Материал: 4407

-продолжают равномерно нагревать печь до температуры (550±10)оС в течении 60 мин (т.е. увеличение температуры составляет +5оС/мин) и поддерживают температуру на этом уровне не менее 120мин.

7.2.7Вынимают тигель с его содержимым из печи. Помещают тигель для охлаждения на толстую металлическую пластину на 5-10мин, затем переносят в эксикатор без осушителя для остывания до температуры окружающей среды. После взвешивают тигель с его содержимым с точночтью до 0,1 мг и записывают массу.

7.2.8Если возникает сомнение, что образец сгорел не полностью (например, при визуальном осмотре обнаружена сажа), то:

-либо тигель с его содержимым помещают в печь, нагретую до 550оС,

ипрокаливают 30мин, после чего взвешивают. Прокаливание повторяют до тех пор, пока изменение массы тигля с остатком не станет менее 0,2 мг;

-либо в тигель добавляют несколько капель воды, затем помещают в холодную печь, нагревают до температуры (550±10)оС и прокаливают в течение 30 мин, после чего взвешивают. Прокаливание повторяют до тех пор, пока изменение массы тигля не станет менее0,2 мг.

7.2.9 Зольность на сухое состояние Аd,%масс, рассчитывают по

Где m1 - масса пустого тигля, г; m2 - масса тигля с пробой, г;

m3 - масса тигля с зольным остатком, г;

W3 - массовая доля влаги в аналитической пробе, %.

Результаты испытаний вычисляют до 0,01% и округляют до 0,1%. За окончательный результат испытаний принимают среднеарифметическое значение результатов двух паралельных определений.

Контрольные вопросы

1. Что понимается под зольностью твердого биотоплива?

2. Что такое внутренняя и внешняя зола?

3.Какое влияние оказывает зольность на работу топочных устройств?

4.В чем особенности зольности древесного топлива?

5.Какова зольность стволовой древесины? Влияет ли порода древесины на эту величину?

8 Определение выхода летучих веществ

При нагревании твердого топлива без доступа воздуха под воздействием высокой температуры (от 200 до 800оС) сначала выделяются водяные пары, а затем происходит термическое разложение молекул с выделением газообразных веществ, получивших название летучих веществ. Летучие вещества представляют собой продукты распада сложных органических веществ. В состав летучих входят: молекулярный азот N2 , кислород О2, водород Н2, окись углерода СО, углеводородные газы СН4, С2Н4 и т.д., а также водяные пары, образующиеся из влаги, содержащейся в топливе.

Химический состав летучих веществ зависит от условий процесса нагревания топлива. Сумма летучих относится только к горючей массе. Выход летучих из древесного топлива высок и составляет около 85 %. Летучие вещества оказывают блдьшое влияние на процесс горения топлива: чем больше выход летучих, тем ниже температура воспламенения и легче зажигание топлива и тем больше поверхность фронта пламени.

Твердая часть топлива, оставшаяся после выхода летучих, называется коксом. Он состоит в основном из углерода и минеральной части. Продукт коксования древесной биомассы – древесный уголь, который отличается высокой реакционной способностью.

Выход летучих веществ определяют как потерю массы навески за вычетом влаги при нагревании без доступа воздуха. Для уменьшения окисления топлива при нагревании доступ кислорода к пробе должен быть ограничен. Содержание влаги в аналитической пробе определяют одновременно с выходом летучих веществ.

8.1 Оборудование и проборы

Муфельная печь с электрообогревом, термопара, тигель, подставка для тиглей, весы с точностью взвешивания до 0,1г.

8.2 Порядок выполнения работы

8.2.1Цилиндрический тигель с плотно прилегающей крышкой, изготовленный из кварцевого стекла (масса тигля с крышкой должна быть

10-14г.) устанавливают на подставку для одного или нескольких тиглей и помещают в муфельную печь, предварительно нагретую до 900±10оС, и выдерживают при этой температуре 7 мин.

8.2.2Вынимают тигли из печи, остужают до комнатной температуры н

апластине из термостойкого материала и оставляют храниться в эксикаторе.

8.2.3В холодный пустой тигель помещают навеску массой 1,0±0,1 г, закрывают крышкой и взвешивают с точностью до 0,1 мг. Навеску распределяют по дну тигля ровным слоем.

8.2.4Тигли с навесками, закрытые крышками, помещают на холодную подставку, затем переносят в муфельную печь, закрывают древцу печи и оставляют на 420±5 с.

8.2.5. Вынимают подставку с тиглями из печи и охлаждают до комнатной температуры на термостойкой пластине. После того как тигли остынут, взвешивают их с точностью до 0,1мг.

8.2.6 Выход летучих веществ Vd , % из пробы, выраженный в процентах по массе на сухое состояние, вычисляют по следующей формуле

Где m1 - масса пустого тигля с крышкой, г;

M2 – масса тигля с крышкой и пробой до нагревания,г;

M3 – масса тигля с крышкой с пробкой и нелетучим остатком после нагревания,г;

Wа – массовая доля влаги в аналитической пробе,%, определяемая по ГОСТ Р 54211.

8.2.7 Содержание влаги в аналитической пробе определяется одновременно с выходом летучих веществ по ГОСТ Р 54192-2010.

Контрольные вопросы

1.Что представляют собой летучие вещества?

2.При каких условиях происходит образование летучих веществ?

3.Каков объем летучих веществ в древесном топливе?

4.Как влияют летучие вещества на возгорание топлива?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ГРАНУЛ.

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ХРАНЕНИЯ БИОТОПЛИВА НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ.

1. Цель работы

Установить механическую прочность различных видов твердого биотоплива. Определить влияние условий хранения (температурновлажностный режим) на механическую прочность древесных пеллет.

2. Общие положения

При транспортировке, хранении твердое биотопливо подвергается различного рода механическому воздействию, вследствие чего возможно его разрушение. В лабораторной работе проводятся испытания гранул и брикетов на механическую прочность. В данном случае прочность – это показатель стойкости прессованного топлива к ударному воздействию и/или истиранию в процессах обращения и транспортирования. В основе испытаний лежит метод предложенный в европейском стандарте EN 152101:2009

Сущность метода:

-испытуемую пробу подвергают контролируемому ударному воздействию путем столкновения гранул друг с другом и со стенками специального вращающегося испытательного яшика4

- прочность гранул рассчитывают, исходя из массы оставшейся после отделения стертых и мелких отсоединившихся частиц пробы.

3. Оборудование и приборы

Прибор для испытания гранул, сито с круглыми отверстиями диаметром 3,15 мм, пригодное для ручного просеивания, весы с наибольшим пределом взвешивания 2 кг, позволяющие взвешивать пробу с точностью отсчета до 0,1 г.

4.Порядок выполнения работы

4.1Отбирают пробу материала. Масса пробы не должна быть менее 2,5 кг. Разделяют пробу на 4-е равные части. Берут одну часть пробы для определения содержания общей влаги.

Взвешивают две из оставшихся частей пробы и затем посредством ручного просеивания отделяют частицы, проходящие через отверстия сита, равные 3,15 мм. Просеивание должно осуществляться таким образом, чтобы отделялись мелкие частицы, а образование новых мелких частиц не происходило. Этого обычно достигают, если пробу массой 1-1,5кг встряхивают круговыми движениями 5-10 раз на сите диаметром 40 см. При использовании другого оборудования процедура и масса пробы для испытания могут быть уточнены.

Определяют количество гранул, оставшихся на сите, и количество частиц, проходящих через сито с отверстиями 3,15 мм, в испытуемой пробе в процентах по массе.

4.2На испытуемой пробе проводят не менее двух испытаний.

4.3Берут часть пробы массой (300±10)г. Для гранул диаметром более 12мм допускается масса пробы (300±50) г. Помещают испытуемую часть пробы просеянных гранул, взвешенных с точностью до 0,1 г, в устройство с вращающимся ящиком. Ящик с пробой вращают со скоростью (30±2) об/мин

иосуществляют 500 вращений. После указанного количества вращений пробу извлекают и просеивают вручную через сито.