ASTM D7348 固體燃燒殘留物燒失量（LOI）的標準測試方法

美國材料與試驗協會 (ASTM) 發布的《ASTM D7348 固體燃燒殘留物燒失量 (LOI) 標準測試方法》標準描述了在空氣或氧氣環境中加熱至特定溫度時測定固體燃燒殘留物質量損失的測試方法。質量損失可能由水分、碳、硫以及殘留物分解或燃燒產生的類似損失所造成。

燒失量 (LOI) 是指燃燒殘留物在空氣或氧氣環境中加熱至高溫時所發生的質量損失。在水泥產業中，LOI 通常指加熱至 950°C 的樣品的質量損失。對於燃燒工程師而言，LOI 通常指加熱至低於 950°C 的樣品的質量損失。

這些測試方法建立了測定加熱至750或950攝氏度的燃燒殘留物的LOI值的程序。透過這些測試方法獲得的LOI值可供在各種製程和產品中使用燃燒殘留物的行業使用。如果透過加熱固體燃燒殘留物來估算樣品中可燃或未燃碳的含量，則研究表明，LOI和未燃碳的估算值並不完全一致，因此不應將LOI用作所有燃燒殘留物中未燃碳的估算值。可以使用ASTM D6316直接測定未燃（可燃）碳。

如果加熱固體燃燒殘留物以製備用於測定主量和次量元素質量分數的灰分，則應採用 ASTM D3682、ASTM D4326 和 ASTM D6349 中所述的加熱程序，或本文所述的測定 750 度 LOI（方法 A）的程序。如果加熱固體燃燒殘留物以製備用於測定微量元素質量分數的灰分，則應採用 ASTM D3683 和 ASTM D6357 中所述的加熱程序。

在以燃燒過程為中心的行業中，例如水泥生產、燃煤發電和垃圾焚燒，了解殘留物的成分對於提高效率、控制排放和遵守法規至關重要。固體燃燒殘留物，例如粉煤灰、底灰或熟料，通常含有揮發性成分，這些成分會影響材料特性和環境影響。 ASTM D7348 旨在量化這些成分。該標準提供了精確的方案，用於測定這些殘留物在受控條件下加熱時的質量損失，並提供有關水分、碳、硫和其他揮發性物質的資訊。

ASTM D7348 描述了兩種基本程序，可根據樣品類型和所需的分辨率靈活調整。兩種程序均涉及精密稱重、馬弗爐加熱和點火後品質測量，但點火條件會有所不同，以適應不同的殘留揮發性：

• 程序 A：950 度標準 LOI
  • 設定：將 1-5 克研磨殘留物樣品（通過 50 號篩）放入預熱的鉑或陶瓷坩堝中。
  • 加熱協議：以20度/分鐘的速度在空氣中升溫至950度，保持20-60分鐘直至達到恆定質量，然後在乾燥器中冷卻。
  • 計算：LOI（百分比）=（（初始 k質量 - 最終質量）/初始質量 k質量）x 100。
  • 特點：非常適合水泥窯殘渣或粉煤灰，其中950°C模擬熟料的形成溫度，並測定有機碳或硫酸鹽的含量。這是符合水泥產業標準最常用的方法。
• 程序 B：氧氣中的高溫 LOI
  • 設定：類似的樣品製備，但使用富氧氣氛（例如，100% O，50 mL/min）₂ 流動）。
  • 加熱協議：在 750-1000 度下點燃 30 分鐘，目的是使耐碳完全氧化。
  • 計算：除灰熔化的可選校正外，與程式 A 相同。
  • 特性：適用於鍋爐灰渣等高碳殘留物，加速氧化，快速見效。適用於空氣點火會導致燃燒不完全的情況。

在水泥生產中，低燒失量可確保熟料的高品質，並最大限度地減少遊離石灰，從而降低高達5%的能源成本。在發電廠中，它可監測粉煤灰的碳含量，從而影響其在混凝土中的再利用以及碳排放限值的合規性。

• 水泥和石灰工業：測量碳酸鹽分離。燒失量（LOI）大於3%可能表示過度燃燒或原料混合不充分。
• 煤炭和生物質燃燒：評估燃盡效率。高燃盡指數（LOI）（大於10%）有助於調整燃燒器以減少燃料消耗。
• 廢棄物轉化能源工廠：透過追蹤有機殘留物進行灰燼處理或金屬回收，幫助實現循環經濟目標。
• 研發：支持 LOI 與熱值和灰熔融行為相關的替代燃料研究。

透過最大限度地減少未燃燒的碳，設施每年可以減少相當於數千噸的二氧化碳排放量。

因此，ASTM D7348 能夠揭示燃燒殘留物中隱藏的變化，將原始數據轉化為可操作的訊息，從而實現更環保、更有效率的運作。隨著全球對永續能源的需求日益增長，這項標準仍然不可或缺，能夠幫助各行各業在避免過度損失的情況下不斷發展。

我們的機構運作多年，密切關注全球科技發展，憑藉經驗豐富的團隊和廣泛的基礎設施，為各行各業的企業提供廣泛領域的測試、測量和分析服務。此外，我們還提供符合 ASTM D7348 標準測試方法的固體燃燒殘留物燒失量 (LOI) 測試服務。