ASTM D7348 Phương pháp thử tiêu chuẩn về tổn thất khi đốt cháy (LOI) của chất thải rắn sau quá trình đốt cháy

Tiêu chuẩn "ASTM D7348 Phương pháp Thử nghiệm Tiêu chuẩn về Tổn thất do Cháy (LOI) của Cặn Đốt", do Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) công bố, mô tả các phương pháp thử nghiệm để xác định tổn thất khối lượng của cặn đốt rắn khi nung đến nhiệt độ quy định trong môi trường không khí hoặc oxy. Tổn thất khối lượng có thể là do độ ẩm, cacbon, lưu huỳnh và các tổn thất tương tự do quá trình phân hủy hoặc đốt cháy cặn.

Hao hụt khi đốt cháy (LOI) là lượng khối lượng bị mất khi đốt cháy cặn ở nhiệt độ cao trong môi trường không khí hoặc oxy. Trong ngành xi măng, thuật ngữ LOI thường dùng để chỉ lượng khối lượng bị mất trong mẫu được nung nóng đến 950°C. Đối với các kỹ sư đốt cháy, thuật ngữ LOI thường dùng để chỉ lượng khối lượng bị mất trong mẫu được nung nóng đến nhiệt độ dưới 950°C.

Các phương pháp thử nghiệm này thiết lập một quy trình để xác định giá trị LOI của cặn cháy được nung nóng đến 750 hoặc 950 độ C. Giá trị LOI thu được từ các phương pháp thử nghiệm này có thể được sử dụng bởi các ngành công nghiệp sử dụng cặn cháy trong nhiều quy trình và sản phẩm khác nhau. Nếu cặn cháy rắn được nung nóng để ước tính lượng carbon dễ cháy hoặc chưa cháy trong mẫu, kết quả đã chỉ ra rằng ước tính LOI và carbon chưa cháy không hoàn toàn trùng khớp, và không nên sử dụng LOI làm ước tính lượng carbon chưa cháy trong tất cả các cặn cháy. Việc xác định trực tiếp lượng carbon chưa cháy (dễ cháy) có thể được thực hiện bằng cách sử dụng ASTM D6316.

Nếu nung cặn rắn cháy để chuẩn bị tro nhằm xác định thành phần khối lượng của các nguyên tố chính và phụ, quy trình nung được mô tả trong ASTM D3682, ASTM D4326 và ASTM D6349 hoặc quy trình xác định LOI 750 độ (Phương pháp A) được mô tả trong tài liệu này sẽ được sử dụng. Nếu nung cặn rắn cháy để chuẩn bị tro nhằm xác định thành phần khối lượng của các nguyên tố vết, quy trình nung được mô tả trong ASTM D3683 và ASTM D6357 sẽ được sử dụng.

Trong các ngành công nghiệp mà quá trình đốt cháy đóng vai trò trung tâm, chẳng hạn như sản xuất xi măng, phát điện than và đốt rác thải, việc hiểu rõ thành phần vật liệu còn lại là rất quan trọng đối với hiệu quả, kiểm soát khí thải và tuân thủ quy định. Các chất thải rắn từ quá trình đốt cháy, chẳng hạn như tro bay, tro đáy lò, hoặc clinker, thường chứa các thành phần dễ bay hơi ảnh hưởng đến tính chất vật liệu và tác động môi trường. ASTM D7348 được thiết kế để định lượng các thành phần này. Tiêu chuẩn này cung cấp các giao thức chính xác để xác định tổn thất khối lượng của các chất thải này khi được gia nhiệt trong điều kiện được kiểm soát, cung cấp thông tin về độ ẩm, carbon, lưu huỳnh và các chất dễ bay hơi khác.

Tiêu chuẩn ASTM D7348 mô tả hai quy trình cơ bản mang lại sự linh hoạt tùy thuộc vào loại mẫu và độ phân giải yêu cầu. Cả hai đều bao gồm cân chính xác, nung lò nung và đo khối lượng sau khi đánh lửa, nhưng điều kiện đánh lửa khác nhau để phù hợp với các độ bay hơi dư khác nhau:

• Quy trình A: LOI tiêu chuẩn ở 950 độ
  • Chuẩn bị: Cho 1-5 g mẫu cặn xay (đã lọc qua rây số 50) vào chén nung bằng gốm hoặc bạch kim đã được làm nóng trước.
  • Giao thức gia nhiệt: Tăng nhiệt độ lên 950 độ trong không khí với tốc độ 20 độ/phút, giữ trong 20-60 phút cho đến khi đạt khối lượng không đổi, sau đó làm nguội trong bình hút ẩm.
  • Tính toán: LOI (phần trăm) = ((Ban đầu kkhối lượng - Khối lượng cuối cùng) / Khối lượng ban đầu kkhối lượng) x 100.
  • Tính năng: Lý tưởng cho cặn lò nung xi măng hoặc tro bay, trong đó nhiệt độ 950°C mô phỏng nhiệt độ hình thành clinker và xác định lượng cacbon hữu cơ hoặc sunfat. Đây là phương pháp phổ biến nhất tuân thủ các tiêu chuẩn của ngành xi măng.
• Quy trình B: LOI nhiệt độ cao trong oxy
  • Thiết lập: Chuẩn bị mẫu tương tự, nhưng sử dụng bầu khí quyển giàu oxy (ví dụ: 100 phần trăm O ở tốc độ 50 mL/phút)₂ chảy).
  • Giao thức gia nhiệt: Đốt ở nhiệt độ 750-1000 độ trong 30 phút, nhằm mục đích oxy hóa hoàn toàn các loại cacbon bền.
  • Tính toán: Giống như Quy trình A ngoại trừ các điều chỉnh tùy chọn cho quá trình nung chảy tro.
  • Tính năng: Thích hợp cho các chất cặn có hàm lượng carbon cao như tro lò hơi và đẩy nhanh quá trình oxy hóa để đạt kết quả nhanh hơn. Hữu ích khi đánh lửa bằng không khí dẫn đến quá trình cháy không hoàn toàn.

Trong sản xuất xi măng, LOI thấp đảm bảo clinker chất lượng cao với hàm lượng vôi tự do tối thiểu, giúp giảm chi phí năng lượng tới 5%. Tại các nhà máy điện, nó giám sát hàm lượng carbon trong tro bay, ảnh hưởng đến việc tái sử dụng tro bay trong bê tông và việc tuân thủ các giới hạn phát thải carbon.

• Ngành công nghiệp xi măng và vôi: Đo độ phân tách cacbonat. Chỉ số LOI lớn hơn 3% có thể cho thấy quá trình đốt cháy quá mức hoặc hỗn hợp nguyên liệu không đủ.
• Đốt than và sinh khối: Đánh giá hiệu suất đốt cháy. LOI cao (lớn hơn 10%) khuyến khích điều chỉnh đầu đốt để giảm mức tiêu thụ nhiên liệu.
• Nhà máy chuyển đổi chất thải thành năng lượng: Giúp đạt được mục tiêu kinh tế tuần hoàn bằng cách theo dõi chất thải hữu cơ để xử lý tro hoặc thu hồi kim loại.
• R&D: Hỗ trợ các nghiên cứu về nhiên liệu thay thế trong đó LOI liên quan đến giá trị nhiệt lượng và hành vi tổng hợp tro.

Bằng cách giảm thiểu lượng carbon chưa đốt cháy, các cơ sở có thể giảm lượng khí thải carbon dioxide hàng năm tương đương với hàng nghìn tấn.

Nhờ đó, ASTM D7348 phát hiện những biến thể tiềm ẩn trong cặn cháy, chuyển đổi dữ liệu thô thành thông tin hữu ích cho các hoạt động xanh hơn, hiệu quả hơn. Khi nhu cầu năng lượng bền vững toàn cầu ngày càng tăng, tiêu chuẩn này vẫn không thể thiếu, cho phép các ngành công nghiệp phát triển mà không gây ra tổn thất quá mức.

Với kinh nghiệm hoạt động nhiều năm và luôn theo sát những phát triển khoa học và công nghệ toàn cầu, tổ chức của chúng tôi thực hiện thử nghiệm, đo lường và phân tích trong nhiều lĩnh vực cho các doanh nghiệp thuộc mọi ngành nghề, với đội ngũ nhân viên lành nghề và cơ sở hạ tầng rộng khắp. Trong bối cảnh này, chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ thử nghiệm theo Tiêu chuẩn ASTM D7348 về Phương pháp Thử nghiệm Tổn thất khi Cháy (LOI) của Cặn Đốt Rắn.