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做煤炭的發(fā)熱量,硝酸生成熱扮演什么角色

2025-03-26 10:37:54

在測定煤炭的發(fā)熱量(熱值)時,硝酸的生成熱(ΔH°f)主要通過以下兩個環(huán)節(jié)發(fā)揮作用,尤其在氧彈量熱法中至關(guān)重要:


1. 修正硫和氮燃燒產(chǎn)生的酸校正項

煤炭燃燒時,其中的硫(S)和氮(N)會分別生成硫酸(H?SO?)和硝酸(HNO?),這些酸性物質(zhì)的形成是放熱反應(yīng),會額外增加測得的總熱量。但實際煤炭的有效發(fā)熱量(凈熱值)不包含這部分熱量,因此需通過硝酸的生成熱進行修正。

  • 反應(yīng)示例

    • 氮轉(zhuǎn)化為硝酸:

      N(煤中)+54O2+12H2OHNO3(l)ΔHf°=?174.1?kJ/mol

    • 硫轉(zhuǎn)化為硫酸:

      S+32O2+H2OH2SO4(l)ΔHf°=?814?kJ/mol

  • 修正公式(以GB/T 213-2008為例):

    Qnet=Qgr?(a?ΔHf,HNO3°+b?ΔHf,H2SO4°)

    其中:

    • a,b 分別為硝酸和硫酸的生成摩爾數(shù)(通過氧彈內(nèi)溶液滴定確定)。

    • **硝酸的生成熱(-174.1 kJ/mol)**用于扣除氮燃燒放熱的干擾。


2. 影響氧彈量熱法的測試精度

  • 若忽略硝酸生成的修正,會導致測得的高位發(fā)熱量(Qgr)偏高,進而使計算出的低位發(fā)熱量(Qnet)(實際可用熱量)不準確。

  • 煤炭中氮含量越高(如褐煤),硝酸生成熱的修正影響越大。


3. 實際應(yīng)用中的簡化處理

  • 部分標準(如ASTM D5865)會通過實驗測定氧彈內(nèi)溶液的總酸熱,而非單獨計算硝酸和硫酸的生成熱。

  • 但若需精 確區(qū)分硫、氮的影響,仍需引用硝酸的生成熱數(shù)據(jù)。


總結(jié)

硝酸生成熱在煤炭發(fā)熱量測定中主要用于:

  1. 扣除氮燃燒生成硝酸的附加放熱,確保發(fā)熱量數(shù)據(jù)反映煤炭的真實能量。

  2. 校正氧彈量熱法的系統(tǒng)誤差,尤其是高氮煤種(如部分煙煤或褐煤)。

如果需要具體計算示例或不同標準的修正方法,可進一步說明!

 

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