固体生物质燃料作为一种可再生能源,其灰分含量是评价燃料品质的重要指标之一。灰分是指生物质燃料在高温下完全燃烧后剩余的不可燃无机物,其含量直接影响燃烧效率、设备腐蚀及污染物排放。因此,准确测定固体生物质燃料的灰分含量对燃料的合理利用和环境保护具有重要意义。
固体生物质燃料灰分测定方法主要遵循中华人民共和国国家标准GB/T 28731-2012,该方法规定了固体生物质燃料的灰分测定方法。本文将详细介绍固体生物质燃料灰分测定的操作步骤。
1.方法提要:
称取一定量的固体生物质燃料试样,放入马弗炉中,以一定的速度加热到(550±10)℃,灰化并灼烧到质量恒定。以残留物的质量占试样质量的质量分数作为试样的灰分。
2.仪器设备:
2.1马弗炉:炉膛具有足够的恒温区,能以5℃/min的速度升温并能保持温度为(550±10)℃。炉内通风速度应使加热过程中不会缺乏燃烧所需的氧气。
注:每分钟5-10次空气变换的通风速度较为合适。
马弗炉的恒温应在关闭炉门下测定,并至少每年测定一次。高温计(包括高温计和热电偶)至少每年校准一次。
2.2灰皿:瓷质,长方形,底长45 mm,底宽22mm,高14 mm
2.3干燥器:内装变色硅胶或粒状无水氯化钙
2.4分析天平:感量0.1 mg。
2.5耐热瓷板或石棉板。
3.试验步骤:
3.1在预先灼烧至质量恒定的灰皿中,称取固体生物质燃料试样1g±0.1g,称准至0.0002g,均匀地摊平在灰皿中。
3.2将灰皿送入处于室温状态的马弗炉恒温区中,关上炉门并使炉门留有15mm左右的缝隙或能保证每分钟5~10次空气变换的通风速度。在不少于50min的时间内(升温速度5℃/min)将炉温缓慢升至(250±10)℃,并在此温度下保持60min。继续在不少于60min的时间内(升温速度5℃/min)升温到(550±10)℃,并在此温度下灼烧2h。
3.3从炉中取出灰皿,放在耐热瓷板或石棉板上,在空气中冷却5min左右,移入干燥器中冷却至室温(约20min)后称量。
3.4观察灼烧后试样是否灰化完全。如果怀疑灰化不完全,应进行检查性灼烧:每次30min,温度(550±10)℃,直至质量变化小于0.2mg。
固体生物质燃料的灰分测定是燃料分析的基础项目之一。缓慢灰化法和快速灰化法是实验室常用的方法,操作时需严格控制温度、时间和样品处理条件。
4.结果的计算
按式(2)计算试样的空气干燥基灰分:
Aad=m1/m×10O.............(2)
式中:
Aad——固体生物质燃料试样空气干燥基灰分的质量分数,%;
m——称取的固体生物质燃料试样的质量,单位为克(g);
m1——灼烧后残留物的质量,单位为克(g)。
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