محتوى الرماد هو المعدن غير العضوي المتبقي بعد احتراق الفحم. إنه أحد المؤشرات المهمة لقياس جودة الفحم. يؤثر محتواه بشكل مباشر على القيمة الحرارية وكفاءة الاحتراق وقيمة التطبيق الصناعي للفحم. بالنسبة للمؤسسات ، سيؤدي محتوى الرماد المفرط إلى انخفاض القيمة الحرارية للفحم ، وزيادة تصريف الخبث ، وزيادة تكاليف النقل والمعالجة. في صناعة المعادن ، سيؤثر محتوى الرماد العالي على قوة فحم الكوك وكفاءة إنتاج أفران الصهر. في تجارة الفحم ، يعد محتوى الرماد أحد الأسس الأساسية للتسعير ، وستؤدي أخطاء الاختبار بشكل مباشر إلى خسائر اقتصادية. تشرح هذه المقالة بالتفصيل المعرفة الأساسية والعملية القياسية لاختبار رماد الفحم ، بالإضافة إلى المشكلات الشائعة ومهارات التحكم الدقيقة في الممارسة العملية ، مما يوفر إرشادات اختبار عملية للمؤسسات.
رماد الفحم ليس مكونًا متأصلًا في الفحم ، ولكنه بقايا المعادن (مثل الطين والكوارتز والبيريت وما إلى ذلك) في الفحم بعد التحلل الكيميائي والأكسدة أثناء الاحتراق ، والتي تنقسم إلى رماد خارجي ورماد داخلي. الرماد الخارجي عبارة عن شظايا صخرية من اللوح الأساسي العلوي والشوائب ، والتي ترتبط بطرق تعدين الفحم ويمكن إزالتها في الغالب عن طريق الفرز ؛ الرماد الجوهري هو المادة غير العضوية الموجودة في مصانع تشكيل الفحم الأصلية نفسها. كلما زاد محتوى الرماد الداخلي ، كانت انتقائية الفحم أسوأ. تشمل مؤشرات الكشف الشائعة للرماد رماد القاعدة المجفف بالهواء (Aad) ورماد القاعدة الجاف (Ad) ورماد القاعدة المستلم (Aar). من بينها ، يعتبر رماد القاعدة المجفف بالهواء هو مؤشر الكشف الأكثر استخدامًا ، والذي يعكس بشكل مباشر محتوى الرماد لعينات الفحم في حالة التجفيف بالهواء.
تتبع العملية القياسية لاختبار رماد الفحم GB / T 211-2017 "طرق التحليل الصناعي للفحم". الطريقة الأساسية هي طريقة الرماد البطيء ، وهي مناسبة لجميع أنواع الفحم. عمليتها بسيطة والنتائج دقيقة ، مما يجعلها الطريقة الأكثر استخدامًا في الصناعة. الخطوات المحددة هي كما يلي: أولاً ، تحضير عينة من الفحم المجفف بالهواء بحجم جسيم أقل من 0.2 مم ، ووزن 1 ± 0.1 جم من عينة الفحم (دقيقة حتى 0.0002 جم) ، ونشرها بالتساوي في طبق رماد البورسلين تم حرقه مسبقًا إلى وزن ثابت للتأكد من أن جودة عينة الفحم لكل سنتيمتر مربع لا تتجاوز 0.15 جم ؛ ثانيًا ، أرسل طبق الرماد إلى
فرن دثر بدرجة حرارة لا تزيد عن 100 درجة مئوية ، واترك فجوة 15 مم في باب الفرن ، وسخن ببطء حتى 500 درجة مئوية في ما لا يقل عن 30 دقيقة ، واحتفظ بها عند درجة الحرارة هذه لمدة 30 دقيقة (بحيث يتأكسد الكبريت العضوي وكبريتيد الحديد بالكامل ويفرغان) ؛ بعد ذلك ، استمر في تسخين ما يصل إلى 815 ± 10 درجة مئوية ، واحترق لمدة ساعة لتحلل الكربونات تمامًا ؛ أخيرًا ، قم بإزالة صحن الرماد ، قم بتبريده في الهواء لمدة 5 دقائق ، ثم ضعه في مجفف ليبرد إلى درجة حرارة الغرفة (حوالي 20 دقيقة) وقم بوزنه. كرر الحرق إلى وزن ثابت (الفرق بين وزنين لا يتجاوز 0.0010g) ، وحساب محتوى الرماد وفقًا لجودة عينة الفحم وكتلة البقايا بعد الحرق (معادلة الحساب: Aad = m1 / m × 100 ٪ ، حيث m1 هي كتلة البقايا بعد الحرق و m هي كتلة عينة الفحم).
في عملية الاختبار الفعلية ، يكون اختبار الرماد عرضة لمشاكل مثل الانحراف المفرط في النتيجة والرماد غير المكتمل. فيما يلي الأنواع الخمسة الأكثر شيوعًا للمشاكل وتقنيات التحكم الدقيقة:
المشكلة 1: عينة الفحم ليست رمادًا تمامًا ، مما يؤدي إلى انخفاض قيمة قياس الرماد. السبب الرئيسي هو أن معدل التسخين سريع جدًا ، أو أن درجة حرارة الاحتراق غير كافية ، أو أن عينة الفحم سميكة ، مما يؤدي إلى تحلل غير كامل للمعادن في الفحم. على سبيل المثال ، ستؤدي سرعة التسخين السريعة جدًا إلى احتراق عينة الفحم ، وسيتم أخذ بعض المواد العضوية قبل الاحتراق الكامل ، وسيؤدي الكربون المتبقي إلى انخفاض قيمة قياس الرماد ؛ يتم وضع عينة الفحم سميكة ، ولا يمكن أن تتعرض عينة الفحم السفلية بالكامل للأكسجين ، مما يؤدي إلى رماد غير مكتمل. مهارات التحكم: اتبع بدقة إجراء الرماد البطيء ، من درجة حرارة الغرفة إلى 500 درجة مئوية في غضون 30 دقيقة ، والحفاظ على 500 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة ، ثم ترتفع إلى 815 ± 10 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة ؛ يتم وضع عينة الفحم بالتساوي ، ولا يتجاوز سمك 0.15g / cm ² لضمان الاتصال الكامل مع الأكسجين.
المشكلة 2: التهوية السيئة في فرن الدثر تؤدي إلى قيم قياس رماد عالية. يمكن أن تتسبب التهوية السيئة في فرن الدثر في عدم تفريغ أكاسيد الكبريت في الوقت المناسب ، وتتفاعل مع أكسيد الكالسيوم في الرماد لتكوين كبريتات الكالسيوم ، مما يزيد من جودة البقايا ويجعل قيمة قياس الرماد عالية. مهارات التحكم: تأكد من أن فرن الدثر جيد التهوية ، وقم بتركيب مدخنة مؤهلة ، واترك فتحات تهوية في باب الفرن ، وحافظ على دوران الهواء أثناء عملية الرماد للسماح بتفريغ أكاسيد الكبريت في الوقت المناسب.
المشكلة 3: الاستخدام غير السليم للطبق الرمادي يؤثر على نتائج الاختبار. إذا لم يتم حرق الطبق الرمادي إلى وزن ثابت ، فهناك شوائب متبقية على الجدار الداخلي ، أو لم يتم تبريده ووزنه في الوقت المناسب بعد الحرق ، فسيؤدي ذلك إلى أخطاء في الوزن. مهارات التحكم: يجب حرق الطبق الرمادي إلى وزن ثابت عند 815 ± 10 درجة مئوية قبل الاستخدام وتنظيفه وتجفيفه ؛ بعد تبريد الطبق الرمادي المحروق في الهواء لمدة 5 دقائق ، يتم وضعه على الفور في مجفف ليبرد إلى درجة حرارة الغرفة لتجنب امتصاص الرطوبة التي تؤثر على الوزن.
المشكلة 4: يؤدي تأثير الرطوبة البيئية إلى ارتفاع قيمة قياس الرماد. في بيئة عالية الرطوبة ، يسهل على الرماد بعد الحرق امتصاص الرطوبة في الهواء ، مما يزيد من جودة الوزن ويؤدي إلى ارتفاع قيمة قياس الرماد. مهارات التحكم: حافظ على جفاف المختبر وتحكم في الرطوبة النسبية أقل من 60 ٪ ؛ يمتلئ المجفف بهلام السيليكا المتغير اللون ويتم استبداله بانتظام لضمان تأثير التجفيف ؛ قم بوزن طبق الرماد في الوقت المناسب بعد التبريد لتجنب التعرض للهواء على المدى الطويل.
المشكلة 5: عملية موظفي التفتيش ليست موحدة ، مما يؤدي إلى أخطاء. على سبيل المثال ، لا يتم معايرة الرصيد أثناء الوزن ، أو لا يتم وزن عينة الفحم بدقة ، أو أن حرق الفحص غير كامل ، مما سيؤثر على دقة النتائج. مهارات التحكم: معايرة التوازن الإلكتروني (حساسية 0.0001g) قبل الاختبار ، واتبع إجراءات التشغيل بدقة عند الوزن ؛ عندما يكون محتوى الرماد أقل من 15 ٪ ، لا يكون حرق الفحص مطلوبًا ، وعندما يكون أعلى من 15 ٪ ، يلزم حرق الفحص لمدة 20 دقيقة في كل مرة حتى وزن ثابت.
بالإضافة إلى ذلك ، تحتاج الشركات أيضًا إلى فهم معايير تصنيف رماد الفحم. تختلف الدرجات المختلفة لمحتوى رماد الفحم (مثل محتوى الرماد من الدرجة الأولى ≤ 5.00 ٪ ، 5.01-6 من الدرجة الثانية) ، ويمكن اختيار الفحم مع الرماد المناسب وفقًا لاحتياجات الإنتاج الخاصة بهم. في الوقت نفسه ، قم بالحفاظ بانتظام على أفران الدثر والأرصدة والمجففات وغيرها من المعدات لضمان دقة الأداة التي تلبي المتطلبات. يمكن أن يؤدي إتقان مهارات المعرفة والتحكم في اختبار الرماد أعلاه إلى تحسين دقة الكشف بشكل فعال ، ومساعدة الشركات على التحكم في جودة الفحم ، وخفض التكاليف ، وتجنب المخاطر التجارية.