量熱儀的做法和國標煤炭化驗設備
發布時間：2012-02-18 點擊次數：1323次這是量熱儀做發熱量的國家標準。本標準規定了煤的高位發熱量的測定方法和低位發熱量的計算方法，適用于泥炭、褐煤、煙煤、無煙煤和炭質頁巖的發熱量測定。
1.定義
1.1 熱量單位
熱量的單位為J【焦（耳)】。1J【焦（耳)】=1N•m（牛頓•米）=107（爾格）。我國過去慣用的熱量單位為20℃卡，以下簡稱卡（cal）。
1cal（20℃）=4.1814J
1.2 發熱量的表示方法
發熱量測定結果以kJ/g（千焦/克）或MJ/kg（兆焦/千克）表示。
1.2.1 彈筒發熱量
在氧彈中，在有過剩的氧的情況下[氧氣初始壓力2.6-3.0MPa（26-30atm)]，燃燒單位質量的試樣所產生的熱量成為彈筒發熱量。燃燒產物為二氧化碳、硫酸、硝酸、呈液態的水和固態的灰。
注：任何物質（包括煤）的燃燒熱，隨燃燒產物的最終溫度而改變，溫度越高，燃燒熱越低。因此，一個嚴密的發熱量定義，應對燃燒產物的溫度有所規定。但在實際測定發熱量時，由于具備條件的限制，把終點溫度限定在一個特定的溫度或一個很窄的范圍內都是不現實的。溫度每升高1K，煤和苯甲酸的燃燒熱約降低0.4-1.3J/g，當按規定在相近的溫度下標定熱容量和測定發熱量時，溫度對燃燒熱的影響可近于完全抵消，而無需加以考慮煤炭化驗設備。
1.2.2 恒容高溫發熱量
煤在工業裝置的實際燃燒中，硫只生產二氧化硫，氮則成為游離氮，這是同氧彈中的情況不同的。由彈筒發熱量減掉稀硫酸生成熱和二氧化硫生成熱之差以及稀硝酸的生成熱，得出的就是高位發熱量。因為彈筒發熱量的測定是在恒定容積（即彈筒的容積）下進行的，由此算出的高位發熱量也相應地稱為恒容高位發熱量，它比工業上的恒壓（即大氣壓力）狀態下的發熱量約低8-16J/g，一般可忽略不計。
1.2.3 恒容低位發熱量
工業燃燒與氧彈中燃燒的另一個不同的條件是：在前一情況下全部水（包括燃燒生成的水和煤中原有的水）呈蒸氣狀態隨燃燒廢氣排出，煤炭化驗儀器在后一情況下水蒸氣凝結成液體。由恒容高位發熱量減掉水的蒸發熱，得出的就是恒容低位發熱量。
1.3 熱容量
量熱系統在試驗條件下溫度上升1K，所需的熱量稱為熱量計的熱容量，習慣上也叫做水當量，以J/K（或cal/℃）表示。
2 試驗室條件
2.1 試驗室應設在一單獨房間，不得在同一房間內同時進行其他試驗項目。
2.2 室溫應盡量保持恒定，每次測定室溫變化不應超過1K，通常室溫以不超出15-35℃范圍為宜。
2.3 室內應無強烈的空氣對流，因此不應有強烈的熱源與風扇等，試驗過程中應避免開啟門窗。
2.4 實驗室最好朝北，以避免陽光照射，否則熱量計應放在不受陽光直射的地方。
3 儀器設備
3.1 熱量計
通用的熱量計有兩種：恒溫式和絕熱式。煤質分析儀器它們的差別只在于外筒及附屬的自動控溫裝置，其余部分無明顯區別。熱量計包括以下主件和附件。
3.1.1 氧彈
由耐熱、奶腐蝕的鎳鉻或鎳鉻合金鋼制成，需要具備三個主要性能：
a.不受燃燒過程中出現的高位和腐蝕性產物的影響而產生熱效應；
b.能承受充氧壓力和燃燒過程中產生的瞬時高壓；
c.試驗過程中能保持完全氣密。
彈筒容積為250-350ml，彈蓋上應裝有供充氧和排氣的閥門以及點火電源的接線電極。新氧彈和新換部件（杯體、彈蓋、連接環）的氧彈應經15.0MPa（150atm）的水壓試驗，證明無問題后方能使用。此外，應經常注意觀察與氧彈強度有關的結構，如杯體和連接環的螺紋、氧氣閥和電極同彈蓋的連接處等，如發現顯著磨損或松動，應進行修理，并經水壓試驗后再用。
另外，還應定期對氧彈進行水壓試驗煤質分析儀器，每次水壓試驗后，氧彈的使用時間不得超過一年。
3.1.2 內筒
用紫銅、黃銅或不銹鋼制成，斷面可為圓形、菱形或其他適當形狀。筒內裝水2000-3000mL，以能浸沒氧彈（進、出氣閥和電極除外）為準。
內筒外面應電鍍拋光，以減少與外筒間的輻射作用。
3.1.3 外筒
為金屬制成的雙壁容器，并有上蓋，外壁為圓形，內壁形狀則依內筒的形狀而定，原則上保持兩者之間有10-12mm的間距，外筒底部有絕緣支架，以便放置內筒。
a.恒溫式外筒，恒溫式熱量計配置恒溫式外筒。煤質化驗設備盛滿水的外筒的熱容量應不小于熱量計熱容量的5倍，以便保持試驗過程中外筒溫度基本恒定。外筒外面可加絕緣保護層，以減少室溫波動的影響。用于外筒的溫度計應有0.1K的最小分度值。
b.絕熱式外筒，絕熱式熱量計配置絕熱式外筒，外筒中裝有電加熱器，通過自動控溫裝置，外筒中的水溫能緊密跟蹤內筒的溫度。外筒中的水還應在特制的雙層上蓋中循環。自動控制裝置的靈敏度，應能達到使點火前和終點后內筒溫度保持穩定（5min內溫度變化不超過0.002K）；在一次試驗的升溫過程中，內外筒的熱交換量應不超過20J。
3.1.4 攪拌器
螺旋槳式，轉速400-600r min為宜，并應保持穩定。攪拌效率應能使熱容量標定中由點火到終點的時間不超過10min，同時又要避免產生過多的攪拌熱（當日。外筒溫度和室溫一致時，連續攪拌10min所產生的熱量不應超過120J）。
這是做發熱量的一般規定。
