ASTM D7348 طرق الاختبار القياسية لفقدان الاشتعال (LOI) لبقايا الاحتراق الصلبة

ASTM D7348 طرق الاختبار القياسية لفقدان الاشتعال (LOI) لبقايا الاحتراق الصلبة

يصف معيار "ASTM D7348 طرق الاختبار القياسية لفقدان اشتعال بقايا الاحتراق الصلبة" الصادر عن الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM)، طرق الاختبار لتحديد فقدان كتلة بقايا الاحتراق الصلبة عند تسخينها إلى درجة حرارة محددة في جو من الهواء أو الأكسجين. يمكن أن ينتج فقدان الكتلة عن الرطوبة والكربون والكبريت، وما شابه ذلك من خسائر ناتجة عن تحلل أو احتراق البقايا.

ASTM D7348 طرق الاختبار القياسية لفقدان الاشتعال (LOI) لبقايا الاحتراق الصلبة

يشير مصطلح "فقدان الكتلة عند الاشتعال" (LOI) إلى فقدان الكتلة الذي يحدث عند تسخين بقايا الاحتراق إلى درجات حرارة عالية في جو من الهواء أو الأكسجين. في صناعة الأسمنت، يشير مصطلح "فقدان الكتلة عند الاشتعال" عادةً إلى فقدان الكتلة في عينة مسخنة إلى 950 درجة مئوية. أما بالنسبة لمهندسي الاحتراق، فيشير مصطلح "فقدان الكتلة عند الاشتعال" عادةً إلى فقدان الكتلة في العينات المسخنة إلى درجات حرارة أقل من 950 درجة مئوية.

تُرسي طرق الاختبار هذه إجراءاتٍ لتحديد قيم مؤشر النفوذ (LOI) لمخلفات الاحتراق المُسخّنة إلى 750 أو 950 درجة مئوية. يُمكن للصناعات التي تستخدم مخلفات الاحتراق في مجموعة متنوعة من العمليات والمنتجات استخدام قيم مؤشر النفوذ هذه. في حال تسخين مخلفات الاحتراق الصلبة لتقدير كمية الكربون القابل للاحتراق أو غير المحترق في العينة، فقد تبيّن أن مؤشر النفوذ وتقدير الكربون غير المحترق لا يتوافقان تمامًا، ولا ينبغي استخدام مؤشر النفوذ كتقدير للكربون غير المحترق في جميع مخلفات الاحتراق. يُمكن تحديد الكربون غير المحترق (القابل للاحتراق) مباشرةً باستخدام معيار ASTM D6316.

إذا سُخِّنت بقايا الاحتراق الصلبة لتحضير الرماد لتحديد الكسور الكتلية للعناصر الرئيسية والثانوية، تُستخدَم طريقة التسخين الموضحة في ASTM D3682 وASTM D4326 وASTM D6349 أو طريقة تحديد LOI عند 750 درجة (الطريقة أ) الموضحة هنا. أما إذا سُخِّنت بقايا الاحتراق الصلبة لتحضير الرماد لتحديد الكسور الكتلية للعناصر النزرة، تُستخدَم طريقة التسخين الموضحة في ASTM D3683 وASTM D6357.

في الصناعات التي تُعدّ فيها عمليات الاحتراق أساسية، مثل إنتاج الأسمنت، وتوليد الطاقة بالفحم، وحرق النفايات، يُعدّ فهم تركيب المواد المتبقية أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الكفاءة، والتحكم في الانبعاثات، والامتثال للوائح التنظيمية. غالبًا ما تحتوي بقايا الاحتراق الصلبة، مثل الرماد المتطاير، ورماد القاع، والكلنكر، على مكونات متطايرة تؤثر على خصائص المواد وتأثيرها البيئي. صُمّم معيار ASTM D7348 لقياس هذه المكونات. يوفر هذا المعيار بروتوكولات دقيقة لتحديد فقدان الكتلة لهذه البقايا عند تسخينها في ظروف مُتحكم فيها، مع توفير معلومات عن الرطوبة، والكربون، والكبريت، وغيرها من المواد المتطايرة.

يصف المعيار ASTM D7348 إجراءين أساسيين يوفران مرونةً حسب نوع العينة والدقة المطلوبة. يتضمن كلاهما وزنًا دقيقًا، وتسخينًا في فرن التفريغ، وقياس كتلة ما بعد الاشتعال، إلا أن ظروف الاشتعال تختلف لاستيعاب التطايرات المتبقية المتغيرة:

  • الإجراء أ: LOI القياسي عند 950 درجة
    • الإعداد: يتم وضع 1-5 جرام من عينة البقايا المطحونة (التي تمر عبر منخل رقم 50) في بوتقة بلاتينية أو سيراميكية مسخنة مسبقًا.
    • بروتوكول التسخين: ارفع درجة الحرارة إلى 950 درجة في الهواء بمعدل 20 درجة / دقيقة، واحتفظ بها لمدة 20-60 دقيقة حتى يتم الوصول إلى كتلة ثابتة، ثم قم بتبريدها في مجفف.
    • الحساب: LOI (النسبة المئوية) = ((القيمة الأولية kالكتلة - الكتلة النهائية / الكتلة الأولية kالكتلة) × 100.
    • المميزات: مثالية لبقايا أفران الأسمنت أو الرماد المتطاير، حيث تُحاكي درجة حرارة 950 درجة مئوية درجات حرارة تكوين الكلنكر وتُحدد كمية الكربون العضوي أو الكبريتات. وهي الطريقة الأكثر شيوعًا وفقًا لمعايير صناعة الأسمنت.
  • الإجراء ب: درجة حرارة عالية LOI في الأكسجين
    • الإعداد: تحضير عينة مماثلة، ولكن باستخدام جو غني بالأكسجين (على سبيل المثال، 100 في المائة O عند 50 مل/دقيقة)2 تدفق).
    • بروتوكول التسخين: إشعال النار عند درجة حرارة 750-1000 درجة لمدة 30 دقيقة، بهدف الأكسدة الكاملة للكربون المقاوم.
    • الحساب: نفس الإجراء أ باستثناء التصحيحات الاختيارية لاندماج الرماد.
    • المميزات: مناسب للمخلفات عالية الكربون، مثل رماد الغلايات، ويُسرّع الأكسدة للحصول على نتائج أسرع. مفيد في الحالات التي يُسبب فيها اشتعال الهواء احتراقًا غير كامل.

في إنتاج الأسمنت، يضمن انخفاض مستوى النفوذ إنتاج كلنكر عالي الجودة مع الحد الأدنى من الجير الحر، مما يخفض تكاليف الطاقة بنسبة تصل إلى 5%. وفي محطات الطاقة، يُراقب مستوى الكربون في الرماد المتطاير، مما يؤثر على إعادة استخدامه في الخرسانة والالتزام بحدود انبعاثات الكربون.

  • صناعة الأسمنت والجير: يقيس فصل الكربونات. قد يشير مؤشر النوايا (LOI) الذي يزيد عن 3% إلى احتراق مفرط أو خليط خام غير كافٍ.
  • احتراق الفحم والكتلة الحيوية: يُقيّم كفاءة الاحتراق. يُشجّع ارتفاع مؤشر الاحتراق (أكثر من ١٠٪) على تعديل الموقد لتقليل استهلاك الوقود.
  • محطات تحويل النفايات إلى طاقة: تساعد على تحقيق أهداف الاقتصاد الدائري من خلال تتبع المخلفات العضوية للتخلص من الرماد أو استعادة المعادن.
  • البحث والتطوير: يدعم الدراسات حول الوقود البديل حيث تكون قائمة الاهتمام مرتبطة بالقيمة الحرارية وسلوك اندماج الرماد.

ومن خلال تقليل انبعاثات الكربون غير المحروق، يمكن للمرافق تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون السنوية بما يعادل آلاف الأطنان.

نتيجةً لذلك، يكشف معيار ASTM D7348 عن الاختلافات الخفية في مخلفات الاحتراق، محولاً البيانات الخام إلى معلومات عملية لعمليات أكثر خضرةً وكفاءةً. ومع تزايد الطلب العالمي على الطاقة المستدامة، يظل هذا المعيار لا غنى عنه، مما يُمكّن الصناعات من التقدم دون خسائر فادحة.

مؤسستنا، التي تعمل منذ سنوات عديدة وتتابع بدقة التطورات العالمية في العلوم والتكنولوجيا، تُجري الاختبارات والقياسات والتحليلات في مجموعة واسعة من المجالات للشركات في جميع القطاعات، بفريق عمل ماهر وبنية تحتية شاملة. وفي هذا السياق، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لمعيار ASTM D7348 لطرق الاختبار القياسية لفقدان الاشتعال (LOI) لمخلفات الاحتراق الصلبة.

واتس اب