ISO 18125 固体生物燃料-热值测定

国际标准化组织（ISO）制定的《ISO 18125 固体生物燃料 - 热值的测定》标准描述了一种在校准的弹式量热仪中通过燃烧经过认证的苯甲酸来测定固体生物燃料在恒定体积和 25 度参考温度下的总热值的方法。所得结果为分析样品在恒容下的总热值，其中燃烧产物中的所有水都是液态水。

实际上，生物燃料在恒定（大气）压力下燃烧，水要么是未冷凝的（作为蒸汽随烟气去除），要么是冷凝的。两种条件下使用的燃烧工作热都是燃料在恒压下的净热值。也可以使用恒容净热值。该标准包含计算这两个值的公式。

正文中介绍了校准和生物燃料测试的一般原则和程序。与使用特定类型的量热装置相关的内容包含在标准的附件中（附件 A 至 C）。附件 D 包含使用指定类型的量热仪进行校准和燃料实验的清单。附录 E 给出了示例来说明一些计算。

就本标准而言，除了“ISO 16559 固体生物燃料 - 词汇”中给出的术语和定义外，还适用以下定义：

• 定容总热值表示在量热弹规定的条件下，固体生物燃料在氧气中燃烧所产生的燃烧比能的绝对值，以焦耳为单位。燃烧产物被认为由气态氧、氮、二氧化碳和二氧化硫、在弹式反应条件下饱和二氧化碳的液态水（与其蒸气达到平衡）和固体灰分组成。
• 定容净热值表示在定容条件下，生物燃料在氧气中燃烧每单位质量生物燃料所产生的燃烧比能的绝对值，以焦耳为单位。反应产物中的水全部以水蒸气的形式残留，其余产物则以总热值的形式残留。
• 恒压净热值表示在恒压氧气中燃烧每单位质量生物燃料所产生的燃烧比热的绝对值，单位为焦耳。反应产物中的水全部以水蒸气的形式残留，其余产物则以总热值的形式残留。
• 参考温度，即热化学的国际参考温度，被接受为25度时热值的参考温度。生物燃料的热值对温度的依赖性较小。
• 量热计的有效热容量表示引起量热计温度发生单位变化所需的能量。
• 校正温升表示仅在燃烧弹内发生的过程所导致的量热计温度的变化。校正温升是校正热交换、混合功率等后的总观测温升。温度变化可以用其他单位表示：铂或热敏电阻温度计的电阻、石英晶体谐振器的频率，但前提是这些量与温度变化之间建立了函数关系。量热计的有效热容量可以用每任意单位的能量单位来表示。标准中给出了校准和燃料测试之间的条件所需的线性和接近度标准。

将称重的固体生物燃料分析样品的一部分在规定条件下在弹式量热仪中的高压氧气中燃烧。通过在与证书中指定的类似条件下燃烧经过认证的苯甲酸，在校准测试中确定量热仪的有效热容量。校正后的温升是通过燃烧反应发生之前、期间和之后的温度观测来确定的。温度观察的持续时间和频率取决于所使用的量热仪的类型。首先将水添加到炸弹中，在燃烧之前形成饱和蒸汽相，确保样品中的所有水（包括氢和水分）都被视为液态水。

总热值是根据校正后的温升和量热仪的有效热容量计算得出的，其中考虑了点火能量、引信燃烧的热效应以及硝酸形成等副反应的影响。此外，还进行了校正，以解释弹式反应中形成的硫酸水溶液与气态二氧化硫（即生物燃料中硫所需的反应产物）之间的能量差异。由于固体生物燃料的校正值通常较低，因此可以忽略水性和气态盐酸之间的相应能量效应。

通过计算分析样品中测定的定容总热值，得到生物燃料的定容净热值和定压净热值。计算恒容净热值需要了解分析样品的水分和氢含量。原则上，恒压净热值的计算也需要分析样品的氧、氮含量信息。

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