Việc phân tích nhiên liệu hiện nay đã được chuẩn hoá một cách chặt chẽ theo các chuẩn nhất định tùy thuộc vào từng quốc gia và tổ chức quốc tế. Việc phân tích nhiên liệu bao gồm các bước sau đây:
- Lấy mẫu nhiên liệu;
- Phân tích nhiên liệu theo chuẩn của các quốc gia.
Ví dụ, đối với nhiên liệu rắn như than, các chỉ tiêu cần phân tích như sau: - Trước hết là xác định nhiệt trị của nhiên liệu;
- Độẩm;
- Hàm lượng chất dễ bay hơi; - Hàm lượng tro:
+ Phân tích tro: thành phần hóa học của tro + Nhiệt độ nóng chảy của tro
- Những thử nghiệm thêm đặc biệt cho than; + Hàm lượng bitum
- Nhiệt độ cháy của than.
Đối với các nhiên liệu lỏng
Với các nhiên liệu lỏng, người ta hay sử dụng các tiêu chuẩn ASTM (American Society for Testing Materials) hoặc của Anh “Standard Methods for testing Petroleum and its products”. Các đại lượng cần phân tích đối với các nhiên liệu lỏng là:
- Nhiệt trị;
- Tỉ trọng: tỉ trọng được xác định theo phương pháp tỉ trọng kế, ở nhiệt độ chuẩn 15°C. Theo tiêu chuẩn của Mĩ thì người ta xác định độ API (API°):
- Điểm chớp cháy (flash - point): đó là nhiệt độ thấp nhất mà ởđó hơi nhiên liệu bay ra khỏi dầu với lượng vừa đủđể bốc cháy thành ngọn lửa trên toàn bộ bề mặt mẫu.
141,5
Độ API = − 131,5
liên tục trong 5 giây.
- Nhiệt độ cháy tức thời - SIT (Spontaneous Ignition Temperature), là nhiệt độ mà ở đó sự cháy xảy ra khi một nhiên liệu lỏng rơi vào trong một chén nung bằng kim loại được đốt nóng có điều khiển.
Như vậy điểm chớp cháy sẽ phụ thuộc vào: + Áp suất hơi của dầu.
+ Tỉ lệ hơi dầu trong không khí cần thiết để hình thành một hỗn hợp có thể cháy. Tỉ lệ này sẽ thay đổi rất ít đối với các distillat từ các dầu thô khác nhau, nhưng có một yếu tố sẽ quyết định sự tạo thành hỗn hợp cháy. Đó là, nếu như máy mởđể tiếp xúc với không khí, hỗn hợp cháy chỉđạt được ở nhiệt độ cao hơn so với máy đóng kín, vì thế có các phép thử: điểm chớp cháy cốc kín, cốc hở.
- Độ nhớt.
- Hàm lượng nước trong dầu.
- Phép thử chưng cất: đó là đặc tính chưng cất của các nhiên liệu lỏng trừ các nhiên liệu có áp suất hơi cao thì phép thử chưng cất không cần làm, các nhiên liệu lỏng khác cần làm phép thử này.
100 ml mẫu được đưa vào bình cất. Cùng ống đong đó dùng đểđong các thể tích các distillat. Bầu thuỷ ngân của nhiệt kế để ngay dưới nhánh ra của hơi. Ngọn lửa được điều chỉnh sao cho tốc độ chất lỏng ra là 4 ÷ 5 ml/phút. Điểm sôi đầu tiên là nhiệt độ tại đó giọt chất lỏng đầu tiên rơi vào bình hứng, và điểm sôi cuối cùng là nhiệt độ cực đại mà nhiệt kế đạt được khi đáy bình khô cạn. Phép thử chưng cất sẽ ghi nhiệt độ sôi đầu tiên mà ở đó 10% distillat được gộp lại và điểm sôi cuối cùng là toàn bộ thể tích các distillat.
- Hàm lượng lưu huỳnh
- Hàm lượng parafin và naphten
- Cặn cacbon: có hai phép thử cặn cacbon:
1. Cặn cacbon Conradson (Conradson Coking test). Lượng cacbon (coke) còn lại khi đốt nóng dầu trong 1 chén nung đến nóng đỏ khi không có không khí. Lượng cacbon này thường được biểu thị dưới dạng phần trăm trọng lượng.
2. Cặn cacbon Ramsbottom - Hàm lượng asphalt
- Hàm lượng tro - Hàm lượng kim loại
Đối với các nhiên liệu khí (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm khí thường căn cứ vào mục đích sử dụng khí và khi xác định các chỉ tiêu kĩ thuật của khí cũng phải dựa trên các phương pháp chuẩn thích hợp. Việc phân tích các hiđrocacbon khí có số nguyên tử cacbon trong phân tử từ 1 đến 4 cũng khá phức tạp. Thông thường đối với mỗi một loại khí đều có các tiêu chuẩn riêng.
Ví dụ, đối với khí thiên nhiên (Natural Gas, NG) và khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG), các chỉ tiêu cần phân tích là:
- Nhiệt trị, theo tiêu chuẩn ASTM D900, D1826. - Hàm lượng nước, theo tiêu chuẩn ASTM D1142.
- Hàm lượng H2S, theo tiêu chuẩn ASTM D2725, D3031. - Hàm lượng mecaptan khí, theo tiêu chuẩn ASTM D2385. - Hàm lượng khí CO2, theo tiêu chuẩn ASTM D1945.
Đối với LPG thương phẩm mà thành phần chính của nó gồm propan, butan, những chỉ tiêu phân tích thường là:
- Nhiệt trị
- Thành phần khí C3 và C4
- Các hằng số tới hạn: điểm chảy, điểm sôi - Tỉ trọng, khối lượng riêng
- Nhiệt dung riêng
- Thể tích riêng thể hơi ở 0°C và 760 mmHg - Thể tích riêng thể hơi/lỏng ở 0°C
- Áp suất hơi
- Hàm lượng lưu huỳnh, ...
Một điều đáng chú ý là trên thế giới hiện nay việc đánh giá chất lượng các sản phẩm dầu vẫn chưa được thống nhất trên toàn cầu. Nhiều quốc gia sử dụng chuẩn ASTM trong khi đó các quốc gia khác vẫn sử dụng các chuẩn đặc trưng của nước mình.
Dưới đây trình bày phương pháp xác định nhiệt trị, một trong những tính chất quan trọng nhất của nhiên liệu.