0、引 言
生物質(zhì)能源是一種具有廣泛內(nèi)涵的新能源，主要由農(nóng)林廢棄物、有機(jī)污水、禽畜糞便和生活垃圾等豐富可再生資源構(gòu)成，儲(chǔ)量巨大、清潔、可持續(xù)利用。在化石能源日趨緊張和環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天，生物質(zhì)能源已成為新能源的一個(gè)重要發(fā)展方向。在生物質(zhì)能源應(yīng)用過(guò)程中，其燃料特性對(duì)應(yīng)用情況具有較大影響，所以要對(duì)
生物質(zhì)顆粒燃料特性進(jìn)行檢測(cè)分析，比如灰成分測(cè)定分析、工業(yè)成分分析、全水分測(cè)定分析等。目前世界各國(guó)正在積極開(kāi)展生物質(zhì)顆粒燃料特性檢測(cè)方法研究及分析標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。現(xiàn)在我國(guó)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織還都沒(méi)有建立起成熟的、完善的、行之有效的檢測(cè)方法和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
木屑顆粒機(jī)、
秸稈顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
1、生物質(zhì)顆粒燃料特性檢驗(yàn)分析標(biāo)準(zhǔn)
1.1歐盟生物質(zhì)顆粒燃料特性檢驗(yàn)分析標(biāo)準(zhǔn)
歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CEN)于2000年組建了固體生物質(zhì)顆粒燃料技術(shù)委員會(huì)(CEN/TC 335)。歐盟固體生物質(zhì)顆粒燃料標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)一成立就開(kāi)始工作，現(xiàn)已有關(guān)于生物質(zhì)的技術(shù)規(guī)范30個(gè)，涉及生物質(zhì)的術(shù)語(yǔ)、規(guī)格、分類(lèi)、特性分析等方面。幾個(gè)典型的涉及生物質(zhì)顆粒燃料特性測(cè)定方法的標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。
1.2美國(guó)生物質(zhì)顆粒燃料特性檢驗(yàn)分析標(biāo)準(zhǔn)
美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)成立于1898年，是世界上最早的、最大的非盈利性標(biāo)準(zhǔn)制訂組織之一。ASTM于1985年成立了E48生物技術(shù)委員會(huì)，下設(shè)E48. 05生物轉(zhuǎn)化子委員會(huì)，目前共制訂了9項(xiàng)關(guān)于生物質(zhì)檢測(cè)分析標(biāo)準(zhǔn)，主要適用于生物質(zhì)的水分、灰分、揮發(fā)分、元素分析等特性的測(cè)定。
1.3我國(guó)生物質(zhì)顆粒燃料特性檢驗(yàn)分析標(biāo)準(zhǔn)
目前，我國(guó)生物質(zhì)同體燃料的試驗(yàn)方法基本上都是參照煤炭的測(cè)定方法。生物質(zhì)顆粒燃料特性分析主要采用我國(guó)標(biāo)煤炭的相關(guān)水分、灰分、工業(yè)分析等標(biāo)準(zhǔn)。表3給出了我國(guó)目前生物質(zhì)顆粒燃料特性分析方法參照的幾個(gè)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
國(guó)家農(nóng)業(yè)部和煤炭科學(xué)研究總院煤炭分析實(shí)驗(yàn)室都正在組織制訂同體生物質(zhì)顆粒燃料相關(guān)檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，主要包括：樣品制備方法、水分測(cè)定、工業(yè)分析、灰分分析、元素分析等等，都待發(fā)布中。
2、幾種典型檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)比較
2.1灰成分分析方法標(biāo)準(zhǔn)比較
關(guān)于生物質(zhì)顆粒燃料中灰分分析標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)現(xiàn)仍采用煤的灰分分析標(biāo)準(zhǔn)，與歐盟及美國(guó)關(guān)于生物質(zhì)顆粒燃料灰分分析標(biāo)準(zhǔn)相比，主要在處理方法上存在以下四個(gè)方面的差異：
(1)灰化溫度不同。歐盟標(biāo)準(zhǔn)(ASTM E1755)要求試樣的灰化溫度為(550±l0)℃；(ASTM E1534)要求試樣的灰化溫度為(580—600)℃。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(ASTM E830)要求試樣的灰化溫度為(575±20)℃；(E870-82( Repproved 1998))要求試樣的灰化溫度為(590±10)℃。
(2)試樣稱(chēng)取量不同。歐盟標(biāo)準(zhǔn)要求試樣的稱(chēng)取質(zhì)量為0. 059；美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)同歐盟標(biāo)準(zhǔn)，要求試樣的稱(chēng)取質(zhì)量也為0. 059；我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求試樣的稱(chēng)取質(zhì)量為0. 109。
(3)對(duì)灰中常量元素測(cè)定項(xiàng)目不同。歐盟標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)定Si02、A1203、Fe203、Ca0、Mg0、K20、Na20、P2 05、Ti02九項(xiàng)指標(biāo)值；美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)同歐盟標(biāo)準(zhǔn)，要求測(cè)定Si02、A12 03、Fe203、Ca0、Mg0、K20、Na20、P2 05，Ti02九項(xiàng)指標(biāo)值；我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求除測(cè)定Si02、A12 03、Fe2 03、Ca0、Mg0、K20、Na20、P2 05、Ti02九項(xiàng)指標(biāo)值外，還增加了S03指標(biāo)值的測(cè)定，共計(jì)十項(xiàng)指標(biāo)值。
(4)灰中常量元素的測(cè)定方法不同。歐盟標(biāo)準(zhǔn)中生物質(zhì)灰中的Fe203、Ca0、Mg0、K20、Na20、P205幾項(xiàng)選用煤炭檢測(cè)的相關(guān)方法測(cè)定，采用HF - HCIO。分解生物質(zhì)顆粒燃料灰樣，再用原子吸收法測(cè)定Fe203、Ca0、Mg0、K20、Na20的值。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法同歐盟標(biāo)準(zhǔn)完全一樣。我國(guó)國(guó)標(biāo)中生物質(zhì)灰中的Fe203、Ca0、Mg0、K20、Na20、P205測(cè)定選用煤炭檢測(cè)國(guó)標(biāo)的相關(guān)方法，采用HF -HCIO。分解生物質(zhì)顆粒燃料灰樣，再用原子吸收法測(cè)定Fe2 03、Ca0、Mg0、K20、Na20。另外，P2 05測(cè)定還可采用磷鉬藍(lán)分光光度法；Si02、A1203、Ti02三項(xiàng)測(cè)定采用煤灰成分分析中半微量分析法分解灰樣，再用硅鉬藍(lán)分光光度法測(cè)Si02、用氟鹽絡(luò)合滴定法測(cè)A12 03、二安替比林甲烷分光光度法測(cè)Ti02；S03采用硫酸鋇質(zhì)量法和庫(kù)侖電位滴定法。
2.2全水分測(cè)定方法標(biāo)準(zhǔn)比較
關(guān)于生物質(zhì)顆粒燃料中全水分測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)仍采用煤的有關(guān)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)，和國(guó)外兩種分析標(biāo)準(zhǔn)相比，主要是試樣處理時(shí)干燥溫度的不同，具體處理方式如下：歐盟標(biāo)準(zhǔn)CEN/TS 14774要求將試樣放在(105±2)℃溫度下的干燥箱中干燥至恒重；美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)E870-82(Repproved 1998)同樣要求將試樣放在(105±2)℃溫度下的干燥箱中干燥至恒重；我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 212-2008則要求將試樣放在（105～110）℃溫度下的干燥箱中干燥至恒重。
2.3揮發(fā)分成分分析標(biāo)準(zhǔn)比較
生物質(zhì)顆粒燃料中揮發(fā)分的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)和國(guó)外兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)相比，主要是試樣處理溫度的差異，具體處理方式如下：歐盟標(biāo)準(zhǔn)CEN/TS 15148測(cè)定生物質(zhì)中揮發(fā)分時(shí)，要求試樣加熱溫度為( 900±10)℃；美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM E872測(cè)定木質(zhì)顆粒燃料揮發(fā)分時(shí)，要求樣品在(950±20)℃溫度下灼燒7 mm；我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T212 - 2008煤的工業(yè)分析方法測(cè)定揮發(fā)分時(shí)，要求試樣在( 900±10)℃溫度下隔絕空氣加熱7min。
2.4全硫的測(cè)定方法標(biāo)準(zhǔn)比較
生物質(zhì)顆粒燃料中全硫的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)和國(guó)外兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)相比，處理方法主要體現(xiàn)在以下三方面的不同：
(1)樣品粒徑不同：我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求粒徑小于0.2 mm，而歐盟和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)則要求粒徑小于0.5 mm：
(2)試樣灼燒溫度不同：我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求灼燒溫度為800～850℃，而歐盟和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)則要求灼燒溫度為( 800±25)℃；
(3)過(guò)濾后沉淀物的處理方式不同：我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求沉淀物在800～850℃溫度下灼燒20。40 min，而歐盟和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)則要求沉淀物在約925℃下灼燒至恒重。
3、分 析
(1)由于受到本國(guó)自然情況所限，以及生物質(zhì)生長(zhǎng)地域環(huán)境的影響，歐盟和美國(guó)生物質(zhì)資源主要是以林業(yè)廢棄物為主，所以歐盟標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，尤其美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，主要是針對(duì)木質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃料特性來(lái)制定標(biāo)準(zhǔn)的，其檢驗(yàn)分析標(biāo)準(zhǔn)適合于木質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃料；而我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，生物質(zhì)顆粒燃料以農(nóng)業(yè)廢棄物為主，所以，歐盟標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)仍不能完全適合我國(guó)生物質(zhì)顆粒燃料情況，我們?nèi)孕枰贫ㄟm合我國(guó)國(guó)情的生物質(zhì)顆粒燃料特性分析標(biāo)準(zhǔn)。
(2)生物質(zhì)顆粒燃料和煤相比，雖然均為有機(jī)碳?xì)浠衔锝M成其主要可燃部分，但其密度小、灰分低、揮發(fā)分高、含水量高的特點(diǎn)，致使生物質(zhì)顆粒燃料與煤相比，在其成分組成上有較大差異，導(dǎo)致其物理和化學(xué)特性也不同，從而決定了煤的品質(zhì)特性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)不能完全適用于生物質(zhì)顆粒燃料特性分析標(biāo)準(zhǔn)。所以，需要對(duì)煤的試驗(yàn)分析檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)做進(jìn)一步的完善和改進(jìn)，建立起適用于生物質(zhì)顆粒燃料的、準(zhǔn)確可靠的燃料特性分析檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
(3)生物質(zhì)顆粒燃料中灰分測(cè)定分析時(shí)，由于大部分生物質(zhì)顆粒燃料中堿金屬K、Na和CI元素等含量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤，并且它們組成的無(wú)機(jī)有機(jī)化合物大多在600C溫度以上就開(kāi)始揮發(fā)，所以我國(guó)國(guó)標(biāo)灰化溫度815℃下測(cè)得的灰成分結(jié)果可能偏低，將不能正確反應(yīng)測(cè)試樣品中礦物質(zhì)含量；而歐盟標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)所選擇的(550±10)℃、(575±20)℃和(590±10)℃作為生物質(zhì)顆粒燃料灰分測(cè)定溫度，均未超過(guò)600℃，不受化合物的揮發(fā)情況影響，故灰分測(cè)定分析時(shí)，灰化溫度不超過(guò)600℃是比較理想溫度。
(4)生物質(zhì)顆粒燃料中水分測(cè)定分析時(shí)，由于生物質(zhì)顆粒燃料中含有的低碳分子碳?xì)浠衔锟赡苡猩倭康奶匾讚]發(fā)物質(zhì)存在，這些物質(zhì)的揮發(fā)溫度一般在110℃以上。所以，力了減少生物質(zhì)中水分測(cè)定值的偏差，歐盟標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的生物質(zhì)顆粒燃料水分測(cè)定溫度為(105±2)℃，我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定溫度為(105～110)℃，都沒(méi)有超過(guò)110℃。
4、結(jié)束語(yǔ)
本文在詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)顆粒燃料特性分析標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，著重分析了我國(guó)目前生物質(zhì)顆粒燃料分析檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外歐盟標(biāo)準(zhǔn)以及美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的差異，對(duì)幾種典型生物質(zhì)顆粒燃料特性分析標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了詳細(xì)比較，對(duì)促進(jìn)我國(guó)生物質(zhì)顆粒燃料特性檢測(cè)分析標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，完善我國(guó)生物質(zhì)顆粒燃料特性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，做些有意義的工作。
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