煤炭熱量如何測(cè)定及煤炭發(fā)熱量測(cè)定方法
煤炭發(fā)熱量測(cè)定方法
1 范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了煤中發(fā)熱量測(cè)定方法--煤的高位發(fā)熱量的測(cè)定方法和低位發(fā)熱量的計(jì)算方法所用的設(shè)備-量熱儀工作原理。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于泥炭、褐煤、煙煤、無(wú)煙煤、焦炭及碳質(zhì)頁(yè)巖。
2 規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款,凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn),然而,鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本,凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
GB/T213-2003 煤中發(fā)熱量的測(cè)定方法
3 單位和定義
3.1煤炭熱量?jī)x單位
熱量的單位為焦耳(J)。
1焦耳(J)=1牛頓(N)×1米(m)=1牛·米(N·m)
發(fā)熱量測(cè)定結(jié)果以兆焦每千克(MJ/kg)或焦耳每克(J/g)表示。
3.2彈筒發(fā)熱量
單位質(zhì)量的試樣在充有過(guò)量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒,其燃燒產(chǎn)物組成為氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、硝酸和硫酸、液態(tài)水以及固態(tài)灰時(shí)放出的熱量稱為彈筒發(fā)熱量。
注;任何物質(zhì)(包括煤)的燃燒熱,隨燃燒產(chǎn)物的終極溫度而改變,溫度越高,燃燒熱越低。因此,一個(gè)嚴(yán)密的發(fā)熱量定義,應(yīng)對(duì)燃燒產(chǎn)物的終極溫度有所規(guī)定(ISO 1928規(guī)定為25)。但在實(shí)際發(fā)熱量測(cè)定時(shí),由于具體條件的限制,把燃燒產(chǎn)物的終極溫度限定在一個(gè)特定的溫度或一個(gè)很窄的范圍內(nèi)都是不現(xiàn)實(shí)的。溫度每升高1K,煤和苯甲酸的燃燒熱約降低(0.4J/g~1.3J/g)。當(dāng)按規(guī)定在相近的溫度下標(biāo)定熱容量和測(cè)定發(fā)熱量時(shí),溫度對(duì)燃燒熱的影響可近于完全抵消,而無(wú)需加以考慮。
3.3 恒容高位發(fā)熱量
單位質(zhì)量的試樣在充有過(guò)量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒,其燃燒產(chǎn)物組成為氧氣、氮?dú)狻⒍趸?、二氧化硫、液態(tài)水以及固態(tài)灰時(shí)放出的熱量。
恒容高位發(fā)熱量即由彈筒發(fā)熱量減往硝酸天生熱和硫酸校正熱后得到的發(fā)熱量。
3.4 恒容低位發(fā)熱量
單位質(zhì)量的試樣在恒容條件下,在過(guò)量氧氣中燃燒,其燃燒產(chǎn)物組成為氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、二氧化硫、氣態(tài)水以及固態(tài)灰時(shí)放出的熱量。
恒容低位發(fā)熱量即由高位發(fā)熱量減往水(煤中原有的水和煤中氫燃燒天生的水)的氣化熱后得到的發(fā)熱量。
3.5恒壓低位發(fā)熱量
單位質(zhì)量的試樣在恒壓條件下,在過(guò)量氧氣中燃燒,其燃燒產(chǎn)物組成為氧氣、氮?dú)狻⒍趸?、二氧化硫、氣態(tài)水以及固態(tài)灰時(shí)放出的熱量。
3.6 熱量計(jì)的有效熱容量
量熱系統(tǒng)產(chǎn)生單位溫度變化所需的熱量(簡(jiǎn)稱熱容量)。通常以焦耳每開(kāi)爾文(J/K)表示。
4 原理
4.1 高位發(fā)熱量
煤的發(fā)熱量在氧彈熱量計(jì)中進(jìn)行測(cè)定。一定量的分析試樣在氧彈熱量計(jì)中,在充有過(guò)量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒,氧彈熱量計(jì)的熱容量通過(guò)在相近條件下燃燒一定量的基準(zhǔn)量熱物苯甲酸來(lái)確定,根據(jù)試樣燃燒前后量熱系統(tǒng)產(chǎn)生的溫升,并對(duì)點(diǎn)火熱等附加熱進(jìn)行校正后即可求得試樣的彈筒發(fā)熱量。
從彈筒發(fā)熱量中扣除硝酸天生熱和硫酸校正熱(硫酸與二氧化硫形成熱之差)即得高位發(fā)熱量。
4.2 低位發(fā)熱量
煤的恒容低位發(fā)熱量和恒壓低位發(fā)熱量可以通過(guò)分析試樣的高位發(fā)熱量詐。計(jì)算恒容低位發(fā)熱量需要知道煤樣中水分和氫的含量。原則上計(jì)算恒壓低位發(fā)熱量還需知道煤樣中氧和氮的含量。
5 試驗(yàn)室條件
--進(jìn)行發(fā)熱量測(cè)定的試驗(yàn)室。應(yīng)單獨(dú)房間,不得在同一房間內(nèi)同時(shí)進(jìn)行其他試驗(yàn)項(xiàng)目。
--室溫應(yīng)保持相對(duì)穩(wěn)定,每次測(cè)定室溫變化不應(yīng)超過(guò)1,室溫以不超過(guò)15~30范圍為宜。
--室內(nèi)應(yīng)無(wú)強(qiáng)烈的空氣對(duì)流,因此不應(yīng)有強(qiáng)烈的熱源、冷源和風(fēng)扇等,試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)避免開(kāi)啟門窗。
--試驗(yàn)室最好朝北,以避免陽(yáng)光照射,否則熱量計(jì)應(yīng)放在不受陽(yáng)光直射的地方。