ICS75.160.10 D21 中华人民共和国国家标准 GB/T30726—2014 固 固体生物质燃料灰熔融性测定方法 Determinationofashfusibilityofsolidbiofuels 2014-06-09发布 2014-10-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 方法提要 2 ………………………………………………………………………………………………… 5 试剂和材料 2 ……………………………………………………………………………………………… 6 仪器设备 3 ………………………………………………………………………………………………… 7 试验条件 4 ………………………………………………………………………………………………… 8 灰锥制备 4 ………………………………………………………………………………………………… 9 测定步骤 5 ………………………………………………………………………………………………… 10 弱还原性气氛检查 5 ……………………………………………………………………………………… 11 结果表述 6 ………………………………………………………………………………………………… 12 精密度 6 …………………………………………………………………………………………………… 13 试验报告 6 …………………………………………………………………………………………………GB/T30726—2014 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国煤炭工业协会提出。 本标准由全国煤炭标准化技术委员会(SAC/TC42)归口。 本标准起草单位:煤炭科学研究总院检测研究分院、龙口矿业集团有限公司。 本标准主要起草人:隋艳、迟丽华、孙刚、张博。 ⅠGB/T30726—2014 固体生物质燃料灰熔融性测定方法 1 范围 本标准规定了测定固体生物质燃料灰熔融性的术语和定义、方法提要、试剂和材料、仪器设备、试验 条件、测定步骤以及精密度等。 本标准适用于固体生物质燃料。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T21923 固体生物质燃料检验通则 GB/T28731 固体生物质燃料工业分析方法 3 术语和定义 GB/T21923中界定的术语和定义适用于本文件。为了便于使用,以下重复列出了GB/T21923中 的某些术语和定义。 3.1 灰的变形温度(DT) Deformationtemperatureofash 灰锥尖端或棱开始变圆或弯曲时的温度(图1中DT)。 注1:如灰锥尖保持原形则锥体收缩和倾斜不算变形温度。 注2:改写GB/T21923定义3.117。 图1 灰锥熔融特征示意图 3.2 灰的软化温度(ST) Spheretemperatureofash 灰锥弯曲至锥尖触及托板或灰锥变成球形时的温度(图1中ST)。 注:改写GB/T21923定义3.118。 3.3 灰的半球温度(HT) Hemispheretemperatureofash 灰锥形变至近似半球形,即高约等于底长的一半时的温度(图1中HT)。 注:改写GB/T21923定义3.119。 1GB/T30726—2014 3.4 灰的流动温度(FT) Flowtemperatureofash 灰锥熔化展开成高度在1.5mm以下的薄层时的温度(图1中FT)。 注:改写GB/T21923定义3.120。 4 方法提要 将固体生物质燃料灰样制成一定尺寸的三角锥(简称灰锥),在一定的气体介质中,以一定的升温速 度加热,观察灰锥在受热过程中的形态变化,观测并记录它的四个特征熔融温度:变形温度、软化温度、 半球温度和流动温度。 5 试剂和材料 5.1 氧化镁:工业品,研细至粒度小于0.1mm。 5.2 碳物质:灰分低于15%,粒度小于1mm的无烟煤、石墨或其他碳物质。 5.3 有证煤灰熔融性标准物质:可用来检查试验气氛性质的有证煤灰熔融性标准物质。 5.4 二氧化碳:99.5%纯度。 5.5 还原性气体:氢气:99.5%纯度;或一氧化碳:99.5%纯度。 5.6 刚玉舟(图2):耐温1500℃以上,能盛足够量的碳物质。 图2 刚玉舟 5.7 灰锥托板(图3):在1500℃不变形,不与灰锥发生反应,不吸收灰样。可购置或按下述方法制做: 取适量氧化镁,用糊精溶液润湿成可塑状。将灰锥托板模的垫片放入模座,用小刀将氧化镁铲入模中, 用小锤轻轻锤打成型。用顶板将成型托板轻轻顶出,先在空气中干燥,然后在高温炉中逐渐加热到 1500℃。除氧化镁外,也可用三氧化二铝粉或用等质量比的高岭土和氧化铝粉混合物制做托板。 图3 灰锥托板 5.8 三氧化二铝:工业品。 5.9 高岭土:工业品。 5.10 可溶性淀粉:工业品。 5.11 玛瑙研钵。 5.12 金丝:直径不小于0.5mm,或金片,厚度0.5mm~1.0mm,纯度99.99%,熔点1064℃。 5.13 钯丝:直径不小于0.5mm,或钯片,厚度0.5mm~1.0mm,纯度99.9%,熔点1554℃。 2GB/T30726—2014 5.14 糊精溶液:糊精(化学纯)10g溶于100mL蒸馏水中,配成100g/L溶液。 6 仪器设备 6.1 高温炉:凡满足下列条件的高温炉都可使用: ———能加热到1500℃以上; ———有足够的恒温带(各部位温差小于5℃); ———能按规定的程序加热; ———炉内气氛可控制为弱还原性; ———能在试验过程中观察试样形态变化。 图4给出了常用的管式硅碳管高温炉示意图。 说明: 1———热电偶; 2———硅碳管; 3———灰锥; 4———刚玉舟; 5———炉壳; 6———刚玉外套管; 7———刚玉内套管(内径50mm,长600mm); 8———保温材料; 9———硅碳管电极片; 10———观察孔。 图4 管式硅碳管高温炉 6.2 热电偶及高温计:测量范围0℃~1500℃,最小分度1℃,加气密刚玉保护管使用。高温计和热 电偶至少每年校准一次。用下列方法之一进行高温计和热电偶的校准: a) 用标准热电偶校准高温计和热电偶; b) 在日常测定条件下,定期观测金丝的熔点(如可能)和钯丝的熔点。如果观测到的金丝和钯丝 的熔点与5.12和5.13中给出的熔点差值超过10℃,则重新进行调节或校准。 6.3 灰锥模子(图5):材质为黄铜或不锈钢,由对称的两个半块构成。 3GB/T30726—2014 单位为毫米 图5 灰锥模子 6.4 灰锥托板模(图6):由模座、垫片和顶板三部分构成。用硬木或其他坚硬材料制作。 图6 灰锥托板模 6.5 常量气体分析仪:可测量一氧化碳、二氧化碳和氧气含量。 7 试验条件 7.1 试验气氛及其控制 7.1.1 弱还原性气氛,可用通气法或封碳法控制。 7.1.2 通气法,炉内通入下述两种混合气体之一: ———(50±10)%的氢气和(50±10)%的二氧化碳混合气体(体积分数); ———(60±5)%的一氧化碳和(40±5)%的二氧化碳混合气体(体积分数)。 7.1.3 封碳法,炉内封入碳物质。 7.2 试样形状和尺寸 试样为三角锥体,高20mm,底为边长7mm的正三角形,锥体的一侧面垂直于底面。 8 灰锥制备 8.1 灰的制备 取一定量的固体生物质燃料试样,按GB/T28731规定将其完全灰化,然后用玛瑙研钵研细至 0.1mm以下。 8.2 灰锥的制做 取1g~2g灰放在瓷板或玻璃板上,用数滴糊精溶液润湿并调成可塑状,然后用小尖刀铲入灰锥 4GB/T30726—2014 模中挤压成型。用小尖刀将模内灰锥小心地推至瓷板或玻璃板上,于空气中风干或于60℃下干燥 备用。 注:除糊精溶液外,可视灰的可塑性用水或100g/L的可溶性淀粉溶液。 9 测定步骤 9.1 在弱还原性气氛中测定 9.1.1 用糊精溶液将少量氧化镁调成糊状,用它将灰锥固定在灰锥托板的三角坑内,并使灰锥垂直于 底面的侧面与托板表面垂直。 9.1.2 将带灰锥的托板置于刚玉舟上。如用封碳法来产生弱还原性气氛,则预先在舟内放置足够量的 碳物质。炉内封入的碳物质种类和量根据炉膛大小和密封性用试验的方法确定。对于图4所示高温 炉,一般可在刚玉舟中央放置石墨粉15g~20g,两端放置无烟煤40g~50g(对气疏高刚玉管炉膛)或 在刚玉舟中央放置石墨粉5g~6g(对气密刚玉管炉膛)。 9.1.3 打开高温炉炉盖,将刚玉舟徐徐推入炉内,至灰锥位于高温带并紧邻热电偶热端(相距2mm左 右)。 9.1.4 关上炉盖,当炉温低于700℃时,升温速度为15℃/min~20℃/min。炉温超过700℃,升温速 度为4℃/min~6℃/min。如用通气法产生弱还原性气氛,则从600℃开始通入氢气(或一氧化碳)和 二氧化碳混合气体(见7.1.2),通气速度以能避免空气渗入为准。流经灰锥的气体线速度不低于 400mm/min,对于图4所示高温炉,可为8