Moisture, Volatile Matter, Ash, and Fixed Carbon Determination in Coke (TGA801)

Význam tématu

Provozovatelé kotlů, výrobci oceli a obchodníci se suchými palivy potřebují spolehlivá data o vlhkosti, těkavých složkách, popelu a pevném uhlíku v koksu. Tato parametry ovlivňují energetickou výtěžnost, kvalitu spalování, údržbu zařízení i ekonomiku nákupu a prodeje paliv.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem připravené Application Note je popsat postup stanovení vlhkosti, těkavých látek, popela a vypočteného pevného uhlíku v koksu pomocí makrotermogravimetrického analyzátoru LECO TGA801. Dokument vychází z metodiky ASTM D7582 a D3176 a demonstruje kalibraci, nastavení parametrů a interpretaci výsledků.

Použitá metodika a instrumentace

Postup vychází z ASTM Practice D346 pro přípravu vzorků a z ASTM D7582 pro makrotermogravimetrickou analýzu proximitních parametrů koksu. Klíčové parametry:

• Analyzátor: LECO TGA801 s kapacitou až 19 vzorků
• Atmosféra: dusík pro vlhkost, těkavé látky a popel; kyslík (nebo vzduch) pro popel
• Teplotní režimy: 25–107 °C při 6 °C/min (vlhkost), 107–950 °C při 45 °C/min (těkavé látky), 600–950 °C při 6 °C/min (popel)
• Pracovní parametry: průtok 10 L/min pro dusík, 3,5–10 L/min pro kyslík
• Crucible: keramické, hmotnost 19–30 g, hustota 3 g/cm³

Hlavní výsledky a diskuse

Typické výsledky (na sucho) pro kalcinovaný petrolejový koks ukazují průměrnou vlhkost 0,14 %, těkavé látky 0,35 %, popel 0,79 % a pevný uhlík 98,86 %. U standardního petrolejového koksu byla vlhkost 0,65 %, těkavé látky 13,16 %, popel 0,30 % a pevný uhlík 86,54 %. Metallurgický koks vykázal vyšší vlhkost (~1,13 %) a popel (~11,65 %). Opakovatelnost výsledků (s) byla v rozmezí 0,02–0,12 %, což potvrzuje vysokou preciznost metody.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá analýza až 19 vzorků současně šetří čas a náklady v rutinní provozní kontrole.
• Automatizace a standardizace postupu minimalizují zdroj chyb a zlepšují reprodukovatelnost.
• Údaje o vlhkosti a těkavých složkách umožňují optimalizovat spotřebu paliva a ekonomiku spalovacích procesů.
• Výpočet pevného uhlíku doplňuje úplný profil paliva pro technologické a obchodní účely.

Budoucí trendy a možnosti využití

Integrace termogravimetrických dat s pokročilou datovou analýzou a strojovým učením umožní prediktivní údržbu spalovacích zařízení a optimalizaci palivových směsí. Další vývoj zahrnuje online monitorování v reálném čase a automatizované reporty kvality paliva.

Závěr

Makrotermogravimetrická analýza na přístroji TGA801 poskytuje přesné a reprodukovatelné stanovení vlhkosti, těkavých látek, popela a pevného uhlíku v koksu podle norem ASTM. Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu kvality paliv, technologické optimalizace i obchodní vyjednávání.

Reference

• ASTM D3176 Standard Practice for Ultimate Analysis of Coal and Coke by Difference
• ASTM D7582 Standard Test Methods for Proximate Analysis of Coal and Coke by Macro Thermogravimetric Analysis