燃料与燃烧综合实验

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1、第二章燃料与燃烧综合实验实验一煤的工业分析煤是主要的工业燃料之一，了解煤的质量和种类，对于合理利用和选择燃料，节约能源是十分重要的。煤的工业分析与元素分析不同，它不需要复杂的仪器设备，在一般的实验室中均可进行，因此掌握煤的工业分析方法，在煤的工业应用中有着普遍意义。一.实验目的掌握煤的工业分析方法，并由此了解判别煤的种类和质量。二.实验基本知识及原理煤的工业分析是测定煤的水分、灰分、挥发分产率和固定碳的质量百分含量。在测定挥发分产率的同时，利用坩埚中残留的焦渣的特征，可以初步鉴定煤的粘结性。煤的工业分析主要是采用干燥和加热等方法

2、。（对于液体燃料只作水分和灰分的测定。由于它的可燃成分与固体燃料不同，在受热时，极易完全转化为气态，所以不作挥发分和固定碳的测定。）三.实验设备1.带盖的称量瓶2个，其直径为40毫米，高25毫米和20毫升挥发坩埚2个。2.精度为万分之一克的电子天平一台、精度为十分之一克的电子秤一台。3.玻璃干燥器一个，干燥剂为无水氯化钙。4.温度高于110℃并带有调温装置的电烘箱一台。5.能加热到900℃以上并带有温度控制装置的马弗电炉一台。6.浅盘两个。四.实验内容及步骤1.煤的水分测定煤的水分包括外在水分和内在水分。吸附或凝聚在煤颗粒内部的

3、毛细孔中的水称为内在水分；附着在煤颗粒表面上的水，称为外在水分。（1）外在水分（表面水分）的测定将盛有煤样的试样瓶取来，煤样粒度为小于13mm，量不少于500g；摇动数分钟使之混合均匀，然后把瓶盖打开，取出约200g试样放入浅盘中测定质量（电子秤应精确到0.1g）。将煤样散置放在浅盘中，厚度约10mm，随即放入温度为45—50℃的干燥箱内，烘干至质量变化在每小时内不超过1%为止。取出试样再在室温下自然干燥至空气干燥状态，再称质量。按下式计算表面水分（外在水分）：（1-1）式中：——干燥后煤样的质量,g；——原始煤样的质量,g。（

4、2）内在水分的测定（分析基水分）（指空气干燥煤样的水分含量）煤的试样需按规定的取样方法取得，然后在空气中风干粉碎，粉碎后粒度应通过60网目的筛孔（煤样粒度在0.2mm以下）。用瓶严密封好（该试样称为分析试样），以备下项试验用。1)选好称量瓶，并用精度为万分之一克的电子天平称其重量；2)将试样放入瓶中，摇动数次后再将试样取出1克左右，放入称量过的称量瓶中，然后称其重量；3)轻轻摇动称量瓶中之试样，打开盖子放入温度为102--105℃的电烘箱中干燥；4)试样在电烘箱中干燥1小时后取出，并立即盖上盖子，置于干燥器中冷却至室温，然后称其

5、重量；5)称重后，再放入到电烘箱中干燥半小时，取出后称重。如果前后两次称得的重量差小于0.001克，则以最后一次称量结果为依据，求出试样之减量。若大于0.001克则还需重复步骤4。由下式求出煤样的水分百分含量：（1-2）同一试样同时做两个，其允许误差为0.2%以内，取平均值。煤中全水分百分含量：（1-3）煤的应用基，可通过所测得的表面水分及分析水分按下式计算，即空气干燥基（分析基）换算成应用基(为全水)：（1-4）2.挥发分产率的测定1)将试样取出1克左右，放入称量过的挥发坩埚中，坩埚盖好盖子，置于温度900±10℃的马弗电炉中

6、加热7分钟；2)坩埚取出后，在空气中冷却，冷却时间不超过5分钟，然后放入干燥器中冷却至室温；3)称其重量，求出试样减少的重量后按下式求得挥发分产率的百分含量：（1-5）记录坩埚中残留焦碳的外部特征，确定煤的粘结性序数（1-8）。①粉状全部是粉末，没有相互粘着的颗粒；②粘着以手指轻压即碎成粉状；③弱粘结以手指轻压即碎成碎块；④不熔融粘结以手指用力压，才裂成小块。焦渣表面无光泽，下面稍有银白色光泽；⑤不膨胀熔融粘结焦渣呈扁平的饼状，煤粒的界限不易分清，表面有银白色金属光泽；⑥微膨胀熔融粘结用手指压不碎，焦渣表面有银白色金属光泽。但焦

7、渣表面具有较小的膨胀泡（或小气泡）；⑦膨胀熔融粘结焦渣的上下表面有银白色金属光泽明显膨胀，但高度不超过15毫米；⑧强膨胀熔融粘结焦渣的上下表面有银白色金属光泽，焦渣的高度大于15毫米。3.灰分及固定碳的测定1）将做完挥发分产率的坩埚打开盖子，放入温度为815±10℃的马弗电炉内灼烧2小时；2）将坩埚由炉中取出，在空气中冷却5分钟后，再放入干燥器内冷却至室温，称出其重量，此重量即为灰分的重量，并按下式算出灰分的百分含量：（1-6）3）若煤中含硫量不高而不需分析时，则固定碳的含量可由下式求出：（1-7）式中、、、均为空气干燥煤样（即

8、分析基）的各成分的百分含量。五.实验数据处理1）将所得数据列入表中；2）根据所得数据对煤的质量给予应有的评定；3）实验记录表。表1.煤的水分（Wf）测定记录表煤样编号外在水分测得平均值（%）称量瓶编号重量（克）煤样+称量瓶重（克）煤样重（克）煤样+称量瓶重（克）