气体，电磁泵的进气口和出气口个装有一膜片，分别使空气进出，泵体内装有硅橡胶薄膜，在其背后黏有一电磁铁，电磁铁下有一线圈。通电后，硅橡胶薄膜振动使空气从进气口抽
2程控温控仪系统：包括程序控制器和温度控制器，以控制送样、升入，从出气孔压出。○
3高温炉：使用硅碳管作加热元件高温炉须有不少于90mm长的高温带温和停留等动作。○
4电[（1150±5）℃]。燃烧管要求耐温1300以上，由石英或制成，直接置于硅碳管内。○
解池及搅拌器：电解池是由有机玻璃制成，在上盖中固定一对电解电极和一对铂指示电极。电解阴电极位于电解池的中心，电解阳电解极位于电解池的边缘。 在电解池内放置一塑料封装的铁芯棒，作为搅拌器使用。在磁力搅拌器的磁场作用下即作旋转运动，从而起到
5库仑积分仪：库仑积分仪设有“自动”了搅拌的作用。○、“零”、“手动”三档。“零”档
供放出电解液及蒸馏水冲洗电解池之用，防止搅拌通气停止后，清洗在电极上电解沉积的碘；“自动”档是仪器按预定程序自动测定；“手动”档，根据需要，人为控制送样、燃烧和电解等动作.仪器如图:
图3-10
3.实验准备 （1）接上电源 ，使高温炉达到1050℃（本仪器为了减小体积，控温热电偶装在加热管外，因而此点温度低于内部温度 。一般情况下毫伏机指针在1060℃时炉温已达到1050℃）,另取一组已校正的铂铑-铂热电偶高温计,测定燃烧管中高温带的位置、长度及600℃预分解的位置。 （2）调节程控温控器是预分解和高温分解的位置分别位于高温炉的600℃以及1050℃出。（3）在燃烧管高温带后端填充厚度为3mm的硅酸铝棉，在燃烧管出口处填充经洗净、干燥的玻璃纤维棉。
（4）将程控温控器、燃烧炉（内装燃烧管）、库仑积分器、搅拌器和电解池及空气净化系统连接奏装好（燃烧管、旋塞及电解池之间用硅橡胶管连接）。
（5）开动净化系统的电磁泵进行抽气、送气、调节抽风量为1000mL/min，关闭电解池与燃烧管间的旋塞，如抽速可降至500mL/min以下表明电解池、干燥管等部件均气密；否则，应查明原因并进行调节，使系统不漏气，方可进行实验。 4、实验步骤
（1）将炉温控制在（1150±5）℃，抽气棒的气量调节在1000mL/min，电解选择钮置于零位。
（2）在抽气和供气条件下，将已配好的250mL电解液注入电解池，使漏斗中留有少量电解液。开动搅拌器，将旋钮转至自动电解档。
（3）在瓷舟中 称取粒度小于0.2mm的一般分析试验煤样0.05g左右 （准至0.0002g），并在煤样上撒一薄层三氧化钨并将试样舟置于石英托盘上，开启程序控制器，适应托盘即
自动进炉，库伦滴定随即开始（一般在正式测定前，应先送入几个不称量的试样进行电解，电解达终点后在进行正式测定）。库仑滴定到达终点时积分仪显示出硫的毫克数或打印机打印出硫的百分含量。
（4）实验结束，首先关闭燃烧管与电解池之间的旋塞，然后打开电解池上的漏斗活塞，放出电解液，并用蒸馏水清洗电解池，然后关闭漏斗活塞。开启燃烧管与电解池间旋塞，抽出进入烧结玻璃熔板的水珠。关闭电源开关。
5、结果计算 S t,ad=（积分仪上显示数mg/煤样质量mg）3100% 6、精密度：同高温燃烧中和法的规定。 7、注意事项
（1）实验结束前，应先关闭电解池与燃烧管间的旋塞，以防电解液流入燃烧管而使燃烧管炸裂。
（2）加电解液必须在抽气泵开启，并且燃烧管和电解池间的旋塞关闭时，方可将电极液加入电解池。 （3）试样称量前，应尽可能将试样混合均匀。
（4）电解液可以重复使用 ，重复使用的次数视电解液PH值而定，PH<1时需要更换 。 （5）试样最好连续分析，如中间间隔时间较长，在测定前应加烧一个废样（50mg左右，不称量，不计值），使电解液电极电位调整到仪器所需数值，然后再进行测定。 8、思考题
（1）煤样中氯对实验结果有什么影响？
（2）氧气流量、煤样推进速度及最终燃烧时间等条件的变化对测定有何影响？ （3）艾氏法测定煤中全硫的原理？
（4）沉淀硫酸钡时为什么要使溶液呈微酸性？
（5）硫酸钡的沉淀作用为什么要在沸腾溶液中进行？
（6）沉淀时加入的氯化钡通常需过量，但必须适当，为什么？ （7）为什么库伦法测定煤中全硫含不采用纯氧做载气？ （8）库伦法正式测定前为什么要加烧废样？
实验七 煤炭发热量的测定
一、 实验目的
掌握煤炭发热量的测定原理，学习利用恒温式热量计测定煤炭发热量的方法与步骤，熟练掌握各项校正方法。 二、实验原理
称取一定样的煤样放入氧弹。氧弹充人氧气后浸没在盛水的内筒中，点火使煤样完全
燃烧，根据氧弹周围的水温升高值，计算煤的发热量。实际上煤样燃烧释放的热量，不仅使内筒水温升高，还使氧弹本身，内筒、插入内筒的搅拌器和温度计等组成的热量系统吸热升温，此外，恒温式热量计的内外筒之间还存在热交换。因此，必须经过一定量的校正后，方可计算出煤样在氧弹中燃烧所放出的热量。 三、仪器设备和试剂
（1） 热量计：恒温式热量计包括以下主件和附件。 1氧弹：由耐热耐腐蚀的镍铬或镍铬合金钢制成。 ○
2内筒：紫铜黄铜或不锈钢制成。内筒盛水2000～3000ml，能浸没氧弹（进出气阀和点火○
电极除外）为准。内筒外表面应该电镀抛光，以减少内外筒之间的辐射传热。
3外筒：为金属制成的双壁容器，装有盖。外筒底部设有绝缘支架，以便放置内筒。 ○
4搅拌器：螺旋桨式，转速以400～600r/min为宜，搅拌率应使在热容量标定时，由点火○
倒终点的时间不超过10min,同时又要避免过多的搅拌热（当内、外筒和室温保持一致时，连续搅拌10min钟，所产生的热量不应超过120J）。
（2） 温度计：精密温度计或贝克曼温度计，分度值均为0.01°C此外，也可以使用测
温准确度达到0.002C的数字式精密温度计。
（3） 温度计读数放大镜和照明灯：为了使温度计读数能估计到0.001C，需要一个大
约5倍的放大镜。通常放大镜装在镜筒中，筒的后部装照明灯，可以照明温度计的刻度。镜筒可沿垂直方向向上、下移动，可以观测温度计水银柱的位置。
（4） 振荡器：电动振荡器，用于在读取温度前震荡温度计，以克服水银柱和毛细管间
的附着力。如无此装置，也可用套有较胶皮管的玻璃棒等敲击温度计。
（5） 燃烧皿：鉑制品或镍铬钢制品。规格为高17mm，上部直径为25～26mm，底部直
径为19～20mm，厚0.5mm。由其他合金钢或石英制的燃烧皿也可以使用，但必须保证试样燃烧完全，而本身又不受腐蚀和产生热效应为原则。
（6） 压力表和氧气导管：压力表应由两个表头组成，一个指示氧气瓶中的压力，另一
个指示充氧时氧弹的压力。表头上应装设减压阀和保险阀。压力表每年至少经计量机关检定一次，以确保指示正确和操作安全。
（7） 点火装置：点火采用12～24伏的电源。点火电压应预先实验确定。其方法是：
接好点火线，在空气中通电实验。熔断法点火时，调节电压使点火丝在1-2s内达到暗红，电压调节好后，实验时应准确测定电压、电流和通电时间，以便计算电能产生的热量；若采用棉线点火，在遮火罩以上的两电极柱间连接一段直径为0.3mm的镍铬丝，丝的中部预先绕成螺旋状，以便发热集中，调节电压使发热丝在4～5秒内达到暗红，使用时棉线一端夹在螺旋中，另一端通过遮火罩上的小孔搭接在试样上。
（8） 压饼机：螺旋式压饼机和杠杆式压饼机，能压制直径10mm的煤饼或饼甲酸饼。
模具和压杆应为硬质钢制成，表面光洁，易于擦拭。
（9） 秒表
（10） 分析天平：感量0.1mg。
（11） 工业天平：最大称量4～5kg，感量0.5g。
（12） 氧气：至少99.5%的纯度，不含可燃成分，因此不许使用电解氧，
（13） 苯甲酸：经计量机关检定并标明热值的基准量热物质。使用前应在40～50C的温
度下烘烤3～4h.
（14） 点火丝：直径0.1mm左右的铁铜镍铬丝或其他已知热值的金属丝。若使用棉线，
则应选用粗细均匀不涂蜡的白棉线。各种点火丝的燃烧热如下： 铁丝 6700j/g 镍铬丝 6000j/g 铜丝 2599j/g
棉线 17500j/g
(15) 酸洗石棉绒：使用前在800C下灼烧30min。
（16）擦镜纸：使用前先测定其燃烧热，方法是将3～4张擦镜纸，用手团紧，精确称量，放入燃烧皿，按常规方法测量其发热量。取两次结果的平均值作为标定值。 四、实验步骤
（1）在燃烧皿中称取粒度小于0.2mm的一般分析实验煤样0.9～1.1g（准至0.0002g）。 对于燃烧时易飞溅的的试样，可用已知质量和发热量的的擦拭纸包紧，或在压饼机中压成饼并切成2～4mm的小块使用。不易燃烧完全的试样，可以在燃烧皿的底铺上一个石棉垫圈，或用石棉绒做衬垫。若用石英燃烧皿则不需任何衬垫。如果加衬垫后仍然燃烧不完全，可提高充氧压力至3.0～3.2mpa，或用已知质量的和发热量的的擦镜纸包裹试样并用手压紧，放入燃烧皿。
（2）取一段已知质量的点火丝，将两端分别接在两个电极柱上，注意与式样保持良好接触或微小距离（对飞溅和易燃煤样）。切勿使点火丝接触燃烧皿，以免形成短路致使点火时失败，甚至烧毁燃烧皿。同时还应防止两极间及燃烧皿与另一电极间的短路。 在非熔断式点火情况吸下用棉线点火时，把已知质量的棉线的一端固定在点火导线上，；另一端搭在式样上。
（3）将10mL蒸馏水注入氧弹，小心拧紧氧弹盖，接上氧气导管，开始充氧，直到氧弹压力达2.6~2.8MPa。充氧时间不得超过30s。当钢瓶氧压力降至5.0MPa以下时，充氧时间可酌量延长；降至4.0MPa以下时应更换氧气。
（4）向内筒加入一定量的蒸馏水（应与热容量标定时内筒水量相同，相差不大于0.5g），须使氧弹盖的顶面（不包括突出的氧气阀和电极）淹没在水面以下10~20mm。
内筒中加入的水量最好用称量法确定。若采用容量法，则需对温度进行补正。注意恰当调节内筒水温，使终点时内筒温度比外筒高约1K，使至终点时内筒温度出现明显下降。外筒温度应尽量接近室温，相差不得超过1.5K。
（5）将氧弹放入已加水的内筒，若氧弹内无气泡逸出，表明气密性良好，即可将内筒放置在外筒的绝缘架上；如果有气泡出现，则表明漏气，应查明原因，加以纠正，重新充氧。接上点火电极插头，装上搅拌器和温度计，盖上外筒盖。温度计的水银球应对准杨弹主体（进出气阀和电极除外）的中部。温度计不得接触氧弹和内筒。在靠近温度计的露出水银
柱的部位另悬一支普通温度计，用以测定露出柱温度。
（6）开动搅拌器，5min后开始计时和读取内筒温度（t0）并立即点火。同时记下外筒温度（tj）和露出柱温度（te）.外筒温度至少读到0.05K，内筒温度借助放大镜读到0.001K。读取温度时，视线、放大镜中线和水银柱顶端应位于同一水平线上。每次读数前，应开启振动器振动3~5s。
（7）观察内筒温度（注意在点火后20s不得将身体任何部位靠近热量计上方），如在30s内温度急剧上升，表明点火成功。点火后1min 40 s时读取一次内筒温度（t1ˊ40＂），读准到0.01K。
（8）接近终点时（一般点火到终点时间为8~10 min）每个1min读取一次内筒温度。读数前开启振荡器，并读准到0.001K。以第一个下降温度作为终点温度（tn）。实验主要阶段到此结束。
（9）停止搅拌，取出内筒和氧弹，开启氧弹上的放气阀，放出燃烧废气。打开氧弹，仔细观察氧弹和燃烧皿内部，如发现试样燃烧不完全的迹象或有炭黑存在，则实验应作废。 （10）金属丝点火时，找出未烧完全的点火丝，量出长度，并计算实际消耗量。
（11）需要时用蒸馏水充分冲洗氧弹内各部分、放氧阀、燃烧皿内外和燃烧残渣。将全部洗液（约100mL）收集在烧杯中，供测定弹筒洗液硫量之用。 五、实验记录和结果计算
1、实验记录表：煤炭发热量的测定 Mad/% 煤样编 热容量 T0/℃ /E 号 煤样质量/g 露出柱温度/℃ 基点温度/℃ 常数K 常数A n NaOH标液浓度/mol ?L-1 内筒温度/℃ T1ˊ40＂℃ tn/℃ St,ad/% NaOH溶液耗量/mL 内筒温度/℃ Aad/% Qb,ad/j .g-1 Qgr,ad/j .g-1 Sb,ad= 点火时外筒温度/℃ 时间/min 0 1min40s 2 内筒温度/℃ 时间/min 3 4 5 时间/min 6 7 8 时间/min 9 10 11 内筒温度/℃ 测定人： 审定人： 2、结果计算