1、誠信做人；數據真實；分析合理；富于創新環工綜合實驗（2丿（固體廢物熱值測定實驗）實驗報告專業環境工程班級卓越環工1101姓名黃雪瓊指導教師成績東華大學環境科學與工程學院實驗中心二0一四年五月實驗題目固體廢物熱值測定實驗實驗類別綜合實驗室2136實驗時間2014年5月5日13時16時實驗環境溫度:19.9C濕度:33%同組人數7本實驗報告由我獨立完成，絕無抄襲！承諾人簽名一、實驗目的（1）要使物質維持燃燒，就要求其燃燒釋放出來的熱量足以提供加熱廢物到達燃燒溫度所需要的熱量和發生燃燒反應所必須的活化能。否則，就要消耗輔助燃料才能維持燃燒。有害廢物焚燒，一般需要熱值為18600kJ/kg。采用氧彈熱

2、量計可測定固體廢物的發熱量或固體廢物的熱值。（2）通過本實驗要求掌握熱值測定方法和氧彈熱量計的基本操作方法。二、實驗原理任何一種物質，在一定的溫度下，物料所獲得的熱量（Q）：Q=CAt二mq式中C熱容量，J/K；m質量，gt初始溫度與燃燒溫度之差，K；q物料發熱量。所以，熱容量（C）：mqC=N在操作溫度一定、熱量計中水體積一定、水純度穩定的條件下，C為常數，氧彈熱量計系統的熱容量也是固定的，當固體廢物燃燒發熱時，會引起熱量計中水溫變化（4t），通過探頭測定而得到固體廢物的發熱量。發熱量（q）為：C.Atq=m式中m待測物質量。附錄一：1、熱容量（J/C）計算公式e二QM1+QM2+VQAT式

3、中：E熱量計熱容量，J/C；Q1苯甲酸標準熱值，26470J/g；M1苯甲酸重量，g；Q2引燃(點火)絲熱值，J/g；M2引燃(點火)絲重量，g；V消耗的氫氧化鈉溶液的體積，ml；Q3硝酸生成熱滴定校正(O.lmol的硝酸生成熱為5.9J),J/g；T修正后的量熱體系溫升，C；計算方法如下：T=(tn-tO)+0A0n00-0+燈t-n0)+nVii=1式中：V0和Vn初期和末期的溫度變化率，C/30s；00和0n初期和末期的平均溫度，C；n主期讀取溫度的次數；ti主期按次序溫度的讀數；2、試樣熱值(J/g)的計算公式EAT-工GdG式中：刀Gd添加物產生的總熱量，J；G試樣重量，g；其它符號

4、同上式。(點火絲：直徑0.1mm左右的鉑、銅、鎳鉻絲或其他已知熱值的金屬絲，如使用棉線，則應選用粗細均勻、不涂蠟的白棉線。各種點火絲點火時放出的熱量如下：鐵絲：6700J/g(1602cal/g)；鎳鉻絲:1400J/g(335cal/g)；銅絲：2500J/g(598cal/g)；棉線：17500J/g(4185cal/g)。附錄二：儀器使用方法、一開機后，只要不按“點火”鍵，儀器逐次自動顯示溫度數據100個，測溫次數從0099遞增，每半分鐘一次，并伴有蜂鳴器的鳴響，此時按動“結束鍵”鍵或“復位”鍵能使顯示測溫次數復零。、按動“點火”鍵后，氧彈內點火絲得到約24V交流電壓，從而燒斷點火絲，點

5、燃坩堝中的樣品，同時，測量次數復零。以后每隔半分鐘測溫一次并貯存測溫數據共31個，當測溫次數達到31后，測溫次數就自動復零。當樣品燃燒，內筒水開始升溫，平緩到頂后，開始下降，當有明顯降溫趨勢后，可按“結束”鍵，然后按動“數據”鍵，可使00次、01次、02次一直到按“結束”鍵時的測溫次數為止的測量溫度數據重新逐一在五位數碼管上顯示出來，操作人員可進行記錄和計算，或與實時筆錄的溫度數據(注：電腦貯存的數據是蜂鳴器鳴響的那一秒的溫度值)核對后計算AT和熱值。當操作人員每按一次“數據”鍵，被貯存的溫度數據和測溫次數自動逐個顯示出來，方便操作人員查看測溫記錄。注：在讀取數據狀態，“點火”鍵不起作用，若需

6、重新測量，必須先按“結束”鍵，使儀器回到測溫狀態。按“復位”鍵后，可重新實驗。關掉電源，原貯存的溫度數據也將自動被清除。三、實驗設備和儀器實驗設備：1、氧彈2、3、內桶4、5、水保溫層6、-數字溫差測量儀拋光擋板攪拌器氧彈卡計安裝示意圖:52143數字溫差測量儀曲1111川川川III氧彈構造:1、厚壁圓筒2、彈蓋3、螺帽4、進氣孔5、排氣孔6、電極（兼燃燒皿托架）7、燃燒皿8、另一電極（與4相連）9、火焰遮板（固定在8上）實驗儀器氧彈式熱量計、氧氣充氧器、氧氣鋼瓶、苯甲酸標準物質、點火絲、固體廢物、蒸鎦水、橡皮管、10mL量筒、分析天平、鑷子、剪刀、扳手等。四、實驗步驟1、熱量計熱容量（E）的

7、測定（1）先將外筒裝滿水，試驗前用外筒攪拌器（手拉式）將外筒水溫攪拌均勻；（2）稱取片劑苯甲酸1克（約2片），再稱準至0.0002克放入坩堝中；（3）把盛有苯甲酸的坩堝固定在坩堝架上，將1根點火絲的兩端固定在兩個電極柱上，并讓其與苯甲酸有良好的接觸，然后，在氧彈中加入10毫升蒸餾水，擰緊氧彈蓋，并用進氣管緩慢的充入氧氣直至彈內壓力為2.83.0MPa大氣壓為止，氧彈不應漏氣；把上述氧彈放入內筒中的氧彈座架上，再向內筒中加入約3000克(稱準至0.5克)蒸餾水(溫度已調至比外筒低0.20.5C左右)，水面應至氧彈進氣閥螺帽高度的約2/3處，每次用水量應相同；接上點火導線，并連好控制箱上的所有電路

8、導線，蓋上蓋，將測溫傳感器插入內筒，打開電源和攪拌開關，儀器開始顯示內筒水溫，每隔半分鐘蜂鳴器報時一次；當內筒水溫均勻上升后，每次報時時，記下顯示的溫度。當記下第10次時，同時按“點火”鍵，測量次數自動復零。以后每隔半分鐘貯存測溫數據共31個，當測溫次數達到31次后，按“結束”鍵表示試驗結束(若溫度達到最大值后記錄的溫度值不滿10次，需人工記錄幾次)；停止攪拌，拿出傳感器，打開水筒蓋(注意：先拿出傳感器，再打開水筒蓋)，取出內筒和氧彈，用放氣閥放掉氧彈內的氧氣，打開氧彈，觀察氧彈內部，若有試樣燃燒完全，試驗有效，取出未燒玩的點火絲稱重，若有試樣燃燒不完全，則此次試驗作廢；用蒸餾水洗滌氧彈內部及

9、坩堝并擦拭干凈，洗夜收集至燒杯中的體積約150200毫升；將盛有洗液的燒杯用表面皿蓋上，加熱至沸騰5分鐘，加2滴酚酞指示劑，用0.1M的氫氧化鈉標準溶液滴定，記錄消耗的氫氧化鈉溶液的體積，如發現在坩堝內或氧彈內有積炭，則此次試驗作廢；2、樣品熱值的測定將固體廢物1.0g左右樣品，同法進行上述實驗。五、注意事項點火絲不得掉到水池，不能碰到坩堝；氧彈每次工作之前要加10ml水；工作時，實驗室關好門窗，盡量減少空氣對流。六、實驗記錄及數據處理1、熱量計熱容量(E)的測定苯甲酸質量：m1=1.00g燃燒前點火絲質量：0.0176g點火絲燃燒后質量：0.0122g點燃引火絲質量：0.01760.0122

10、=0.0054g滴定苯甲酸燃燒后氧彈內洗液消耗NaOH用量：8.7mL；滴定苯甲酸燃燒后氧彈內洗液消耗NaOH濃度：0.1mol/L溫度差：AT18.91917.273=1.646C；苯甲酸燃燒升溫數據記錄t/30sT/Ct/30sT/Ct/30sT/C117.2731318.8512518.908217.8961418.8612618.910318.2291518.8722718.911418.4071618.8792818.912518.5281718.8862918.913618.6171818.8903018.914718.6881918.8953118.915818.7292018.

11、8983218.916918.7662118.9003318.9171018.7942218.9033418.9181118.8182318.9053518.9191218.8362418.9073618.919廠QM+QM+VQ26470 x1.00+(-2.9)x0.0054+8.7x0.1x8.7十0.1x5.9十63E11223=AT1.646=16081.89J/C2、樣品熱值的測定煤粉質量m2：1.0296g點燃前點火絲質量：0.0127g點燃后點火絲質量：0.0059g點燃點火絲質量：0.01270.0059=0.0068g滴定苯甲酸燃燒后氧彈內洗液消耗NaOH濃度：0.1mol

12、/L；滴定苯甲酸燃燒后氧彈內洗液消耗O.lmol/LNaOH:4.70mL；溫度差：AK20.74719.686=1.061C；煤粉燃燒升溫數據記錄t/30sT/Ct/30sT/Ct/30sT/C119.686920.6641720.745219.9881020.6851820.747320.2451120.7001920.747420.3821220.7232020.747520.4941320.7292120.748620.5591420.7362220.748720.6011520.7392320.748820.6381620.7422420.747八EAT工Gd16081.89x1.0

13、612500 x0.0068-0.0047x5.9Q二G=1.0296=16613g七、思考題1氧彈測定物質的熱值，經常出現點火不燃燒的現象，使得熱值無法測定，請問，發生上述現象的原因是什么？如何解決？答：發生點火不燃燒的現象的原因是沒有達到物質燃燒的三個條件之一。物質燃燒的條件：物質本身具有可燃性、可燃物與助燃物充分地接觸、達到可燃物的著火點。故可能的原因有：充氧時不充分，不足以燃燒。解決方法：應該重新對氧彈充氧，保證不漏氧。點火絲不慎與坩堝相連致短路。解決方法：重新連接即可。未達到著火點。解決方法：加入少量助燃劑，或將銅絲買入粉煤灰中讓他們充分接觸。物料水分過多。解決方法：將物料進行干燥后再次嘗試。2已知某固廢的熱值為11630KJ/kg。固廢中的元素組成：元素CHONSH2O灰分含量()28423412020與熱損失有關的量如下：爐渣含碳量5%(H完全燃燒)空氣進爐溫度65C爐渣溫度650C殘渣比熱0.323KJ/(kg.C)水的汽化潛熱2420KJ/kg輻射損失0.5%,碳的熱值32564KJ/kg請計算焚燒后可利用的熱值(以上kg為基準)答：(1)殘渣中未燃燒的C含量灰分1X0.20=0.2kg總殘渣量0.2/