3114
.pdf2.3.24объем, объем навалом - объем материала, включающий объем пустот между частицами;
2.3.25объм твердой фазы - объем отдельных частиц древесины;
2.3.26складочный объем-объем сложенной древесины, вклячая объм пустот между отдельными кусками древесины;
2.3.27грохот - устройство, содержащие одно или несколько сит, используемое для разделения материала по классам крупности и для вычисления дисперсионного состава пыли;
2.3.28механическая прочность, механическая стойкость-способность единиц уплотненного топлива оставаться неизменными во время погрузки, разгрузки и транспортировки;
2.3.29валовая плотность-отношение массы деревянного ствола к его объему, включая все пустоты (поры и сосуды) и содержание общей влаги;
2.3.30основная плотность-отношение массы, определенной на сухое состояние вещества, к объему твердой фазы на зеленое состояние;
2.3.31насыпная плотность-отношение массы свеженасыпанного твердого топлива к его объему, включая объем пустот между кусками, измеренное в стандартных условиях заполнения емкости;
2.3.32выход летучих веществ - потеря массы топлива с поправкой на влагу при нагревании его без доступа воздуха при высокой температуре в стандартных условиях;
2.3.33технический анализ-анализ твердого биотоплива с определением в стандартных условиях показателей зольности, содержания общей влаги, выхода летучих веществ и связанного углерода;
2.3.34элементарный анализ-анализ твердого биотоплива, в результате которого определяют содержание общего углерода, общего водорода, общего азота и общей серы в стандартных условиях и расчитывают содержание общего кислорода.
2.4 Классификация биотоплива по происхождению и источникам получения
Таблица 1 - Классификация по происхождению и источникам получения твердого топлива
11
1 |
Древесная 1.1 Лесные деревья |
и 1.1.1 Целые деревья |
(без 1.1.1.1 |
Лиственные |
||
биомасса |
насаждения |
корневой системы) |
|
1.1.1.2 |
Хвойные |
|
1.1.1.3 Насаждения с коротким периодом роста
1.1.1.4 Кустарники
1.1.1.5 Биотопливные смеси и смешанное биотопливо
1.1.2 Полные деревья |
(с |
1.1.2.1 |
Лиственные |
|
|
корневой системой) |
|
|
1.1.2.2 Хвойные |
|
|
|
|
|
1.1.2.3 Насаждения с коротким перио- |
|
|
|
|
|
дом роста |
|
|
|
|
|
1.1.2.4 Кустарники |
|
|
|
|
|
1.1.2.5 Биотопливные смеси и смешан- |
|
|
|
|
|
ное биотопливо |
|
|
1.1.3 Лесные отходы |
|
|
1.1.3.1 Свежие/зеленые лиственные (с |
|
|
|
|
|
листьями) |
|
|
|
|
|
1.1.3.2 Свежие/зеленые хвойные (с хво- |
|
|
|
|
|
ей) |
|
|
|
|
|
1.1.3.3 Сухие лиственные |
|
|
|
|
|
1.1.3.4 Сухие хвойные |
|
|
|
|
|
1.1.3.5 Биотопливные смеси и смешан- |
|
|
|
|
|
ное биотопливо |
|
|
1.1.4 Пни/корни |
|
|
1.1.4.1 Лиственные |
|
|
|
|
|
1.1.4.2 Хвойные |
|
|
|
|
|
1.1.4.3 Насаждений с коротким перио- |
|
|
|
|
|
дом роста |
|
|
|
|
|
1.1.4.4 Кустарники |
|
|
|
|
|
1.1.4.5 Биотопливные смеси и смешан- |
|
|
|
|
|
ное биотопливо |
|
|
1.1.5Кора (от лесохозяйственной деятельности)
1.1.6Древесная биомасса от управлением ландшафтом (биомасса садов, парков и т.д.)
1.1.7Биотопливные смеси и смешанное биотопливо
1.2Побочные продукты 1.2.1 Химически не обра- 1.2.1.1 Лиственные деревья без коры
и отходы лесоперерабаботанные древесные |
от- |
|
1.2.1.2 |
Хвойные деревья без коры |
|
тывающей промышленходы |
|
|
1.2.1.3 Лиственные деревья с корой |
|
|
ности |
|
|
|
|
|
|
|
1.2.1.4 Хвойные деревья с корой |
|
||
|
|
1.2.1.5 |
Кора (от промышленной дея- |
|
|
|
|
|
тельности) |
|
|
1.2.2Химически обрабо- 1.2.2.1 Деревья без коры танные древесные отходы 1.2.2.2 Деревья с корой
1.2.2.3Кора (от промышленной деятельности)
1.2.2.4Волокна и компоненты древеси-
ны
1.2.3Биотопливные смеси и смешанное биотопливо
1.3Использованная 1.3.1 Химически не обра- 1.3.1.1 Деревья без коры
древесина |
ботанная древесина |
|||
|
|
|
1.3.1.2 Деревья с корой |
|
|
|
|
1.3.1.3 Кора |
|
|
1.3.2 Химически обрабо- |
1.3.2.1 Деревья без коры |
|
|
|
танная древесина |
|
|
|
|
|
|
1.3.2.2 Деревья с корой |
|
|
|
|
1.3.2.3 Кора |
|
1.3.3Биотопливные смеси и смешанное биотопливо
1.4Биотопливные смеси и смешанное биотопливо
|
2 |
Травяная |
2.1 |
Сельскохозяйствен- |
2.1.1 Зерновые культуры |
2.1.1.1 Целые растения |
|
|
биомасса |
ная |
и садоводческая |
|
2.1.1.2 Солома |
|
|
|
|
|
трава |
|
2.1.1.3 Зерна и семена |
|
|
12
|
|
|
|
|
2.1.1.4 |
Шелуха и скорлупа |
|
|
|
|
|
|
2.1.1.5 Биотопливные смеси и смешан- |
||
|
|
|
|
|
ное биотопливо |
||
|
|
|
2.1.2 Травы |
|
2.1.2.1 Целые растения |
|
|
|
|
|
|
|
2.1.2.2 Солома |
|
|
|
|
|
|
|
2.1.2.3 Семена |
|
|
|
|
|
|
|
2.1.2.4 Шелуха |
|
|
|
|
|
|
|
2.1.2.5 Биотопливные смеси и смешан- |
|
|
|
|
|
|
|
ное биотопливо |
|
|
|
|
|
2.1.3 Масличные |
культу- |
2.1.3.1 Целые растения |
|
|
|
|
|
ры |
|
2.1.3.2 Стебли и листья |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.1.3.3 Семена |
|
|
|
|
|
|
|
2.1.3.4 Шелуха и скорлупа |
|
|
|
|
|
|
|
2.1.3.5 Биотопливные смеси и смешан- |
|
|
|
|
|
|
|
ное биотопливо |
|
|
|
|
|
2.1.4 Корнеплоды |
|
2.1.4.1 Целые растения |
|
|
|
|
|
|
|
2.1.4.2 Стебли и листья |
|
|
|
|
|
|
|
2.1.4.3 Корни |
|
|
|
|
|
|
|
2.1.4.4 Биотопливные смеси и смешан- |
|
|
|
|
|
|
|
ное биотопливо |
|
|
|
|
|
2.1.5 Зернобобовые куль- |
2.1.5.1 Целые растения |
|
||
|
|
|
туры |
|
2.1.5.2 Стебли и листья |
|
|
|
|
|
|
|
2.1.5.3 Плоды |
|
|
|
|
|
|
|
2.1.5.4 Шелуха |
|
|
|
|
|
|
|
2.1.5.5 Биотопливные смеси и смешан- |
|
|
|
|
|
|
|
ное биотопливо |
|
|
|
|
|
2.1.6 Цветы |
|
2.1.6.1 Целые растения |
|
|
|
|
|
|
|
2.1.6.2 Стебли и листья |
|
|
|
|
|
|
|
2.1.6.3 Семена |
|
|
|
|
|
|
|
2.1.6.4 Биотопливные смеси и смешан- |
|
|
|
|
|
|
|
ное биотопливо |
|
|
2.1.7Травяная биомасса от управления ландшафтом (биомасса садов, парков, газонов и т.д.)
2.1.8Биотопливные смеси и смешанное биотопливо
2.2Побочные продукты 2.2.1 Химически не обра- 2.2.1.1 Зерновые культуры и травы
и отходы от переработботанные травяные отхо- |
2.2.1.2 |
Масличные культуры |
|||||
ки травы |
|
ды |
|
2.2.1.3 |
Корнеплоды |
|
|
|
|
|
|
|
2.2.1.4 |
Зернобобовые культуры |
|
|
|
|
|
|
2.2.1.5 |
Цветы |
|
|
|
|
|
|
2.2.1.6 Биотопливные смеси и смешан- |
|
|
|
|
|
|
|
ное биотопливо |
|
|
|
|
2.2.2 Химически обрабо- |
|
2.2.2.1 Зерновые культуры и травы |
|
||
|
|
танные травяные отходы |
|
|
2.2.2.2 Масличные культуры |
|
|
|
|
|
|
|
2.2.2.3 Корнеплоды |
|
|
|
|
|
|
|
2.2.2.4 Зернобобовые культуры |
|
|
|
|
|
|
|
2.2.2.5 Цветы |
|
|
|
|
|
|
|
2.2.2.6 Биотопливные смеси и смешан- |
|
|
|
|
|
|
|
ное биотопливо |
|
|
2.2.3Биотопливные смеси и смешанное биотопливо
2.3Биотопливные смеси и смешанное биотопливо
|
3 |
Плодовая |
3.1 Плодовые и ягодные |
3.1.1 Ягоды |
3.1.1.1 |
Целые ягоды |
|
|
биомасса |
садоводческие культу- |
|
3.1.1.2 |
Мякоть плода |
|
|
|
|
|
ры |
|
3.1.1.3 |
Семена |
|
|
|
|
|
|
3.1.1.4 Биотопливные смеси и смешан- |
|
|
|
|
|
|
|
ное биотопливо |
|
|
|
|
|
|
3.1.2 Плоды с косточками/ |
3.1.2.1 Целые плоды |
|
|
|
|
|
|
ядрами |
3.1.2.2 Мякоть плода |
|
|
|
|
|
|
|
3.1.2.3 Косточки/ядра |
|
|
13
|
3.1.2.4 Биотопливные смеси и смешан- |
|
|
ное биотопливо |
|
3.1.3 Орехи и желуди |
3.1.3.1 Целые орехи |
|
|
3.1.3.2 Шелуха/скорлупа |
|
|
3.1.3.3 Ядра |
|
|
3.1.3.4 Биотопливные смеси и смешан- |
|
|
ное биотопливо |
|
3.1.4Биотопливные смеси и смешанное биотопливо
3.2Побочные продукты 3.2.1 Химически не обра- 3.2.1.1 Ягоды
и отходы от переработботанные плодовые отхо- |
|
3.2.1.2 |
Плоды с косточками и ядрами |
|
|||
ки плодов |
|
ды |
|
3.2.1.3 |
Орехи и желуди |
|
|
|
|
|
|
|
3.2.1.4 |
Оливковый жмых |
|
|
|
|
|
|
3.2.1.5 Биотопливные смеси и смешан- |
|
|
|
|
|
|
|
ное биотопливо |
|
|
|
|
3.2.2 Химически обрабо- |
|
3.2.2.1 Ягоды |
|
||
|
|
танные плодовые отходы |
|
|
3.2.2.2 Плоды с косточками и ядрами |
|
|
|
|
|
|
|
3.2.2.3 Орехи и желуди |
|
|
|
|
|
|
|
3.2.2.4 Истощенный оливковый жмых |
|
|
|
|
|
|
|
3.2.2.5 Биотопливные смеси и смешан- |
|
|
|
|
|
|
|
ное биотопливо |
|
|
3.2.3Биотопливные смеси и смешанное биотопливо
3.3Биотопливные смеси и смешанное биотопливо
4 Биотоплив- 4.1 Биотопливные смеси
ные смеси и 4.2 Смешанное биотопливо смешанное
биотопливо
Таблица 2 - Торговые формы твердого биотоплива
Торговая форма биотоплива |
Типичный размер |
Общие производственные процессы |
|
частиц |
|||
|
Необработанное дерево, включая ветки и корне- |
||
Полное дерево (таблица 16) |
> 500 мм |
||
|
|
вую систему |
|
Щепа (таблица 6) |
5 ... 100, мм |
|
|
Резка острыми инструментами |
|||
Дробленое топливо (таблица |
Различный |
Дробление тупыми инструментами |
|
7) |
|
Резка острыми инструментами |
|
Кругляк, поленья/дрова (таб- |
100 ... 1000, мм |
||
лица 8) |
|
Остатки коры после окорки могут быть измель- |
|
Кора (таблица 11) |
Различный |
||
|
|
чены или нет |
|
Пачки (таблица 16) |
Различный |
Продольная укладка и связывание |
|
Пыль, мука (таблица 16) |
< 1, мм |
Помол |
|
Опилки (таблица 9) |
1 ... 5, мм |
Резка острыми инструментами |
|
Стружка (таблица 10) |
1 ... 30, мм |
Строгание острыми инструментами |
|
Брикеты (таблица 4) |
≥ 25, мм |
Механическое сжатие (пресс) |
|
Пеллеты (таблица 5) |
< 25, мм |
То же |
|
Кипы (таблица 12): |
0,1, м3 |
|
|
- малые прямоугольные; |
Сжатие (прессование) и связывание кубами |
||
- большие прямоугольные; |
3,7, м3 |
То же |
|
- круглые (рулоны) |
2,1, м3 |
» |
|
Рубленая солома или энерге- |
10 ... 200, мм |
Рубка во время уборки урожая |
|
тическая трава (таблица 16) |
|
Без подготовки или сушки, только операции, ко- |
|
Зерно (таблицы 13, 14), семе- |
Различный |
||
на (таблицы 14, 15) |
|
торые необходимы для хранения продовольствен- |
|
|
|
ного зерна |
|
Зерна, семена или ядра пло- |
5 ... 15, мм |
Без производства или пресса и извлечения хи- |
|
дов (таблица 14) |
|
мических веществ |
|
Волокнистый жмых (таблица |
Различный |
Готовится из волокнистых отходов путем осу- |
14
Торговая форма биотоплива |
Типичный размер |
Общие производственные процессы |
|
частиц |
|||
|
шения |
||
16) |
|
Рисунок 1 - Классификация древесного топлива по размеру частиц
3.Содержание работы
3.1Изучить классы твердого биотоплива в зависимости от его происхождения.
3.2Изучение лесной биомассы как источника энергии.
3.3Изучение торговых форм твердого биотоплива.
4.Материалы и оборудование
Набор образцов лесной биомассы, образцы твердого биотоплива улучшенного качества, штангенциркудь, ГОСТ 54220-2010 Технические характеристики и классы топлива.
5. Порядок выполнения работы
15
5.1По ГОСТ 54220-2010 составить классификацию классов твердого биотоплива в зависимости от происхождения и получения.
5.2Изучить осовные виды древесной биомассы, используемой как источник энергии.
5.3Изучить образцы твердого биотоплива улучшенного качества.
5.4Изучить торговые формы твердого боитоплива, результаты занести в таблицу №
Таблица№3 Торговые формы твердого биотоплива
торговая форма биотоплива |
размер частиц |
процессы получения биотоплива |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Контрольные вопросы
1.Что может быть отнесено к источнику энергии при использовании древессной боимассы?
2.Что может быть отнесено к топливу при использовании травяной биомассы?
3.Что может быть отнесено к топливу при использовании плодовой биомассы?
4.Что относится к биотопливным смесям и смешанному биотопливу?
5.Каковы основные торговые формы биотоплива?
6.На что влияют размеры и форма биотоплива?
7.В чем заключаются преимущества использования биотоплива?
8.В каких странах мира наиболее развито приминение биотоплива?
16
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
ОТБОР ПРОБ ТВЕРДОГО БИОТОПЛИВА И ИЗУЧЕНИЕ МЕТОДОВ ПОДГОТОВКИ ПРОБ
1. Цель работы
На основании существующих нормативных документов изучить способы отбора проб твердого биотоплива, а также методы подготовки проб.
2.Общие положения
Внастоящее время на территории Российской Федерации действуют следующие ГОСТы нормирующие методы отбора и подготовки проб:
ГОСТ Р 542217-2010 Биотопливо твердое. Отбор проб. Часть1. Методы отбора проб.
ГОСТ Р 54218-2010 Биотопливо твердое. Отбор проб. Методы отбора проб зернистых материалов, перевозимых грузовыми автомобилями.
ГОСТ Р 54212-2010 Биотопливо твердое. Методы подготовки проб.
. ГОСТ Р 54187-2010 Биотопливо твердое. Отбор проб. Общие требования.
При выполнении лабораторной работы используются следующие термины и определения:
-объединенная проба: проба, состоящая из требуемого количества точечных проб, отобранная от партии или части партии;
-общая проба: проба, отобранная для проведения более чем одного предполагаемого испытания;
аналитическая проба: часть лабораторной пробы, измельченная до размера частиц 1 мм и менее, используемая для определения показателей химического и физического анализа;
-точечная проба: количество топлива, одновременно извлеченное в процессе однократного движения устройства для отбора проб;
17
- лабораторная проба: объединенная проба или ее часть, точечная проба или ее часть, а также любая другая проба, отправленная в лабораторию для испытаний;
-партия: определенное количество топлива, для которого установлены показатели качества;
-сокращение пробы: уменьшение массы пробы или части пробы.
Принцип отбора проб
Основной принцип отбора проб заключается в получении представительной пробы от партии. Каждая частица материала партии или подпартии должна иметь возможность попасть в отбираемую пробу с равной вероятностью. Если этот принцип не может быть реализован, то это нарушение фиксируется документально в плане отбора проб.
Отбор проб из контейнеров или складских помещений при помощи щупа
Партией считается весь материал в контейнере. Щуп для отбора проб применяют для отбора сыпучих материалов с номинальным верхним размером 25 мм, которые свободно текут ( такие как древесные гранулы – пеллеты). Длина щупа должна быть достаточна для свободного доступа к любому месту в контейнере. Длина отверстий в щупе должна быть больше, чем номинальный верхний размер отбираемого материала. Отверстия должшы открываться одно за другим, начиная с отверстия, ближнего к вершине щупа.
Для отбора точечной пробы щуп погружают в материал под углом 30о – 75о. Щуп погружают в материал полностью, перед тем как открыть отверстия. Затем щуп встряхивают для его наполнения. Проба из щупа должна быть извлечена полностью.
Отбор проб из упаковок
Партией считается весь материал из одной поставки.
Упаковки от партии отбирают случайным образом. Это достигается выбором упаковок в произвольные моменты времени при их подходе к точке отбора или нумерацией всех упаковок и выбором произвольных номеров. Минимальное число отобранных упаковок вычисляют следующим образом:
5 + 0,025М,
Где М – масса упаковки,т.
18
Каждая упаковка представляет собой точесную пробу. Если необходимо уменьшить массу пробы, то ее сокращают. Для топлива с мелким размером частиц ( пеллеты ) можно использовать щуп.
Отбор проб из малого штабеля (обьем < 100 м3)
Партией считается материал всего штабеля.
Для отбора пробы используют совок, лопату, вилы или щуп.
Если материал в штабеле может быть сегрегирован, то его перемещают в новый штабель и точечную пробу отбирают во время этого перемещения.
Штабель материала визуально разделяют на три горизонтальных слоя и из каждого слоя отбирают точечные пробы пропорционально обьему слоя. Точечные пробы берутся по окружности из точек с одинаковым интервалом. Точечные пробы не должны отбираться из самой нижней части штабеля, т. е. не ниже 300 мм от его подошвы. На рисунке показано возможное расположение точек отбора проб из штабеля.
Рисунок 2 - Вид сбоку точек отбора проб из малого штабеля
Объединенная и лабораторные пробы
Объединенную и лабораторную пробу получают одним из следующих методов.
19
А) Все точечные пробы помещают непосредственно в контейнер для образования общей пробы, которая передается в лабораторию. В этом случае объединенная проба также является лабораторной.
Б) Точечные пробы смешивают вместе и образуют общую пробу, которая затем делится на две или более навески для проведения одного изиспытаний. Каждая навеска помещается в контейнер и отправляется в лаборатории в качестве лабораторной пробы.
В) Каждая точечная проба помещается в отдельный контейнер и отправляется в лабораторию. В лаборатории смешиваются точечные пробы и получают лабораторную пробу.
Г) Каждая точечная проба делится на две и более навесок с использованием одного из методов по делению проб (см. ниже). Все точечные пробы делятся одинаково. При соединениипо одной навеске каждой точечной пробы получается олна или более объединенных проб. Каждая объединенная проба помещается в контейнер и отправляется в лабораторию в качестве лабораторной.
Принципы обработки проб
Главная задача подготовки проб заключается в делении ее на одну или неколько частей, каждая из которых меньше, чем первоначальная проба.
Главный принцип состоит в сохранении исходного состава отобранной пробы на всех этапах пробоподготовки.
Каждая часть пробы должна быть представлена по отношению к исходной пробе. Для этого каждая частица пробы до сокращения должна иметь равную вероятность попасть в подпартию в ходе сокращения.
Для сокращения проб предусмотрено использования специального оборудования, таких как сократитель и вращающийся делитель. Возможно и ручное сокращение проб.
Принципы сокращения проб
При каждой стадии сокращения должна быть сохранена требуемая масса пробы, в противном случае проведенная выборка не будет характеризовать исходную пробу материала. В таблицеХХ приведены минимально необходимые массы пробы, которые определяются после каждой стадии сокращения в зависимости от номинального верхнего размера частиц и насыпной плотно-
20