Xác định nhiệt độ nóng chảy tro than
15/01/2024Xác định nhiệt độ nóng chảy tro than là một yêu cầu thiết yếu đối với các nhà máy nhiệt điện hiện nay.
Tro than là chất thải không cháy còn sót lại sau khi đốt than. Nhiệt từ việc đốt than làm tan chảy tro than, khi nguội sẽ tạo thành ‘clinker’ rất rắn chắc là cặn đá từ than cháy. Các lò than lớn nếu bị tích tụ clinker có thể dẫn đến ngừng hoạt động lò để làm vệ sinh. Nếu chúng ta biết được đặc tính nóng chảy của tro than thì việc kiểm soát nhiệt độ lò có thể giúp tránh được sự hình thành clinker trong lò.
Sự nóng chảy của tro than là một quá trình phức tạp trong đó có thể xảy ra hiện tượng co ngót (Shinkage), thiêu kết (sintering) và trương nở (Swelling). Phương pháp thử nghiệm sẽ là quan sát nhiệt độ mà tại đó ghi nhận các hiện tượng xảy ra khi tro than và tro cốc nóng chảy, các phương pháp thử nghiệm sẽ tuân theo các Tiêu chuẩn dưới đây:
| Số tiêu chuẩn |
Tên tiêu chuẩn |
| DIN 51730:2007-09 | Testing of solid fuels – Determination of fusibility of fuel ash |
| BS ISO 540:2008
TCVN 4917 : 2011 |
Hard coal and coke – Determination of ash fusibility
Than Đá Và Cốc – Xác Định Tính Tính Nóng Chảy Của Tro |
| ASTM D1857 / D1857M – 18 | Standard Test Method for Fusibility of Coal and Coke Ash |
| DD CEN/TS 15370-1 : 2006 | Solid biofuels. Method for the determination of ash melting behaviour. Characteristic temperatures method |
| PD CEN/TR 15404 : 2010 | Solid recovered fuels (SRF). Methods for the determination of ash melting behaviour by using characteristic temperatures |
Một mẫu thử có hình dạng và quy cách nhất định được gia công từ tro than được nung trong các điều kiện tiêu chuẩn và được quan sát liên tục bằng mắt hoặc bằng camera. Ghi lại nhiệt độ mà tại đó xảy ra những thay đổi đặc trưng về hình dạng của mẫu thử. Các điểm nhiệt độ đặc trưng cần ghi nhận là:
Đối với tro Than đá
- Nhiệt độ biến dạng, DT (deformation temperature, DT)
- Nhiệt độ hình cầu, ST (sphere temperature, ST)
- Nhiệt độ hình bán cầu, HT (hemisphere temperature, HT)
- Nhiệt độ chảy, FT (flow temperature, FT)
Đối với tro sinh khối (biomass) hoặc tro nhiên thay thế dạng rắn (SRF)
- Nhiệt độ co ngót (Shrinkage temperature, SST)
- Nhiệt độ biến dạng, DT (deformation temperature, DT)
- Nhiệt độ hình bán cầu, HT (hemisphere temperature, HT)
- Nhiệt độ chảy, FT (flow temperature, FT)
Mặc dù quá trình thay đổi hình dạng thường được thực hiện trong môi trường khử nhưng đôi khi có thể thu được thực hiện phép trong môi trường oxy hóa. Với nhiệt độ hoạt động tối đa 1600 °C, các dòng lò nung xác định nhiệt độ nóng chảy tro CAF G5 của Carbolite Gero được thiết kế để kiểm tra độ nóng chảy của tro than đá và than cốc và tro sinh khối (biomass) hoặc tro nhiên thay thế dạng rắn (SRF) theo Tiêu chuẩn ngày càng phổ biến hiện nay. Ống làm việc có đường kính 79mm khá lớn đảm bảo rằng chỉ cần một lò để phân tích đồng thời trên 06 mẫu thử. Với tốc độ làm nóng và làm mát hiệu quả của lò cho phép hoàn thành tối đa ba lần chạy mỗi ngày.
Các Model lò nung Carbolite theo tiêu chuẩn
|
Vật liệu |
Tiêu Chuẩn | Model | Khí Khử | Khí Oxi hóa | Khí đẩy |
Đèn chiếu sáng |
| Coal & Coke | ASTM D 1857-04 | CAFG5-CO | CO + CO2 | Không khí | N2 | Không |
| BS ISO 540:2008 | CAFG5-CO | CO + CO2 | Không khí | N2 | Không | |
| BS ISO 540:2008 | CAFG5-H2 | H2 + CO2 | CO2 | CO2 (giúp tránh nổ) | Không | |
| Nhiên thay thế dạng rắn (SRF) | PD CEN/TR 15404:2010 | CAFG5-BIO | CO + CO2 | Không khí | N2 | Có |
| Biomass | DD CEN/TS 15370-1:2006 | CAFG5-BIO | CO + CO2 | Không khí | N2 | Có |
| Áp suất khí vào máy tối đa 276 mbar (4 psi) | ||||||
Hình ảnh minh họa cấu tạo Lò nung xác định nhiệt độ nóng chảy tro CAF G5
- Vị trí lắp ống nung và dây điện trở gia nhiệt SiC
- Vị trí kết nối PC
- Lưu lượng kế cho khí khử và khí oxi hóa (Tùy khí yêu cầu mà lưu lượng kế khác nhau)
- Phía trước của ống nung RCA đường kính bên trong 79 mm chứa được 6-8 mẫu
- Vị trí của camera
- Vị trí đèn cảnh báo
- Bộ điều khiển PID
- Vị trí khí vào bao gồm khí khử, khí oxi hóa, khí đẩy. Vị trí ra của khí xả
- Công tắc chuyển đổi giữa khí khử và oxi hóa
- Đèn chiếu sáng phía sau ống nung (thường yêu cầu đối với phân tích biomass và SRF) (tùy chọn)
CAF G5 được cung cấp kèm theo phần mềm và khách hàng có thể lựa chọn phân tích tự động hoặc thủ công. Phần mềm có thể tùy chọn dựng khung lưới hình ảnh riêng cho từng mẫu thử theo quy cách người dùng mong muốn. Khi chọn chế độ phân tích tự động, phần mềm sẽ xác định bốn điểm nhiệt độ thay đổi hình dạng khác nhau như đã đề cập phía trên cho tro than, biomass và SRF. Phầm mềm còn đồng thời tạo dữ liệu đồ họa về các hệ số khác nhau bao gồm chiều cao, chiều rộng, diện tích, chu vi, hệ số thay đổi hình dạng và tỷ lệ chiều cao/ rộng. Phần mềm tự động điền bảng kết quả và lưu trữ hình ảnh các điểm thay đổi hình dạng (SST, DT, HT, FT – Biomass & SRF tro) (IDT, ST, HT, FT – tro than) và có thể in báo cáo dưới nhiều dạng format như pdf, excel…
GHI HÌNH ẢNH KỸ THUẬT SỐ CHÍNH XÁC
Camera kỹ thuật số được gắn bên ngoài cửa sổ lò nung, sử dụng đơn giản, dễ tiếp cận và có thể nhanh chóng điều chỉnh theo các vị trí khác nhau. Các hình ảnh có độ phân giải cao được chụp tự động và liên tục theo tốc độ cài đặt trên phầm mềm để theo dõi bốn điểm nhiệt độ thay đổi hình dạng mẫu. Tốc độ chụp ảnh có thể được đặt trong khoảng 1°C/hình đến mỗi 20°C/hình. Khoảng thời gian tối đa để phân tích tự động là 5°C/hình. Hình ảnh được lưu trữ cùng với thông tin ngày, giờ, mã nhận dạng và nhiệt độ tại điểm chụp. Việc ghi hình ảnh tự động và liên tục cho phép kỹ thuật viên thực hiện các nhiệm vụ khác trong khi đang tiến hành thử nghiệm, và đọc kết quả sau khi quá trình thử nghiệm kết thúc.
KHUNG LƯỚI HÌNH ẢNH
Tính năng tạo khung lưới cho từng mẫu theo quy cách mong muốn (đồng thời 6 mẫu) được thiết lập bởi phần mềm và lưới sẽ được định vị thủ công vào vị trí mẫu. Chúng đảm bảo so sánh chính xác chiều cao và chiều rộng của mẫu tại các điểm nhiệt độ. Hình dưới đây hiển thị hình ảnh phóng to của hai mẫu với lưới phân tích.
