顆粒分析

顆粒燃料是一種可再生、清潔燃燒且成本穩定的家庭供暖替代品。它是一種由可再生材料（通常是回收的木材廢料）生產的生物質產品。許多住宅使用木質顆粒來取暖，包括獨立式爐灶、壁爐嵌件、熔爐和鍋爐。顆粒燃料供暖也用於學校和監獄等大型場所。顆粒在製造廠生產，並在壁爐經銷商、苗圃、建築材料商店以及飼料和園藝用品商店出售。簡而言之，顆粒燃料是一種將數百萬噸廢物轉化為能源的方法，無需將其送往垃圾掩埋場。

生質燃料的例子包括木材、木屑顆粒、木屑、廢紙以及許多其他可用作能源的農產品和副產品。生物質最基本的原理就是可再生。顆粒燃料具有優異的一致性和燃燒效率，產生的粒狀物排放量僅為原始生物質的一小部分。在所有固體燃料燃燒器中，顆粒燃燒器的粒狀物排放量最低。只要採取適當的永續林業措施和農業管理，生物質的資源幾乎是無限的，而且與化石燃料相比，其價格相當穩定。

許多顆粒製造商利用木材廢料等副產品，將其加工成鉛筆大小的顆粒，這些顆粒的尺寸、形狀、水分、密度和能量含量都均勻一致。原始生物質不能直接燃燒，因為原始生物質的水分含量在 20% 到 60% 之間。然而，顆粒的含水量明顯較低（含水量為 4% 至 8%）。此外，顆粒燃料的密度明顯高於原始生物質。在特定的貨運區域可以運輸更多的燃料，並且可以在現場儲存更多的能源。同時，顆粒的加工也變得更容易、更可預測。它們的形狀和尺寸統一，使得進料系統更小、更簡單，從而降低成本。這種高密度和統一形狀可以存放在標準筒倉中，透過火車車廂運輸並透過卡車貨櫃運送。

燃料中的顆粒分析通常指對燃料顆粒（例如由生物質、木材或核材料製成的燃料顆粒）的檢查和測試，以評估其品質、成分和性能特徵。這裡有兩個基本概念：

• 生物質/木質燃料顆粒分析：用於暖氣系統、爐灶或發電廠。分析包括以下關鍵參數：
  • 水分含量：影響燃燒效率。
  • 灰分含量（太多）：意味著更多的殘留物和維護。
  • 熱值（能量含量）：顆粒釋放的能量。
  • 堆積密度：影響儲存和運輸。
  • 耐用性：顆粒破碎或產生灰塵的難易度
  • 氯/硫含量：過多會腐蝕設備。

在這些分析中，以「ISO 17225-2 固體生物燃料 - 燃料特性和等級 - 第 2 部分：分級木質顆粒」標準為基礎。本標準描述了工業和非工業用途木質顆粒的燃料品質等級和特性。本標準僅涵蓋以下原料所生產的木質顆粒：

• 森林、人工林和其他原生林
• 木材加工工業的副產品和殘留物
• 使用未經化學處理的木材

熱處理的生物質顆粒（例如烘焙顆粒）不屬於本標準的範圍。

• 核燃料芯塊分析：在核能中，燃料芯塊通常來自二氧化鈾，用於反應器的燃料棒。分析包括以下關鍵參數：
  • 顆粒密度和孔隙率：影響棒上可容納的燃料量以及燃料在壓力下的行為。
  • 晶粒尺寸、表面缺陷及微觀結構：晶粒尺寸、裂痕、缺陷等。
  • 化學成分和濃縮度：特別是濃縮鈾。
  • 裂變氣體釋放（輻照後）：測試氙氣和氪氣等氣體在使用過程中如何逸出。
  • 熱導率：影響熱量的傳遞方式。

這些測試通常在使用機器人儀器在熱室中照射後在高度受控的實驗室中進行。

顆粒分析中使用的國際標準包括但不限於以下：

• ISO 17225-2 固體生物燃料 - 燃料特性與類別 - 第 2 部分：分級木質顆粒
• ASTM C776-17 輕水反應器燒結二氧化鈾顆粒的標準規範。本標準適用於成品燒結二氧化鈾顆粒。適用於核反應器中使用的含有任意 235U 濃度鈾的二氧化鈾顆粒。該標準承認燃料循環中存在再處理鈾，因此定義了由商業級二氧化鈾製成的二氧化鈾顆粒的同位素極限。這種商業級二氧化鈾的定義是，從燃料設計和製造的角度來看，該產品基本上等同於未輻照鈾製成的產品。超出這些限制的二氧化鈾不一定被視為等效物，因此可能需要在燃料製造設施或燃料設計中做出特殊規定。
• ASTM C759-10 核級硝酸鈽溶液的化學、質譜、光譜化學、核子和放射化學分析的標準測試方法（核燃料球檢查指南）。本標準描述了化學、質譜、光譜化學、核和放射化學分析程序，以確定核級硝酸鈽溶液是否符合規格。
• ASTM C1674-16 環境溫度下工程孔隙度（蜂窩狀通道）高級陶瓷的抗彎強度的標準測試方法（燒結二氧化鈾顆粒的微觀結構評估）。本標準描述了在環境條件下測定具有二維蜂窩通道結構的先進陶瓷結構的彎曲強度（彎曲斷裂模量）的測試方法。

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