3.4. Đặc tính nóng chảy của than và tro
3.4.2. Phân tích đặc tính nóng chảy của than và tro
a. Nhiệt độ biến dạng, DT (deformation temperature, DT)
Nhiệt độ, tại đó xuất hiện những dấu hiệu đầu tiên làm tròn các đỉnh và các cạnh mẫu thử do nóng chảy.
Chú thích: Sự co hoặc méo mẫu thử, hoặc làm tròn các cạnh nứt rạn và cạnh bên của mẫu không được coi là biến dạng và nếu các đầu nhọn và các cạnh vẫn sắc thì có thể bỏ qua. Tuy nhiên đối với một số nhiên liệu khoáng rắn, phải quan tâm đến nhiệt độ mà tại nhiệt độ này mẫu thử bắt đầu bị co, ngót và phải báo cáo nhiệt độ này như một đặc tính lưu ý trong quá trình xác định.
b. Nhiệt độ hình cầu, ST (sphere temperature, ST)
Trong trường hợp mẫu thử có hình chóp và hình nón cụt, nhiệt mà tại đó chiều cao bằng chiều rộng đáy, trong trường hợp mẫu thử hình khối hộp hoặc hình trụ, nhiệt độ mà tại đó các mẫu thử được làm tròn hoàn toàn, chiều cao mẫu vẫn giữ nguyên.
c. Nhiệt độ hình bán cầu, HT (hemisphere temperature, HT)
Nhiệt độ, tại đó mẫu thử tạo thành hình gần giống hình bán cầu, tức là khi chiều cao gần bằng nửa đường kính.
d. Nhiệt độ chảy, FT (flow temperature, FT)
Nhiệt độ mà tại đó tro chảy lan ra tấm đỡ thành một lớp, chiều cao lớp này bằng một phần ba căn cứ ban đầu của mẫu thử ở nhiệt độ tại hình bán cầu.
3.4.2.2. Thiết bị xác đinh nhiệt độ nóng chảy của than, tro Thiết bị
“ASH-10 Ash Fusion Tester ”
Có thể được sử dụng để kiểm tra sự nóng chảy của than, cốc và xỉ trong điều kiện oxy không khí hoặc điều kiện không khí giảm. Nó có thể được sử
56
dụng trong ngành công nghiệp về than, nhiệt điện, công nghiệp luyện kim, nghiên cứu khoa học, công nghiệp xi măng, trong trường học,…
Thiết bị này sử dụng đầu camera CCD và công nghệ nhận dạng hình ảnh tiên tiến để ghi lại sự thay đổi của hình nón mẫu trong thời gian thực và đánh giá sự biến dạng, làm mềm, các trạng thái bán dịch và trạng thái lỏng của nón mẫu.
Đồng thời, nhiệt độ và hình ảnh ở bốn trạng thái đặc trưng được ghi lại. Kết quả là tính nóng chảy của mẫu được thực hiện tự động.
- Số mẫu: 1-9; Nhiệt độ:1600 0C
- Phân giải nhiệt độ: 10C; - Tốc độ gia nhiệt: Đáp ứng tiêu chuẩn của GB, ISO &
ASTM; - Chính xác nhiệt độ: ± 50C
- Điều kiện khí đốt: lò được thổi khí H2hoặc CO, hoặc oxy không khí.
- Công suất tối đa: 3.2KW; - Thời gian thử nghiệm: ≤3h; - Độ chính xác: Đáp ứng các yêu cầu của GB/T219- 2008,ISO540-1995(E)& ASTM1857-04; - Độ đúng: Đáp ứng yêu cầu của GB, ISO &
ASTM.
Thiết bị ASH-10 Ash Fusion Tester
Nguyên tắc hoạt động: “ASH-10 Ash Fusion Tester” bao gồm hệ thống Camera tự động, nguồn điện chuyên dụng, máy tính để bàn và máy in của LEVONO.
Hình 3.3: Sơ đồ Thiết bị “ASH-10 Ash Fusion Tester 57
3.4.2.3. Tiến trình phân tích a. Dụng cụ và hóa chất
- Yêu cầu về khí: Khí CO2: Độ tinh khiết 99,5%; Khí CO hoặc Hydro: Độ tinh khiết 99,5%
- Áp lực khí: (1 ± 0.01) MPa; Áp lực cung cấp khí: ≥ 1 MPa;
- Van giảm áp: Áp dụng với khí carbon dioxide, hydro hoặc carbon monoxide; Ống PU
b. Chuẩn bị các hình nón
- Chuẩn bị các dung dịch: Cân 1,0g bột dextrin, đo 10ml nước cất hoặc nước tinh khiết để pha dung dịch dextrin.
- Làm mẫu hình nón:
Lấy tro ra và đặt nó lên một miếng kính hoặc những thứ mịn màng đã được làm sạch khác, làm ẩm với dung dịch dextrin và trộn đều thật kỹ nó đến trạng thái có thể tạo hình, đưa vào khuôn và dùng dao sắc cắt phần nhô ra. Khi trên mặt của mẫu xỉ trở nên khô hơn, di chuyển mẫu một cách cẩn thận từ khuôn sang miếng kính, sau đó đặt nó vào lò sấy ở nhiệt độ 60°C, khi mẫu khô thì lấy ra để phân tích.
- Dán mẫu hình nón:
Lấy một ít mẫu hoặc MgO hoặc Al2O3 và làm ẩm bằng dung dịch dextrin đến trạng thái hơi loãng, dùng dao sắc dán một phần nhỏ mẫu trên vào nón mẫu, sau đó cẩn thận di chuyển nón mẫu, chú ý không để làm hỏng đường nét của nón mẫu. Sau khi dán phải để nón mẫu khô hoàn toàn mới được sử dụng để phân tích.
Mẫu hình nón 58
c. Cài đặt thông số:
a) Kết nối máy tính, thiết bị phân tích, máy in và nguồn điện.
b) Khởi động máy tính và vào Windows Desktop, Click đúp vào “ASH- 10 Ash Fusion Tester Software” để vào giao diện chương trình phân tích.
d. Chuyển mẫu nón vào lò:
Click vào "Sample Out"
trên thanh phím tắt của chương trình chính hoặc Menu "Detect", đặt mẫu đã chuẩn bị trước vào cơ cấu tự động đưa mẫu vào và click “Sample
introduction” để đưa mẫu
vào lò đốt. Thiết bị ASH-10 Ash Fusion Tester e. Cài đặt thông số phân tích:
Trong cửa sổ cài đặt của hệ thống, chọn loại phân tích, loại không khí, và kiểu bệ hình nón. Nếu phân tích bằng không khí thì thiết lập nhiệt độ thông khí CO2 (Nhiệt độ thông khí: 500°C); CO hoặc H2 (Nhiệt độ thông khí: 700°C).
f. Điều chỉnh lưu lượng khí:
Nếu phân tích theo tiêu chuẩn GB thì không cần điều chỉnh tỷ lệ lưu lượng khí; Nếu phân tích theo tiêu chuẩn ASTM thì phải điều chỉnh lưu lượng khí là 0.8L. Nếu phân tích theo độ suy giảm khí thì lưu lượng phải là CO2 0.4L - CO 0.6L hoặc CO2 0.5L - H2 0.5L.
g. Điều chỉnh hình ảnh:
Click vào “Video camera on”, “Indicatorlight on”, “Rotate continuously”
trong phần “Manual detection” và click đúp vào “real-timeimage frame” trong giao diện chính, khi có một đường chấm trắng, mở cửa lò của thiết bị, lấy đĩa
59
thạch anh ra và chuyển đèn hiển thị về lỗ chụp ảnh. Điều chỉnh các bộ phận phản xạ ánh sáng đảm bảo hình ảnh hình nón ở giữa khung dòng rải màu trắng;
Điều chỉnh độ dài tiêu cự để đảm bảo hình ảnh rõ ràng.
3.4.2.4. Kết quả phân tích đặc tính nóng chảy của than, tro
a. Sau khi điều chỉnh hình ảnh, video camera và đèn chỉ thị, sau đó đặt lại ánh sáng chỉ thị tới vị trí ban đầu và chèn đĩa thạch anh sạch vào lỗ chụp ảnh.
b. Sau khi mọi thứ đã sẵn sàng, Click vào “Start test” trên giao diện chính để vào phân tích, sau khi nung nóng đến nhiệt độ 650°C, Hệ thống sẽ tự động bật camera, lớp trên và dưới của nón theo loại bệ mẫu sẽ được thu lại đến cửa sổ phân tích.
c. Hình ảnh ghi lại kết quả phân tích đặc tính nóng chảy của tro
Hình 3.4: Hình ảnh qua máy tính mẫu tro trong lò tròng lò nung
60
d. Trong quá trình phân tích, phần mềm sẽ tự động xác định nhiệt độ biến dạng, làm mềm nhiệt độ, nhiệt độ bán cầu, nhiệt độ chất lỏng và được hiển thị trong bảng dữ liệu. Sau khi xác định tất cả bốn nhiệt độ đặc trưng của các hình nón quá trình phân tích sẽ ngừng tự động.
e. Hình ảnh chụp mẫu tro nóng chảy trong quá trình thí nghiệm
Nung đến t= 6500C t= 10000C t= 12000C
t= 13000C t= 14000C t= 14500C
t= 15000C t= 15500C t= 15600C
Hình 3.5: Hình ảnh mẫu tro nóng chảy trong quá trình đốt tro trong lò 61
3.4.2.5. Làm mát và thoát khỏi chương trình:
Sau khi kết thúc phân tích, thiết bị sẽ được làm mát tự động. Khi nhiệt độ thiết bị xuống dưới 800°C, nó mới được phép thoát khỏi chương trình, sau đó tắt nguồn điện thiết bị và tắt máy tính.
Kết luận chương 3
Trong chương này đã xác định được các thông số của nhiên liệu than Antraxit và than Bitum nhập khẩu như sau:
- Thành phần hóa học của Than gồm C, H, O, S, N, A, W, .. trong đó A là độ tro, W - độ ẩm.
- Phân tích được hàm lượng độ ẩm, nhiệt trị, độ tro, hàm lượng lưu huỳnh, các bon, thành phần cốc, chất bốc của than Antraxit và than Bitum nhập khẩu.
- Phân tích đặc tính nóng chảy của than, tro xác định được nhiệt độ nóng chảy của than Antraxit và than Bitum nhập khẩu.
Với kết quả phân tích được ta xác định nguyên nhân đóng xỉ, bám xỉ và đưa ra các giải pháp phòng, chống hiện tượng đóng xỉ, bám xỉ trong là hơi nhà máy nhiệt điện, nâng cao hiệu suất lò hơi.
62