CN109324083A - 一种测定轻质生物油热值的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种测定轻质生物油热值的方法。该方法包括如下步骤：(1)利用卡尔费休水分测定仪，测定原始生物油样品(轻质生物油)的含水率；(2)除水剂脱水预处理，脱除原始生物油样品中含有的水分；(3)利用卡尔费休水分测定仪，测定除水剂处理后生物油样品的含水率；(4)利用氧弹热量计，测定处理后生物油的热值；(5)计算得到轻质生物油热值。本发明克服原始样品热值低难以引燃的缺点，通过加入除水剂，减少样品中水分含量，提高测试样品的热值，从而直接通过氧弹热量计进行测定；实验操作简单，不需要进行多次预实验确定测定的实验条件。本发明测定结果准确可靠，在高含水率低热值液态样品的热值测定方面具有应用和参考价值。

Description

一种测定轻质生物油热值的方法
技术领域
本发明提供了一种测定轻质生物油热值的方法，属于可再生能源领域。
背景技术
衡量生物油热值的方法有三种：氧弹热值、高位热值(HHV，Higher HeatingValue)和低位热值(LHV，Lower Heating Value)。三者之间可以相互换算。氧弹热值是直接通过氧弹量热仪测出的物质的热值，数量上等于弹筒发热量。高位发热量是物质完全燃烧时放出的总热，是物质的燃烧热和水蒸气的冷凝热的综合，数量上等于弹筒发热量减去硝酸、硫酸生成的热量。低位热值是物质的燃烧热，数量上等于弹筒发热量减去硝酸、硫酸的生成的热量和水蒸气的冷凝热。氧弹热值由于测量方便，不用进行复杂的换算和测定其他数据(如氮元素含量、硫元素含量、含水率等数据)，因此广泛应用于表征生物油的热值。
轻质生物油的含水率比较大，一般大于50％，因此直接通过氧弹量热仪的测定时，生物油无法燃烧，无法通过氧弹量热仪进行测定。本发明为测定轻质生物油热值的方法，通过除水剂减少生物油中的水分含量，然后测量除水前后的水分含量，测定除水后的生物油的热值，通过公式换算计算原始生物油样品(轻质生物油)的氧弹热值。
经过现有技术的文献检索发现，中国专利申请公布号为：CN107247074A，名称为：一种低热值工业危废燃烧热值的测定方法。该专利的自述为：本发明涉及一种低热值工业危废燃烧热值的测定方法，包括：仪器热容值的标定及样品燃烧热值的测定均在恒温T＝18℃的条件下进行，所有样品燃烧热值测定的初始温度T1和末端温度T2差值控制在△T≈2±0.5℃范围内；氧弹热容值的标定：向坩埚中加入约1g已知热值的苯甲酸热值片对氧弹热量计的热容值进行标定，取多次测量的平均值得到氧弹热量计的热容值；预估废润滑油的热值约为40000KJ/Kg，计算出废润滑油的质量为0.6～0.7g之间；废润滑油热值的测定：在氧弹热量计坩埚中加入约0.6g的废润滑油，测定其燃烧热值；颗粒或粉末活性炭燃烧热值的测定。该项技术的不足之处在于：采用废润滑油作为助燃剂，废润滑油中可能会含有与样品反应的物质，并且废润滑油的质地可能不均一，给测定造成较大的误差。本发明采用除水剂，性质稳定，操作方便，不与样品发生反应，分离比较方便，测定较为准确。
经过现有技术的文献检索发现，中国专利授权公告号为：CN104089975B，名称为：含聚化燃料的型煤的热值以及聚化燃料的热值的测量方法。该专利的自述为：本发明公开了一种含聚化燃料的型煤的热值以及聚化燃料的热值的测量方法，本发明含聚化燃料的型煤的热值的测量方法，包括如下步骤：(1)取助燃剂和样品，助燃剂包括镁粉和标准煤，样品为含聚化燃料的型煤；(2)用量热仪测出样品的热值。本发明聚化燃料的热值的测量方法，先采用前述方法测量出含聚化燃料的型煤的热值；再根据样品中聚化燃料和其它物质的含量，及其它物质的热值，计算出聚化燃料的热值。本发明的有益效果是：测试时间短；测试误差小；仪器成本低；操作简单。该项技术的不足之处在于：助燃剂如镁粉和标准煤，需要通过多次预实验确定助燃剂和样品的合适比例来进行后续测定，因此测试过程较为复杂，难以推广使用；此发明采用助燃剂为固态物质，助燃剂与待测样品一同放置在氧弹热量计中测定，因此不适用于测定液态样品的热值。本发明采用的除水剂性质稳定，不与样品发生反应测定较为准确，实验操作方便；在测定前，除水剂通过离心过滤等步骤，与样品分离开，只测定处理后样品的热值，因此比较适合于高含水率低热值液态样品的热值测定。
发明内容
本发明的目的在于解决含水率较大的轻质生物油无法直接通过氧弹量热仪进行测定的技术问题，并提供一种测定轻质生物油热值的方法。
本发明的技术方案如下
一种测定轻质生物油热值的方法，该方法包括如下步骤：
(1)利用水分测定仪，测定原始轻质生物油样品的含水率W1；
(2)利用经过脱水预处理后的除水剂，脱除原始轻质生物油样品中含有的水分；
(3)利用水分测定仪，测定除水剂处理后生物油样品的含水率W2；
(4)利用氧弹热量计，测定除水剂处理后生物油样品的热值Q1；
(5)计算得到原始轻质生物油样品热值Q2，计算公式如下：
Q2＝Q1(1-W1H)/(1-W2H)
其中H为仪器的修正系数。
优选的，所述的水分测定仪采用卡尔费休水分测定仪，具有重现性佳，准确度高的优点，能够准确测量样品中的含水率。
优选的，在测定原始轻质生物油样品的含水率W1之前，首先确定水分测定仪的修正系数H，然后再通过仪器测定原始生物油的含水率为W1。
优选的，所述修正系数H确定方法如下，利用水分测定仪测定纯水的含水率为W4，则修正系数为1/W4。
优选的，所述除水剂进行脱水预处理的方法如下:利用烘箱处理除水剂，脱除除水剂中含有的水分，然后把脱除水分的除水剂放置到干燥器中，冷却至室温备用。
优选的，根据已经测定的原始轻质生物油的含水率W1，添加足量的除水剂，充分混匀搅拌，静置后离心，取上层均一的生物油样品测定含水率W2。
本发明设计的一种测定轻质生物油热值的方法有以下优点：克服原始样品热值低难以引燃的缺点，通过加入除水剂，减少样品中水分含量，提高测试样品的热值，从而直接通过氧弹热量计进行测定；实验操作简单，不需要进行多次预实验，确定测定的实验条件；除水剂性质稳定，不与样品发生反应，并且可以通过离心、过滤等操作，与测定样品分离，不带入杂质影响实验结果；测定结果准确可靠，在高含水率低热值液态样品的热值测定方面具有应用和参考价值。
具体实施方式
本发明设计的测定轻质生物油热值的方法，核心是通过高含水率低热值样品通过除水剂处理，形成高热值的样品，从而方便快捷的测定轻质生物油热值。其具体步骤如下：
(1)利用卡尔费休水分测定仪，测定原始轻质生物油样品的含水率W1；
(2)利用烘箱处理除水剂，脱除除水剂中含有的水分，然后把脱除水分的除水剂放置到干燥器中，冷却至室温备用。然后利用经过脱水预处理后的除水剂，脱除原始轻质生物油样品中含有的水分。在添加脱水剂时，需要预先根据已经测定的原始生物油的含水率W1，估算所需的除水剂用量，然后按照一定比例添加足量除水剂，充分混匀搅拌，静置后离心。
(3)利用卡尔费休水分测定仪，取离心后的上层均一生物油样品测定含水率W2；
(4)取一定质量处理后的生物油样品，利用氧弹热量计，测定除水剂处理后生物油样品的热值Q1；
(5)计算得到轻质生物油热值Q2，计算公式如下：
Q2＝Q1(1-W1H)/(1-W2H) 式(1)
其中H为仪器的修正系数。
在上述测定过程开始之前，需要首先校准卡尔费休水分测定仪，方法如下：首先测定纯水的含水率，理论上纯水的含水率为100％，但是实际测定的数值会有一定的偏差，因此需要首先确定修正系数H。修正系数H确定方法如下，利用水分测定仪器测定纯水的含水率为W4，则修正系数H为1/W4。
下面结合具体实施例对本发明做进一步阐述和说明。
实施例
1.利用卡尔费休含水率测定仪，测定纯水的含水率。测定两次，含水率分别为89.88％，90.01％，取平均数为89.95％，得到修正系数(H)为1/89.95％＝1.11。
2.测定原始生物油样品的含水率为：50.9％、50.13％、49.42％，取平均数(W1)为50.15％。
3.称取适量无水硫酸钠作为除水剂，放置在105℃烘箱中，烘干24小时以上，取出放置在干燥器中，冷却至室温备用。
4.加入适量除水剂，放置在适量生物油样品中，搅拌混匀静置充分吸收样品中的水分，离心取上清液，为除水后样品。
5.利用卡尔费休含水率测定仪测定除水后样品的含水率为：27.88％、27.74％、30.7％。取平均数(W2)为28.77％。
6.弹热量仪测定除水后样品的热值(Q1)为12.3MJ/kg。
7.根据式(1)计算得到轻质生物油样品(原始样品)的热值(Q2)为8.0MJ/kg。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种测定轻质生物油热值的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)利用水分测定仪，测定原始轻质生物油样品的含水率W1；
(2)利用经过脱水预处理后的除水剂，脱除原始轻质生物油样品中含有的水分；
(3)利用水分测定仪，测定除水剂处理后生物油样品的含水率W2；
(4)利用氧弹热量计，测定除水剂处理后生物油样品的热值Q1；
(5)计算得到原始轻质生物油样品热值Q2，计算公式如下：
Q2＝Q1(1-W1H)/(1-W2H)
其中H为仪器的修正系数。
2.如权利要求1所述的测定轻质生物油热值的方法，其特征在于，所述的水分测定仪采用卡尔费休水分测定仪。
3.如权利要求1所述的测定轻质生物油热值的方法，其特征在于，在测定原始轻质生物油样品的含水率W1之前，首先确定水分测定仪的修正系数H，然后再通过仪器测定原始生物油的含水率为W1。
4.如权利要求1所述的测定轻质生物油热值的方法，其特征在于，所述修正系数H确定方法如下，利用水分测定仪测定纯水的含水率为W4，则修正系数H为1/W4。
5.如权利要求1所述的测定轻质生物油热值的方法，其特征在于，所述除水剂进行脱水预处理的方法如下:利用烘箱处理除水剂，脱除除水剂中含有的水分，然后把脱除水分的除水剂放置到干燥器中，冷却至室温备用。
6.如权利要求1所述的测定轻质生物油热值的方法，其特征在于，根据已经测定的原始轻质生物油的含水率W1，添加足量的除水剂，充分混匀搅拌，静置后离心，取上层均一的生物油样品测定含水率W2。
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