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案例頻道一． 研究的目的和意義
生物質(zhì)燃料是我國，也是世界的一種新興能源。近些年，國外部分國家越來越多地開發(fā)和利用生物質(zhì)燃料，在2005年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織固體礦物燃料委員會(huì)（ISO/TC27）第20屆會(huì)議上，丹麥等國家的代表提出應(yīng)將生物質(zhì)燃料的檢驗(yàn)納入國際標(biāo)準(zhǔn)的范圍，這個(gè)提議獲得了大多數(shù)與會(huì)代表的認(rèn)可。
目前，國際上尚無成熟的生物質(zhì)燃料的檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)了解，歐共體已經(jīng)開始制定部分檢驗(yàn)項(xiàng)目的區(qū)域性標(biāo)準(zhǔn)。我國的生物質(zhì)燃料的較大規(guī)模應(yīng)用是在近幾年才開始的，同樣，我國也沒有生物質(zhì)燃料的檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)燃料品質(zhì)的檢驗(yàn)是燃料利用的基礎(chǔ)。對(duì)于發(fā)電鍋爐，由于安全和提高燃燒效率等方面的考慮，在燃料入爐前更需要了解燃料的品質(zhì)。
生物質(zhì)燃料與煤炭有相近之處，如兩種燃料都是以碳、氫為主、都是固體，但兩種燃料間也存在比較大的差別，主要是質(zhì)地、形態(tài)、燃燒溫度、密度等不同，這些差別必然會(huì)影響到生物質(zhì)燃料的檢驗(yàn)，所以不能簡單地套用煤炭的方法進(jìn)行生物質(zhì)燃料的檢驗(yàn)。
目前，燃料來源主要有四種：玉米秸稈、小麥秸稈、棉花桿、桑枝條。堆放方式主要為：倒伏于田間（平鋪）、堆放在路邊（散落堆放）、堆放在村中房前屋后（成捆堆放）。
考慮到生物發(fā)電項(xiàng)目的需要，本項(xiàng)目擬通過大量的研究試驗(yàn)，建立準(zhǔn)確可靠的生物質(zhì)燃料檢驗(yàn)方法，制定出8項(xiàng)生物質(zhì)燃料的檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。
二． 檢驗(yàn)項(xiàng)目：
1． 采制樣：燃料的采樣、樣品的制備；
2． 測定項(xiàng)目：全水分、分析樣品水分、灰分、揮發(fā)分、全硫、碳、氫、氮、氯。
三． 研究路線：
考慮煤炭和生物質(zhì)燃料的相似性和差異，各檢驗(yàn)項(xiàng)目均參照煤炭的檢驗(yàn)方法，對(duì)煤炭和生物質(zhì)燃料間差異所帶來的影響進(jìn)行研究，確定適合生物質(zhì)燃料的準(zhǔn)確可靠的檢驗(yàn)方法。
由于生物燃料與煤炭的差異，在制定標(biāo)準(zhǔn)中一般需要考慮如下影響：樣品稱樣量、加熱速度、加熱溫度、反應(yīng)的速度、燃燒速度和燃燒時(shí)的狀態(tài)、現(xiàn)有煤炭檢驗(yàn)設(shè)備的適用性等。
1． 研究程序：
a) 根據(jù)煤炭和生物燃料的異同點(diǎn)，考慮到各種可能的影響因素，制定出初步的試驗(yàn)方案；
b) 按照試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)；
c) 對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；
d) 根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，并考慮到實(shí)際操作的便利性，確定最終的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法；
e) 在國內(nèi)選擇8個(gè)高水平化驗(yàn)室，進(jìn)行方法的精密度的協(xié)同試驗(yàn)；
f) 編制標(biāo)準(zhǔn)稿；
g) 由有關(guān)單位共同組織進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的審查；
h) 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)審查意見修改標(biāo)準(zhǔn)稿；
i) 形成最終標(biāo)準(zhǔn)稿。
2． 研究試驗(yàn)的內(nèi)容
2.1． 全水分的測定：
a) 需要的條件試驗(yàn)：
樣品粒度；
測定溫度；
測定方法選擇：一步法和兩步法；
干燥的時(shí)間。
b) 每組樣品需要對(duì)8個(gè)試樣（8種條件）進(jìn)行測定；
c) 對(duì)于每類燃料，至少需要進(jìn)行8組樣品的測定，即共需要進(jìn)行32組樣品，共256個(gè)試樣的測定。
2.2． 分析試樣水分的測定
a) 需要的條件試驗(yàn)：
稱樣量：至少考慮兩種；
干燥溫度：至少考慮兩個(gè)溫度；
干燥法和蒸餾法的對(duì)比。
b) 每組樣品需要對(duì)8個(gè)試樣（8種條件）進(jìn)行測定；
c) 對(duì)于每類燃料，至少需要進(jìn)行10組樣品的測定，即共需要進(jìn)行40組樣品，共320個(gè)試樣的測定。
2.3． 灰分的測定
a) 需要的條件試驗(yàn)：
稱樣量：考慮兩種；
灼燒時(shí)間：考慮3種。
b) 每組樣品至少需要進(jìn)行6個(gè)試樣（6種條件）的測定；
c) 對(duì)于每類燃料，至少需要進(jìn)行10組樣品的測定，即共需要進(jìn)行40組樣品，共240個(gè)試樣的測定。
2.4． 揮發(fā)分的測定
可參照煤炭檢驗(yàn)中揮發(fā)分的測定方法，不做改變。
2.5． 全硫的測定
a) 需要的條件試驗(yàn)：
燃燒溫度；
是否加入催化劑。
b) 每組樣品至少需要進(jìn)行4個(gè)試樣（4種條件）的測定；
c) 對(duì)于每類燃料，至少需要進(jìn)行10組樣品的測定，即共需要進(jìn)行40組樣品，共160個(gè)試樣的測定。
2.6． 發(fā)熱量的測定
a) 需要的條件試驗(yàn)：
氧彈中充氧壓力：考慮2種；
樣品包紙和不包紙2種；
試樣量：計(jì)劃考慮3種；
硫酸、硝酸生成熱的測定。
b) 每組樣品至少需要進(jìn)行14個(gè)試樣（14種條件）的測定；
c) 對(duì)于每類燃料，至少需要進(jìn)行10組樣品的測定，即共需要進(jìn)行40組樣品，共560個(gè)試樣的測定。
2.7． 碳、氫的測定
a) 需要的條件試驗(yàn)：
測定方法：電解法、重量法
燃燒溫度：計(jì)劃考慮3種；
進(jìn)樣速度：計(jì)劃考慮2種；
催化劑：計(jì)劃考慮2種。
b) 對(duì)于電解法，每組樣品至少需要進(jìn)行12個(gè)試樣（12種條件）的測定，對(duì)于每類燃料，至少需要進(jìn)行10組樣品的測定，即共需要進(jìn)行40組樣品，共560個(gè)試樣的測定。
c) 對(duì)于重量法，通過電解法確定燃燒溫度后，主要考慮所加入催化劑的種類，故每組樣品需要進(jìn)行2個(gè)試樣的測定，對(duì)于每類燃料，至少需要進(jìn)行10組樣品的測定，即共需要進(jìn)行40組樣品，共80個(gè)試樣的測定。
2.8． 氮的測定
可參照煤炭檢驗(yàn)中氮的測定方法，不做改變。
2.9． 氯的測定
a) 需要的條件試驗(yàn)：
方法：考慮高溫燃燒水解－電位滴定法和伏爾哈德滴定法2種；
回收率試驗(yàn)，計(jì)劃需要3種方法；
試樣量，需要考慮2種；
是否過濾；標(biāo)準(zhǔn)AgNO3的濃度：需要考慮2～4種。
b) 共需進(jìn)行260個(gè)試樣的測定。
2.10． 樣品的制備
a) 需要的條件試驗(yàn)：
原樣縮分前破碎的粒度（計(jì)劃最少考慮2種粒度）；
縮分留樣量（計(jì)劃最少考慮2個(gè)留樣量）；
進(jìn)一步破碎前的干燥溫度（計(jì)劃考慮3個(gè)溫度）；
干燥時(shí)間（需要連續(xù)試驗(yàn)，至樣品能夠順利破碎）；
分析試樣粒度（計(jì)劃考慮2種粒度）；
b) 按照上述方式，每個(gè)樣品需要進(jìn)行的測定項(xiàng)目：全水分、分析樣品水分、灰分、發(fā)熱量；
c) 至少需要進(jìn)行10組樣品的測定；
d) 預(yù)計(jì)至少進(jìn)行320個(gè)試驗(yàn)樣品的分析；
四． 研究成果的體現(xiàn)形式
1． 按照國家標(biāo)準(zhǔn)的書寫方式，形成8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：
a) 《生物燃料樣品的制備方法》
b) 《生物燃料的全水分測定方法》
c) 《生物燃料的工業(yè)分析測定方法》
（含分析試樣的水分、灰分、揮發(fā)分測定和固定碳計(jì)算）
d) 《生物燃料的全硫測定方法》
e) 《生物燃料的發(fā)熱量測定方法》
f) 《生物燃料的碳?xì)錅y定方法》
g) 《生物燃料的氮測定方法》
h) 《生物燃料的氯測定方法》
2． 本標(biāo)準(zhǔn)按照國家標(biāo)準(zhǔn)的要求編制的，在申報(bào)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，基本上只需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)稿的印刷和審批，而不需要再做過多的其他工作。
五． 關(guān)于采樣方法
1． 由于目前生物燃料的堆放方式主要為倒伏于田間（平鋪）、堆放在路邊（散落堆放）、堆放在村中房前屋后（成捆堆放），此種堆放方式應(yīng)為臨時(shí)性的，估計(jì)在電廠形成生物燃料收購規(guī)模后，堆放方式會(huì)有較大的改變，故此建議生物燃料的采樣方法標(biāo)準(zhǔn)可暫緩制定，待大規(guī)模收購生物燃料后，再按照長期使用的堆放模式制定方法標(biāo)準(zhǔn)。
2． 如果現(xiàn)在就需要制定標(biāo)準(zhǔn)，則需要進(jìn)行如下工作：
1）方法的研究
a) 制定采樣方案：根據(jù)采樣理論，并參考煤炭采樣方法，對(duì)每種堆放方式，均需要制定出3～4種采樣方法（如不同的采樣點(diǎn)數(shù)、采樣位置、每個(gè)點(diǎn)采取樣品的重量等）。
b) 采樣：對(duì)于每種燃料，在公司主要燃料來源處，對(duì)于一個(gè)電廠主要進(jìn)料點(diǎn)、用同一種方法、在每種堆放形態(tài)采取至少10個(gè)樣品，即包含所有方法時(shí)，至少需要采取30～40個(gè)樣品。用上述方法，初步需要在3～4個(gè)電廠進(jìn)料點(diǎn)采取樣品；
c) 制樣：按照確定的制樣方法將以上所采取的全部樣品制備成適當(dāng)粒度的分析用試樣；
d) 化驗(yàn)：測定所有樣品的水分、灰分（或全硫），對(duì)測定數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)處理；
e) 最終方案的確定：根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，確定最終采樣方案。
2）預(yù)計(jì)費(fèi)用：由于采樣現(xiàn)場、現(xiàn)場設(shè)備等目前無法確定，故無法確定具體的費(fèi)用，大致費(fèi)用應(yīng)在15～30萬元之間。
六． 以上方案僅為初步的方案。待該項(xiàng)目設(shè)立后，則可制定各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具體的研究方案。
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)