1、 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21 热量单位热量的单位为 J 。焦 耳 尔 格米牛 顿 ergmNJ7101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。22 发热量的表示方法发热量测定结果以 MJ/kg（兆焦/千克）表示。221 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
2、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 0.41.3J/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。222 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
3、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。223 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。53 甲基红指示剂 2g/L.54 称取 0.2g 甲基红(HG395876)，溶解在 100ml 水中。55 量热标准物质二等
4、或二等以上,经计量机关检定并标明热值的苯甲酸。56 点火丝，直经 0.1mm 左右的铂、铜、镍丝或其它已知热值的金属丝，如使用棉线，则应选用粗细均匀，不涂蜡的棉线.各种点火丝点火时放出的热量如下：铁 丝:6700J/g 镍铬丝:6000J/g 铜 丝:2500J/g 棉 线:17500J/g6仪器设备61 热量计通用热量计有两种，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（外桶）中，它们的差别只在于外桶及附属的自动控温装置，其余部分无明显区别通用热量计包括以下主件和附件：611 氧弹 612 内筒。 6 13 外桶 614 搅拌器615 量热温度计 燃烧皿7实验步骤71 恒温式热量计
5、法711 在燃烧皿中精确称取分析试样（小于 0.2mm）0.91.1g(称准到0.0002g)。7. 1 .2 取一段长约定 100mm 直经约占 0.20.3mm 的镍铬丝，在大头针上绕 46 匝的线圈，取下在点火罩上方将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，往氧弹中缓缓充入氧气，直到压力到 2.83.0MP a充氧时间 3
6、0 秒；如果不小心充氧压力超过 3.3MPa，停止实验，放掉氧气后，重新充氧至 3.2Mpa 以下。当钢瓶中氧气压力降到 5.0MPa 以下时，应更换新的钢瓶氧气。713 往内桶中加入 21002300ml 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 020mm。每次实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。注意恰当调节内桶水温，使终点时内桶比外桶温度低 1K 左右，以使终点时内桶温度出现明显下降。外桶温度应尽量接近室温，相差不得超过 1.5K。714 把氧弹放入装好水的内筒中，如氧弹中无气泡漏出，则表明气密性良好，即可把内筒放在外筒的绝
7、缘架上；随后计下外筒温度（t j） ，盖上仪器上盖。将温度计插入上盖温度计孔。注意温度计与搅拌器均不得接触氧弹和内桶。开动搅拌器 5 分钟后开始计时和读取内筒温度(t o)并立即点火。点火后注意观察水筒温度，如 30 秒内温度急剧上升，则表明点火成功。点火后大约78 分钟，接近终点，开始按 1 分钟间隔读取内筒温度，这时只要读准 0.001K既可。以第一个下降温度作为终点温度（t n） 。实验主要阶段至此结束。停止搅拌，将温度计拔出离开上盖，打开上盖，取出内筒和氧弹，用氧弹放气阀顶压氧弹的阀芯，放出燃烧废气，打开氧弹盖，仔细观察氧弹内和燃烧皿内部，如果有燃烧不完全现象和炭黑存在，实验应作废。量
8、出未烧完的点火丝长度，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（共约定 100ml）收集在一个烧杯中供测硫使用。715 测定结果计算 弹筒发热量:（71）式中： 分析试样的弹筒发热量 J/KadbQ.E 热容量 J/Kq1 点火热 J/gq2 添加热 Jm 试样质量 g高位发热量:)1.94(. adbadbadbgr QSQ(72)式中： Qgr.ad 分析试样的高位发热量 J/gQb.ad 弹筒发热量 J/gSb.ad 试样中硫含量 % 硝酸的校正系数当 16.70MJ/Kg 时，=0.001adb.当 16.70MJ/Kg25.10MJ/K
9、g 时,=0.0016adb.低位发热量:=（ ） -23 arvneQ. adadgrH206.adrM10ar(73)式中： 分析试样的低位发热量 J/garvne. 分析试样的高位发热量 J/gdgrQ. 分析试样收到基全水分 %arM 分析试样分析基水分 %dE(tn-t0)-(q1+q2)Qb.ad mH 分析试样的氢含量 %ad在需要用弹筒洗液测定 的情况下，把洗液煮沸 12min，取下稍冷后，adbS.以甲基红为指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定，以求出洗液中的总酸量，然后按式（74）计算出：cSadb(. 6.1)0/.adbQmV（74）式中： c 氢氧化钠容液的浓度约为 0.1
10、mol/L，V 滴定用去的氢氧化钠溶液体积，二、热容量的标定：1. 标定热容量原理：称取单位质量的标准物质（通常采用已知热值的苯甲酸）于燃烧皿中，并将该皿置于氧弹中，在有过剩氧气的情况下（氧气初始压力 2.63.0 MPa）点燃并达到完全燃烧，根据内筒水的温升 和冷却校正值 C 校定出热量仪的热容t量（ E） 。2测定步骤开始搅拌 5 分钟后准确读取一次内筒温度（ ） ，经过 10 分钟后再读取一0T次内筒温度（ ） ，并立即通电点火， 时记下温度 ，以后每分钟记一0t “41401t次内筒温度，待温度下降时记下终点温度（ ） 。然后再搅拌 10 分钟记下内筒nt温度（ ） 。实验结束。nT3. 计算结果热容量：CtqmQEnn01.式中： Q 苯甲酸的热值 J/g 苯甲酸的质量 g 点火热 J1q 硝酸的生成热 JnC 冷却校正值冷却校正值：0)(avnC式中： C 冷却校正值 Kn 由点火到终点的时间 min 当 时， at2.140at“401.当 时， t4012.at40其中 tnt 041 t，点火时的降温速度0Tv，终点时的降温速度1nnt硝酸生成热05.mQq实验报告要求:1简述实验原理及过程；2. 计算煤的弹筒发热量，恒容高位发热量和恒容低位发热量；3. 简述实验心得体会。
