(与环境无热交换时的真实温差),℃其他同上(3)高位发热量的计算：高位发热量可从弹筒发热量求得： Q gr,v,ad = Q b,ad -（95S t,ad + ?Q b,ad ） J/gQ gr,ad ——空气干燥基煤的高位发热量，J/g ；Q b,ad ——空气干燥基煤的弹筒发热量，J/g ；S t,ad ——空气干燥基煤的全硫含量；95——煤中每1%硫的校正值，J ；?——硝酸校正系数。
也可对于贫烟和无烟煤为，其他煤取硝酸校正系数表① 低位发热量的计算和换算：低位发热量是指煤在工业窑炉中燃烧时所产生的热量。
Q b,ad ，KJ/g< ~ > ?煤在工业窑炉中燃烧时，，煤中水分和氢生成的水蒸汽随烟道气进入大气中（假设燃烧产物中的水成20℃水蒸气状态），此时燃料燃烧放出的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,v,ar=(Qgr,v,ad-206Had)×｛(100-Mt)/(100-Mad)｝-23Mt J/g式中：Qnet,ad——分析煤样的低位发热量，J/g;Qgr,ad——分析煤样的高位发热量，J/g;Had——分析煤样氢含量，%;Mt——分析煤样全水分含量%;Mad——分析煤样空干基水分含量，%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有何区别燃料在锅炉膛中所能释放出来的热量是哪一种？3、常用的热量计有哪几种类型?它们的差别是什么4、做煤的发热量实验为什么要先做热量计的热容量实验？实验用煤种为褐煤，其原始数据为：（1）苯甲酸标准热值26470J/g;（2）空干基水分 Mad= %（3）全水 Mt= %（4）氢 Had= %（5）硫 S= %添加物热值（镜纸）：15500J/g。