ГОСТ 33108-2014 (EN 15400:2011) Топливо твердое из бытовых отходов. Определение теплоты сгорания

     10 Высшая теплота сгорания

10.1 Общие положения

Условия калориметрического испытания при сжигании твердого топлива из бытовых отходов должны быть точно такими же, как при градуировке прибора (8.2.1, 9.2.2 и 9.5). При надлежащем контроле за условиями испытаний основной проблемой становится полное сгорание топлива.

Некоторые топлива из бытовых отходов с трудом поддаются полному сгоранию в бомбе. При их испытании добавляют вспомогательное вещество (5.3), поддерживающее горение, или помещают навеску в сгораемую упаковку или капсулу из материала с точно установленной теплотой сгорания, а также исключают добавление дистиллированной воды в бомбу перед испытанием (раздел 7 и 8.2) или снижают давление кислорода в бомбе.

Определение серной и азотной кислот в смыве бомбы проводят по 8.5 или для введения поправок в результат испытания используют установленную константу для азотной кислоты (см. ниже) и установленное содержание серы в топливе из бытовых отходов (см. 10.3.2 и Е.4 приложения Е).

Количество образующейся азотной кислоты зависит от температуры сжигания и увеличивается за счет азота, содержащегося в пробе. Поправка на образование азотной кислоты при сжигании топлива и бензойной кислоты обычно бывает разная, она может также значительно отличаться для разных видов топлива из бытовых отходов.

Поправки на образование азотной кислоты при сжигании бензойной кислоты и топлив из бытовых отходов с низким содержанием азота практически одинаковы. При испытании таких топлив анализ смыва бомбы можно не проводить, а использовать поправку на образование азотной кислоты, полученную при градуировке, и поправку на образование серной кислоты, полученную расчетным путем, исходя из установленного или определяемого в отдельном испытании содержания серы в топливе из бытовых отходов.

10.2 Сжигание пробы

Проводят два параллельных испытания на представительных навесках, отобранных от аналитической пробы топлива (см. раздел 7), спрессованных в брикеты или помещенных в капсулы. Масса навески (или масса навески вместе со вспомогательным веществом или капсулой) должна быть такой, чтобы наблюдаемый подъем температуры находился в пределах диапазона, установленного при градуировке. Анализ проводят по 8.2-8.6 с соблюдением условий градуировочных испытаний (9.2.2).

Масса навески при испытаниях топлива из бытовых отходов обычно составляет приблизительно 1 г. Если наблюдаемый подъем температуры выходит за пределы диапазона, установленного при определении энергетического эквивалента калориметра , изменяют массу навески или проводят градуировку для расширенного диапазона подъема температур (см. 9.3).

10.3 Вычисление высшей теплоты сгорания

10.3.1 Общие положения

Обработку результатов измерений в современных автоматических калориметрах проводят с использованием программного обеспечения прибора, что позволяет получить в электронном виде или на бумажном носителе результаты расчета энергетического эквивалента прибора, параметры градуировки, результаты определения теплоты сгорания, а также статистические параметры для оценки прецизионности результатов. Описание действий оператора при обработке результатов измерений автоматического калориметра приведено в инструкции по эксплуатации прибора.

В соответствии с представлениями о процессах, протекающих при горении топлива в калориметрической бомбе, теплота сгорания топлива из бытовых отходов в условиях калориметрической бомбы, , для отдельного испытания равна энергетическому эквиваленту калориметра , умноженному на исправленный подъем температуры (3.6) в калориметрическом сосуде за вычетом поправок на теплоту сгорания проволоки для зажигания, запала (хлопчатобумажной нити) и вспомогательного вещества (при использовании), деленному на массу навески. Высшая теплота сгорания аналитической пробы топлива из бытовых отходов при постоянном объеме равна теплоте сгорания топлива в условиях калориметрической бомбы за вычетом поправок на теплоту образования и растворения азотной и серной кислот.

10.3.2 Для калориметров с постоянной массой воды

Высшую теплоту сгорания аналитической пробы топлива из бытовых отходов при постоянном объеме для отдельного испытания рассчитывают по следующей формуле

,                         (12)

где - высшая теплота сгорания аналитической пробы топлива из бытовых отходов при постоянном объеме, Дж/г;

- среднее значение энергетического эквивалента калориметра, определяемое при градуировке (9.6.1), Дж/К или, альтернативно, в джоулях на другую единицу измерения температуры;

, , и - см. определения в 9.6.1;

- масса вспомогательного вещества (если оно использовалось), г;

- высшая теплота сгорания вспомогательного вещества (если оно использовалось) при постоянном объеме, Дж/г;

- масса навески топлива из бытовых отходов, г;

- поправка на теплоту образования и растворения серной кислоты, Дж.

Примечание - Если массу вспомогательного вещества определяют взвешиванием в воздухе, необходимо убедиться, что значение приведено для грамма вещества, взвешенного в воздухе.

Вычисление поправок на теплоту сгорания запала, проволоки для зажигания и теплоту образования азотной кислоты, приведено в 9.6.1. Удельные теплоемкости воды и некоторых материалов, из которых изготовляют тигли, приведены в 9.6.2.

Поправка на теплоту образования и растворения серной кислоты составляет 302 Дж/ммоль, что эквивалентно 9,41 Дж/(мг серы), что, в свою очередь, соответствует значению равному 94,1 Дж/(г пробы) при содержании серы в аналитической пробе 1%.

,                                                (13)