Nhiệt độ chảy mềm của tro Đơn v ị VD CP HG Nhiệt độ T1 C 1300 1300 1250 Nhiệt độ T2 C 1310 1315 1275 Nhiệt độ T3 C 1418 1455 1370 Nhiệt độ T4 C 1475 1452 1475
Bảng 12 thể hiện nhiệt độ chảy mềm của tro. Với mẫu VD, HG tro có nhi t ệ
độ chảy cao. M u CP có t3>1425oC là tro khó nóng ch y. Nhi t độ ch y mềẫ ả ệ ả m c a ủ
tro là mộ ế ốt y u t quan tr ng để ánh giá và l a ch n nguyên li u cho mỗọ đ ự ọ ệ i công ngh ệ
khác nhau. Các mẫu VD, CP, HG đều có T1 cao.
5.1.4. Các phương pháp phân tích khác 5.1.4.1. Phương pháp FTIR
Phổ FTIR là phương pháp để đánh giá nhóm chức và độ biến tính c a than. ủ
Các mẫu VD, CP, HG đều xuất hiện những dao động đặc trưng cho than. Pic đặc
trưng xuất hiện ở 1034cm-1, đặc trưng cho dao động của nhóm Si-O. Pic xuất hiện tại 536-470cm-1đặc trưng cho dao động của các oxit kim loại do các khống có
trong than. Thấy rằng tất cả các mẫu than nghiên c u than CP, VN và HG đều l n ứ ẫ
hàm lượng tro lớn vì cường độ dao động của nhóm Si-O lớn, với mẫu AB1 thì dao
động này yếu h n h n. Do than có cấ ạơ ẳ u t o là h a vịng ng ng t cao do ó xu t ệ đ ư ụ đ ấ
Ninh có độ biến tính cao hơn nên các vòng thơm xắp xếp chặt chẽ ơ h n dẫn đến các dao động của vòng thơm yếu hơn. Với than AB1 do độ bi n tính khơng cao nên ế
trong cấu trúc các vòng thơm ngưng tụ lỏng l o h n nên cường độẻ ơ dao ng m nh độ ạ
hơn. Phổ FTIR còn xuất hiện một dao động ở vùng 2720cm-1, đây là dao động của hydrocacbon mạch thẳng, mẫu than Quảng Ninh không xuất hiện dao động vùng ở
này, tuy nhiên các mẫu than AB1 xuất hiện dao động đặc trưng chứng tỏ rằng c u ấ
trúc AB1 xuất hiện nhóm hydrocacbon mạch thẳng. Phổ FTIR xuất hiện dao động của nhóm OH trong vùng 3618cm-1 với cường độ yếu đối v i than Quảng Ninh tuy ớ
nhiên dao động này rất lớn đối với than AB1 đ ềi u này có nghĩa là hàm lượng ẩm
trong than Quảng Ninh là thấp còn mẫu AB1 là lớn. Như ậ v y, đối với than biến tính cao, cấu trúc được sắp xếp chặt chẽ, các nhóm liên kết khơng linh động, cịn với
than biến tính th p, c u trúc s p x p l ng l o, các nhóm liên kết rất linh động. Các ấ ấ ắ ế ỏ ẻ
kết quả đánh giá sơ bộ tro, hydrocacbon và độ m hoàn tồn phù hợẩ p v i các phân ớ
tích ở bảng 8.
Mẫu VD Mẫu HG
Mẫu CP Mẫu AB1
5.1.4.2. Phương pháp phân tích nhiệt.
Sử dụng phương pháp phân tích nhi t ệ để ánh giá kh năđ ả ng ph n ng c a ả ứ ủ
than. Đ ềi u kiện phân tích đã thiết lập ở phần thực nghiệm. Hình 11a là đồ thị phân tích nhiệt của mẫu VD t 27ừ oC tới 1000oC với môi trường phân tích là khơng khí.
Trục tung bên trái là trục DSC biểu thị thay đổi về tín hiệu nhiệt của mẫu theo nhiệt
độ tiến hành. Tr c tung bên ph i là tr c TG, biểu thị sựụ ả ụ thay đổi % kh i lượng c a ố ủ
mẫu trong q trình phân tích. Ở dưới 200oC đường TG giảm gây ra bởi sự bay hơi của nước có trong mẫu nghiên cứu và đi kèm với thu nhiệt. Do tín hiệu nhỏ, pic tỏa nhiệt ở phía sau lớn hơn rất nhiều lần pic thu nhiệt nên pic thu nhiệt của đường DSC rất nhỏ. Đường TG bắt đầu giảm mạnh ở 522oC và kết thúc quá trình ở 756oC,
đường DSC có pic tỏa nhi t lớệ n trong kho ng nhi t ả ệ độ này. Trong quá trình, oxi
khơng khí phả ứn ng với than và thực hiện quá trình cháy. Quá trình cháy tỏa nhiệt
nhiều nhất ở khoảng 610oC. Từ 750oC, đường TG hầu như không đổi, bằng phương pháp DSC xác định được khơng có sự mất kh i lượng và khơng xu t hiệố ấ n tín hi u ệ
nhiệt. Hàm lượng ẩm mẫu VD là 2,1%, hàm lượng tro mẫu VD là 20,6%. Kết quả
này phù hợp với kết quả phân tích bảng 8.
Hình 11b là đồ thị phân tích nhiệt m u HG t 27ẫ ừ oC tới 1000oC với môi trường phân tích là khơng khí. Ở dưới 200oC xảy ra quá trình bay hơ ẩi m. Quá trình cháy bắt đầu x y ra ở 456ả oC, kết thúc ở 632oC và nhiệt độ cực đại quá trình cháy là 548oC. Hàm lượng ẩm mẫu HG là 1,2%, hàm lượng tro mẫu VD là 13,9%. Kết quả này phù hợp với kết quả phân tích bảng 8.
Với mẫu CP, dưới 200oC xảy ra quá trình bay hơi nước. Quá trình cháy bắt
đầu xảy ra 473ở oC, kết thúc ở 645oC và nhiệt độ cực đại quá trình cháy là 562oC.
Sau 645oC đường TG hầu như không đổi. Hàm lượng ẩm mẫu CP là 1,8%, hàm
lượng tro mẫu CP là 12,03%. Kết quả này phù hợp với kết quả phân tích bảng 8. Với mẫu AB1, dưới 200oC đường TG giảm mạnh, đường DSC có pic thu
nhiệt do q trình bay hơn nước trong mẫu phân tích. Trong kho ng 200÷444ả oC và 444÷544oC đường TG giảm mạnh, đường DSC xuất hiện pic tỏa nhiệ ớt l n. Nh ư
vậy có hai q trình cháy xảy ra. Quá trình cháy đầu tiên là quá trình cháy chất bốc, tiếp theo là quá trình cháy cacbon. Ở quá trình cháy chất b c, kh i lượng gi m ố ố ả
lượng giảm 8,7% và bắt đầu ở 444oC, đạt cực đại ở 504oC. Từ 554oC đến 704oC
đường TG tiế ụp t c gi m nh ng đường DSC không xu t hi n hi u ng nhi t nào, có ả ư ấ ệ ệ ứ ệ
thể do phân hủy của các muối trong tro. Hàm lượng ẩm mẫu AB1 là 23,3 %, hàm
lượng tro mẫu AB1 là 13,2%. Kết quả này phù hợp với kết quả phân tích bảng 8. Hình 11e là đồ thị của 4 đường DSC c a các m u nghiên c u. So sánh ba ủ ẫ ứ
mẫu than biến tính cao thấy rằng mẫu VD đòi hỏi nhiệt độ bắt đầu cháy cao h n ơ
mẫu CP và HG. Điều này có thể giải thích do: hàm lượng tro của mẫu VD cao nh t ấ
và hàm lượng chất bốc của mẫu VD là 3,8% th p h n các m u CP, HG có hàm ấ ơ ẫ
lượng chất bốc khoảng 7%. M u AB1 có nhi t ẫ ệ độ bắt đầu cháy thấp hơn hẳn ba
mẫu than biến tính. Do mẫu AB1 có hàm lượng chất bốc cao (35%) nên nhiệt độ
bắt cháy thấp nhất.