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案例详细
标题生物质燃料质量检验体系的建设和研究
技术领域
行业
简介
内容
一．          研究的目的和意义
        生物质燃料是我国，也是世界的一种新兴能源。近些年，国外部分国家越来越多地开发和利用生物质燃料，在2005年国际标准化组织固体矿物燃料委员会（ISO/TC27）第20届会议上，丹麦等国家的代表提出应将生物质燃料的检验纳入国际标准的范围，这个提议获得了大多数与会代表的认可。
         目前，国际上尚无成熟的生物质燃料的检验方法标准，据了解，欧共体已经开始制定部分检验项目的区域性标准。我国的生物质燃料的较大规模应用是在近几年才开始的，同样，我国也没有生物质燃料的检验方法标准。
        对燃料品质的检验是燃料利用的基础。对于发电锅炉，由于安全和提高燃烧效率等方面的考虑，在燃料入炉前更需要了解燃料的品质。
         生物质燃料与煤炭有相近之处，如两种燃料都是以碳、氢为主、都是固体，但两种燃料间也存在比较大的差别，主要是质地、形态、燃烧温度、密度等不同，这些差别必然会影响到生物质燃料的检验，所以不能简单地套用煤炭的方法进行生物质燃料的检验。
        目前，燃料来源主要有四种：玉米秸秆、小麦秸秆、棉花杆、桑枝条。堆放方式主要为：倒伏于田间（平铺）、堆放在路边（散落堆放）、堆放在村中房前屋后（成捆堆放）。
        考虑到生物发电项目的需要，本项目拟通过大量的研究试验，建立准确可靠的生物质燃料检验方法，制定出8项生物质燃料的检验方法标准。
二．         检验项目：
1．   采制样：燃料的采样、样品的制备；
2．   测定项目：全水分、分析样品水分、灰分、挥发分、全硫、碳、氢、氮、氯。
三．          研究路线：
        考虑煤炭和生物质燃料的相似性和差异，各检验项目均参照煤炭的检验方法，对煤炭和生物质燃料间差异所带来的影响进行研究，确定适合生物质燃料的准确可靠的检验方法。
        由于生物燃料与煤炭的差异，在制定标准中一般需要考虑如下影响：样品称样量、加热速度、加热温度、反应的速度、燃烧速度和燃烧时的状态、现有煤炭检验设备的适用性等。
1．   研究程序：
a)       根据煤炭和生物燃料的异同点，考虑到各种可能的影响因素，制定出初步的试验方案；
b)       按照试验方案进行试验；
c)       对试验数据进行统计分析；
d)       根据数据分析的结果，并考虑到实际操作的便利性，确定最终的标准试验方法；
e)       在国内选择8个高水平化验室，进行方法的精密度的协同试验；
f)       编制标准稿；
g)       由有关单位共同组织进行标准的审查；
h)       根据标准审查意见修改标准稿；
i)       形成最终标准稿。
2．   研究试验的内容
2.1．       全水分的测定：
a)       需要的条件试验：
样品粒度；
测定温度；
测定方法选择：一步法和两步法；
干燥的时间。
b)       每组样品需要对8个试样（8种条件）进行测定；
c)       对于每类燃料，至少需要进行8组样品的测定，即共需要进行32组样品，共256个试样的测定。
2.2．       分析试样水分的测定
a)      需要的条件试验：
称样量：至少考虑两种；
干燥温度：至少考虑两个温度；
干燥法和蒸馏法的对比。
b)      每组样品需要对8个试样（8种条件）进行测定；
c)      对于每类燃料，至少需要进行10组样品的测定，即共需要进行40组样品，共320个试样的测定。
2.3．       灰分的测定
a)      需要的条件试验：
称样量：考虑两种；
灼烧时间：考虑3种。
b)      每组样品至少需要进行6个试样（6种条件）的测定；
c)      对于每类燃料，至少需要进行10组样品的测定，即共需要进行40组样品，共240个试样的测定。
2.4．       挥发分的测定
可参照煤炭检验中挥发分的测定方法，不做改变。
2.5．       全硫的测定
a)      需要的条件试验：
燃烧温度；
是否加入催化剂。
b)      每组样品至少需要进行4个试样（4种条件）的测定；
c)      对于每类燃料，至少需要进行10组样品的测定，即共需要进行40组样品，共160个试样的测定。
2.6．       发热量的测定
a)      需要的条件试验：
氧弹中充氧压力：考虑2种；
样品包纸和不包纸2种；
试样量：计划考虑3种；
硫酸、硝酸生成热的测定。
b)      每组样品至少需要进行14个试样（14种条件）的测定；
c)      对于每类燃料，至少需要进行10组样品的测定，即共需要进行40组样品，共560个试样的测定。
2.7．       碳、氢的测定
a)      需要的条件试验：
测定方法：电解法、重量法
燃烧温度：计划考虑3种；
进样速度：计划考虑2种；
催化剂：计划考虑2种。
b)      对于电解法，每组样品至少需要进行12个试样（12种条件）的测定，对于每类燃料，至少需要进行10组样品的测定，即共需要进行40组样品，共560个试样的测定。
c)      对于重量法，通过电解法确定燃烧温度后，主要考虑所加入催化剂的种类，故每组样品需要进行2个试样的测定，对于每类燃料，至少需要进行10组样品的测定，即共需要进行40组样品，共80个试样的测定。
2.8．       氮的测定
       可参照煤炭检验中氮的测定方法，不做改变。
2.9．       氯的测定
a)      需要的条件试验：
方法：考虑高温燃烧水解－电位滴定法和伏尔哈德滴定法2种；
回收率试验，计划需要3种方法；
试样量，需要考虑2种；
是否过滤；标准AgNO3的浓度：需要考虑2～4种。
b)      共需进行260个试样的测定。
2.10．   样品的制备
a)      需要的条件试验：
原样缩分前破碎的粒度（计划最少考虑2种粒度）；
缩分留样量（计划最少考虑2个留样量）；
进一步破碎前的干燥温度（计划考虑3个温度）；
干燥时间（需要连续试验，至样品能够顺利破碎）；
分析试样粒度（计划考虑2种粒度）；
b)      按照上述方式，每个样品需要进行的测定项目：全水分、分析样品水分、灰分、发热量；
c)      至少需要进行10组样品的测定；
d)      预计至少进行320个试验样品的分析；
四．         研究成果的体现形式
1．   按照国家标准的书写方式，形成8个标准：
a)       《生物燃料样品的制备方法》
b)       《生物燃料的全水分测定方法》
c)       《生物燃料的工业分析测定方法》
（含分析试样的水分、灰分、挥发分测定和固定碳计算）
d)       《生物燃料的全硫测定方法》
e)       《生物燃料的发热量测定方法》
f)       《生物燃料的碳氢测定方法》
g)       《生物燃料的氮测定方法》
h)       《生物燃料的氯测定方法》
2．   本标准按照国家标准的要求编制的，在申报行业标准或国家标准时，基本上只需要进行标准稿的印刷和审批，而不需要再做过多的其他工作。
五．          关于采样方法
1．   由于目前生物燃料的堆放方式主要为倒伏于田间（平铺）、堆放在路边（散落堆放）、堆放在村中房前屋后（成捆堆放），此种堆放方式应为临时性的，估计在电厂形成生物燃料收购规模后，堆放方式会有较大的改变，故此建议生物燃料的采样方法标准可暂缓制定，待大规模收购生物燃料后，再按照长期使用的堆放模式制定方法标准。
2．   如果现在就需要制定标准，则需要进行如下工作：
1）方法的研究
a)       制定采样方案：根据采样理论，并参考煤炭采样方法，对每种堆放方式，均需要制定出3～4种采样方法（如不同的采样点数、采样位置、每个点采取样品的重量等）。
b)       采样：对于每种燃料，在公司主要燃料来源处，对于一个电厂主要进料点、用同一种方法、在每种堆放形态采取至少10个样品，即包含所有方法时，至少需要采取30～40个样品。用上述方法，初步需要在3～4个电厂进料点采取样品；
c)       制样：按照确定的制样方法将以上所采取的全部样品制备成适当粒度的分析用试样；
d)       化验：测定所有样品的水分、灰分（或全硫），对测定数据进行统计分析和数据处理；
e)       最终方案的确定：根据数据分析的结果，确定最终采样方案。
2）预计费用：由于采样现场、现场设备等目前无法确定，故无法确定具体的费用，大致费用应在15～30万元之间。
 
六．          以上方案仅为初步的方案。待该项目设立后，则可制定各个标准具体的研究方案。