ASTM D7348 固体燃烧残留物烧失量（LOI）的标准测试方法

美国材料与试验协会 (ASTM) 发布的《ASTM D7348 固体燃烧残留物烧失量 (LOI) 标准测试方法》标准描述了在空气或氧气环境中加热至特定温度时测定固体燃烧残留物质量损失的测试方法。质量损失可能由水分、碳、硫以及残留物分解或燃烧产生的类似损失造成。

烧失量 (LOI) 是指燃烧残留物在空气或氧气环境中加热至高温时发生的质量损失。在水泥行业中，LOI 通常指加热至 950°C 的样品的质量损失。对于燃烧工程师而言，LOI 通常指加热至低于 950°C 的样品的质量损失。

这些测试方法建立了测定加热至750或950摄氏度的燃烧残留物的LOI值的程序。通过这些测试方法获得的LOI值可供在各种工艺和产品中使用燃烧残留物的行业使用。如果通过加热固体燃烧残留物来估算样品中可燃或未燃碳的含量，则研究表明，LOI和未燃碳的估算值并不完全一致，因此不应将LOI用作所有燃烧残留物中未燃碳的估算值。可以使用ASTM D6316直接测定未燃（可燃）碳。

如果加热固体燃烧残留物以制备用于测定主量和次量元素质量分数的灰分，则应采用 ASTM D3682、ASTM D4326 和 ASTM D6349 中描述的加热程序，或本文所述的测定 750 度 LOI（方法 A）的程序。如果加热固体燃烧残留物以制备用于测定微量元素质量分数的灰分，则应采用 ASTM D3683 和 ASTM D6357 中描述的加热程序。

在以燃烧过程为中心的行业中，例如水泥生产、燃煤发电和垃圾焚烧，了解残留物的成分对于提高效率、控制排放和遵守法规至关重要。固体燃烧残留物，例如粉煤灰、底灰或熟料，通常含有挥发性成分，这些成分会影响材料特性和环境影响。ASTM D7348 旨在量化这些成分。该标准提供了精确的方案，用于测定这些残留物在受控条件下加热时的质量损失，并提供有关水分、碳、硫和其他挥发性物质的信息。

ASTM D7348 描述了两种基本程序，可根据样品类型和所需的分辨率灵活调整。两种程序均涉及精密称重、马弗炉加热和点火后质量测量，但点火条件会有所不同，以适应不同的残留挥发性：

• 程序 A：950 度标准 LOI
  • 设置：将 1-5 克研磨残留物样品（通过 50 号筛子）放入预热的铂或陶瓷坩埚中。
  • 加热协议：以20度/分钟的速度在空气中升温至950度，保持20-60分钟直至达到恒定质量，然后在干燥器中冷却。
  • 计算：LOI（百分比）=（（初始 k质量 - 最终质量）/初始质量 k质量）x 100。
  • 特点：非常适合水泥窑残渣或粉煤灰，其中950°C模拟熟料的形成温度，并测定有机碳或硫酸盐的含量。这是符合水泥行业标准的最常用方法。
• 程序 B：氧气中的高温 LOI
  • 设置：类似的样品制备，但使用富氧气氛（例如，100% O，50 mL/min）₂ 流动）。
  • 加热协议：在 750-1000 度下点燃 30 分钟，目的是使耐碳完全氧化。
  • 计算：除对灰熔化的可选校正外，与程序 A 相同。
  • 特点：适用于锅炉灰渣等高碳残留物，加速氧化，快速见效。适用于空气点火导致燃烧不完全的情况。

在水泥生产中，低烧失量可确保熟料的高质量，并最大限度地减少游离石灰，从而降低高达5%的能源成本。在发电厂中，它可监测粉煤灰的碳含量，从而影响其在混凝土中的再利用以及碳排放限值的合规性。

• 水泥和石灰行业：测量碳酸盐分离。烧失量（LOI）大于3%可能表明过度燃烧或原料混合不充分。
• 煤和生物质燃烧：评估燃尽效率。高燃尽指数（LOI）（大于10%）有助于调整燃烧器以减少燃料消耗。
• 废物转化能源工厂：通过追踪有机残留物进行灰烬处理或金属回收，帮助实现循环经济目标。
• 研发：支持 LOI 与热值和灰熔融行为相关的替代燃料研究。

通过最大限度地减少未燃烧的碳，设施每年可以减少相当于数千吨的二氧化碳排放量。

因此，ASTM D7348 能够揭示燃烧残留物中隐藏的变化，将原始数据转化为可操作的信息，从而实现更环保、更高效的运营。随着全球对可持续能源的需求日益增长，这项标准仍然不可或缺，能够帮助各行各业在避免过度损失的情况下不断发展。

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