煤的发热量课件.ppt

第五章煤的工艺性质煤的热解煤的黏结与成焦机理煤的黏结性（结焦性）指标煤炭气化和燃烧的工艺性质煤的铝甑低温干馏试验煤的可选性煤的发热量第七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。发热量的国际单位是J/g，有时常用MJ（兆焦）/kg表示，其换算关系是1MJ/kg=103J/g。煤的发热量不但是煤质分析和煤炭分类的重要指标之一，而且也是热工计算的基础。在煤质研究中，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，在煤的国际分类和中国煤炭分类中，发热量是低煤化程度煤的分类指标之一。在煤的燃烧或转化过程中，利用煤的发热量可以计算热平衡、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、理论烟气量及可达到的理论燃烧温度等。一、煤发热量的测定早在1880年法国贝特洛就提出了用氧弹量热法来测定煤的发热量。不断完善并沿用至今。目前，国际、国内（GB/T213-2003）均采用此方法测定煤的发热量。1、基本原理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Qb,ad。弹筒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O2、N2、CO2、H2SO4和HNO3、液态H2O以及固体灰时放出的热量。弹筒发热量是在恒定容积下测定的，属于恒容发热量。2、煤在氧弹中燃烧与在大气中燃烧的区别（1）煤在空气中燃烧时，煤中的氮呈游离态的氮逸出，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，这些氧化物又与弹筒中的水作用生成硝酸，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，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，也是一个放热过程。煤的弹筒发热量比煤在空气中燃烧产生的实际热量高，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。3、煤的恒容高位发热量和恒容低位发热量煤的恒容高位发热量：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O2、N2、CO2、SO2和液态H2O以及固体灰时放出的热量。也即由弹筒发热量减去硝酸生成热和硫酸校正热后得到的发热量，用符号Qgr,v,ad表示。其计算公式如下：Qgr,v,ad—空气干燥煤样的恒容高位发热量，J/g；Qb,ad—空气干燥煤样的弹筒发热量，J/g；ωad(Sb)—由弹筒洗液测得的煤中硫的质量分数，%；[当煤中ωad(St)≤4%或Qb,ad＞14.60MJ/Kg时，可用全硫ωad(St)代替ωad(Sb)]94.1—硫酸生成热校正系数，它是煤中每1.00%（0.01g）的硫生成硫酸的生成热和硫酸溶于水的溶解热之和，J；α—硝酸生成热校正系数，当Qb,ad≤16.70MJ/Kg时，α=0.0010；当16.70MJ/Kg＜Qb,ad≤25.10MJ/Kg时，α=0.0012；当Qb,ad＞25.10MJ/Kg时，α=0.0016。煤的恒容低位发热量是指单位质量的煤在充有过量氧气的氧弹内燃烧工，其燃烧产物组成为O2、N2、CO2、SO2和气态H2O以及固态灰时放出的热量。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，用符号Qnet,v,ad表示。其计算公式如下：也可用公式5-9直接计算收到基煤样的恒容低位发热量：5-9Qnet,v,ad—空气干燥基煤样恒容低位发热量，J/g；Qnet,v,ar—收到基煤样恒容低位发热量，J/g；Qgr,v,ad—空气干燥基煤样恒容高位发热量，J/g；Mad—空气干燥基煤样的水分，%；Mar—收到基煤样的水分，%；ωad（H）—空气干燥基煤样氢的质量分数，%；25—常数，即每1%（0.01g）水的蒸发热为25J；9—把氢折算为水的系数。煤在锅炉内燃烧就是在恒压下进行的，收到基煤样的恒压低位发热量可由下式计算：5-10Qnet,p,ar—收到基煤样恒压低位发热量，J/