木材燃料檢測方法

A. 固體生物質燃料檢驗方法的標准

固體生物質燃料是指由生物質直接或問接產生的燃料，主要成分是纖維素、半纖維素、木質素，其主要來源於農業、畜牧業、食品加工業、林業及林業加工等行業的固體生物質或擠壓成型的固體顆粒，主要包括木炭、燃料木和成型燃料等幾種產品，目前發展最快的當屬固體成型燃料。
1歐盟固體生物質燃料標准化
歐盟固體生物質燃料標准化工作開始於2000年，目前共有30個技術規范，分為術語、規格、分類和質量保證、采樣和樣品制備、物理(或機械)特性、化學特性等5個方面(見表1)。

2美國固體生物質燃料測試方法標准
美國ASTM協會制訂的固體成型燃料相關測試方法標准，主要包括生物質成型顆粒燃料堆積密度、灰分、揮發分、元素分析、木質燃料分析、球形顆粒燃燒室內加熱爐、用於微波爐的木質顆粒燃料水分含量測試等9項標准以及木炭化學分析測試方法、木炭粒度分布、耐磨性等；美國農業和生物工程協會制訂了生物質產品收割、收集、儲運、加工、轉化、應用術語和定義標准；產品標准由顆粒燃料研究所制訂，主要產品指標包含了外形、堆積密度、機械強度、灰分以及氯化物；美國國防部制訂了用於制備彈葯的木炭標准。ASTM固體生物質燃料標准見表2。

3其他歐洲國家標准
瑞典固體生物質燃料標准SS 187120，主要包含外形尺寸、密度、耐久性、水分、灰分、總水分(運輸)、熱值、硫、氯等指標。在歐盟標准頒布實施之前，普遍被芬蘭、丹麥等歐洲國家所採用。
德國木質成型燃料標准DIN 51713，性能指標中對於砷、鈣、鉻、銅、汞、鉛、鋅、抽提有機鹵等元素含量都作了較為詳細的要求。木炭標准DIN 51749，主要包含水分含量、灰分、固定炭、顆粒大小、黏接劑等指標。
奧地利根據原料來源不同分為木材原料和樹皮成型，產品標准(Onorm M7135)與瑞典標准包含指標大體相同，還補充了與質量、規格相關的Onorm M7136和Onorm M7137。另外瑞士也有相應的SN166000標准；英國除根據灰分指標分為三級(1％、3％或6％)，基本與瑞典標准一致；芬蘭、丹麥等國大多採用瑞典標准。
4中國固體生物質燃料檢驗方法標准
我國於20世紀80年代末制訂了GB/T 17664—1999《木炭和木炭試驗方法》、GB 5186—1985、NY/T 12—1985《生物質燃料發熱量測試方法》、NY/T 8—2006《民用柴爐、柴灶熱性能試驗方法》、NY/T 1001-2006《民用省柴節煤灶、爐、炕技術條件》、GB/T 21923-2008《固體生物質燃料檢測通則》等國家或農業行業標准。農業部正在組織制定《生物質固體成型燃料技術條件》和《生物質固體成型設備技術條件》2項農業行業標准。煤炭科學研究總院煤炭分析實驗室正組織制定固體生物質燃料相關檢驗方法標准，主要包括：樣品制備方法、全水分、工業分析、碳氫、全硫、發熱量、灰熔融性、灰成分、氯、氮等。其中全水分、工業分析、碳氫、全硫標准已通過審查，待批准發布。
GB/T 21923-2008《固體生物質燃料檢驗通則》統一了有關生物質燃料及其檢驗的概念、術語和定義、檢驗規則和結果表述等。為今後建立的一系列固體生物質燃料檢驗標准或技術規范(包括采、制樣)奠定基礎。
固體生物質燃料全水分測定方法與DD CEN/TS 14774-1：2004和DD CEN/TS 14774-2：2004相比修改了換氣次數和檢查性乾燥時間，具體規定了首次乾燥時問、稱樣量、試驗終止條件和重復性限。較歐盟技術規范規定的方法更具體、更具可操作性；檢查性乾燥時問為30min，縮短了總的測定時間。
固體生物質燃料工業分析方法提出的方法主要技術條件與歐盟技術規范基本一致，對試驗條件進行優化，試驗程序、操作步驟規定的更詳細，可操作性增強。其中水分測定規定了兩種測定方法。方法A為通氮乾燥法，方法B為空氣乾燥法。如樣本材料在(105±2)℃易於氧化，應首選方法A。
在仲裁分析中遇到有用一般分析試驗試樣水分進行校正以及基的換算時，應用方法A測定一般分析試驗試樣的水分。
固體生物質燃料全硫測定方法包括艾士卡法和庫侖滴定法。其中高溫燃燒庫侖滴定法為我國自主研發，相比歐盟標准方法和ASTM標准方法，儀器設備簡單，自動化程度高，易操作。
固體生物質燃料元素分析方法中碳氫測定採用三節爐法，由吸收劑的增量計算生物質燃料中碳和氫的含量。生物質燃料中硫和氯對碳測定的干擾在三節爐中用鉻酸鉛和銀絲卷消除。氮對碳測定的干擾用粒狀二氧化錳消除。採用凱氏法消解樣品後採用酸鹼滴定法測定。
固體生物質燃料樣品制備研製具有切割、破碎和擊打功能的破碎機，能順利制備出小於30mm的全水分樣品和小於0．5mm的分析試樣。比歐盟標準的小於1mm粒度，代表性更好；同時發現，對於固體生物質燃料樣品，粗碎階段的樣品可在105℃下進行預乾燥而不影響試樣的品質，由此可縮短固體生物質樣品制備時間。
固體生物質燃料發熱量測定方法用預先標定了熱值的擦鏡紙包裹樣品再進行燃燒試驗，比歐盟標准提出的將試樣壓餅，或裝入燃燒袋或膠囊後再進行試驗，更簡單、更方便實用，且能有效防止樣品燃燒時的噴濺和燃燒不完全現象。
固體生物質燃料氯建立了自動化程度高的高溫燃燒水解～電位滴定法。較歐盟標准中的氧彈燃燒分解或高壓容器酸溶法分解樣品一離子色譜法相比，儀器設備簡單、操作方便，高含量測定結果精密度較高，結果穩定、自動化程度高。
固體生物質燃料灰成分測定方法建立了適合我國國情且可操作性強的固體生物質燃料的灰成分(包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、TiO2、P2O5、SO3)測定方法。
固體生物質燃料灰熔融性測定方法通過對不同類型樣品的條件試驗，確定了(550±5)℃的樣品灰化溫度；從700℃控制升溫程序為(4～6)℃/min；550℃時通入還原性氣體。且較歐盟標准多一種氣氛控制方法——封碳法。
5結語
參考國際先進的固體生物質燃料檢驗標准，適應我國固體生物質產業生產和適用，制定既符合中國國情又與國際接軌的檢驗標准，能有效克服不同種類燃料特性、檢驗方法等造成的障礙，促進我國固體生物質燃料產業健康、有序、持續發展。

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C. 固體生物質燃料檢驗方法的標准

固體生物質顆粒燃料（BiomassMouldingFuel，簡稱"BMF"），是將秸稈、稻草、 稻殼 、 花生殼 、 玉米芯 、油茶殼、 棉籽殼 等「三剩物」作為原材料，經過粉碎、混合、擠壓、烘乾等工藝，製成各種成型（如塊狀、顆粒狀等）的，可直接燃燒的一種新型清潔燃料。其與煤性質相同，是可供各種燃燒機、生物質鍋爐、熔解爐、生物質發電等的高效、可再生、環保生物質燃料，此種燃料在國際認證為零污染燃料。生物質顆粒的直徑一般為6~10毫米，干基含水量小於10%~15%。

目前市場上生物質顆粒燃料種類很多，但大體上可分為三種：第一：農作物廢棄物：主要由秸稈、花生殼、稻草桿；第二：經濟作物廢棄物：主要由牲畜糞便；第三：林業廢棄物廢木、樹皮、裁剪掉的樹枝等。

對於生物質燃料而言，水分含量對其本身的熱值及燃燒所能獲得的能量有重要的影響。水分含量越高，相對的熱值就越低，同時，水分蒸發是一個吸熱過程，水分含量越高，蒸發所需要的能量就越高，燃料燃燒釋放出來的能量相對越低。

MS-590在線生物質顆粒燃料水分測定儀，是一款德國進口非接觸式多頻譜微波水分、密度測量儀，採用當今全球最新的多頻譜硬體技術和獨特模糊數據分析的專利演算法結合數據模型結構，可實現含水率與密度完全獨立測量，互不影響，適用於為固體生物質顆粒燃料中水分含量的實時在線測定，既可以皮帶上測定，也可以整包測定。

據德國默斯技術人員介紹，MS-590在線生物質顆粒燃料水分測定儀，可以在皮帶上測量全部生物質原料的水分，完全穿透測量。可以測量所有物料的實時水分和平均水分，不同於抽樣測量和離線測量。這是一款不受皮帶上的物料高度、密度、溫度、顏色影響的在線生物質水分測定儀，可以同時測量水分和密度兩個參數。該水分測定儀，不僅高可靠性：無任何可動部件和易損件，最高可達10年使用壽命，而且高精度：最高精度0.2%；寬量程比：水分測量范圍寬至0%-100%。同時，該水分測定儀適用范圍廣：一款儀器可測量幾乎所有類型的原料；內置校準曲線，一次校準成功後，無需經常校準。安裝簡易：可安裝在皮帶上、料倉內、斗內、管道上等各種位置。