اختبار الوقود الصلب وفقًا للمعيار DIN 51718 - تحديد محتوى الماء ومستوى الرطوبة في عينة التحليل

اختبار الوقود الصلب وفقًا للمعيار DIN 51718 - تحديد محتوى الماء ومستوى الرطوبة في عينة التحليل

يصف المعيار "DIN 51718 اختبار الوقود الصلب - تحديد محتوى الماء ومحتوى الرطوبة في العينات التحليلية"، الذي نشره المعهد الألماني للتوحيد القياسي (DIN)، الإجراءات الموحدة لتحديد محتوى الماء ومحتوى الرطوبة في العينات التحليلية في الوقود الصلب.

اختبار الوقود الصلب وفقًا للمعيار DIN 51718 - تحديد محتوى الماء ومستوى الرطوبة في عينة التحليل

يُعدّ محتوى الرطوبة أحد أهم معايير جودة الوقود الصلب، حيث يؤثر بشكل مباشر على:

  • القيمة الحرارية (القيمة الحرارية)،
  • حسابات الكتلة،
  • تحويل النتائج التحليلية إلى ظروف مرجعية (مثل: أساس جاف، وخالٍ من الماء والرماد)،
  • سلوك التخزين والنقل وكفاءة الاحتراق.

لذلك، فإن تحديد نسبة الرطوبة بدقة أمر بالغ الأهمية لتجارة الفحم، ومحطات الطاقة، وإنتاج فحم الكوك، وشهادة الفحم الحيوي، ووقود الكتلة الحيوية، ومراقبة جودة الوقود.

ينطبق هذا المعيار على أنواع الوقود الصلب مثل:

  • الفحم الصلب
  • الفحم البني / الليغنيت
  • فحم الكوك
  • قوالب الوقود
  • توربا
  • أنواع أخرى مماثلة من الوقود الصلب (بما في ذلك عملياً بعض أنواع الوقود الحيوي والفحم الحيوي)

يحدد معيار DIN 51718 ثلاث طرق رئيسية لتحديد إجمالي محتوى الماء، يتم اختيارها بناءً على نوع الوقود وحجم الجسيمات ومستوى الرطوبة المتوقع والدقة المطلوبة:

  • الطريقة أ: التجفيف على مرحلتين (وهي الطريقة المرجعية للفحم بشكل عام):
  • المرحلة الأولى: التجفيف المسبق اللطيف عند درجة حرارة 40 درجة تقريبًا (لإزالة الرطوبة السطحية/الحرة دون حدوث تحلل).
  • المرحلة الثانية: التجفيف النهائي (الرطوبة المسترطبة) حتى الوصول إلى كتلة ثابتة عند حوالي 106 درجة.

تُعد هذه الطريقة مناسبة بشكل خاص للفحم الصلب وفحم الكوك لمنع الأكسدة أو فقدان المواد المتطايرة.

  • الطريقة ب: التجفيف المباشر في درجة حرارة عالية:
  • التجفيف على مرحلة واحدة عند درجة حرارة 105-110 درجة (التجفيف النموذجي في الفرن حتى الوصول إلى كتلة ثابتة).
  • يُستخدم بشكل شائع للعديد من أنواع الوقود الصلب التي لا توجد حساسية خاصة لها لدرجة الحرارة.
  • الطريقة ج: إجراء بديل / مبسط (حسب المثال)
  • يستخدم في حالات خاصة (مثل الوقود الرطب جداً أو الفحوصات الروتينية السريعة).

ولضمان إمكانية التكرار، تم تحديد درجة الحرارة الدقيقة، ووقت التجفيف، وكتلة العينة (حوالي 1-50 جم حسب المرحلة)، ونوع البوتقة، والتبريد في المجفف، وصيغة الحساب (نسبة المحتوى المائي) بدقة.

طريقة الحساب قياسية. ويتم الإبلاغ عن النتائج بشكل عام كما تم استلامها أو تحويلها إلى قواعد أخرى.

إن معيار DIN 51718 مشابه تقنياً جداً للمعايير التالية (ويعتبر عموماً مكافئاً لها عملياً):

  • ISO 589 الفحم الصلب - تحديد الرطوبة الكلية (طريقة من مرحلتين)
  • سلسلة CEN/TS 14774: الوقود الحيوي الصلب - تحديد محتوى الرطوبة (طريقة التجفيف في الفرن)

تعترف العديد من المختبرات وأنظمة الاعتماد (مثل شهادة الفحم الحيوي الأوروبية، ومعايير C-Sink العالمية للفحم الحيوي) صراحة بمعيار DIN 51718 (وتحديدًا الطريقة A) كإجراء مقبول أو مكافئ إلى جانب إصدارات ISO الخاصة به.

فيما يلي التطبيقات العملية الحالية لهذا المعيار:

  • مختبرات الفحم والكوك
  • مراقبة جودة الكتلة الحيوية وحبيبات الخشب.
  • إنتاج الفحم الحيوي ومنح الشهادات (غالباً ما يشير إلى معيار DIN 51718 لمحتوى المادة الجافة/الرطوبة)
  • فحص الوقود في محطة توليد الطاقة
  • البحث والتطوير في مجال معالجة الوقود الصلب.

باختصار، يحدد معيار DIN 51718 طريقة لتحديد محتوى الماء (الرطوبة) في أنواع الوقود المعدني الصلب مثل الفحم والكوك. يُعد محتوى الرطوبة أحد أهم العوامل المؤثرة على جودة الوقود، وقيمته الحرارية، وسلوكه أثناء التخزين، وكفاءة احتراقه.

ينطبق معيار DIN 51718 بشكل أساسي على ما يلي:

  • الفحم الصلب
  • الليغنيت (الفحم البني)
  • كوك
  • قوالب الوقود
  • أنواع أخرى من الوقود المعدني الصلب

يحدد هذا المعيار إجراءات تحديد إجمالي الرطوبة أو محتوى الرطوبة التحليلي عن طريق التجفيف المتحكم فيه في ظل ظروف محددة. ويستند التحديد إلى:

  • وزن عينة وقود مُجهزة.
  • التجفيف في ظل ظروف رطوبة ودرجة حرارة مضبوطة.
  • إعادة وزن العينة المجففة.
  • تم حسابها على أنها فقدان في الكتلة.

يتم التعبير عن محتوى الرطوبة كنسبة مئوية من كتلة العينة الأصلية.

تتلخص خطوات هذه الطريقة عموماً فيما يلي:

  • تحضير العينة (السحق والتجانس)
  • وزن عينة الاختبار
  • التجفيف في الفرن (عادةً حوالي 105 درجة في الظروف الجوية العادية)
  • التبريد في المجفف
  • آخر عملية وزن
  • حساب الرطوبة

يُعتبر تحديد نسبة الرطوبة أمراً مهماً للأسباب التالية:

  • تصحيح القيمة الحرارية: لا يساهم الماء في طاقة الاحتراق. الرطوبة العالية تقلل من القيمة الحرارية الفعالة.
  • التخزين والنقل: الرطوبة الزائدة:
  • يؤدي ذلك إلى زيادة تكاليف النقل.
  • فهو يعزز التحلل البيولوجي (خاصة في الليغنيت).
  • يزيد من خطر التسخين التلقائي.
  • التحكم في العمليات: تتطلب محطات الطاقة والغلايات الصناعية جودة وقود ثابتة من أجل احتراق مستقر.

يُستخدم معيار DIN 51718 على نطاق واسع في المجالات التالية:

  • محطات توليد الطاقة
  • مختبرات تجارة الفحم ومراقبة الجودة
  • مرافق إنتاج فحم الكوك
  • مصانع الاسمنت
  • صناعة الصلب

يُعدّ معيار DIN 51718 جزءًا من سلسلة معايير DIN 51700 الأوسع نطاقًا والتي تغطي اختبار أنواع الوقود الصلب. وهو متوافق تقنيًا مع المعايير الدولية التالية:

  • ISO 589 الفحم الصلب - تحديد الرطوبة الكلية
  • طريقة الاختبار القياسية ASTM D3173 لتحديد محتوى الرطوبة في عينات تحليل الفحم.

على الرغم من تشابه الطرق، إلا أن هناك اختلافات طفيفة في درجة حرارة التجفيف، أو تحضير العينات، أو مبادئ الإبلاغ.

يُتيح تحديد نسبة الرطوبة بدقة ما يلي:

  • ممارسات التجارة العادلة
  • حسابات موثوقة لأداء الطاقة
  • الامتثال للوائح القانونية
  • كفاءة احتراق مُحسّنة

في الختام، لا يزال معيار DIN 51718 معيارًا أساسيًا في تحليل الوقود، إذ يوفر قيم رطوبة موثوقة وقابلة للمقارنة للوقود الصلب. ورغم وجود معايير أحدث خاصة بالوقود الحيوي، إلا أنه لا يزال يُستشهد به ويُستخدم على نطاق واسع حتى اليوم. ونظرًا لتأثير الرطوبة المباشر على القيمة الطاقية، وسهولة التعامل، والأداء الصناعي، يلعب هذا المعيار دورًا حاسمًا في مختبرات اختبار الوقود وقطاعات إنتاج الطاقة.

على مدى سنوات عديدة، دأبت مؤسستنا، بفضل كوادرها المؤهلة وذات الخبرة، على فهم احتياجات عملائها، وتوفير خدمات الاختبار المتقدمة التي تتطلبها، ومساعدتهم في إنشاء أنظمة الإدارة وتطبيقها وتحسينها. وفي هذا الإطار، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لمعيار DIN 51718.

واتس اب