خصوصیات زغال سنگ بر اساس تکنیک ابزاری برای آنالیز شیمیایی

 شکل زیر یک نمای کلی از این فرآیند تحلیل را نشان می دهد:

طبقه بندی تکنیک های تحلیلی

به طور کلی تعداد زیادی از تکنیک های مورد استفاده در تجزیه و تحلیل شیمیایی وجود دارد. فرآیند اندازه گیری بر اساس معیارهای زیر طبقه بندی می شود:

1. بر اساس نوع تکنیک تحلیلی – تکنیک های کلاسیک یا ابزاری.
2. بر اساس ماهیت اندازه گیری و داده های تولید شده - تک کانال یا چند کانال.
3. با روش کمی (که توسط آن غلظت آنالیت محاسبه می شود) - تکنیک های نسبی یا مطلق.

تکنیک های کلاسیک در مقابل ابزاری:

در آنالیز کلاسیک سیگنال به خواص شیمیایی نمونه بستگی دارد. معمولا یک معرف به طور کامل با آنالیت واکنش می دهد و رابطه بین سیگنال اصلی و غلظت آنالیت توسط استوکیومتری شیمیایی تعیین می شود. اما در آنالیز ابزاری برخی از خصوصیات فیزیکی نمونه اندازه گیری می شود یا گاهی نمونه به گازهای تولید شده اکسید می شود و همان گازها از طریق سیستم تشخیص اندازه گیری می شوند.

روش‌های کلاسیک برای اندازه‌گیری دقیق و دقیق غلظت آنالیت در سطح 0.1٪ یا بالاتر مفید هستند. از سوی دیگر برخی از تکنیک های ابزاری تخصصی قادر به تشخیص اتم یا مولکول منفرد در یک نمونه هستند. این تکنیک ها امکان تجزیه و تحلیل در سطح ppm و حتی سطح ppb را فراهم می کند.

تکنیک های نسبی در مقابل مطلق:

روش دیگر طبقه بندی تکنیک های تحلیلی بر اساس روشی است که با آن غلظت آنالیت از تاریخ محاسبه می شود.

 در روش تحلیل مطلق، غلظت آنالیت را می توان مستقیماً از اندازه گیری نمونه محاسبه کرد. هیچ اندازه گیری اضافی مورد نیاز نیست (به جز اندازه گیری جرم یا حجم نمونه).

در روش تحلیل نسبی، اندازه گیری نمونه باید با اندازه گیری نمونه های اضافی که با استفاده از استانداردهای آنالیت تهیه می شوند، مقایسه شود. (به عنوان مثال نمونه غلظت آنالیت شناخته شده).

توجه داشته باشید که روش های کلاسیک آنالیز به دلیل وجود رابطه مستقیم و ساده بین سیگنال و غلظت آنالیت در نمونه به عنوان تکنیک مطلق در نظر گرفته می شوند. اکثریت قریب به اتفاق روش های ابزاری تجزیه و تحلیل روش نسبی است. همانطور که اندازه گیری نمونه مجهول باید با اندازه گیری یک یا چند نمونه شناخته شده که به عنوان استاندارد تهیه و تجزیه و تحلیل شده اند مقایسه شود.

مزایا و محدودیت های تکنیک های تحلیلی

شناسایی زغال‌سنگ غیرکک‌شونده و کک‌ساز با آنالیز ابزاری

پارامترهای تست برای زغال سنگ غیر کک و کک

TGA 801 Proximate

آنالایزر نهایی CHN/S 628

آنالایزر گوگرد/کربن S C 832

آنالایزر GCV اتوماتیک AC 500

روشهای تست استاندارد برای تجزیه و تحلیل ابزاری

1. روش‌های استاندارد هند برای نمونه‌برداری IS 436 (بخش 1/ بخش 1).
2. روش های تست استاندارد برای GCV زغال سنگ و کک ASTM D5865-98.
3. روش‌های تست استاندارد برای تجزیه و تحلیل تقریبی زغال سنگ و کک توسط ماکرو TGA ASTM D7582.
4. روش های تست استاندارد برای تعیین ابزاری CH&N در نمونه های آزمایشگاهی زغال سنگ ASTM D5373.
5. روش استاندارد برای تجزیه و تحلیل نهایی برای کل و کک  ASTM D3176.
6. روش تست استاندارد گوگرد در نمونه آنالیز زغال سنگ و کک با استفاده از روش احتراق کوره لوله HT ASTM D4239.
7. روش تست استاندارد برای عناصر اصلی و فرعی در زغال سنگ و خاکستر کک توسط XRF ASTM D4326.
8. روش های تست استاندارد برای گداخت پذیری زغال سنگ و خاکستر کک ASTM D1857.
9. روش های استاندارد هند برای آزمایش زغال سنگ و کک IS1350 Part-1 / Part-4 Sec-1.

تحلیل تقریبی

این نوع آنالیز محتویات موجود در سوخت ها را بر حسب درصد وزنی نشان می دهد. آنها به صورت زیر محاسبه می شوند:

1. مرطوب
2. مواد فرار
3. کربن ثابت
4. خاکستر

مواد فرار:  برای محاسبه مواد فرار در یک نمونه، آن را در حالت نمونه خشک نگهداری می کنند، بوته را با درب می پوشانند و در کوره الکتریکی قرار می دهند.

1. دما در دمای 925 درجه سانتیگراد  +  25 درجه سانتیگراد به مدت 7 دقیقه حفظ می شود.
2. سپس ابتدا در هوا سرد و سپس در خشک کن و دوباره توزین می شود.
3. کاهش وزن به عنوان مواد فرار موجود در زغال سنگ گزارش می شود.

مواد فرار

کاهش وزن به دلیل حذف مواد فرار = ———————————————————————————————————————————

Wt. نمونه زغال سنگ گرفته شده

 محتوای فرار بالا به این معنی است که نسبت بالایی از سوخت به صورت گاز یا بخار تقطیر می شود که بخش زیادی از آن به صورت نسوخته خارج می شود. با شعله بلند، دود زیاد می سوزد و ارزش حرارتی کمی دارد.

" مواد فرار کمتر، رتبه زغال سنگ بهتر است "

خاکستر:

1. زغال سنگ باقیمانده در بوته بدون درب در یک کوره صدا خفه کن در دمای 700 درجه سانتیگراد + 50 درجه سانتیگراد به مدت نیم ساعت گرم می شود.
2. سپس ابتدا در هوا و سپس در دسیکاتور خنک می شود.
3. سپس وزن شده و میزان خاکستر گزارش می شود.

Wt. از خاکستر باقی مانده است

درصد خاکستر = ————————————- x 100

Wt. زغال سنگ گرفته شده

خاکستر ماده ای غیر قابل احتراق و غیر قابل احتراق است و از ارزش حرارتی زغال سنگ می کاهد. خاکستر همچنین مانع از جریان هوا و گرما می شود و در نتیجه دما را کاهش می دهد.

"محتوای خاکستر کمتر، کیفیت زغال سنگ بهتر است"

اشکالات روش دستی

1. مشارکت گسترده اپراتورها
2. بهره وری پایین
3. خطاهای توزین
4. خطاهای محاسباتی
5. نیاز به خنک کننده در دسیکاتورها
6. نیاز به حمل بوته های داغ

مبنای گزارش نتایج تحلیلی

هنگام گزارش نتایج باید مبنای نتایج ذکر شود. در زیر مبانی مختلفی وجود دارد که در عمل برای تفسیر صحیح نتایج وجود دارد:

1. بر اساس دریافت
2. پایه خشک شده با هوا
3. پایه خشک
4. پایه بدون مواد معدنی خشک
5. پایه بدون خاکستر خشک

TGA801 در عملیات

به حداکثر رساندن بهره وری و بهبود جریان کار

1. دسته تجزیه و تحلیل حرارتی خودکار تا 19 نمونه
2. زمان جابجایی، انتقال و خنک سازی را حذف کنید
3. چندین جزء را از یک نمونه مشخص کنید
4. زمان تجزیه و تحلیل بهینه با استفاده از تنظیمات ثابت جرم نمونه

تجزیه و تحلیل نهایی

ترکیب ابتدایی را می دهد

1. کربن
2. هیدروژن
3. اکسیژن
4. نیتروژن
5. گوگرد بر حسب درصد وزنی

تعیین کربن و هیدروژن:

1. 1 گرم زغال سنگ در جریان اکسیژن در دستگاه احتراق می سوزد.
2. C و H به CO2 و H2 تبدیل می شوند
3. محصولات گازی در KOH و CaCl2 با وزن شناخته شده جذب می شوند.
4. افزایش وزن تعیین می شود.

کربن:

افزایش وزن لوله KOH * 12

% از C = —————————————————————- x 100

وزن نمونه زغال سنگ گرفته شده * 44 

هیدروژن:

افزایش وزن لوله CaCl2 * 2

% از H = —————————————————————- x 100

وزن نمونه زغال سنگ گرفته شده * 18 

هرچه درصد کربن و هیدروژن بیشتر باشد، زغال سنگ از نظر کیفیت و ارزش حرارتی بهتر است.  تعیین نیتروژن:

1. 1 گرم زغال سنگ پودر شده با کانکس گرم می شود. H2SO4 با K2SO4 به عنوان کاتالیزور در یک فلاسک Kjeldal.
2. پس از شفاف شدن محلول، با KOH اضافی درمان می شود.
3. NH3 در حجم شناخته شده محلول اسید استاندارد آزاد و جذب می شود.
4. اسید استفاده نشده با NaOH تعیین می شود.
5. از حجم اسید استفاده شده توسط NH3 درصد N آزاد شده در زغال سنگ تعیین می شود.

حجم اسید مصرفی x نرمال بودن x 1.4

% از N = ————————————————————— x 100

وزن زغال سنگ گرفته شده

نیتروژن هیچ تاثیری در ارزش حرارتی ندارد.  یک زغال سنگ با کیفیت خوب باید نیتروژن بسیار کمی داشته باشد .

برنامه های کاربردی LECO CHN828

LECO CHN828 توان عملیاتی و آپتایم بی نظیری را ارائه می دهد که در زیر برخی از کاربردهای آن آورده شده است:

1. سوخت ها
2. پتروشیمی
3. دانشگاه ها و آزمایشگاه های تحقیقاتی
4. آزمایشگاه های تجاری

خصوصیات زغال سنگ

ارزش حرارتی:  گرمای آزاد شده در حین احتراق کامل واحد جرم زغال سنگ در حضور مقدار کافی اکسیژن و کل سیستم در شرایط استاندارد حفظ می شود، ارزش حرارتی یا ارزش حرارتی ناخالص (GCV) زغال سنگ نامیده می شود. رزومه ناخالص با روش کالریمتری بمب تعیین می شود. به صورت K. Cals /Kg یا BTU/lb بیان می شود. 

ارزش حرارتی خالص:  مقدار حرارتی خالص (NCV) مقدار گرمایی است که از احتراق کامل واحد جرم زغال سنگ آزاد می شود، زمانی که آب تولید شده به صورت بخار باقی می ماند و گرما بازیافت نمی شود (گرمای تراکم). 

NCV = GCV - 53 x H K. Calls / Kg. [H = درصد هیدروژن در زغال سنگ از جمله رطوبت]. 

ASTM - ارزش کالری

زغال سنگ و کک

D1989

D5865

سوخت های هیدروکربنی

D2382

D240

اصول کالری سنج

ایزوپریبول  (شایع ترین)

1. ژاکت آب را در دمای ثابت نگه می دارد
2. دمای ظرف و سطل در طول واکنش افزایش می یابد
3. این ابزار دقیقاً دمای آن را اندازه گیری می کند

• لباس ضد آب
• بمب
• سطل

1. تعیین گرمای احتراق یا ارزش حرارتی ناخالص

• عملکرد افزایش دما/انتقال انرژی

آدیاباتیک

1. دمای ژاکت آب را مطابق با بمب و سطل تنظیم می کند

کالری سنج ایزوپریبول

1. نمونه در بوته قرار داده شده است
2. نمونه با فیوز شارژ شده یا نخ در محیط O2 تحت فشار مشتعل می شود
3. دمای ثبت شده برای افزایش دمای سطل
4. با افزایش دمای سطل، دمای ژاکت ثابت می ماند
5. ریزپردازنده دما را با وضوح 0.0001 درجه سانتی گراد اندازه گیری می کند
6. تفاوت در قبل و بعد از آتش سوزی برای محاسبه ارزش کالری ناخالص استفاده می شود
7. نرم افزار اصلاحات ناشی از اتلاف انرژی را انجام می دهد

* محیط بیرون  

* محتوای N 

*هیدروژن

 * محتوای S     

* مرطوب   

* فیوز باقی مانده است

1. برای تصحیح دقیق تر محتوای N و S می توان تیتراژ محتویات بمب را انجام داد

کالری سنج LECO AC-600/500

LECOAF-700 اتوماتیک خاکستر فیوژن

بررسی فیوژن خاکستر

• خاکستر زغال سنگ مخلوط پیچیده ای از مواد معدنی است

1. مواد معدنی به دلیل تغییرات شیمیایی که در دمای بالای کوره رخ می دهد به اشکال مختلف اکسیدی وجود دارد
2. ترکیب خاکستر زغال سنگ به همان اندازه متفاوت است که ماده معدنی آزمایش همجوشی خاکستر زغال سنگ برای شبیه سازی رفتار خاکستر زغال سنگ در هنگام گرم شدن در یک جو احیا کننده یا اکسید کننده طراحی شده است.
3. این آزمایش داده هایی را نشان می دهد که دماهای تف جوشی (ذرات خاکستر بدون ذوب به هم جوش می شوند)، مذاب و جریان را نشان می دهد.

• این باقیمانده ها در دماهای بحرانی خاصی تبدیل به سیال می شوند
• آنها را می توان به صورت جامد یا مایع از کوره خارج کرد: دانستن دماهایی که این مواد به سیال تبدیل می شوند در عملکرد کوره به منظور حذف خاکستر بسیار مهم است.
• دمای همجوشی خاکستر به طور گسترده به عنوان یک پارامتر کنترل کیفیت برای پیش بینی اینکه آیا یک زغال سنگ خاص در یک کاربرد صنعتی خاص به درستی عمل می کند یا نه استفاده می شود.

روش های همجوشی خاکستر

• AF700 با روش های اصلی ذوب خاکستر بین المللی زیر مطابقت دارد: -1. ASTM D 1857-87 روش تست استاندارد برای همجوشی ذغال سنگ و خاکستر کک.

1. ISO 540: 1995 سوخت های معدنی جامد - تعیین همجوشی خاکستر - روش لوله با دمای بالا.
2. BS 1016: قسمت 113: 1995 روش هایی برای تجزیه و تحلیل و آزمایش زغال سنگ و کک. قسمت 113. تعیین ذوب پذیری خاکستر.
3. DIN 51730 تست سوخت جامد. تعیین ذوب پذیری خاکستر سوخت.

• AF700 با روش استاندارد استرالیا AS1038.15 مطابقت ندارد. در این روش از مخلوط گازهای هیدروژن به عنوان اتمسفر کاهنده استفاده می شود.

AF 700 Ash Fusion Temperature

تئوری سری SC 832 از

عملکرد کوره با راندمان بالا

قابلیت اطمینان با خدمات و پشتیبانی قابل اعتماد

1. نیروی فروش آگاه با تمرکز بر مشتری
2. آزمایشگاه خدمات فنی پیشرفته با شیمیدان های کاربردی مجرب
3. خدمات جهانی و شبکه پشتیبانی LECO متشکل از مراکز پشتیبانی منطقه ای و بیش از 25 شرکت تابعه بین المللی LECO

پلاستومتر سیالیت زغال سنگ

اصول پلاستیک

ASTM D 2639 "روش تست استاندارد برای خواص پلاستیک زغال سنگ توسط پلاستومتر گیزلر گشتاور ثابت" اندازه گیری نسبی از رفتار پلاستیک زغال سنگ هنگام گرم شدن با سرعت ثابت، تحت شرایط تعیین شده را نشان می دهد. 

سیالیت زغال سنگ با اعمال یک گشتاور ثابت بر روی یک همزن قرار داده شده در یک بوته باردار با زغال سنگ، گرم کردن بوته در یک کوره حمام لحیم مذاب و ثبت حرکت همزن بر روی یک درام شماره گیری درجه بندی شده به 100 بخش، به عنوان DDPM (Dial Division per) بدست می آید. دقیقه) در رابطه با افزایش دما.

پلاستومتر RBA PL-2000

ویژگی ها و خلاصه

1. تمام اتوماتیک
2. مطابق با ASTM D 2639
3. حرکت موتوری بوته
4. یک کوره یا دو کوره
5. تنظیم حرارتی قابل برنامه ریزی
6. سیالیت تا 100000 DDPM
7. خروجی مستقیم چاپگر گرافیکی
8. رابط کامپیوتر میزبان
9. نرم افزار آرشیو

دیلاتومتر مدل DL4000

مشخصات دیلاتومتر

• دیلاتومتر DL 4000  دستگاهی تمام اتوماتیک برای تعیین خواص تورم زغال سنگ سخت هنگام گرم شدن در شرایط استاندارد است: اتساع و انقباض با قرار دادن نمونه ای از زغال سنگ پودری که تحت فشار تشکیل شده است، در لوله باریکی که بالای آن یک پیستون قرار گرفته است و خواندن آن به دست می آید. جابجایی پیستون به عنوان تابعی از دما
• استاندارد ISO 349 "تست دیلاتومتر زغال سنگ سخت Audibert-Arnu" و DIN 51 739
• "دیلاتومتر روهر"، ISO 8264 "زغال سخت - تعیین خواص تورم با استفاده از دیلاتومتر" و ASTM D 5515 "تعیین تورم".
• خواص زغال سنگ قیر با استفاده از دیلاتومتر» روش های کمی متفاوت را برای چنین تعیین مشخص می کند.
• DL 4000  تست های دیلاتومتر را طبق استانداردهای فوق انجام می دهد: اتساع و انقباض نمونه ها به وضوح توسط مبدل ثبت می شود در حالی که دمای کوره و پارامترهای آزمایش توسط واحد ریزپردازنده کنترل می شود.
• تمام مراحل تجزیه و تحلیل، حتی قرار دادن و برداشتن لوله در کوره، به صورت خودکار است: اپراتور فقط باید نمونه را بارگیری کند و دو لوله را بالای کوره قرار داده و سیستم را راه اندازی کند.
• پس از شروع، DL 4000 کوره را پیش گرم می کند، لوله ها را وارد کوره می کند، دمای شروع را بازیابی می کند، دما را با سرعت یکنواخت افزایش می دهد و آزمایش های اتساع را روی دو نمونه انجام می دهد.
• دمای [°C]، اتساع و انقباض [%] در طول آزمایش نمایش داده می شود و چاپ می شود.
• در انتها، لوله ها به طور خودکار از کوره به سمت بالا حرکت می کنند.
• مقادیر اتساع و دما همراه با گزارش نهایی شامل: تنظیم تست، طبقه بندی تست، دمای نرم شدن، حداکثر انقباض و حداکثر دمای اتساع، حداکثر انقباض، مقادیر حداکثر اتساع و G Factor چاپ می شود.
• علاوه بر این، نسخه دو کوره امکان شروع فوری دو آزمایش جدید را با بارگذاری دو لوله دیگر روی کوره دوم و با راه اندازی مجدد سیستم فراهم می کند.

سیستم تست CRI و CSR

مشخصات سیستم تست CRI و CSR.

1. از تجربیات چندین آزمایشگاه درگیر در تست‌های CRI و CSR اشاره شده است که قابلیت اطمینان نتایج به شدت به دما و دقت سرعت جریان گاز واکنش از نظر موارد زیر بستگی دارد:

• دقت دمای آزمایش (1100 درجه سانتیگراد) در تمام زمان واکنش.
• توزیع دمای ایزوترمال در نمونه کک.
• دقت نرخ جریان گاز واکنش CO2 (5.0 لیتر در دقیقه).

1. بنابراین، برای به دست آوردن بهترین تکرارپذیری آزمایش، سیستم ما که بر اساس ASTM D 5341 و ISO 18894 طراحی شده است به عنوان استاندارد شامل موارد زیر است:

• برنامه نویس و کنترل کننده دما با دقت بالا
• کوره چند منطقه ای با کنترل های مستقل از دما برای بهترین توزیع همدما نمونه.
• دبی سنج اتوماتیک و دستگاه کنترل کننده CO2 با دقت بالا. 

1. اجاق برقی عمودی از 5 منطقه گرمایش جداگانه با 3 واحد تشکیل شده است
2. سیستم های کنترل دما و با استفاده از واحدهای قدرت حالت جامد هدایت می شوند.
3. لوله های واکنش از آلیاژ با دمای بالا ساخته شده اند و شامل چندین ترموکوپل هستند.
4. سیستم کنترل جریان گاز از یک دبی سنج الکترونیکی اتوماتیک تشکیل شده است
5. CO2 (گاز واکنش)، و یک روتامتر، با تنظیم دستی سرعت جریان، برای N2 (گاز تصفیه).
6. به عنوان گزینه یک دبی سنج جرمی را می توان برای کنترل جریان N2 نیز عرضه کرد.
7. اتوماسیون کامل آزمایش ها با تامین خودکار گاز به لوله واکنش به دست می آید.
8. کوره می تواند به صورت اختیاری به یک دستگاه توزین نظارت مستمر با نمایشگر دیجیتال و ثبت تغییر وزن نمونه در طول آزمایش مجهز شود.
9. دیتا لاگر ضبط کننده گرافیک ویدئویی، همچنین مجهز به اتصال اترنت و نرم افزار مناسب، امکان ضبط محلی و از راه دور داده های آزمایشی را فراهم می کند.
10. طبق استانداردها یک دستگاه لیوان دودرام با شمارنده اتوماتیک برای تست CSR عرضه می شود

رومیزی WD XRF مدل  Supermini200  برای آنالیز مواد معدنی.

میکروسکوپ فوتومتر برای پتروگرافی زغال سنگ

برای مشاوره و اطلاعات بیشتر در مورد این پست با من تماس بگیرید

09123730052 شعبانی ( ساعت 9 الی 17 به جز روزهای تعطیل) و در تمامی ساعات با واتس آپ