靖江市固体生物燃料灰成分检测

固体生物质能源作为一种可再生的资源，其开发利用已引起**的高度重视。固体生物质能源的主要用途之一就是将其直接燃烧发电，目前中国、欧盟、美国等国家都建有燃烧固体生物质燃料的发电厂。

固体生物质燃料的灰成分指标是固体生物质燃料直接燃烧发电利用中的一项必要指标，根据此指标可预测固体生物质燃料灰渣的熔融、结渣习性，从而指导锅炉工艺。目前世界多个国家正在积极地开展固体生物质燃料特性的试验方法研究及相关标准的制定工作，其中欧盟成员国走在**，2006年欧盟以技术规范研究草案的形式已发布了一系列有关固体生物质燃料的检验方法标准，并率先提出制定固体生物质燃料的ISO标准。目前国内对于生物质燃料的灰成分的检测大都参照GB/T 1574《煤灰成分分析方法》。虽然固体生物质燃料灰中组成成分与煤灰的组成大致相同，但在实际工作中发现，二者存在个别成分的含量高低差异显著，有些检测方法是否适应于固体生物质灰成分测定，还有待进一步深入研究，因此有必要建立针对固体生物质燃料的灰成分测定的检验标准。

该次研究的技术基础以我国煤炭检验国家标准GB/T 1574《煤灰成分分析方法》为基础[1]，并结合欧盟标准“ DD CEN /T S 15290：2006 Solid biofuels-Determination of major elements”研究固体生物质燃料灰成分的测定方法[2]。

 1方法选择及确定依据

1.1灰化温度

灰化温度是灰成分分析的基础，灰化温度不同，则固体生物质燃料的燃烧和分解程度不同，因而*终测定灰中组成成分就可能不同，为使分析结果具有可比性，灰化温度采用欧盟标准，即将此项试验的灰化温度确定为550℃。

1.2测定项目

根据国标GB/T 21923—2008《固体生物质燃料检验通则》规定[3]，对于灰中常量元素的测定规定了SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、TiO2、SO3项目共10项，不同于欧盟标准9项，多了1项SO3项目。

1.3测定方法选择

(1)Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5测定选用煤炭检测的国家标准GB/T 1574中的相关方法，采用HF2HClO4分解固体生物质燃料灰样，然后用原子吸收法测定Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O5项(与欧盟标准一致)，P2O5测定采用磷钼蓝分光光度法。鉴于固体生物质燃料的灰中组成成分与煤灰相似，上述方法均为很成熟的煤炭灰成分分析方法，也同样适用于固体生物质燃料灰中Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5几项指标的测定。由于其中固体生物质燃料灰中CaO含量大都处于10%～40%，K2O含量大都处于10%～30%，P2O5含量大都为5%～10%，如此高的含量大都**出通常煤灰的检测范围，因此，在称取试样质量上对欧盟标准规定的称样量0.05g和国标GB/T 1574称样量0.10g进行考查，结果表明称样量0.05g更为适宜，一方面简化实验的操作，另一方面可降低由稀释步骤带来的稀释误差。

(2)SiO2、Al2O3、TiO2该3项指标的测定采用GB/T 1574《煤灰成分分析》中的半微量分析法，即用熔融固体生物质燃料的灰样，再用盐酸酸化后，定容，分别分取溶液，硅钼蓝分光光度法测SiO2，盐取代EDTA络合滴定法测Al2O3，二安替比林甲烷分光光度法测TiO2，上述方法均为煤灰分析中的经典化学分析方法，由于固体生物质燃料灰中SiO2、Al2O3、TiO23项指标的含量水平与煤灰中的含量相当，故采用试验条件一致。

(3)SO3测定拟选用国标GB/T 1574中经典化学分析方法质量法和库仑电位滴定法，固体生物质燃料灰中的氯含量相对较高(1.70%～5.44%)，就库仑法而言，氯对库仑法测定SO3有干扰，因此需要对库仑法测定固体生物质燃料灰中SO3可行性进行考察研究。

 2试验步骤

选取各种生物质燃料包括稻壳、树皮、树枝、秸秆、木屑、玉米芯、玉米杆、甘蔗皮、草叶、木头等30～40个样品，按照选定的测定方法设计具体试验条件对固体生物质燃料灰样进行重复测定，对数据结果进行统计处理，一方面考察库仑法测定SO3的可行性，一方面对选取的测试方法进行精密度评估。

具体试验步骤如下：

(1)将样品于550℃下进行完全灰化。

(2)称取0.1g灰样，依照GB/T 1574—2007中的半微量分析法进行灰样的处理，及测试母液的制取工作，然后分别用硅钼蓝分光光度法测试SiO2，盐取代EDTA络合滴定法测试Al2O3、二安替比林甲烷分光光度法测TiO2。

(3)称取0.05g灰样，依照GB/T 1574—2007中的原子吸收法规定的分析步骤进行灰样的处理及测试母液的制取工作。从母液中分别分取2mL溶液(用于CaO、MgO测定)、10mL溶液(用于Fe2O3测定)、1mL溶液(用于K2O测定)、10mL溶液(用于Na2O测定)至100mL容量瓶中，按照GB/T 1574规定分别测定Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O。

(4)从步骤(3)制定的母液中分取1mL溶液至50mL容量瓶中，按GB/T 1574—2007中磷钼蓝分光光度法测定P2O5。

(5)SO3分别按GB/T 1574—2007中质量法和库仑滴定法规定的方法分别测试。