LOI in Combustion Residues

Význam tématu

LOI (Loss on Ignition) v pevných zbytcích vzniklých spalováním je klíčovým parametrem pro průmyslovou kontrolu kvality, zejména v cementárnách a při využití popílku. Přesné stanovení LOI poskytuje informaci o množství nespáleného uhlíku a organických zbývajících látek, což ovlivňuje vlastnosti výsledných materiálů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce je popsat metodiku stanovení vlhkosti a LOI v popílcích a dalších spalovacích reziduích za použití termo-gravimetrického analyzátoru LECO TGA701. Studie demonstruje postup měření, optimalizaci parametrů a ukázkové výsledky pro různé vzorky (popílek, cement, uhlíkový popílek).

Použitá metodika a instrumentace

Analyzátor: LECO TGA701

Parametry měření:

• Vzorky: jemný prášek (proséto -60 mesh), hmotnost cca 1,0 g
• Atmosféra: fáze sušení v dusíku, fáze LOI v kyslíku (vysoký průtok)
• Teplotní program:
  
  • Sušení: 25–110 °C, ramp rate 6 °C/min, držení 5 min
  • Přechod: 110–500 °C, ramp rate 6 °C/min, držení 5 min
  • LOI: 500–950 °C, ramp rate 8 °C/min, bez dodatečného držení
• Keramické kelímky (hustoměr 3,00 g/cm3), automatické vážení
• Metoda dle ASTM D7348

Hlavní výsledky a diskuse

Typické výsledky pro různé vzorky:

• Popílek (LECO 502-813): vlhkost ~0,09 %, LOI ~1,48 % (s=0,01 %)
• Uhlíkový popílek #1: vlhkost ~0,07 %, LOI ~0,56 % (s=0,04 %)
• Uhlíkový popílek #2: vlhkost ~0,04 %, LOI ~0,36 % (s=0,03 %)
• Portlandský cement: vlhkost ~0,46 %, LOI ~1,76 % (s=0,01 %)

Výsledky ukazují vysokou opakovatelnost a přesnost stanovení jak vlhkosti, tak LOI, nezávisle na typu vzorku.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda LOI na TGA701 přináší laboratorním i průmyslovým uživatelům:

• Rychlou a přesnou analýzu vlhkosti a organického podílu
• Standardizovaný postup kompatibilní s ASTM D7348
• Možnost sledovat kvalitu popílku pro výrobu cementu a betonu
• Podporu rozhodování při úpravách spalovacích procesů a recyklaci spalovacích zbytků

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje zahrnují:

• Integraci TGA s vývojovou analýzou plynných produktů (FTIR, MS) pro detailní charakterizaci dekompozičních mechanismů
• Automatizaci vzorkování a vyhodnocování výsledků pro zvýšení throughput
• Miniaturizaci a přenosné řešení pro on-line monitorování parametrů spalovacích procesů

Závěr

Stanovení LOI pomocí termogravimetrie na přístroji LECO TGA701 je robustní, opakovatelné a plně vyhovuje průmyslovým standardům. Poskytuje spolehlivé údaje o vlhkosti a obsahu nespáleného uhlíku ve spalovacích reziduích, což podporuje optimalizaci výrobních procesů a zajištění vysoké kvality materiálů.

Reference

• ASTM International. ASTM D7348-08, Standard Test Method for Loss on Ignition (LOI) of Solid Combustion Residues. West Conshohocken, PA; 2008.
• LECO Corporation. TGA701 Thermogravimetric Analyzer Instruction Manual; St. Joseph, MI; 2015.