广东生物质颗粒燃料检测：热值与工业分析

生物质燃料（如木屑颗粒、棕榈壳、秸秆捆等）的质量参差不齐。通过工业分析可以：

评估能源效率：热值直接决定“能发多少电/产生多少热”。

指导燃烧系统设计：水分和灰分影响燃烧温度、设备选型和排渣方式。

满足环保要求：全硫含量关系到硫氧化物（SOx）的排放，是环保法规的重点监控指标。

作为交易依据：这些指标是国际贸易和采购合同中的核心定价参数。

水分 (Moisture Content)

意义：

降低有效热值：水分蒸发会消耗大量潜热，降低炉膛温度。

影响处理与储存：高水分易导致腐败、霉变，并增加运输成本。

影响燃烧稳定性：水分过高可能导致点火困难、燃烧不稳定。

检测标准：

GB/T 28731-2012《固体生物质燃料工业分析方法》

ASTM E871 - Standard Test Method for Moisture Analysis of Particulate Wood Fuels

ISO 18134 - Solid biofuels — Determination of moisture content

方法原理：干燥失重法

称取一定质量（m₁）的样品（通常1-2g）于干燥的称量瓶中。

将称量瓶放入鼓风干燥箱，在 105±2°C 的温度下干燥至恒重（通常至少2小时）。

取出后放入干燥器中冷却至室温，称重（m₂）。

计算：水分 (%) = [(m₁ - m₂) / m₁] ×

灰分 (Ash Content)

意义：

降低热效率：灰分是不可燃的无机矿物质，含量高则有效燃料减少。

造成设备磨损与结渣：灰分可能腐蚀炉膛、堵塞炉排，并在受热面上结渣，影响运行安全。

处理成本：高灰分意味着更多的灰渣需要处理。

检测标准：

GB/T 28731-2012

ASTM E1755 - Standard Test Method for Ash in Biomass

ISO 18122 - Solid biofuels — Determination of ash content

方法原理：高温灼烧法

将测定水分后的样品（或重新称取样品）放入已恒重的坩埚（m₀）中。

将坩埚放入马弗炉中，按标准规定的程序缓慢升温（防止爆燃）至 550±10°C 或 815±10°C（根据不同标准），并在此温度下灼烧至少2小时，确保所有可燃物完全燃烧。

取出坩埚，放入干燥器冷却后称重（m₃）。

计算：灰分 (%) = [(m₃ - m₀) / m₁（样品质量）] ×

全硫 (Total Sulfur)

意义：

环保核心指标：硫在燃烧后生成二氧化硫（SO₂）和三氧化硫（SO₃），是酸雨和大气污染的主要成因。

设备腐蚀：硫的氧化物与水分结合形成亚硫酸和硫酸，对锅炉尾部受热面（如省煤器、空气预热器）造成低温腐蚀。

检测标准：

GB/T 28732-2012《固体生物质燃料全硫测定方法》

ASTM E775 - Standard Test Methods for Total Sulfur in the Analysis Sample of Refuse-Derived Fuel

ISO 16994 - Solid biofuels — Determination of total content of sulfur and chlorine

方法原理：

艾士卡法：经典化学方法。将样品与艾士卡试剂（碳酸钠和氧化镁混合物）混合灼烧，使硫转化为可溶性硫酸盐，用氯化钡沉淀为硫酸钡，通过重量法测定。精度高，常作为仲裁方法，但流程长、操作复杂。

库仑滴定法/红外光谱法（现代常用）：

样品在高温管式炉中于氧气流中燃烧。

硫元素被氧化为二氧化硫（SO₂）。

库仑滴定仪：SO₂被电解液吸收并发生反应，仪器通过测量电解消耗的电量来计算硫含量。

红外吸收仪：燃烧产生的气体被送入检测池，仪器直接测量SO₂对特定红外波段的吸收强度来计算硫含量。

优点：快速、自动化程度高，已成为主流检测方法。

发热量/热值 (Calorific Value)

意义：是评价燃料品质Zui重要的指标，直接决定了燃料的价值。分为：

弹筒发热量 (Qb)：在氧弹热量计中实测得出的值。

高位发热量 (Qgr)：弹筒发热量减去酸（主要是硫和氮形成的酸）的生成热校正后的值。

低位发热量 (Qnet)：高位发热量减去水（燃料中的水和氢燃烧生成的水）的汽化潜热。这是锅炉设计和热力计算中实际使用的值。

检测标准：

GB/T 30727-2014《固体生物质燃料发热量测定方法》

ASTM E711 - Standard Test Method for Gross Calorific Value of Refuse-Derived Fuel by the Bomb Calorimeter

ISO 18125 - Solid biofuels — Determination of calorific value

方法原理：氧弹热量法

称取一定质量的样品（约1g）并压片，放入氧弹热量计的氧弹中。

向氧弹中充入高压氧气（约3MPa）。

将氧弹放入内筒中，内筒外是温度恒定的外筒（环境）。

通电点燃样品，使其完全燃烧。

燃烧释放的热量被内筒中的水吸收，通过精密温度传感器测量内筒水的温升（ΔT）。

仪器根据热力学公式（考虑水温升、热容量、点火丝放热等修正）自动计算出弹筒发热量（Qb）。

再根据样品的全硫和氢含量等数据，即可计算出高位发热量（Qgr） 和低位发热量（Qnet）。

低位发热量计算公式（近似）：

Qnet，ar = Qgr，ad × (100 - Mar)/100 - 24.4 × Mar - 24.4 × Had × (100 - Mar)/100

（其中：Mar为收到基水分，Had为干燥基氢含量，24.4为水在25°C时的汽化潜热近似值）