热值测定-东华大学环境学院大三实验报告

《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

班级卓越环工1101

姓名黄雪琼

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

二0一四年五月

实验题目固体废物热值测定实验实验类别综合实验室2136 实验时间2014年5月5日13时~ 16时

实验环境温度:19.9℃湿度:33% 同组人数7

本实验报告由我独立完成，绝无抄袭！承诺人签名

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

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）：

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:

q =

式中m ——待测物质量。

附录一：

1、热容量（J/℃）计算公式

式中：E —— 热量计热容量，J/℃；

Q1 —— 苯甲酸标准热值， 26470J/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 = (tn – t0)

+Δθ

式中：V0和Vn —— 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； ti —— 主期按次序温度的读数；

2、试样热值（J/g ）的计算公式

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。

(点火丝：直径0.1mm 左右的铂、铜、镍铬丝或其他已知热值的金属丝，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：6700J/g(1602cal/g)；镍铬丝：1400J/g(335cal/g)；铜丝：2500J/g(598cal/g)；棉线：17500J/g(4185cal/g)。

11223

Q M Q M VQ E T

++=

∆10010()2n n n i n n

i n V V t t t n nV θθθθ-=-+∆=+-+-∑E T Gd

Q G

∙∆-∑=

附录二：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 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、实验设备和仪器

实验设备：

氧弹卡计安装示意图：

1、氧弹

2、数字温差测量仪

3、内桶

4、抛光挡板

5、水保温层

6、搅拌器

氧弹构造：

1、厚壁圆筒

2、弹盖

3、螺帽

4、进气孔

5、排气孔

6、电极（兼燃烧皿托架）

7、燃烧皿8、另一电极（与4相连）

9、火焰遮板（固定在8上）

实验仪器

氧弹式热量计、氧气充氧器、氧气钢瓶、苯甲酸标准物质、点火丝、固体废物、蒸镏水、橡皮管、10mL量筒、分析天平、镊子、剪刀、扳手等。

四、实验步骤

1、热量计热容量（E）的测定

（1）先将外筒装满水，试验前用外筒搅拌器（手拉式）将外筒水温搅拌均匀；

（2）称取片剂苯甲酸1克（约2片），再称准至0.0002克放入坩埚中；

（3）把盛有苯甲酸的坩埚固定在坩埚架上，将1根点火丝的两端固定在两个电极柱上，并让其与苯甲酸有良好的接触，然后，在氧弹中加入10毫升蒸馏水，拧紧氧弹盖，并用进气管缓慢的充入氧气直至弹内压力为2.8－3.0MPa大气压为止，氧弹不应漏气；