ASTM D7348 Standardtestmetoder för förlust vid antändning (LOI) av fasta förbränningsrester

Standarden "ASTM D7348 Standard Test Methods for Loss on Ignition (LOI) of Solid Combustion Residues", publicerad av American Society for Testing and Materials (ASTM), beskriver testmetoder för att bestämma massförlusten av fasta förbränningsrester vid uppvärmning till en specificerad temperatur i en luft- eller syreatmosfär. Massförlust kan bero på fukt, kol, svavel och liknande förluster till följd av nedbrytning eller förbränning av resterna.

Glödgningsförlust (LOI) avser den massförlust som uppstår när en förbränningsrest upphettas till höga temperaturer i en atmosfär av luft eller syre. Inom cementindustrin avser termen LOI vanligtvis massförlusten i ett prov upphettat till 950 °C. För förbränningsingenjörer avser termen LOI vanligtvis massförlusten i prover upphettat till temperaturer under 950 °C.

Dessa testmetoder fastställer en procedur för att bestämma LOI-värdena för förbränningsrester uppvärmda till 750 eller 950 grader Celsius. LOI-värdena som erhålls från dessa testmetoder kan användas av industrier som använder förbränningsrester i en mängd olika processer och produkter. Om fast förbränningsrester upphettas för att uppskatta mängden brännbart eller oförbränt kol i provet, har det visat sig att LOI och uppskattningen av oförbränt kol inte överensstämmer helt, och LOI bör inte användas som en uppskattning av oförbränt kol i alla förbränningsrester. Direkt bestämning av oförbränt (brännbart) kol kan utföras med ASTM D6316.

Om fast förbränningsrester upphettas för att framställa aska för bestämning av massfraktioner av större och mindre element, används uppvärmningsproceduren som beskrivs i ASTM D3682, ASTM D4326 och ASTM D6349 eller procedurerna för bestämning av 750-graders LOI (metod A) som beskrivs häri. Om fast förbränningsrester upphettas för att framställa aska för bestämning av massfraktioner av spårelement, används uppvärmningsproceduren som beskrivs i ASTM D3683 och ASTM D6357.

Inom industrier där förbränningsprocesser är centrala, såsom cementproduktion, kolkraftproduktion och avfallsförbränning, är det avgörande att förstå sammansättningen av restmaterial för effektivitet, utsläppskontroll och regelefterlevnad. Fasta förbränningsrester, såsom flygaska, bottenaska eller klinker, innehåller ofta flyktiga komponenter som påverkar materialegenskaper och miljöpåverkan. ASTM D7348 är utformad för att kvantifiera dessa komponenter. Denna standard tillhandahåller exakta protokoll för att bestämma massförlusten av dessa rester vid uppvärmning under kontrollerade förhållanden, och ger information om fukt, kol, svavel och andra flyktiga ämnen.

ASTM D7348 beskriver två grundläggande procedurer som ger flexibilitet beroende på provtyp och erforderlig upplösning. Båda involverar precisionsvägning, uppvärmning av muffelugn och massmätning efter antändning, men antändningsförhållandena varierar för att hantera varierande restflyktigheter:

• Procedur A: Standard LOI vid 950 grader
  • Förberedelse: 1–5 g malt restprov (siktat genom en sikt nr 50) placeras i en förvärmd platina- eller keramikdegel.
  • Uppvärmningsprotokoll: Höj temperaturen till 950 grader i luft med en hastighet av 20 grader/min, håll i 20–60 minuter tills konstant massa uppnåtts, kyl sedan i en exsickator.
  • Beräkning: LOI (procent) = ((Initial kmassa - Slutmassa) / Initial kmassa) x 100.
  • Egenskaper: Idealisk för cementugnsrester eller flygaska, där 950 °C simulerar klinkerbildningstemperaturer och bestämmer mängden organiskt kol eller sulfat. Det är den vanligaste metoden i enlighet med cementindustrins standarder.
• Procedur B: Högtemperatur-LOI i syre
  • Uppställning: Liknande provberedning, men med en syreberikad atmosfär (t.ex. 100 procent O2 vid 50 ml/min)₂ flöde).
  • Uppvärmningsprotokoll: Tänd vid 750-1000 grader i 30 minuter, med sikte på fullständig oxidation av resistenta kolatomer.
  • Beräkning: Samma som procedur A förutom valfria korrigeringar för askfusion.
  • Funktioner: Lämplig för högkolhaltiga rester såsom pannaska och accelererar oxidation för snabbare resultat. Användbar där luftantändning skulle orsaka ofullständig förbränning.

Vid cementproduktion säkerställer låg LOI högkvalitativ klinker med minimal fri kalk, vilket minskar energikostnaderna med upp till 5 %. I kraftverk övervakar den kolhalten i flygaska, vilket påverkar dess återanvändning i betong och efterlevnaden av koldioxidutsläppsgränser.

• Cement- och kalkindustrin: Mäter karbonatsegregation. LOI större än 3 procent kan tyda på överförbränning eller otillräcklig råblandning.
• Förbränning av kol och biomassa: Utvärderar utbränningseffektiviteten. Hög LOI (större än 10 procent) uppmuntrar justering av brännaren för att minska bränsleförbrukningen.
• Avfallskraftverk: Bidra till att uppnå målen för den cirkulära ekonomin genom att spåra organiska restprodukter för askhantering eller metallåtervinning.
• FoU: Stöder studier av alternativa bränslen där LOI är relaterat till värmevärde och askfusionsbeteende.

Genom att minimera oförbränt kol kan anläggningar minska årliga koldioxidutsläpp motsvarande tusentals ton.

Som ett resultat av detta avslöjar ASTM D7348 dolda variationer i förbränningsrester och omvandlar rådata till användbar information för grönare och effektivare verksamhet. I takt med att den globala efterfrågan på hållbar energi intensifieras förblir denna standard oumbärlig och gör det möjligt för industrier att utvecklas utan alltför stora förluster.

Vår organisation, som har varit verksam i många år och noggrant följer den globala utvecklingen inom vetenskap och teknik, utför tester, mätningar och analyser inom en mängd olika områden för företag inom alla sektorer med ett skickligt team och omfattande infrastruktur. I detta sammanhang tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med ASTM D7348 Standard Test Methods for Loss on Ignition (LOI) of Solid Combustion Residues.