than hoạt tớnh
2.2.4.1. Độ bền hạt
Độ bền hạt xỏc định dựa trờn nguyờn tắc bào mũn hạt than bằng sự va chạm cơ học của than với cỏc bi thộp trong trống quay kim loại đặt nằm ngang và quay với tốc độ khụng đổi.
Điều kiện xỏc định: - Thể tớch than: 50 cm3 - Số trống quay: 4
- Tốc độ trống quay: 50 vũng/phỳt. Trống quay trờn 2 thanh trũn được chuyển động bằng curoa.
- Số quả cầu thộp trong mỗi trống quay: 5 - Đường kớnh quả cầu: 22 mm
- Thời gian xỏc định: 5 phỳt Tiến hành cõn 50 cm3
than bằng cõn kỹ thuật, cho vào trống quay, quay 5 phỳt. Lấy ra dựng sàng 26 lỗ/tấc sàng bụi than đi, cõn lượng than trờn sàng.
Độ bền hạt tớnh theo cụng thức: 100 2 2 m m D (2.3)
m1- trọng lượng than ban đầu
m2- trọng lượng than cũn lại trờn sàng.
2.2.4.2. Xỏc định độ tro của than
Độ tro của than thể hiện cỏc hợp phần vụ cơ cú trong than. Độ tro được xỏc định bằng cỏch nung một lượng than xỏc định ở nhiệt độ 8500C cho đến khi than chỏy hết, chỉ cũn lai tro trắng. Cõn trọng lượng tro, độ tro được tớnh theo cụng thức sau:
100 m m Tro 1 2 (2.4) Trong đú: m1 - Lượng than đem nung
m2 – Lượng tro thu được.
2.2.4.3. Xỏc định tỷ trọng lớt
Tỷ trọng lớt là trọng lượng của một là trọng lượng một đơn vị thể tớch than, tớnh cả phần khụng gian nằm giữa hạt than.
Tỷ trọng lớt (g/cm3) được xỏc định theo phương phỏp cõn thụng thường. Người ta lấy một ống đong và đặt một tấm gỗ phẳng trờn mặt bàn, đổ 10 cm3 than vào ống đong gừ ống đong lờn tấm gỗ trong 30 giõy, tiếp tục cho tiếp 10 cm3 làm tương tự cho đến khi lượng than ngang vạch khắc 100 ml. Tiến hành cõn, tỷ trọng lớt được xỏc định theo cụng thức.
= m/v (2.5)
Trong đú: m- lượng than trong ống đong v - thể tớch than đó lấy
2.2.4.4. Tỷ trọng biểu kiến
Tỷ trọng biểu kiến là trọng lượng của một đơn vị thể tớch than khụng kể đến khụng gian giữa cỏc hạt. Tỷ trọng biểu kiến phụ thuộc nhiều vào độ xốp của than, vỡ vậy nú thường được dựng để đặc trưng giỏn tiếp cho độ xốp của than. Tỷ trọng biểu kiến (g/cm3) được xỏc định trờn thiết bị Geo Pye 1360, version 3.01 của Hóng Micromeritics Instrument Corporation (USA).
2.2.4.5. Tỷ trọng thực
Tỷ trọng thực là khối lượng một đơn vị thể tớch than khụng chứa lỗ xốp và thể tớch khoảng trống giữa cỏc hạt than. Tỷ trọng thực (g/cm3) được xỏc định theo phưong phỏp nạp He trờn thiết bị Accupyc Pycnometer 1330, version 3 của Hóng Micromeritics Instrument Corporation (USA).
Được xỏc định giỏn tiếp qua hai phộp đo, đo tỷ trọng thật, tỷ trọng biểu kiến.
Từ tỷ trọng d và tỷ trọng biểu kiến của than ta dễ dàng xỏc định được
tổng thể tớch lỗ VT (cm3/g) của than:
d
Vt 1 1
(2.6)
Trong đú: - Tỷ trong biểu kiến d- Tỷ trọng thực.
2.2.4.7. Xỏc định khả năng hấp phụ vật lý của than
Thường xỏc định khả năng hấp phụ của than hoạt với C6H6 và tiến hành trờn cõn hấp phụ động học Mark-Bell theo phương phỏp Rubinstein.
Bản chất của phương phỏp: Dựng hai dũng khụng khớ (N2) được làm
khụ, làm sạch, một dũng sục vào bỡnh bay hơi đựng chất hấp phụ C6H6, một dũng dựng để pha loóng. Tốc độ của hai dũng được đo bằng hai lưu lượng kế V1 và V2. ỏp suất hơi tương đối của dũng hỗn hợp được xỏc định theo cụng thức sau đõy.
P/PS = V1/V1+ V2 (1- PS/PA) (2.7) V1 - tốc độ dũng khớ sục qua C6H6 (ml/phỳt) V2 - tốc độ dũng khớ dựng pha loóng (ml/phỳt) PA - ỏp suất khớ quyển (mmHg)
PS - ỏp suất hơi bóo hũa của chất bị hấp phụ (C6H6) (mmHg)
Dũng hỗn hợp đi vào ống hấp phụ trong đú mẫu chất hấp phụ (than) được treo dưới một lũ xo thạch anh được xỏc định bằng mỏy đo cao, cú độ chớnh xỏc 10-3cm.
Nhiệt độ được duy trỡ khụng đổi, ống hấp phụ gồm hai vỏ, nước từ hằng nhiệt được bơm lờn vỏ bao ống hấp phụ theo đầu dưới và theo đầu trờn nước trở về hằng nhiệt.
Lượng hấp phụ được xỏc định bằng cụng thức sau: a(ml/g) = li.1000/l0.m (2.8) li - độ dẫn lũ xo ứng với cỏc P/Ps khỏc nhau
l0 - độ dón lũ xo khi treo mẫu
m - trọng lượng phõn tử chất bị hấp phụ
Hỡnh 2.1. Sơ đồ nguyờn lý cõn hấp phụ động Mac – Bell
1: Bộ làm khụ, sạch khụng khớ. 2: lưu lượng kế khụng khớ. 3: lưu lượng kế chất bị hấp phụ. 4: bỡnh bay hơi chứa chất bị hấp phụ. 5: thiết bị ổn nhiệt. 6: Buồng hỗn hợp. 7: buồng hấp phụ. 8: lũ xo thạch anh. 9: giỏ đựng mẫu. 10: mỏy đo độ gión lũ xo.
Xử lý số liệu:
- Ta thu được bảng cỏc giỏ trị độ hấp phụ và giải hấp phụ cõn bằng với cỏc giỏ trị P/PS khỏc nhau.
- Từ bẳng này ta dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ- giải hấp phụ a = f(P/PS) hỡnh (2.2). 1 Khụng khớ 2 3 6 5 H2O H2O 7 8 9 10 4 1 1.5 2 mmol/g
Hỡnh 2.2. Đường đẳng nhiệt hấp phụ hơi benzen
Từ cỏc giỏ trị độ hấp phụ ứng với điểm đầu vũng histeric (a0) và điểm cuối (aS), ta cú thể tớnh được thể tớch lỗ bộ và thể tớch lỗ trung theo cụng thức.
Lỗ bộ Vb = a0.v (2.9) v - thể tớch 1 mmol chất bị hấp phụ
Lỗ trung vtr = (as- a0).vv (2.10) Lỗ to vt = v - (vb + vtr)v (2.11)
- Xỏc định bề mặt riờng của chất hấp phụ SX (m2/ g). Từ cỏc dữ kiện thực nghiệm ta xõy dựng dạng thẳng của phương trỡnh BET.
P/PS
= 1/c.am - (c-1)/c.am. P/PS (2.12) a.(1- P/PS )
Từ đồ thị ta cú : OA = 1/c.am và tg() = (c - 1)/ c.cm
Từ đú ta cú thể tớnh được c và cm, trong đú am là độ hấp phụ cực đại ứng với bề mặt chất hấp phụ bị phủ bởi một lớp đơn phõn tử chất bị hấp phụ.
Do đú ta tớnh được Sr của chất hấp phụ theo cụng thức Sr = am. N. W0 (m2/g) (2.13) N - số Avogadrụ
W - diện tớch phõn tử chất bị hấp phụ.
2.2.2.8. Đo phõn bố lỗ
Phõn bố lỗ của than hoạt tớnh được đo trờn thiết bị ASAP 2020 V3.01 H