生物质固体成型燃料标准体系研究进展

生物质固体成型燃料标准体系研究进展田宜水农业部规划设计研究院中国北京2009年8月13日2009生物质成型燃料设备与应用技术国际研讨会一、前言生物质固体成型燃料生物质固体成型技术是在一定温度与压力作用下，将原来分散的、没有一定形状的生物质经干燥和粉碎压制成具有一定形状的、密度较大的各种成型燃料的技术。体积缩小6~8倍，密度约为1.1~1.4t/m3能源密度相当于中质烟煤使用时火力持久，炉膛温度高，燃烧特性明显得到了改善是生物质能开发利用技术的发展方向之一，可为农村居民和城镇用户提供优质能源，近年来越来越受到人们的广泛关注。国内发展现状我国生物质固体成型技术的研究开发已有二十多年的历史，20世纪90年代主要集中在螺旋挤压成型机上，但存在着成型筒及螺旋轴磨损严重、寿命较短、电耗大、成型工艺过于简单等缺点，导致综合生产成本较高，发展停滞不前。进入2000年以来，生物质固体成型技术得到明显的进展，成型设备的生产和应用已初步形成了一定的规模，大部分为饲料设备生产厂转型而来。标准制定现状我国先后制订国家或农业行业标准：木炭和木炭试验方法（GB/T17664–1999）生物质燃料发热量测试方法（NY/T12—1985)民用柴炉柴灶热性能试验方法（NY/T8—2006）民用省柴节煤灶、炉、炕技术条件（NY/T1001—2006）等农业部已制定《生物质固体成型燃料技术条件》和《生物质固体成型设备技术条件》两个农业行业标准北京市已制定《生物质成型燃料》地方标准随着生物质固体成型燃料市场的逐渐成熟，标准化工作已明显滞后，到目前为止还没有出台有针对性的标准。发展展望•《可再生能源中长期发展规划》中明确提出“重点发展生物质固体成型燃料”•到2010年，生物质固体成型燃料年利用量达到100万吨；•到2020年，生物质固体成型燃料年利用量达到5000万吨。二、制定生物质固体成型燃料的必要性标准体系是一定范围内的标准按其内在的联系形成的科学的有机整体。标准体系是由标准组成的系统，包括现有的标准和预计应发展的标准。现有标准体系反映出当前的生产、科技水平，生产社会化、专业化和现代化程度，经济效益，产业和产品结构，经济政策，市场需求，资源条件等。标准体系中也展示出规划应制定标准的发展蓝图。必要性研究和建立我国生物质固体成型燃料技术标准体系，将形成统一的行业规范和标准体系，不仅能够有效地整合研究、开发和推广应用等各个方面的资源，促进生物质固体成型燃料技术、设备和产品市场的建立。克服不同种类燃料特性所造成的市场障碍，使固体成型燃料在生产者（固体成型燃料生产企业）与使用者（公共事业、区域供热企业、工业用户和农户）之间自由进行交易，扩大国际国内贸易，都具有十分重要的意义。使主管部门进行技术监督和市场管理时有章可循，有据可考，为生物质固体成型燃料技术的推广创造良好的市场环境。三、国外固体生物质固体成型燃料标准概况CEN335固体生物质燃料欧盟固体生物质燃料标准化工作始于2000年。按照欧盟的要求，由欧盟标准化委员会（CEN）组织生物质固体燃料研讨会，识别并挑选了一系列需要建立的固体生物质燃料技术规范。欧盟标准化委员会准备了30个技术规范，分为术语；规格、分类和质量保证；取样和样品准备；物理（或机械）试验；化学试验等5个方面。技术规范的初始有效期限制为3年，在2年以后CEN成员国需要提交对标准的意见，特别是可否转成欧盟标准。CEN/TC335已发布标准标准号名称CEN/TS14588:2003Solidbiofuels-Terminology,definitionsanddescriptionsCEN/TS14774-1:2004Solidbiofuels-Methodsfordeterminationofmoisturecontent-Ovendrymethod-Part1:Totalmoisture-ReferencemethodCEN/TS14774-2:2004Solidbiofuels-Methodsforthedeterminationofmoisturecontent-Ovendrymethod-Part2:Totalmoisture-SimplifiedmethodCEN/TS14774-3:2004Solidbiofuels-Methodsforthedeterminationofmoisturecontent-Ovendrymethod-Part3:MoistureingeneralanalysissampleCEN/TS14775:2004Solidbiofuels-MethodforthedeterminationofashcontentCEN/TS14778-1:2005Solidbiofuels-Sampling-Part1:MethodsforsamplingCEN/TS14778-2:2005Solidbiofuels-Sampling-Part2:MethodsforsamplingparticulatematerialtransportedinlorriesCEN/TS14779:2005Solidbiofuels-Sampling-MethodsforpreparingsamplingplansandsamplingcertificatesCEN/TS14780:2005Solidbiofuels-MethodsforsamplepreparationCEN/TS14918:2005SolidBiofuels-MethodforthedeterminationofcalorificvalueCEN/TS14961:2005Solidbiofuels-FuelspecificationsandclassesCEN/TS15103:2005Solidbiofuels-MethodsforthedeterminationofbulkdensityCEN/TS15104:2005Solidbiofuels-Determinationoftotalcontentofcarbon,hydrogenandnitrogen-InstrumentalmethodsCEN/TS15105:2005Solidbiofuels-Methodsfordeterminationofthewatersolublecontentofchloride,sodiumandpotassiumCEN/TS15148:2005Solidbiofuels-MethodforthedeterminationofthecontentofvolatilematterCEN/TS15149-1:2006Solidbiofuels-Methodsforthedeterminationofparticlesizedistribution-Part1:Oscillatingscreenmethodusingsieveaperturesof3,15mmandaboveCEN/TS15149-2:2006Solidbiofuels-Methodsforthedeterminationofparticlesizedistribution-Part2:Vibratingscreenmethodusingsieveaperturesof3,15mmandbelowCEN/TS15149-3:2006Solidbiofuels-Methodsforthedeterminationofparticlesizedistribution-Part3:RotaryscreenmethodCEN/TS15150:2005Solidbiofuels-MethodsforthedeterminationofparticledensityCEN/TS15210-1:2005Solidbiofuels-Methodsforthedeterminationofmechanicaldurabilityofpelletsandbriquettes-Part1:PelletsCEN/TS15210-2:2005Solidbiofuels-Methodsforthedeterminationofmechanicaldurabilityofpelletsandbriquettes-Part2:BriquettesCEN/TS15234:2006Solidbiofuels-FuelqualityassuranceCEN/TS15289:2006SolidBiofuels-DeterminationoftotalcontentofsulphurandchlorineCEN/TS15290:2006SolidBiofuels-DeterminationofmajorelementsCEN/TS15296:2006SolidBiofuels-CalculationofanalysestodifferentbasesCEN/TS15297:2006SolidBiofuels-DeterminationofminorelementsCEN/TS15370-1:2006Solidbiofuels-Methodforthedeterminationofashmeltingbehaviour-Part1:Characteristictemperaturesmethod美国ASTM标准美国实验与材料协会成立于1898年，是世界上最早、最大的非盈利性标准制定组织之一。ASTM于1985年成立了E48生物技术委员会，下设E48.05生物转化子委员会，已制订了9项标准，主要适用于生物质水分、灰分、挥发分、元素分析、堆积密度等特性的测定。ASTM固体生物质燃料标准标准名称适用范围测试内容和方法E870木质燃料分析测试方法适用于木质燃料。工业分析和元素分析，引用了D1102、E771、E775、E777、E778等木材、垃圾衍生燃料的标准。E871木质颗粒燃料全水分试验方法适用于锯末、颗粒、木屑、木段及其他最大体积为16.39cm3的木质颗粒燃料。取出50g样品，放置在103±1℃干燥箱内干燥16h。E872木质颗粒燃料挥发分试验方法同E871。将1mg样品放置在密闭的坩埚内，放置950±20℃马弗炉内7min。E873生物质颗粒成型燃料堆积密度的试验方法适用于最大体积为16.39cm3的生物质颗粒成型燃料。用容积为305×305×305mm的容器测量。E1358木质颗粒全水分试验方法—微波法提供了E871的替代试验方法。用微波炉，在控制温度、时间、样品质量的条件下进行加热。E1534木质颗粒燃料灰分试验方法适用于木质颗粒燃料。将2g样品放置马弗炉中，缓慢升温至580~600℃。E1755生物质灰分试验方法适用于硬木、软木、草本作物（如柳枝稷等）、农业剩余物（如玉米秸、稻草和蔗渣）、废纸等。其中，木质颗粒燃料适用于E1534。在575±20℃马弗炉中氧化。E1757生物质分析样品制备方法同1755。样品制备，用于元素分析。分为A、B、C三个方法。四、我国生物质固体成型燃料标准体系的制定制定的原则完整性。体系的组成应完整、配套，要基本覆盖生物质固体成型燃料已经产业化或在近期能够产业化的领域。前瞻性。体系要尽可能反映固体成型燃料国内外发展现状趋势，尽可能包容国家技术攻关成果。统一性。体系内各项标准之间，应尽量做到协调、统一。科学性。体系分类科学、层次清晰、结构合理，并具有一定的可分解性和可扩展空间。实用性。体系便于使用和管理，对今后的固体成型燃料标准化工作给与指导。总体框架原料收集贮藏生产成型燃料配送用户规划设计质量保障卫生、安全、环境安装调试设备采购炉具项目选址生物质成型燃料的特性及其影响参数影响的因素含水率可存储性、热值、损失、自燃热值可利用性、工程的设计ClHCl、二噁英和呋喃的排放，对过热器的腐蚀作用NNOx、HCN和N2O的排放SSOx的排放K对过热器的腐蚀作用，降低灰分熔点Mg