① 生物质燃料的应用前景,水分检测方法
生物质燃料颗粒是新能源燃料的一种,所谓新能源,是区别于传统的化石能源,主要指生物质能源、风能、水能、太阳能等。其实我们使用的生物质能源和传统的化石能源,都是太阳能的一种转换载体,化石能源是古老的生物质能源储存的太阳能源产物,生物质能源主要是靠光合作用储存的太阳能转化成其他能源。而新能源最好的就是可再生能源,具体再生能源主要包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。主要特点为可以循环再生、取之不尽、用之不竭。
生物质燃料的种类及其水分检测:
1.生物质成型燃料是一种比较经济型的燃料,它的原料主要来自秸秆、三剩物、木屑、花生壳、树皮,经过生物质制粒机炭化后加工成直径约6-8cm,长度为其直径5倍左右的块状燃料
2.生物质燃料颗粒的检测可以使用快速水分测定仪检测,即加强了检测效率,获取精准稳定的水分值。
生物质燃料水分含量表
② 生物质的工业分析和元素分析分别用什么仪器来做
提问太宽泛了。
据定义,生物质是一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质。包括除化石燃料外的植物、动物和微生物及其排泄与代谢物等。
那么里面主要是碳氢化合物了,不过生物体内也是包含各种金属微量元素的。
所以问它的工业分析和元素分析用仪器,也不知怎么回答,主要看是测什么对象,具体可以看看仪器分析的书,对应找方法。
比如,金属元素的分析常用原子吸收光度法(aas)
生物体的复杂性,如果只是测其中某种碳氢化合物的含量,就需要使用色谱类(gc,hplc等)分离分析方法了
③ 固体生物质燃料检验方法的标准
固体生物质燃料是指由生物质直接或问接产生的燃料,主要成分是纤维素、半纤维素、木质素,其主要来源于农业、畜牧业、食品加工业、林业及林业加工等行业的固体生物质或挤压成型的固体颗粒,主要包括木炭、燃料木和成型燃料等几种产品,目前发展最快的当属固体成型燃料。
1欧盟固体生物质燃料标准化
欧盟固体生物质燃料标准化工作开始于2000年,目前共有30个技术规范,分为术语、规格、分类和质量保证、采样和样品制备、物理(或机械)特性、化学特性等5个方面(见表1)。
2美国固体生物质燃料测试方法标准
美国ASTM协会制订的固体成型燃料相关测试方法标准,主要包括生物质成型颗粒燃料堆积密度、灰分、挥发分、元素分析、木质燃料分析、球形颗粒燃烧室内加热炉、用于微波炉的木质颗粒燃料水分含量测试等9项标准以及木炭化学分析测试方法、木炭粒度分布、耐磨性等;美国农业和生物工程协会制订了生物质产品收割、收集、储运、加工、转化、应用术语和定义标准;产品标准由颗粒燃料研究所制订,主要产品指标包含了外形、堆积密度、机械强度、灰分以及氯化物;美国国防部制订了用于制备弹药的木炭标准。ASTM固体生物质燃料标准见表2。
3其他欧洲国家标准
瑞典固体生物质燃料标准SS 187120,主要包含外形尺寸、密度、耐久性、水分、灰分、总水分(运输)、热值、硫、氯等指标。在欧盟标准颁布实施之前,普遍被芬兰、丹麦等欧洲国家所采用。
德国木质成型燃料标准DIN 51713,性能指标中对于砷、钙、铬、铜、汞、铅、锌、抽提有机卤等元素含量都作了较为详细的要求。木炭标准DIN 51749,主要包含水分含量、灰分、固定炭、颗粒大小、黏接剂等指标。
奥地利根据原料来源不同分为木材原料和树皮成型,产品标准(Onorm M7135)与瑞典标准包含指标大体相同,还补充了与质量、规格相关的Onorm M7136和Onorm M7137。另外瑞士也有相应的SN166000标准;英国除根据灰分指标分为三级(1%、3%或6%),基本与瑞典标准一致;芬兰、丹麦等国大多采用瑞典标准。
4中国固体生物质燃料检验方法标准
我国于20世纪80年代末制订了GB/T 17664—1999《木炭和木炭试验方法》、GB 5186—1985、NY/T 12—1985《生物质燃料发热量测试方法》、NY/T 8—2006《民用柴炉、柴灶热性能试验方法》、NY/T 1001-2006《民用省柴节煤灶、炉、炕技术条件》、GB/T 21923-2008《固体生物质燃料检测通则》等国家或农业行业标准。农业部正在组织制定《生物质固体成型燃料技术条件》和《生物质固体成型设备技术条件》2项农业行业标准。煤炭科学研究总院煤炭分析实验室正组织制定固体生物质燃料相关检验方法标准,主要包括:样品制备方法、全水分、工业分析、碳氢、全硫、发热量、灰熔融性、灰成分、氯、氮等。其中全水分、工业分析、碳氢、全硫标准已通过审查,待批准发布。
GB/T 21923-2008《固体生物质燃料检验通则》统一了有关生物质燃料及其检验的概念、术语和定义、检验规则和结果表述等。为今后建立的一系列固体生物质燃料检验标准或技术规范(包括采、制样)奠定基础。
固体生物质燃料全水分测定方法与DD CEN/TS 14774-1:2004和DD CEN/TS 14774-2:2004相比修改了换气次数和检查性干燥时间,具体规定了首次干燥时问、称样量、试验终止条件和重复性限。较欧盟技术规范规定的方法更具体、更具可操作性;检查性干燥时问为30min,缩短了总的测定时间。
固体生物质燃料工业分析方法提出的方法主要技术条件与欧盟技术规范基本一致,对试验条件进行优化,试验程序、操作步骤规定的更详细,可操作性增强。其中水分测定规定了两种测定方法。方法A为通氮干燥法,方法B为空气干燥法。如样本材料在(105±2)℃易于氧化,应首选方法A。
在仲裁分析中遇到有用一般分析试验试样水分进行校正以及基的换算时,应用方法A测定一般分析试验试样的水分。
固体生物质燃料全硫测定方法包括艾士卡法和库仑滴定法。其中高温燃烧库仑滴定法为我国自主研发,相比欧盟标准方法和ASTM标准方法,仪器设备简单,自动化程度高,易操作。
固体生物质燃料元素分析方法中碳氢测定采用三节炉法,由吸收剂的增量计算生物质燃料中碳和氢的含量。生物质燃料中硫和氯对碳测定的干扰在三节炉中用铬酸铅和银丝卷消除。氮对碳测定的干扰用粒状二氧化锰消除。采用凯氏法消解样品后采用酸碱滴定法测定。
固体生物质燃料样品制备研制具有切割、破碎和击打功能的破碎机,能顺利制备出小于30mm的全水分样品和小于0.5mm的分析试样。比欧盟标准的小于1mm粒度,代表性更好;同时发现,对于固体生物质燃料样品,粗碎阶段的样品可在105℃下进行预干燥而不影响试样的品质,由此可缩短固体生物质样品制备时间。
固体生物质燃料发热量测定方法用预先标定了热值的擦镜纸包裹样品再进行燃烧试验,比欧盟标准提出的将试样压饼,或装入燃烧袋或胶囊后再进行试验,更简单、更方便实用,且能有效防止样品燃烧时的喷溅和燃烧不完全现象。
固体生物质燃料氯建立了自动化程度高的高温燃烧水解~电位滴定法。较欧盟标准中的氧弹燃烧分解或高压容器酸溶法分解样品一离子色谱法相比,仪器设备简单、操作方便,高含量测定结果精密度较高,结果稳定、自动化程度高。
固体生物质燃料灰成分测定方法建立了适合我国国情且可操作性强的固体生物质燃料的灰成分(包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、TiO2、P2O5、SO3)测定方法。
固体生物质燃料灰熔融性测定方法通过对不同类型样品的条件试验,确定了(550±5)℃的样品灰化温度;从700℃控制升温程序为(4~6)℃/min;550℃时通入还原性气体。且较欧盟标准多一种气氛控制方法——封碳法。
5结语
参考国际先进的固体生物质燃料检验标准,适应我国固体生物质产业生产和适用,制定既符合中国国情又与国际接轨的检验标准,能有效克服不同种类燃料特性、检验方法等造成的障碍,促进我国固体生物质燃料产业健康、有序、持续发展。
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④ 固体生物质燃料检验方法的标准
固体生物质颗粒燃料(BiomassMouldingFuel,简称"BMF"),是将秸秆、稻草、 稻壳 、 花生壳 、 玉米芯 、油茶壳、 棉籽壳 等“三剩物”作为原材料,经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺,制成各种成型(如块状、颗粒状等)的,可直接燃烧的一种新型清洁燃料。其与煤性质相同,是可供各种燃烧机、生物质锅炉、熔解炉、生物质发电等的高效、可再生、环保生物质燃料,此种燃料在国际认证为零污染燃料。生物质颗粒的直径一般为6~10毫米,干基含水量小于10%~15%。
目前市场上生物质颗粒燃料种类很多,但大体上可分为三种:第一:农作物废弃物:主要由秸秆、花生壳、稻草杆;第二:经济作物废弃物:主要由牲畜粪便;第三:林业废弃物废木、树皮、裁剪掉的树枝等。
对于生物质燃料而言,水分含量对其本身的热值及燃烧所能获得的能量有重要的影响。水分含量越高,相对的热值就越低,同时,水分蒸发是一个吸热过程,水分含量越高,蒸发所需要的能量就越高,燃料燃烧释放出来的能量相对越低。
MS-590在线生物质颗粒燃料水分测定仪,是一款德国进口非接触式多频谱微波水分、密度测量仪,采用当今全球最新的多频谱硬件技术和独特模糊数据分析的专利算法结合数据模型结构,可实现含水率与密度完全独立测量,互不影响,适用于为固体生物质颗粒燃料中水分含量的实时在线测定,既可以皮带上测定,也可以整包测定。
据德国默斯技术人员介绍,MS-590在线生物质颗粒燃料水分测定仪,可以在皮带上测量全部生物质原料的水分,完全穿透测量。可以测量所有物料的实时水分和平均水分,不同于抽样测量和离线测量。这是一款不受皮带上的物料高度、密度、温度、颜色影响的在线生物质水分测定仪,可以同时测量水分和密度两个参数。该水分测定仪,不仅高可靠性:无任何可动部件和易损件,最高可达10年使用寿命,而且高精度:最高精度0.2%;宽量程比:水分测量范围宽至0%-100%。同时,该水分测定仪适用范围广:一款仪器可测量几乎所有类型的原料;内置校准曲线,一次校准成功后,无需经常校准。安装简易:可安装在皮带上、料仓内、斗内、管道上等各种位置。
⑤ 生物质工业分析前 需要对原料怎样处理
http://wenku..com/link?url=ApQLkh3ROqOCjOCh3qmFp_--PLNZF4VC
《煤的工业分析方法》GB212
生物质工业分析没有单独标准,还是参照煤的工业分析方法,网络文库里就有
⑥ 生物质燃料的发热量怎么检测
生物质燃料发热量的检测方法:
1 范围
本标准规定了生物质燃料的高位发热量的测定方法和低位发热量的计算方法
2 单位和定义
2.1 热量单位
热量的单位为焦耳(J)
1焦耳(J)=1牛顿(N)×1米(m)=1牛·米(N·m)
发热量测定结果以兆焦每千克(MJ/kg)或焦耳每克(J/g)表示。
2.2 弹筒发热量
单位质量的固体生物质燃料在充有过量氧气的氧弹内燃烧,其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、硝酸和硫酸、液态水以及固态灰时放出的热量称为弹筒发热量。
2.3 恒容高位发热量
单位质量的固体生物质燃料在充有过量氧气的氧弹内燃烧,其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、液态水和固态灰,且所有产物都在标准温度下所放出的热量。
恒容高位发热量即由弹筒发热量减去硝酸生成热和硫酸校正热后得到的发热量。
2.4 恒容低位发热量
单位质量的固体生物质燃料在恒容条件下燃烧,在燃烧产物中所有的水都保持气态水的形态(0.1MPa),其它产物与恒容高位发热量相同,并都在标准温度下的固体生物质燃料的发热量。
2.5 恒压低位发热量
单位质量的固体生物质燃料在恒压条件下燃烧,在燃烧产物中所有的水都保持气态水的形态(0.1MPa),其它产物与恒压高位发热量相同,并都在标准温度下的固体生物质燃料的发热量。
2.6 热量计的有效热容量
量热系统产生单位温度变化所需的热量(简称热容量)。通常以焦耳每开尔文(J/K)表示。
3 原理
3.1 高位发热量
生物质的发热量在氧弹热量计中进行测定。一定量的分析试样在氧弹热量计中,进行过量氧气燃烧,氧弹热量计的热容量通过在相近条件下燃烧一定量的基准量热物苯甲酸来确定,根据试样燃烧前后量热系统产生的温升,并对点火热等附加热进行校正后即可求得试样的弹筒发热量。
从弹筒发热量中扣除硝酸生成热和硫酸校正热(硫酸与二氧化硫形成热之差)即得高位发热量。
3.2 低位发热量
生物质的恒容低位发热量和恒压低位发热量可以通过分析试样的高位发热量计算。计算恒容低位发热量需要知道固体生物质样中水分和氢的含量。原则上计算恒压低位发热量还需知道固体生物质燃料样中氧和氮的含量。
4 实验室条件
4.1 进行发热量测定的实验室,应为单独房间,不得在同一房间内同时进行其他试验项目。
4.2 室温应保持相对稳定,每次测定室温变化不超过1℃,室温以不超过15℃~30℃范围为宜。
4.3 室内应无强烈的空气对流,因此不应有强烈的热源、冷源和风扇等,试验过程中应避免开启门窗。
4.4 实验室最好朝北,以避免阳光照射,否则热量计应放在不受阳光直射的地方。
5 试剂和材料
5.1 氧气(GB 3863): 99.5%纯度,不含可燃成分,不允许使用电解氧。
5.2 苯甲酸: 基准量热物质,二等或二等以上,经权威计量机关检定或授权检定并标明标准热值。
5.3 点火丝: 直径0.1mm左右的铂、铜、镍丝或其他已知热值的金属丝或棉线,如使用棉线,则应选用粗细均匀,不涂腊的白棉线。各种点火丝点火时放出的热量如下:
铁丝:6700 J/g
镍铬丝:6000 J/g
铜丝:2500 J/g
棉线:17500 J/g
5.4 擦镜纸 :使用前先测出燃烧热:抽取3张~4张纸,团紧,称准质量,放入燃烧皿中,然后按常规方法测定发热量。取3次结果的平均值作为擦镜纸热值。
6 仪器设备
6.1 热量计
6.1.1 总则
热量计是由燃烧氧弹、内筒、外筒、搅拌器、温度传感器和试样点火装置、温度测量和控制系统以及水构成
热量计的精密度和准确度要求为,测试精密度:5次苯甲酸测试结果的相对标准差不大于0.20%;准确度:标准煤样测试结果与标准值之差都在不确定度范围内,或者用苯甲酸作为样品进行5次发热量测定,其平均值与标准热值之差不超过50J/g。
注:除燃烧不完全的结果外,所有的测试结果不能随意舍弃。
6.1.2 氧弹
由耐热、耐腐蚀的镍铬合金钢制成,需要具备3个主要性能:
a) 不受燃烧过程中出现的高温和腐蚀性产物的影响而产生热效应;
b) 能承受充氧压力和燃烧过程中产生的瞬时高压;
c) 试验过程中能保持完全气密。
弹筒容积为250mL~350 mL,弹头上应装有供充氧和排气的阀门以及点火热源的接线电极。
新氧弹和新换部件(弹桶、弹头、连接环)的氧弹应经20.0MPa的水压试验,证明无问题后方能使用。此外,应经常注意观察与氧弹强度有关的结构,如弹筒和连接环的螺纹、进气阀、出气阀和电极与弹头的连接处等,如发现显着磨损或松动,应进行修理,并经水压试验合格后再用。
氧弹还应定期进行水压试验,每次水压试验后,氧弹的使用时间一般不应超过2年。
当使用多个设计制作相同的氧弹时,每一个氧弹都必须作为一个完整的单元使用。氧弹部件的交换使用可能导致发生严重事故。
6.1.3 内筒
用紫铜、黄铜或不锈钢制成,断面可为椭圆形、菱形或其他适当形状。筒内装水2000 mL~3000 mL,以能浸没氧弹(进、出气阀和电极除外)为准。
内筒外面应高度抛光,以减少与外筒间的辐射作用。
压力表通过内径1mm~2mm的无缝铜管与氧弹连接,或通过高强度尼龙管与充氧装置连接,以便导入氧气。
压力表和各连接部分禁止与油脂接触或使用润滑油。如不慎沾污,必须依次用苯和酒精清洗,待风干后再用。
6.2 分析天平:感量 0.1mg 。
6.3 工业天平:载量 4 kg~5 kg,感量1g。
7 测定步骤
7.1 概述
发热量的测定由两个独立的实验组成,即在规定的条件下基准量热物质的燃烧实验(热容量标定)和试样的燃烧试验。为了消除未受控制的热交换引起的系统误差,要求两种试验的条件尽量相近。
试验包括定量进行燃烧反应到定义的产物和测量整个燃烧过程引起的温度变化。
试验过程分为初期、主期(反应期)和末期。对于绝热式热量计,初期和末期是为了确定开始点火的温度和终点温度;对于恒温式热量计,初期和末期的作用是确定热量计的热交换性,以便在燃烧反应期间内对热量计内筒和外筒间的热交换进行校正。初期和末期的时间应足够长。
7.2 恒温式热量计法
7.2.1按使用说明书安装调试热量计
7.2.2 在燃烧皿中称取粒度小于0.2 mm的空气干燥生物质燃料样0.9~1.1 g(称准到0.0002 g)。
燃烧时易于飞溅的试样,可用已知质量的擦镜纸包紧再进行测试,或先在压饼机中压饼并切成2 mm~4 mm的小块使用。不易燃烧完全的试样,可先在燃烧皿底部铺上一个石棉网,或用石棉绒做衬垫(先在皿底铺上一层石棉绒,然后以手压实)。石英燃烧皿不需任何衬垫。如加衬垫仍燃烧不完全,可提高充氧压力至3.2MPa,或用已知质量和热值的擦镜纸包裹称好的试样并用手压紧,然后放入燃烧皿中。
7.2.3 取一段已知质量的点火丝,把两端分别接在两个电极柱上,弯曲点火丝接近试样,注意与试样保持良好接触或保持微小的距离(对易飞溅和易燃的样品);并注意勿使点火丝接触燃烧皿,以免形成短路而导致点火失败,甚至烧毁燃烧皿。同时还应注意防止两电极间以及燃烧皿与另一电极之间的短路。
往氧弹中加入10 ml蒸馏水。小心拧紧氧弹盖,注意避免燃烧皿和点火丝的位置因受震动而改变,往氧弹中缓缓充入氧气,直至压力到2.8MPa~3.0 MPa,充氧时间不得少于15s;如果不小心充氧压力超过3.3 MPa,停止实验,放掉氧气后,重新充氧至3.2 MPa以下。当钢瓶中氧气压力降到5.0 MPa以下时,充氧时间应酌量延长,压力降至4.0 MPa以下时,应更换新的氧气瓶。
7.2.4 往内筒中加入足够的蒸馏水,使氧弹盖的顶面(不包括突出的进、出气压力阀和电极)淹没在水面下10mm~20mm。每次实验时用水量应与标定热容量时一致(相差1g以内)。
水量最好用称量法测定。如用容量法,则需对温度变化进行修正。注意恰当调节内筒水温,使终点时内筒比外筒温度高1K左右,以使终点时内筒温度出现明显下降。外筒温度应尽量靠近室温,相差不得超过1.5K。
7.2.5把氧弹放入装好水的内筒中,如氧弹中无气泡漏出,则表明气密性良好,即可把内筒放在外筒的绝缘架上;如有气泡出现,则表明漏气,应找出原因,加以纠正,重新充氧。然后接上点火电极插头,装上搅拌器和量热温度计,并盖上外筒的盖子。
注 :一 般 热量计由点火到终点的时间为8min-10min。对一台具体热量计,可根据经验恰当掌握。
7.2.6 实验结束,取出内筒和氧弹,开启放气阀,放出燃烧废气,打开氧弹,仔细观察弹筒和燃烧皿内部,如果有试样燃烧不完全的迹象或有炭黑存在,试验应作废。
量出未烧完的点火丝长度,以便计算实际消耗量。
用蒸馏水充分冲洗氧弹内各部分、放气阀,燃烧皿内外和燃烧残渣。把全部洗液(共约100m L)收集在一个烧杯中供测硫使用。
8 测定结果的计算
8.1点火热校正
在熔断式点火法中,应由点火丝的实际消耗量(原用量减掉残余量)和点火丝的燃烧热计算试验中点火丝放出的热量。
在棉线点火法中,首先算出所用一根棉线的燃烧热(剪下一定数量适当长度的棉线,称出它们的质量,然后算出一根棉线的质量,再乘以棉线的单位热值),然后确定每次消耗的电能热。
注:电能产生的热量(J)=电压(V)× 电流(A)× 时间(S).
二者放出的总热量即为点火热。
8.2 高位发热量的计算
8.2.1 试验结束后,空气干燥生物质燃料样的弹筒发热量Qb,ad仪器会自动显示在相应表格内。
8.2.2 按式(2)计算空气干燥生物质燃料样的恒容高位发热量Qgr,ad
Qgr。ad =Qb,ad -(94.1Sb,ad+aQb,ad) ---------(2)
式中 :
Qgr,ad—空气干燥生物质燃料样的恒容高位发热量,单位为焦耳每克(J/g);
Qb,ad— 空气干燥生物质燃料样的弹筒发热量,单位为焦耳每克(J/g);
Sb,ad— 由弹筒洗液测得的生物质燃料的含硫量,单位为百分数(%);当全硫含量低于4.00%时,或发热量大于 14 .60 M J/ kg 时 , 用 全硫代替Sb,ad ;
94. 1— 空气干燥生物质燃料样中每1.00%硫的校正值,单位为焦耳(J);
a— 硝酸生成热校正系数:
当 Qb ≤16 .7 0M J /kg a= 0. 0010 ;
当 16 .7 0M J /kg < Q b< 25 .1 0 M J/kg,a=0.00 12 ;
当Q b > 25 .10 M J/ kg ,a= 0. 0016 。
加助燃剂后,应按总释热量考虑。
在需要测定弹筒洗液中硫Sb,ad的情况下,把洗液煮沸2 -3m in,取下稍冷后,以甲基红 (或相应的混合指示剂)为指示剂,用氢氧化钠标准溶液滴定,以求出洗液中的总酸量,然后按式(3)计算出弹筒洗液硫Sb,ad (%) :
Sb,ad=(c×V/ m-aQb,ad/60)×1.6 ---------(3)
式中 :
c— 氢氧化钠标准溶液的物质的量浓度,单位mol/L;
V— 滴定用去的氢氧化钠溶液体积,单位为毫升(mL);
60— 相当1m mol硝酸的生成热,单位为焦耳(J);
m— 称取的试样质量,单位为克(g);
1.6 —将每摩尔硫酸1/2(H2SO4)转换为硫的质量分数的转换因子;
注:这里规定的对硫的校正方法中,略去了对生物质燃料样中硫酸盐的考虑。这对绝大多数生物质燃料来说影响不大,因生物质燃料的硫酸盐硫含量一般很低。但有些特殊生物质燃料样,硫酸盐硫的质量分数可达0.5%以上。根据实际经验,生物质燃料样燃烧后,由于灰的飞溅,一部分硫酸盐硫也随之落入弹筒,因此无法利用弹筒洗液来分别测定硫酸盐硫和其他硫。遇此情况,为求高位发热量的准确,只有另行测定生物质燃料中的硫酸盐硫或可燃硫,然后做相应的校正。关于发热量大于14. 60 M J /k g的规定,在用擦镜纸或掺苯甲酸的情况下,应按擦镜纸或掺添加物后放出的总热量来掌握。
9 热容量和仪器常数标定
9.1 在不加衬垫的燃烧皿中称取经过干燥和压片的苯甲酸,苯甲酸片的质量以0.9~1.1 g左右为宜。
苯甲酸应预先研细并在盛有浓硫酸的干燥器中干燥3天或在60℃~ 70℃烘箱中干燥3h~4h 。
9.2 苯甲酸也可以在燃烧皿中熔融后使用。熔融可在121℃~126℃的烘箱中放置1h,或在酒精灯的小火焰上进行,放入干燥器中冷却后使用。熔体表面出现的针状结晶,应用小刷刷掉,以防燃烧不完全。
9.3 试验结束后,打开氧弹,注意检查内部,如发现有炭黑存在,试验应作废。
9.4 热容量标定中硝酸生成可按式(4)求得:
qn=Q×m×0.001 5 ··················(4)
式中:
qn——硝酸的生成热,单位为焦耳(J);
Q——苯甲酸的标准热值,单位焦耳每克(J/g);
m——苯甲酸的用量,单位为克(g);
0.0015——苯甲酸燃烧时的硝酸生成热校系数。
9.5按照本标准第8.1条的方法进行必要的校正。
9.6 热容量标定一般应进行5次重复试验,计算5次重复试验结果的平均值和标准差S,其相对标准差不应超过0.20%,再补做一次试验,取符合要求的5次结果的平均值(修约至1J/K)作为该仪器的热容量,若任何5次结果的相对标准差都超过0.20%,则应对试验条件和操作技术仔细检查并纠正存在问题后,重新进行标定,舍弃已有的全部结果。
9.7 在使用新型热量计前,需确定其热容量的有效工作范围。方法是:用苯甲酸至少进行8次热容量标定试验,苯甲酸片的质量一般从0.7g至1.3g,或根据被测样品可能涉及的热值范围(温升)确定苯甲酸片的质量。
9.8 热容量标定值的有效期为3个月,超过此期限时应重新标定。但有下列情况时,应立即重测:
9.8.1更换量热温度计;
9.8.2更换热量计大部件如氧弹头、连接环(由厂家供给的或自制
的相同规格的小部件如氧弹的密封圈、电极柱、螺母等不在此列);
9.8.3标定热容量和测定发热量时的内筒温度相差超过5K;
9.8.4热量计经过较大的搬动之后。
如果热量计量热系统没有显着改变,重新标定的热容量值与前一次的热容量值相差不应大于0.25%,否则,应检查试验程序,解决问题后再重新进行标定。
10 结果的表述
弹筒发热量和高位发热量的结果计算到1J/g,取高位发热量的两次重复测定的平均值,按GB/T 483数字修约到最接近的10J/g的倍数,按J/g或MJ/kg的形式报出。
11方法的精密度
发热量测定的重复性和再现性如表2规定:
12 低位发热量的计算
12.1 恒容低位发热量
工业上是根据生物质燃料的收到基低位发热量进行计算和设计,生物质燃料的收到基恒容低位发热量的计算方法如式(13):
式中:
Qnet,v,ar——生物质燃料的收到基恒容低位发热量,单位为焦耳每克(J/g);
Qgr,v,ad——生物质燃料的空气干燥基恒容高位发热量,单位为焦耳每克(J/g);
Mt——生物质燃料的收到基全水分,单位为百分数(%);
Mad——生物质燃料的空气干燥基水分,单位为百分数(%);
Had——生物质燃料的空气干燥基氢含量,单位为百分数(%)。
12.2 恒压低位发热量
由弹筒发热量算出的高位发热量和低位发热量都属恒容状态,在实际工业燃烧中则是恒压状态,严格地讲,工业计算中应使用恒压低位发热量。如有必要,恒压低位发热量可按式(14)计算:
式中:
Qnet,p,ar——生物质燃料的收到基恒压低位发热量,单位为焦耳每克(J/g);
Oad——生物质燃料的空气干燥基氧含量,单位为百分数(%);
Nad——生物质燃料的空气干燥基氮含量,单位为百分数(%)。
其余符号意义同前
13 各种不同基的生物质燃料的发热量换算
13.1 高位发热量基的换算
生物质燃料的各种不同基的高位发热量按式(16)、式(17)、式(18)换算:
式中:
Qgr——高位发热量,单位为焦耳每克(J/g);
Aad——空气干燥基生物质燃料样的灰分,单位为百分数(%);ar,ad,d,daf——分别代表收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基。
其余符号意义同前。
13.2 低位发热量基的换算
生物质燃料的各种不同水分基的恒容低位发热量按式(19)换算:
式中:
Qnet,v,m——水分为M的生物质燃料的恒容低位发热量,单位为焦耳每克(J/g);
M——生物质燃料样的水分,单位为百分数(%);
干燥基时M=0,空气干燥基时M=Mad,收到基时,M=Mt。
其余符号意义同前。
14 试验报告
试验结果报告应包括以下信息:
a)试样编号;
b)依据标准;
c)试验结果;
d)与标准的任何偏离;
e)试验中出现的异常现象;
f)试验日期;
⑦ 生物质燃烧后的主要产物是什么
生物质燃烧后,主要产物就是一氧化碳和二氧化碳。
一氧化碳分子是不饱和的亚稳态分子,在化学上就分解而言是稳定的。常温下,一氧化碳不与酸、碱等反应,但与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高温能引起燃烧、爆炸,属于易燃、易爆气体。因一氧化碳分子中碳元素的化合价是+2,能被氧化成+4价,具有还原性;且能被还原为低价态,具有氧化性。在一定条件下,一氧化碳和水蒸气等摩尔反应生成氢气和二氧化碳:CO + H2O → H2+ CO2。在工业装置中,早期的一氧化碳变换反应通常分两段进行,即高(中)温变换和低温变换。高(中)温变换用铁系作催化剂,典型水蒸汽和一氧化碳比为3左右,在温度为300~500℃、空速为2000~4000 h-1的条件下,高温变换炉出口一氧化碳含量为2%~5%;低温变换用高活性铜锌催化剂,在温度为180~280℃、空速为2000~4000 h-1的条件下,低温变换炉出口一氧化碳含量为0.2%~0.5%、二氧化碳(carbon dioxide),一种碳氧化合物,化学式为CO2,化学式量为44.0095、常温常压下是一种无色无味[2]或无色无嗅而其水溶液略有酸味的气体,也是一种常见的温室气体、还是空气的组分之一(占大气总体积的0.03%-0.04%[5])。在物理性质方面,二氧化碳的熔点为-56.6℃,沸点为-78.5℃,密度比空气密度大(标准条件下),溶于水。在化学性质方面,二氧化碳的化学性质不活泼,热稳定性很高(2000℃时仅有1.8%分解),不能燃烧,通常也不支持燃烧,属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,因与水反应生成的是碳酸,所以是碳酸的酸酐。
二氧化碳一般可由高温煅烧石灰石或由石灰石和稀盐酸反应制得,主要应用于冷藏易腐败的食品(固态)、作致冷剂(液态)、制造碳化软饮料(气态)和作均相反应的溶剂(超临界状态)等。
⑧ 液体燃料的简介
liquid fuel
燃料的一大类。能产生 热能或 动力的 液态可燃 物质。 主要含有碳氢化合物或其混合物。 天然的有天然石油或 原油。 加工而成的有由石油加工而得的汽油、煤油、柴油、燃料油等,同油页岩干馏而得的页岩油,以及由一氧化碳和 氢 合成的 人造石油等。
液体燃料是用来产生热量或动力的液态可燃烧的物质。主要为碳氢化合物或其混合物,天然的有石油及其某些加工产品如汽油、煤油、柴油、燃料油等;也有通过煤的液化或煤、油页岩经干馏以及一氧化碳和氢气用费一托合成法等制得的人造汽油。
液体燃料比固体燃料有下列优点:(1)比具有同量热能的煤约轻30%,所占空间约少50%;(2)可贮存在离炉子较远的地方,贮油柜可不拘形式,贮存便利还胜过气体燃料;(3)可用较细管道输送,所费人工也少;(4)燃烧容易控制;(5)基本上无灰分。
液体燃料用于内燃机和喷气机等。可用作制造油气和增碳水煤气的原料,也可用作有机合成工业的原料。
固体煤变成液体燃料有哪几种方法?
煤变成油通常有直接液化和间接液化两种方法。直接液化又称“加氢液化”,主要是指在高温高压和催化剂作用下,对煤直接催化加氢裂化,使其降解和加氢转化为液体油品的工艺过程;煤的间接液化是先将煤气化,生产出原料气,经净化后再进行合成反应,生成油的过程。煤直接液化就是用化学方法,把氢加到煤分子中,提高它的氢碳原子比。在煤直接液化过程中,催化剂是降低生产成本和降低反应条件苛刻度的关键。
⑨ “生物柴油”是怎样生产的
生物柴油是清洁的可再生能源,它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料,是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型“绿色能源”,大力发展生物柴油对经济可持续发展,推进能源替代,减轻环境压力,控制城市大气污染具有重要的战略意义。
生物柴油的主要特性
众所周知,柴油分子是由15个左右的碳链组成的,研究发现植物油分子则一般由14-18个碳链组成,与柴油分子中碳数相近。因此生物柴油就是一种用油菜籽等可再生植物油加工制取的新型燃料。按化学成分分析,生物柴油燃料是一种高脂酸甲烷,它是通过以不饱和油酸C18为主要成分的甘油脂分解而获得的.与常规柴油相比,生物柴油具有下述无法比拟的性能:
1.具有优良的环保特性。主要表现在由于生物柴油中硫含量低,使得二氧化硫和硫化物的排放低,可减少约30%(有催化剂时为70%);生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃,因而废气对人体损害低于柴油。检测表明,与普通柴油相比,使用生物柴油可降低90%的空气毒性,降低94%的患癌率;由于生物柴油含氧量高,使其燃烧时排烟少,一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%);生物柴油的生物降解性高。
2.具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。
3.具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低,使用寿命长。
4.具有较好的安全性能。由于闪点高,生物柴油不属于危险品。因此,在运输、储存、使用方面的安全性又是显而易见的。
5.具有良好的燃料性能。十六烷值高,使其燃烧性好于柴油,燃烧残留物呈微酸性,使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。
6.具有可再生性能。作为可再生能源,与石油储量不同,其通过农业和生物科学家的努力,可供应量不会枯竭。
7.无须改动柴油机,可直接添加使用,同时无需另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练。
8.生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用,可以降低油耗、提高动力性,并降低尾气污染。
生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲II号标准,甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲Ⅲ号排放标准。而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳,从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。
生物柴油的生产方法
目前生物柴油主要是用化学法生产,即用动物和植物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者碱性催化剂和高温(230-250℃)下进行转酯化反应,生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯,再经洗涤干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用,生产设备与一般制油设备相同,生产过程中可产生10%左右的副产品甘油。
目前生物柴油的主要问题是成本高。据统计,生物柴油制备成本的75%是原料成本。因此采用廉价原料及提高转化从而降低成本是生物柴油能否实用化的关键。美国己开始通过基因工程方法研究高油含量的植物,日本采用工业废油和废煎炸油,欧洲是在不适合种植粮食的土地上种植富油脂的农作物。
但化学法合成生物柴油有以下缺点:工艺复杂,醇必须过量,后续工艺必须有相应的醇回收装置,能耗高:色泽深,由于脂肪中不饱和脂肪酸在高温下容易变质;酯化产物难于回收,成本高;生产过程有废碱液排放。
为解决上述问题,人们开始研究用生物酶法合成生物柴油,即用动物油脂和低碳醇通过脂肪酶进行转酯化反应,制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有条件温和、醇用量小、无污染排放的优点。但目前主要问题有:对甲醇及乙醇的转化率低,一般仅为40%-60%。由于目前脂肪酶对长链脂肪醇的酯化或转酯化有效,而对短链脂肪醇(如甲醇或乙醇等)转化率低,而且短链醇对酶有一定毒性,酶的使用寿命短。副产物甘油和水难于回收,不但对产物形成抑制,而且甘油对固定化酶有毒性,使固定化酶使用寿命短。
“工程微藻”生产柴油,为柴油生产开辟了一条新的技术途径。美国国家可更新实验室(NREL)通过现代生物技术建成“工程微藻”,即硅藻类的一种“工程小环藻”。在实验室条件下可使“工程微藻”中脂质含量增加到60%以上,户外生产也可增加到40%以上。而一般自然状态下微藻的脂质含量为5%-20%。“工程微藻”中脂质含量的提高主要由于乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因在微藻细胞中的高效表达,在控制脂质积累水平方面起到了重要作用。目前,正在研究选择合适的分子载体,使ACC基因在细菌、酵母和植物中充分表达,还进一步将修饰的ACC基因引入微藻中以获得更高效表达。利用“工程微藻”生产柴油具有重要经济意义和生态意义,其优越性在于:微藻生产能力高、用海水作为天然培养基可节约农业资源;比陆生植物单产油脂高出几十倍;生产的生物柴油不含硫,燃烧时不排放有毒害气体,排入环境中也可被微生物降解,不污染环境,发展富含油质的微藻或者“工程微藻”是生产生物柴油的一大趋势。
国外生物柴油的发展状况
生物柴油于1988年诞生,由德国聂尔公司发明,它是以菜籽油为原料,提炼而成的洁净燃油。突出的环保性和可再生性,引起了世界发达国家,尤其是资源贫乏国家的高度重视。西方国家为发展生物柴油,在行业规范和政策鼓励下采取了一系列积极措施。为了便于推广使用,美德意等国都制定了生物柴油技术标准,如美国权威机构ASTM相继在1996年和2000年发布标准,完善生物柴油的产业化条件,并且政府实行积极鼓励的方式,在生物柴油的价格上给于一定的补贴。如德国农民种植为生物柴油作原料的油菜籽可获得1000马克/公顷补贴,并对制造生物柴油予以免税。
欧洲和北美利用过剩的菜籽油和豆油为原料生产生物柴油获得推广应用。目前生物柴油主要用化学法生产,采用植物油与甲醇或乙醇在酸或碱性催化剂和230-250℃下进行酯化反应,生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯生物柴油。现还在研究生物酶法合成生物柴油技术。与普通柴油相比,生物柴油更有利环保,使柴油车尾气中有毒有机物排放量仅为1/10,颗粒物为20%,C02和CO排放量仅为10%。按照京都议定书,欧盟2008-2012年间要减少排放8%。就燃料对整个大气C02影响的生命循环分析看,生物柴油排放的C02比矿物柴油要少约50%。为此,欧盟最近发布了两项新的指令以推进生物燃料在汽车燃料市场上的应用,这将进一步推动欧洲生物柴油工业的发展。与常规柴油相比,生物柴油价格要贵一倍以上,为此新指令要求欧盟各国降低生物柴油税率,并对生物柴油在欧洲汽车燃料中的销售比例作出规定。
西方国家生物柴油产业发展迅速。近年来,西方国家加大生物柴油商业化投资力度,使生物柴油的投资规模增大,开工项目增多。美国、加拿大、巴西、日本、澳大利亚、印度等国都在积极发展这项产业。目前,美国有4家生物柴油生产厂,总能力为30万吨/年。欧盟国家主要以油菜为原料,2001年生物柴油产量已超过100万吨。2000年德国的生物柴油已达45万吨,德国还于2001年月11日在海德地区投资5000万马克,兴建年产10万吨的生物柴油装置。法国有7家生物柴油生产厂,总能力为40万吨/年,使用标准是在普通柴油中掺加5%生物柴油,对生物柴油的税率为零。意大利有9个生物柴油生产厂,总能力33万吨/年,对生物柴油的税率为零。奥地利有3个生物柴油生产厂,总能力5.5万吨/年,税率为石油柴油的4.6%。比利时有2个生物柴油生产厂,总能力24万吨/年。日本生物柴油生产能力也达到40万吨/年。
我国生物柴油的发展状况
我国政府为解决能源节约、替代和绿色环保问题制定了一些政策和措施,早有一些学者和专家己致力于生物柴油的研究、倡导工作。我国生物柴油的研究与开发虽起步较晚,但发展速度很快,一部分科研成果已达到国际先进水平。研究内容涉及到油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备。目前各方面的研究都取得了阶段性成果,这无疑将有助于我国生物柴油的进一步研究与开发。可以预计,在2-3年内,我国在该领域的研究将会有突破性进展并达到实用水平。
着名学者闵恩泽院士在《绿色化学与化工》一书中首先明确提出发展清洁燃料生物柴油的课题:原机械工业部和原中国石化总公司在上世纪80年代就拨出专款立项,由上海内燃机研究所和贵外I山地农机所承担课题,联合研究长达10年之久,并邀请中国石化科学院的专家詹永厚做了大量基础试验探索;中国农业工程研究设计院的施德路先生也曾于1985年进行了生物柴油的试验工作;辽宁省能源研究所承担的中国——欧共体合作研究项目也涉及到生物柴油;中国科技大学、河南科学陆军化学所等单位也都对生物柴油作了不同程度的研究。
系统研究始于中国科学院的“八五”重点科研项目:“燃料油植物的研究与应用技术”,完成了金沙江流域燃料油植物资源的调查及栽培技术研究,建立了30公顷的小桐子栽培示范片。自20世纪90年代初开始,长沙市新技术研究所与湖南省林业科学院对能源植物和生物柴油进行了长达10年的合作研究,“八五”期间完成了光皮树油制取甲脂燃料油的工艺及其燃烧特性的研究;“九五”期间完成了国家重点科研攻关项目“植物油能源利用技术”。
1999-2002年,湖南省林业科学院承担并主持了国家林业局引进国外先进林业技术(948项目)——《能源树种绿王树及其利用技术的引进》,从南非、美国和巴西引进了能源树种绿玉树(Euphorbia tim-calli)优良无性系;研制完成了绿玉树乳汁榨取设备;进行了绿玉树乳汁成份和燃料特性的研究:绿玉树乳汁催化裂解研究有阶段性成果。
但是,与国外相比,我国在发展生物柴油方面还有相当大的差距,长期徘徊在初级研究阶段,未能形成生物柴油的产业化:政府尚未针对生物柴油提出一套扶植、优惠和鼓励的政策办法,更没有制定生物柴油统一的标准和实施产业化发展战略。因此,我国进入了WTO之后,在如何面对经济高速发展和环境保护和双重压力这种背景下,加快高效清洁的生物柴油产业化进程就显得更为迫切了。
我国生物柴油的产业化前景
2003年,受国民经济持续快速增长的拉动,中国石油市场需求增势强劲,石油产品需求总量增长幅度达到两位数,为11.4%,比上年提高了7.4个百分点,这促进了石油进口量的大幅攀升,使我国成为石油消费和进口大国。石油市场资源供应出现紧缺,价格全面上涨。据中国物流信息中心统计,2003年我国石油及制品累计平均价格比上年提高11.8%。初步分析2004年中国石油市场供需形势与2003年情况基本相似,将继续保持消费需求旺盛,供需基本平衡的格局,但不排除受季节、运输等因素影响而出现局部性和结构性的供应紧张。预计2004年中国原油消费量为2.7亿吨,净进口量有可能超过1亿吨。
我国是一个石油净进口国,石油储量又很有限,大量进口石油对我国的能源安全造成威胁。因此,提高油品质量对中国来说就更有现实意义。而生物柴油具有可再生、清洁和安全三大优势。专家认为,生物柴油对我国农业结构调整、能源安全和生态环境综合治理有十分重大的战略意义。目前,汽车柴油化已成为汽车工业的一个发展方向,据专家预测,到2010年,世界柴油需求量将从38%增加到45%,而柴油的供应量严重不足,这都为油菜制造生物柴油提供了广阔的发展空间。发展生物柴油产业还可促进中国农村和经济社会发展。如发展油料植物生产生物柴油,可以走出一条农林产品向工业品转化的富农强农之路,有利于调整农业结构,增加农民收入。
柴油的供需平衡问题也将是我国未来较长时间石油市场发展的焦点问题。业内人士指出,到2005年,随着我国原由加工量的上升,汽油和煤油拥有一定数量的出口余地,而柴油的供应缺口仍然较大。预计到2010年柴油的需求量将突破1亿吨,与2005年相比,将增长24%;至2015年市场需求量将会达到1.3亿吨左右。近几年来,尽管炼化企业通过持续的技术改造,生产柴汽比不断提高,但仍不能满足消费柴汽比的要求。目前,生产柴汽比约为1.8,而市场的消费柴汽比均在2.0以上,云南、广西、贵州1等省区的消费柴汽比甚至在2.5以上。随着西部开发进程的加快,随着国民经济重大基础项目的相继启动,柴汽比的矛盾比以往更为突出。因此,开发生物柴油不仅与目前石化行业调整油品结构、提高柴汽比的方向相契合,而且意义深远。
目前我国生物柴油技术已取得重大成果:海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源发展公司都已开发出拥有自主知识产权的技术,相继建成了规模超过万吨的生产厂,这标志着生物柴油这一高新技术产业已在中国大地上诞生。
中国工程院有关负责人介绍,中国“十五”计划发展纲要提出发展各种石油替代品,将发展生物液体燃料确定为国家产业发展方向。生物柴油产业得到了国务院领导和国家计委、国家经贸委、科技部等政府部门的支持,并已列入有关国家计划。
发展生物柴油,我国有十分丰富的原料资源。我国幅员辽阔,地域跨度大,水热资源分布各异,能源植物资源种类丰富多样,主要的科有大戟科、樟科、桃金娘科、夹竹桃科、菊科、豆科、山茱萸科、大风子科和萝摩科等。目前我国生物柴油的开发利用还处于发展初期,要从总体上降低生物柴油成本,使其在我国能源结构转变中发挥更大的作用,只有向基地化和规模化方向发展,实行集约经营,形成产业化,才能走符合中国国情的生物柴油发展之路。随着改革开放的不断深入,在全球经济一体化的进程中,在中国加入WTO的大好形势下,中国的经济水平将进一步提高,对能源的需求会有增无减,只要把关于生物柴油的研究成果转化为生产力,形成产业化,则其在柴油引擎、柴油发电厂、空调设备和农村燃料等方面的应用是非常广阔的。
信息来源:北京燕山石化公司研究院信息中心
⑩ 生物质的工业分析和元素分析所用的仪器是什么
提问太宽泛了。
据定义,生物质是一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质。包括除化石燃料外的植物、动物和微生物及其排泄与代谢物等。
那么里面主要是碳氢化合物了,不过生物体内也是包含各种金属微量元素的。
所以问它的工业分析和元素分析用仪器,也不知怎么回答,主要看是测什么对象,具体可以看看仪器分析的书,对应找方法。
比如,金属元素的分析常用原子吸收光度法(AAS)
生物体的复杂性,如果只是测其中某种碳氢化合物的含量,就需要使用色谱类(GC,HPLC等)分离分析方法了