一種生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定方法，通過控制受測(cè)生物質(zhì)樣品先分三個(gè)階段進(jìn)行燃燒，第一階段的燃燒溫度在180～200℃，持續(xù)時(shí)間為1min，第二階段的燃燒溫度在280～300℃，持續(xù)時(shí)間為0.5min，第三階段的燃燒溫度在1140～1150℃，持續(xù)時(shí)間為3min；在此過程樣品經(jīng)裂解、高溫燃燒，再進(jìn)行庫倫滴定，并記錄下測(cè)定前受測(cè)生物質(zhì)燃料樣品的質(zhì)量，以及庫倫滴定得出的硫質(zhì)量，從而計(jì)算出受測(cè)生物質(zhì)燃料中空氣干燥基全硫含量。本發(fā)明能夠?qū)ι镔|(zhì)燃料全硫含量可以進(jìn)行快速高效的測(cè)定，并具有測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度高、實(shí)施成本低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還公開了一種應(yīng)用上述快速測(cè)定方法的生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定裝置。
【專利說明】—種生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物質(zhì)是指通過光合作用而形成的各種有機(jī)體，包括所有的動(dòng)植物和微生物。而生物質(zhì)能，就是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源，同時(shí)也是唯一種可再生的碳源。生物質(zhì)能具有環(huán)境友好和可再生的雙重屬性，被認(rèn)為是世界上最大的潛在可再能源資源。生物質(zhì)能是惟一既具有礦物燃料屬性的能源，又可以儲(chǔ)存、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)換和再生，并且較少地受自然條件的制約。所以，生物質(zhì)能的開發(fā)利用己迫在眉睫，其不可替代的優(yōu)勢(shì)受到社會(huì)的普遍關(guān)注。因此，生物質(zhì)中的元素分析對(duì)生物質(zhì)的開發(fā)利用極為重要。除碳?xì)溲跬?，生物質(zhì)中硫也是重要組分之一，按形態(tài)分，生物質(zhì)中硫可分為有機(jī)硫和無機(jī)硫兩大類，各種硫分的總和稱為全硫，其中有機(jī)硫和元素硫均參與燃燒，稱為可燃硫。硫含量越高，碳、氧含量相應(yīng)下降，生物質(zhì)的發(fā)熱量越低。生物質(zhì)中硫雖能燃燒放熱，但它卻是極為有害的成分。硫燃燒后生成二氧化硫(SO2)及少量三氧化硫(SO3),不僅排入大氣能污染環(huán)境，還對(duì)人體和動(dòng)植物以及地面建筑物均有害。同時(shí)，so2、SO3也是導(dǎo)致鍋爐受熱面煙氣側(cè)高溫腐蝕、低溫腐蝕和管道堵灰的主要因素。
[0003]目前，隨著生物質(zhì)資源在我國(guó)應(yīng)用規(guī)模逐步增大，尤其是生物質(zhì)發(fā)電領(lǐng)域，由于生物質(zhì)燃料來源分散復(fù)雜，運(yùn)料頻繁，導(dǎo)致對(duì)生物質(zhì)硫分實(shí)際測(cè)定中要求在準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，更要便捷快速。美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)和歐盟技術(shù)規(guī)范均提出了相應(yīng)的生物質(zhì)燃料的硫分檢測(cè)方法，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)和質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局也于去年頒布了《GB/T28732-2012固體生物質(zhì)燃料全硫測(cè)定方法》，其中用于對(duì)硫分檢測(cè)仲裁分析的為艾氏卡法。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)中將庫侖滴定法也作為可行檢測(cè)方法之一。然而，在實(shí)際生物質(zhì)燃料生產(chǎn)、裝車外運(yùn)以及應(yīng)用等工作過程中，一方面由于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的艾士卡法所需時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)，作為仲裁分析的艾士卡法所需標(biāo)準(zhǔn)試劑較多，準(zhǔn)確過程繁瑣，使得該方法在檢測(cè)出相關(guān)生物質(zhì)燃料全硫的及時(shí)性上存在一定局限性；另一方面，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的庫侖滴定法在測(cè)定過程中，雖然在標(biāo)準(zhǔn)試劑準(zhǔn)備和操作過程上具有一定優(yōu)越性，但測(cè)定過程中的三階段高溫分解燃燒生物質(zhì)所需的溫度相對(duì)較高，時(shí)間較長(zhǎng)。由此可見，國(guó)家頒布的生物質(zhì)全硫測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)中所提出的艾士卡法和庫侖滴定法在及時(shí)性方面均存在一定局限性。此外，生物質(zhì)全硫測(cè)試國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所提出的兩種方法均需要較多人工操作，操作繁瑣，每次操作過程均只能測(cè)定一個(gè)試樣，進(jìn)一步影響了在實(shí)際應(yīng)用中的測(cè)定效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中生物質(zhì)燃料的全硫含量測(cè)定效率較低和能耗較高等問題。同時(shí)，還將提供一種應(yīng)用上述測(cè)定方法的生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定裝置。
[0005]解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定方法，包括:
[0007]步驟一，在已知質(zhì)量U1)的剛玉坩堝中稱取粒度小于0.2 mm的空氣干燥受測(cè)生物質(zhì)樣(0.05±0.005)g (稱準(zhǔn)至0.0002g)，在稱量模塊中進(jìn)行稱重，其質(zhì)量記為mQ，由計(jì)算控制模塊記錄存儲(chǔ)，并在受測(cè)生物質(zhì)樣上蓋一薄層三氧化鎢；
[0008]步驟二，將庫倫滴定模塊中的高溫燃燒子模塊中低溫I區(qū)溫度參數(shù)調(diào)至并控制在180~200°C，低溫II區(qū)溫度參數(shù)調(diào)至并控制在280~300°C，高溫區(qū)溫度參數(shù)調(diào)至并控制在1140 ~1150°C ；
[0009]步驟三，將庫倫滴定模塊中的氣泵模塊中抽氣流量參數(shù)調(diào)節(jié)到1000mL/min，同時(shí)啟動(dòng)電解t吳塊；
[0010]步驟四，將步驟一所述剛玉坩堝經(jīng)自動(dòng)傳送機(jī)構(gòu)由稱樣模塊送至庫倫滴定模塊中的高溫燃燒子模塊，在低溫I區(qū)域下停留lmin，再進(jìn)入低溫II區(qū)域下停留0.5min，最后再送入高溫區(qū)域停留3min，在電解子模塊中進(jìn)行庫侖滴定，所得出的含硫質(zhì)量被計(jì)算控制模塊記錄存儲(chǔ)，其質(zhì)量記為m2 ；
[0011]步驟五，計(jì)算控制子模塊根據(jù)下式計(jì)算出受測(cè)生物質(zhì)燃料中空氣干燥基全硫含量
【權(quán)利要求】
1.一種生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定方法，包括: 步驟一，稱取粒度小于0.2 mm、質(zhì)量接近0.05±0.005g的空氣干燥受測(cè)生物質(zhì)燃料樣品，將其盛放在已知質(zhì)量的剛玉坩堝上進(jìn)行稱重并稱準(zhǔn)至0.0002g，并于稱重后在受測(cè)生物質(zhì)燃料樣品上覆蓋一層三氧化鎢，所述稱重質(zhì)量記為mQ，剛玉坩堝的已知質(zhì)量記為Hi1 ； 步驟二，用庫倫滴定儀對(duì)步驟一所述的受測(cè)生物質(zhì)燃料樣品進(jìn)行庫侖滴定，該庫倫滴定儀包括高溫燃燒模塊、氣泵模塊和電解模塊，高溫燃燒模塊的出氣口與電解模塊的進(jìn)氣口之間設(shè)有氣密通道，步驟如下: 首先，用高溫燃燒模塊分三個(gè)階段對(duì)步驟一所述的剛玉坩堝進(jìn)行燃燒，以將剛玉坩堝上的受測(cè)生物質(zhì)燃料樣品高溫燃燒分解，使受測(cè)生物質(zhì)燃料樣品中的硫完成生成硫氧化物，其中，第一階段的燃燒溫度恒定在180~200°C之間的任一溫度上，持續(xù)時(shí)間為lmin，第二階段的燃燒溫度恒定在280~300°C之間的任一溫度上，持續(xù)時(shí)間為0.5min，第三階段的燃燒溫度恒定在1140~1150°C之間的任一溫度上，持續(xù)時(shí)間為3min ； 然后，令氣泵模塊在抽氣流量參數(shù)為lOOOmL/min的條件下工作，以在所述氣密通道內(nèi)形成空氣流，利用該空氣流將所述硫氧化物抽吸到所述電解模塊中進(jìn)行庫侖滴定，并將由庫倫滴定獲得的含硫質(zhì)量記為m2 ； 步驟三，根據(jù)下式計(jì)算出受測(cè)生物質(zhì)燃料中空氣干燥基全硫含量St，ad為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定方法，其特征在于:所述步驟二中，第一階段的燃燒溫度恒定在180°c上，第二階段的燃燒溫度恒定在280°C上，第三階段的燃燒溫度恒定在1140°C上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定方法，其特征在于:所述步驟二中，第一階段的燃燒溫度恒定在180°C上，第二階段的燃燒溫度恒定在280°C上，第三階段的燃燒溫度恒定在1150°C上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定方法，其特征在于:所述步驟二中，第一階段的燃燒溫度恒定在180°C上，第二階段的燃燒溫度恒定在300°C上，第三階段的燃燒溫度恒定在1140°C上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定方法，其特征在于:所述步驟二中，第一階段的燃燒溫度恒定在180°C上，第二階段的燃燒溫度恒定在300°C上，第三階段的燃燒溫度恒定在1150°C上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定方法，其特征在于:所述步驟二中，第一階段的燃燒溫度恒定在200°C上，第二階段的燃燒溫度恒定在280°C上，第三階段的燃燒溫度恒定在1140°C上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定方法，其特征在于:所述步驟二中，第一階段的燃燒溫度恒定在200°C上，第二階段的燃燒溫度恒定在280°C上，第三階段的燃燒溫度恒定在1150°C上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定方法，其特征在于:所述步驟二中，第一階段的燃燒溫度恒定在200°C上，第二階段的燃燒溫度恒定在300°C上，第三階段的燃燒溫度恒定在1140°C上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定方法，其特征在于:所述步驟二中，第一階段的燃燒溫度恒定在200°C上，第二階段的燃燒溫度恒定在300°C上，第三階段的燃燒溫度恒定在1150°C上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述的生物質(zhì)燃料中全硫含量的測(cè)定方法，其特征在于:所述高溫燃燒模塊的出氣口 與電解模塊的進(jìn)氣口之間用硅橡膠管連通，從而形成所述氣密通道。
【文檔編號(hào)】G01N27/42GK103728360SQ201410004291
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】張宏亮, 蘇偉, 陳剛, 林木松, 李薇, 付殿崢 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院