颗粒分析

颗粒燃料是一种可再生、清洁燃烧且成本稳定的家庭供暖替代品。它是一种由可再生材料（通常是回收的木材废料）生产的生物质产品。许多住宅使用木质颗粒来取暖，包括独立式炉灶、壁炉嵌件、熔炉和锅炉。颗粒燃料供暖也用于学校和监狱等大型场所。颗粒在制造厂生产，并在壁炉经销商、苗圃、建筑材料商店以及饲料和园艺用品商店出售。简而言之，颗粒燃料是一种将数百万吨废物转化为能源的方法，无需将其送往垃圾填埋场。

生物质燃料的例子包括木材、木屑颗粒、木屑、废纸以及许多其他可用作能源的农产品和副产品。生物质最基本的原理就是可再生。颗粒燃料具有出色的一致性和燃烧效率，产生的颗粒物排放量仅为原始生物质的一小部分。在所有固体燃料燃烧器中，颗粒燃烧器的颗粒物排放量最低。只要采取适当的可持续林业举措和农业管理，生物质的资源几乎是无限的，而且与化石燃料相比，其价格相当稳定。

许多颗粒制造商利用木材废料等副产品，将其加工成铅笔大小的颗粒，这些颗粒的尺寸、形状、水分、密度和能量含量都均匀一致。原始生物质不能直接燃烧，因为原始生物质的水分含量在 20% 到 60% 之间。然而，颗粒的含水量明显较低（含水量为 4% 至 8%）。此外，颗粒燃料的密度明显高于原始生物质。在特定的货运区域可以运输更多的燃料，并且可以在现场储存更多的能源。同时，颗粒的加工也变得更加容易和可预测。它们的形状和尺寸统一，使得进料系统更小、更简单，从而降低成本。这种高密度和统一形状可以存储在标准筒仓中，通过火车车厢运输并通过卡车集装箱运送。

燃料中的颗粒分析通常指对燃料颗粒（例如由生物质、木材或核材料制成的燃料颗粒）的检查和测试，以评估其质量、成分和性能特征。这里有两个基本概念：

• 生物质/木质燃料颗粒分析：用于供暖系统、炉灶或发电厂。分析包括以下关键参数：
  • 水分含量：影响燃烧效率。
  • 灰分含量（太多）：意味着更多的残留物和维护。
  • 热值（能量含量）：颗粒释放的能量。
  • 堆积密度：影响储存和运输。
  • 耐用性：颗粒破碎或产生灰尘的难易程度
  • 氯/硫含量：过多会腐蚀设备。

在这些分析中，以“ISO 17225-2 固体生物燃料 - 燃料特性和等级 - 第 2 部分：分级木质颗粒”标准为基础。本标准描述了工业和非工业用途木质颗粒的燃料质量等级和特性。本标准仅涵盖由以下原材料生产的木质颗粒：

• 森林、人工林和其他原生林
• 木材加工工业的副产品和残留物
• 使用未经化学处理的木材

热处理的生物质颗粒（例如烘焙颗粒）不属于本标准的范围。

• 核燃料芯块分析：在核能中，燃料芯块通常来自二氧化铀，用于反应堆的燃料棒。分析包括以下关键参数：
  • 颗粒密度和孔隙率：影响棒上可容纳的燃料量以及燃料在压力下的行为。
  • 晶粒尺寸、表面缺陷及微观结构：晶粒尺寸、裂纹、缺陷等。
  • 化学成分和浓缩度：特别是浓缩铀。
  • 裂变气体释放（辐照后）：测试氙气和氪气等气体在使用过程中如何逸出。
  • 热导率：影响热量的传递方式。

这些测试通常在使用机器人仪器在热室中照射后在高度受控的实验室中进行。

颗粒分析中使用的国际标准包括但不限于以下内容：

• ISO 17225-2 固体生物燃料 - 燃料特性和类别 - 第 2 部分：分级木质颗粒
• ASTM C776-17 轻水反应堆烧结二氧化铀颗粒的标准规范。本标准适用于成品烧结二氧化铀颗粒。适用于核反应堆中使用的含有任意 235U 浓度铀的二氧化铀颗粒。该标准承认燃料循环中存在再处理铀，因此定义了由商业级二氧化铀制成的二氧化铀颗粒的同位素限值。这种商业级二氧化铀的定义是，从燃料设计和制造的角度来看，该产品基本上等同于由未辐照铀制成的产品。超出这些限制的二氧化铀不一定被视为等效物，因此可能需要在燃料制造设施或燃料设计中做出特殊规定。
• ASTM C759-10 核级硝酸钚溶液的化学、质谱、光谱化学、核和放射化学分析的标准测试方法（核燃料球检查指南）。本标准描述了化学、质谱、光谱化学、核和放射化学分析程序，以确定核级硝酸钚溶液是否符合规格。
• ASTM C1674-16 环境温度下工程孔隙度（蜂窝状通道）高级陶瓷的抗弯强度的标准测试方法（烧结二氧化铀颗粒的微观结构评估）。本标准描述了在环境条件下测定具有二维蜂窝通道结构的先进陶瓷结构的弯曲强度（弯曲断裂模量）的测试方法。

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