روش‌های استاندارد آزمون ASTM D7348 برای افت احتراق (LOI) پسماندهای احتراق جامد

استاندارد "ASTM D7348 روش‌های آزمون استاندارد برای اتلاف جرم در هنگام احتراق (LOI) پسماندهای احتراق جامد" که توسط انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) منتشر شده است، روش‌های آزمون برای تعیین اتلاف جرم پسماندهای احتراق جامد هنگام گرم شدن تا دمای مشخص در جو هوا یا اکسیژن را شرح می‌دهد. اتلاف جرم می‌تواند ناشی از رطوبت، کربن، گوگرد و اتلاف‌های مشابه ناشی از تجزیه یا احتراق پسماندها باشد.

افت ناشی از احتراق (LOI) به افت جرمی اشاره دارد که هنگام گرم شدن پسماند احتراق تا دمای بالا در اتمسفر هوا یا اکسیژن رخ می‌دهد. در صنعت سیمان، اصطلاح LOI معمولاً به افت جرم در نمونه‌ای که تا دمای 950 درجه سانتیگراد گرم شده است، اشاره دارد. برای مهندسان احتراق، اصطلاح LOI معمولاً به افت جرم در نمونه‌هایی که تا دمای کمتر از 950 درجه سانتیگراد گرم شده‌اند، اشاره دارد.

این روش‌های آزمایش، روشی را برای تعیین مقادیر LOI بقایای احتراق که تا دمای ۷۵۰ یا ۹۵۰ درجه سانتیگراد گرم شده‌اند، ایجاد می‌کنند. مقادیر LOI به‌دست‌آمده از این روش‌های آزمایش می‌توانند توسط صنایعی که از بقایای احتراق در فرآیندها و محصولات مختلف استفاده می‌کنند، مورد استفاده قرار گیرند. اگر بقایای احتراق جامد برای تخمین مقدار کربن قابل احتراق یا نسوخته در نمونه گرم شوند، نشان داده شده است که LOI و تخمین کربن نسوخته کاملاً با هم مطابقت ندارند و LOI نباید به عنوان تخمینی از کربن نسوخته در تمام بقایای احتراق استفاده شود. تعیین مستقیم کربن نسوخته (قابل احتراق) را می‌توان با استفاده از ASTM D6316 انجام داد.

اگر پسماند احتراق جامد برای تهیه خاکستر جهت تعیین کسر جرمی عناصر اصلی و فرعی گرم شود، روش گرمایش شرح داده شده در ASTM D3682، ASTM D4326 و ASTM D6349 یا روش‌های تعیین LOI 750 درجه (روش A) که در اینجا شرح داده شده است، استفاده می‌شود. اگر پسماند احتراق جامد برای تهیه خاکستر جهت تعیین کسر جرمی عناصر کمیاب گرم شود، روش گرمایش شرح داده شده در ASTM D3683 و ASTM D6357 استفاده می‌شود.

در صنایعی که فرآیندهای احتراق در آنها نقش اساسی دارند، مانند تولید سیمان، تولید برق با سوخت زغال سنگ و سوزاندن زباله، درک ترکیب مواد باقیمانده برای بهره‌وری، کنترل انتشار گازهای گلخانه‌ای و رعایت مقررات بسیار مهم است. بقایای جامد احتراق، مانند خاکستر بادی، خاکستر کف یا کلینکر، اغلب حاوی اجزای فرار هستند که بر خواص مواد و تأثیر زیست‌محیطی تأثیر می‌گذارند. ASTM D7348 برای تعیین کمیت این اجزا طراحی شده است. این استاندارد پروتکل‌های دقیقی را برای تعیین میزان از دست دادن جرم این بقایا هنگام گرم شدن در شرایط کنترل شده ارائه می‌دهد و اطلاعاتی در مورد رطوبت، کربن، گوگرد و سایر مواد فرار ارائه می‌دهد.

استاندارد ASTM D7348 دو روش اساسی را شرح می‌دهد که بسته به نوع نمونه و وضوح مورد نیاز، انعطاف‌پذیری ارائه می‌دهند. هر دو شامل توزین دقیق، گرمایش کوره مافل و اندازه‌گیری جرم پس از احتراق هستند، اما شرایط احتراق برای تطبیق با نوسانات باقیمانده متغیر، متفاوت است:

• روش الف: LOI استاندارد در دمای 950 درجه
  • آماده‌سازی: ۱ تا ۵ گرم نمونه باقیمانده آسیاب شده (عبور داده شده از الک شماره ۵۰) در یک بوته پلاتینی یا سرامیکی از پیش گرم شده قرار داده می‌شود.
  • پروتکل گرمایش: دما را با سرعت 20 درجه در دقیقه تا 950 درجه در هوا افزایش دهید، به مدت 20 تا 60 دقیقه نگه دارید تا به جرم ثابت برسید، سپس در دسیکاتور خنک کنید.
  • محاسبه: LOI (درصد) = ((اولیه) kجرم - جرم نهایی) / جرم اولیه kجرم) × ۱۰۰.
  • ویژگی‌ها: ایده‌آل برای پسماندهای کوره سیمان یا خاکستر بادی، که در آن دمای ۹۵۰ درجه سانتیگراد دمای تشکیل کلینکر را شبیه‌سازی کرده و میزان کربن آلی یا سولفات را تعیین می‌کند. این روش رایج‌ترین روش مطابق با استانداردهای صنعت سیمان است.
• روش ب: LOI دمای بالا در اکسیژن
  • آماده‌سازی: آماده‌سازی نمونه مشابه، اما با استفاده از اتمسفر غنی‌شده با اکسیژن (به عنوان مثال، ۱۰۰ درصد اکسیژن با سرعت ۵۰ میلی‌لیتر در دقیقه)₂ جریان).
  • پروتکل گرمایش: به مدت 30 دقیقه در دمای 750 تا 1000 درجه سانتیگراد آتش بزنید، با هدف اکسیداسیون کامل کربن‌های مقاوم.
  • محاسبه: مشابه روش الف است، به جز اصلاحات اختیاری برای ذوب خاکستر.
  • ویژگی‌ها: مناسب برای باقیمانده‌های کربن بالا مانند خاکستر دیگ بخار و تسریع اکسیداسیون برای نتایج سریع‌تر. در مواردی که احتراق هوا باعث احتراق ناقص می‌شود، مفید است.

در تولید سیمان، LOI پایین، کلینکر با کیفیت بالا با حداقل آهک آزاد را تضمین می‌کند و هزینه‌های انرژی را تا 5٪ کاهش می‌دهد. در نیروگاه‌ها، میزان کربن خاکستر بادی را کنترل می‌کند و بر استفاده مجدد آن در بتن و رعایت محدودیت‌های انتشار کربن تأثیر می‌گذارد.

• صنایع سیمان و آهک: جداسازی کربنات را اندازه‌گیری می‌کند. LOI بیشتر از ۳ درصد ممکن است نشان‌دهنده احتراق بیش از حد یا ترکیب ناکافی مواد اولیه باشد.
• احتراق زغال سنگ و زیست توده: راندمان فرسودگی را ارزیابی می‌کند. LOI بالا (بیش از 10 درصد) تنظیم مشعل را برای کاهش مصرف سوخت تشویق می‌کند.
• کارخانه‌های تبدیل زباله به انرژی: با ردیابی پسماندهای آلی برای دفع خاکستر یا بازیابی فلز، به دستیابی به اهداف اقتصاد چرخشی کمک کنید.
• تحقیق و توسعه: از مطالعات مربوط به سوخت‌های جایگزین که در آن‌ها LOI به ارزش حرارتی و رفتار همجوشی خاکستر مربوط می‌شود، پشتیبانی می‌کند.

با به حداقل رساندن کربن نسوخته، تأسیسات می‌توانند انتشار سالانه دی اکسید کربن معادل هزاران تن را کاهش دهند.

در نتیجه، استاندارد ASTM D7348 تغییرات پنهان در پسماندهای احتراق را آشکار می‌کند و داده‌های خام را به اطلاعات کاربردی برای عملیات سبزتر و کارآمدتر تبدیل می‌کند. با افزایش تقاضای جهانی برای انرژی پایدار، این استاندارد همچنان ضروری است و صنایع را قادر می‌سازد بدون تلفات بیش از حد پیشرفت کنند.

سازمان ما که سال‌هاست فعالیت می‌کند و با دقت پیشرفت‌های جهانی در علم و فناوری را دنبال می‌کند، با تیمی ماهر و زیرساخت‌های گسترده، آزمایش، اندازه‌گیری و تجزیه و تحلیل را در طیف وسیعی از زمینه‌ها برای مشاغل در تمام بخش‌ها انجام می‌دهد. در این زمینه، ما همچنین خدمات آزمایش مطابق با روش‌های استاندارد آزمون ASTM D7348 برای اتلاف در هنگام احتراق (LOI) پسماندهای احتراق جامد ارائه می‌دهیم.