CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH THAN ANTRAXIT VÀ THAN
3.2. Đặc tính công nghệ của than Antraxit và than Bitum nhập khẩu
Gồm có các thành phần sau: Độ ẩm (W); Chất bốc (volatile matter) (V); Cốc (fixed carbon) (FC); Độ tro (ash) (A). W+ V+ FC + A = 100 %
3.2.1. Phân tích độ ẩm (W) trong than Antraxit, Bitum
Độ ẩm (W): Bất kỳ một loại nhiên liệu rắn nào cũng chưa một lượng nước gọi là độ ẩm của nhiên liệu. Nó là thành phần không tham gia quá trình cháy của nhiên liệu. Sự có mặt của độ ẩm làm cho thành phần cháy giảm đi, giảm nhiệt trị của nhiên liệu. Ngoài ra khi nhiên liệu cháy cần phải tiêu hao một số lượng nhiệt để làm độ ẩm bốc thành hơi nước.
Phần độ ẩm duy trì trên bề mặt than và có thể thoát ra khỏi bề mặt than khi để trong không khí khô 300 C gọi là độ ẩm ngoài. Trong nhiên liệu còn có độ ẩm trong là độ ẩm bền vững không tách khỏi nhiên liệu ở điều kiện không khí khô.
Độ ẩm toàn phần của than được xác định bằng cách sấy nhiên liệu trong tủ sấy ở nhiệt độ 1050 C đến khi trọng lượng nhiên liệu không thay đổi. Phần trọng lượng mất đi gọi là độ ẩm nhiên liệu. Ở nhiệt độ 1050C chưa đủ để thải hoàn toàn độ ẩm ra khỏi nhiên liệu vì một số loại độ ẩm trong như ẩm tinh thể, thường phải ở nhiệt độ 500-
8000C mới thoát ra ngoài được. Hình 3.1: Tủ sấy than 42
3.2.1.1 Các bước thí nghiệm phân tích độ ẩm (W) của than Antraxit, Bitum thự hiện theo quy trình [9]
3.2.1.2 Phương pháp tính toán
- Hàm lượng độ ẩm ngoài (độ ẩm tự do) của than, được xác định theo công thức sau:
Wn = *100
1 2
3 2
m m
m m
−
− , %
Trong đó:
Wn: Hàm lượng độ ẩm ngoài của than, % m1: Khối lượng khay chưa có mẫu, gam;
m2: Khối lượng khay và mẫu trước khi sấy, gam;
m3: Khối lượng khay và mẫu sau khi sấy, gam;
- Hàm lượng độ ẩm phân tích được xác định theo công thức sau:
Wa = *100
1 2
3 2
G G
G G
−
− ( %)
Trong đó:
Wa: Hàm lượng độ ẩm ở trạng thái phân tích của than, %;
G1: Khối lượng khay và nắp, gam;
G2: Khối lượng khay, mẫu và nắp trước khi sấy, gam;
G3: Khối lượng khay, mẫu và nắp sau khi sấy, gam;
- Hàm lượng độ ẩm toàn phần của than, được xác định theo công thức : Wp= n
n
a W W
W − +
100 ) 100
*( (%)
Trong đó:
43
Wp: Hàm lượng độ ẩm ở trạng thái làm việc trong than, %;
Wn: Hàm lượng độ ẩm ngoài của than, %;
Wa: Hàm lượng độ ẩm ở trạng thái phân tích trong than, %;
3.2.1.3 Báo cáo kết quả
- Kết quả của phép xác định hàm lượng ẩm toàn phần là giá trị trung bình của phép xác định kép và báo cáo kết quả chính xác đến 0,1%;
- Kết quả của các phép xác định kép, thực hiện tại trong cùng một phòng thí nghiệm, do cùng một người thao tác, trên cùng một thiết bị, trên các phần mẫu thử đại diện lấy từ cùng một mẫu phân tích, cân cùng một thời điểm, không được chênh nhau quá giới hạn cho phép theo bảng dưới:
Độ ẩm Giới hạn độ lặp lại (giá
trị tuyệt đối) Giới hạn độ tái lập
Độ ẩm phân tích 0,3% Không áp dụng
Độ ẩm toàn phần 0,5% 1,5%
Bảng 3.1: Kết quả thí nghiệm xác định độ ẩm trong của các mẫu than
Tên mẫu Chỉ tiêu
phân tích Kết quả
Mẫu 1: Than Hòn Gai Ẩm trong (%) 2,36
Mẫu 2: Than Bitum Ẩm trong (%) 32,46
Mẫu 3: Than trộn Hòn Gai/Bitum Tỷ lệ 9:1 Ẩm trong (%) 5,13 Mẫu 4: Than trộn Hòn Gai/Bitum Tỷ lệ (8:2) Ẩm trong (%) 7,82 Mẫu 5 Than trộn Hòn Gai/Bitum Tỷ lệ (7:3) Ẩm trong (%) 10,96 Mẫu 6: Than trộn Hòn Gai/Bitum Tỷ lệ (6:4) Ẩm trong (%) 14,03
Mẫu 7: Than NMNĐ Vũng Áng 1 Ẩm trong (%) 2,33
44
3.2.2. Phân tích độ tro trong than Antraxit, Bitum “A” (A- Ash mineral matter).
Các vật chất ở dạng khoáng chất trong than khi cháy biến thành tro, sự có mặt của chúng làm giảm thành phần cháy nghĩa là làm giảm nhiệt trị của than. Tỉ lệ tro trong than ảnh hưởng rất lớn đến tính chất cháy của than như: giảm nhiệt trị của than, gây nên mài mòn bề mặt ống hấp thụ nhiệt, bám bẩn làm giảm hệ số truyền nhiệt qua vách ống,... Ngoài ra một đặc tính quan trọng nữa của tro ảnh hưởng lớn đến quá trình làm việc của thiết bị cháy là độ nóng chảy của tro.
3.2.2.1. Nguyên tắc xác định - Mẫu than dùng để xác định hàm lượng tro phải là mẫu phân tích chung sau khi đã xác định độ ẩm ngoài (lấy 6- 8kg khi phân tích độ tro, không bao gồm phân tích các chỉ tiêu khác), đem nghiền đến cỡ hạt ≤ 2,8 mm, sau đó, lấy 650 gam đem đi nghiền để hạt có kích thước
≤ 212àm và mang đi xỏc định độ tro;
Hình 3.1: Lò nung
- Phần mẫu thử được nung trong không khí đến nhiệt độ 815 oC ± 10 oC với tốc độ quy định và duy trì ở nhiệt độ này đến khối lượng không đổi;
- Tro được tính theo khối lượng còn lại sau khi nung.
3.2.2.2. Các bước thí nghiệm phân tích độ tro của than Antraxit, Bitum thự hiện theo quy trình [9]
3.2.2.3. Tính toán và báo cáo kết quả
- Hàm lượng tro của mẫu phân tích, tính bằng phần trăm khối lượng, theo công thức:
Aa = *100
1 2
1 3
m m
m m
−
− , %
45
Trong đó:
Aa: Hàm lượng tro ở trạng thái phân tích, % m1 là khối lượng của đĩa cân chưa có mẫu, gam.
m2 là khối lượng của đĩa và mẫu thử trước khi nung, gam.
m3là khối lượng của đĩa và mẫu thử sau khi nung, gam.
- Hàm lượng tro ở trạng thái khô được tính như sau:
Ak = a
−W 100
100 *Aa , % Trong đó:
AKlà hàm lượng tro của than ở trạng thái khô, %;
Aalà hàm lượng tro ở trạng thái phân tích, % ; Wa là độ ẩm của than ở trạng thái phân tích, %;
- Kết quả của hai lần xác định (được tiến hành trong một thời gian ngắn nhưng không đồng thời), tiến hành trong cùng một phòng thí nghiệm, do cùng một người thao tác, trên cùng một thiết bị với hai phần mẫu đại diện lấy từ cùng một mẫu phân tích, không được chênh lệch quá giới hạn cho phép theo bảng dưới:
Hàm lượng tro,
% khối lượng Chênh lệch lớn nhất cho phép giữa các kết quả Giới hạn độ lặp lại Giới hạn độ tái lập
< 10 % 0,2% (giá trị tuyệt đối) 0,3 % (giá trị tuyệt đối)
≥ 10% 2,0% của kết quả trung bình 3,0 % của kết quả trung bình Bảng 3.2: kết quả thí nghiệm xác định độ Tro trong của các mẫu Than
Tên mẫu Chỉ tiêu
phân tích Kết quả
Mẫu 1: Than Hòn Gai Tro, khô (%) 24,53
46