第三章 煤的工业分析和元素分析第六节.ppt

第三章煤的工业分析和元素分析,第六节煤的发热量,煤的发热量是指单位质量的煤完全燃烧时所放出的热量，用符号Q表示。发热量的单位是J焦耳/g或MJ兆焦/kg，其换算关系是1MJ/kg10J/g。利用发热量可以表征煤化程度及黏结性、结焦性等与煤化程度有关的工艺性质。在煤的燃烧或转化过程中，常用发热量来计算热平衡、热效率及耗煤量等。利用煤的发热量还可估算锅炉燃烧的理论空气量、烟气量及可达到的理论燃烧温度等；煤的发热量还是动力用煤计价的主要依据。,3,一、煤发热量的测定（GB/T213-2003）,热量计简介氧弹量热法（1）恒温式热量计恒温式热量计的外筒体积较大，且要求盛满水的外筒热容量大于内筒及氧弹等在工作时热容量的5倍，其目的是保持试验过程中外筒温度基本恒定。为了减少室温变化对发热量测定值的影响，外筒的周围还可加装绝缘保护层。由于恒温式热量计的外筒温度基本恒定不变，在测定发热量的过程中内、外筒之间存在热交换，所以在进行发热量计算时要进行冷却校正。使用恒温式热量计，操作步骤和计算都比较复杂，但仪器的构造简单，容易维护。,1室温温度计；2内筒温度计；3外筒温度计；4放大镜；5振荡器；6内搅拌器；7盖；8外搅拌器；9氧弹；10内筒；11外筒,图3-13恒温式热量计,（2）绝热式热量计在绝热式热量计的外筒中，安装有自动控温装置，当煤样被点燃后，内筒的温度升高，此时外筒的温度能自动追踪内筒温度而上升，使内、外筒温度始终保持一致，内、外筒间不存在温差，因而没有热交换，不需要进行冷却校正。使用绝热式热量计，操作和计算都比较简单，但仪器结构较为复杂，不易维护。（3）自动氧弹热量计自动氧弹热量计仍使用氧弹量热法，只是用铂电阻温度计代替贝克曼温度计，电脑自动记录温度并完成数据的处理与计算，最后由打印机将发热量测定结果打印出来，同时具备操作简便、快速、准确等优点。,将一定质量的空气干燥煤样放入特制的氧弹（耐热、耐压、耐腐蚀的镍铬或镍铬钼合金钢制成）中，向氧弹中充入过量的氧气，将氧弹放入已知热容量的盛水内筒中，再将内筒置入盛满水的外筒中。利用电流加热弹筒内的金属丝使煤样引燃，煤样在过量的氧气中完全燃烧，其产物为CO2、H2O、灰以及燃烧后被水吸收形成的H2SO4和HNO3等。燃烧产生的热量被内筒中的水吸收，通过测量内筒温度升高数值，并经过一系列的温度校正后，就可以计算出单位质量的煤完全燃烧所产生的热量。即弹筒发热量。,2.发热量测定的原理,3.发热量的测定步骤4.测定结果的校正和计算（1）恒温式热量计法（2）绝热式热量计法5.发热量测定举例6.发热量测定的精密度7.煤的恒容高位发热量、恒容低位发热量和恒压低位发热量8.发热量的基准换算,测定弹筒发热量时，煤样是在充足的高压氧气中燃烧，这与煤在空气中燃烧的主要差别有（1）煤在空气中燃烧时，煤中的氮呈游离态的氮逸出，而煤在弹筒中燃烧时，煤中的一部分氮却生成了NO2或者N2O5等氮的高价氧化物，这些氮的氧化物又与弹筒中的水作用生成硝酸，这个过程要放出热量。（2）煤在空气中燃烧时，煤中的硫只能形成SO2气体而逸出;而煤在弹筒中燃烧时，硫却生成了稀硫酸，这个过程也要放出更多的热量。（3）煤在空气中燃烧时，煤中的水呈气态逸出；而煤在弹筒中燃烧时，煤中的水由燃烧时的气态凝结成液态，这个过程是一个放热过程。因此，煤的弹筒发热量比煤在空气中燃烧产生的实际热量高，所以必须对弹筒发热量进行校正，使发热量的数值尽量接近煤在工业锅炉内燃烧所产生的实际热量。,煤的恒容高位发热量、恒容低位发热量和恒压低位发热量,煤的恒容高位发热量是指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。煤的恒容低位发热量是指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。弹筒发热量Qb,ad，是指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。弹筒发热量是在恒定容积下测定的，属于恒容发热量。,二、利用经验公式计算煤的发热量,煤的发热量除了可用氧弹量热法直接测定外，还可利用计算方法求得。由于煤是一种复杂的混合物，不可能用一个通用的公式来计算各矿区、各煤种的发热量，所以这种计算方法一般都是根据具体矿区或煤种的特点，通过多次试验、反复验证得出的经验公式。1.利用工业分析数据计算煤的发热量2.利用元素分析数据计算煤的发热量,三、煤的发热量与煤质的关系,表3-43各种煤的发热量Qgr,v,daf,煤的发热量是表征煤炭特性的综合指标，煤的成因类型、煤化程度、煤岩组成、煤中矿物质、煤中水分及煤的风化程度对煤的发热量高低都有直接影响。,四、煤的发热量等级,煤的发热量是评价煤炭质量，特别是评价动力用煤质量好坏的一个主要参数，还是动力用煤计价的重要依据。根据煤的收到基低位发热量，可把煤分成六个等级。,表3-44煤炭发热量分级标准GB/T15224.3,思考题,1、什么是煤的发热量弹筒发热量、高位发热量、低位发热量有何区别2、简述发热量的测定原理。3、简述恒温式量热计法测定发热量的步骤。（实验七）4、影响煤发热量的因素有哪些如何影响,