Moisture, Volatile Matter, Ash, and Fixed Carbon Determination in Coke

Význam tématu

Určení vlhkosti, těkavých látek, popela a fixního uhlíku v koksu patří mezi základní charakterizační parametry pevného paliva. Výsledky ovlivňují stanovení kvality suroviny, energetickou bilanci a parametry spalování v průmyslových kotlích. Přesné rozlišení těchto složek je nezbytné pro hodnocení účinnosti karbonizačního procesu, obchodní standardizaci a environmentální řízení.

Cíle a přehled článku

Cílem dokumentu je představit validovanou metodiku podle ASTM D7582 pro simultánní analýzu až 19 vzorků koksu na termogravimetrickém analyzátoru TGA701. Text popisuje klíčové parametry měření, postup kalibrace a interpretaci výsledků na suché bázi.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda vychází z normy ASTM D7582 a kombinuje tři kroky:

• Stanovení vlhkosti (25–107 °C, rampou 6 °C/min, doba držení 15 min).
• Stanovení těkavých látek (107–950 °C, rampou 50 °C/min, doba držení 7 min).
• Stanovení popela (600–950 °C v přítomnosti kyslíku, rampou 6 °C/min).

Kalibrace těkavých látek se provádí minimálně na třech referenčních materiálech s hodnotami pokrývajícími očekávaný rozsah. Pro přípravu vzorku (~1 g) se dodržují postupy ASTM D2013 nebo ASTM D346.

Použitá instrumentace

• Termogravimetr LECO TGA701 (simultánní analýza až 19 vzorků).
• Ceramické kelímky a víčka (hustota 3,00 g/cm³).
• Systém plynů: dusík pro vlhkost a těkavé látky, kyslík pro popel.
• Přesnost vážení: 0,0005 g, rozsah 0,900–1,100 g.

Hlavní výsledky a diskuse

Typické suché hodnoty ukazují:

• Vlhkost kolem 0,3–0,4 % s nízkou variabilitou (s ≈ 0,01).
• Těkavé látky 1,0–10,6 % (s ≈ 0,04–0,11).
• Popel 0,17–7,97 % (s ≈ 0,01–0,05).
• Fixní uhlík 89–93 % s odchylkami do 0,11 %.

Tato data potvrzují vysokou přesnost a opakovatelnost metody, vhodné pro laboratorní i průmyslovou kontrolu kvality.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlé a automatizované stanovení čtyř klíčových složek koksu v jedné analýze. Výsledky slouží pro:

• Optimalizaci karbonizačních procesů.
• Stanovení energetické hodnoty a emisních parametrů.
• Obchodní posouzení kvality paliva.
• Plánování údržby spalovacích zařízení.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření integrace online termogravimetrie do výrobních linek pro kontinuální monitoring kvality paliva. Další vývoj může zahrnovat vylepšené senzory pro detekci organických i anorganických nečistot a automatizované vyhodnocování dat v reálném čase.

Závěr

Popsaná metoda podle ASTM D7582 s využitím LECO TGA701 poskytuje spolehlivé, přesné a reprodukovatelné výsledky pro analýzu vlhkosti, těkavých látek, popela a fixního uhlíku v koksu. Díky simultánnímu měření více vzorků je vhodná pro rutinní provozy i výzkumné laboratoře.

Reference

• ASTM D7582 Standard Test Method for «Ultimate Analysis of Coal and Coke by Thermogravimetry».
• ASTM D2013 Standard Test Method for «Preparation of Coal Samples for Analysis».
• ASTM D346 Standard Practice for «Obtaining Representative Proximate Analysis Samples from Coal and Coke».