Do nhu cầu năng lượng tái tạo trên toàn cầu tiếp tục tăng, việc sử dụng than và các tính chất hóa học, vật lý của nó vẫn là chủ đề thảo luận quan trọng. Tro còn lại sau khi đốt than, tuy có vẻ vô dụng, nhưng thực ra lại cung cấp thông tin quan trọng về chất lượng và tính chất của than. Bài viết này sẽ tìm hiểu các kỹ thuật phân tích than và các tính chất vật lý, hóa học của than, đồng thời cung cấp thông tin chi tiết về cách các tính chất này ảnh hưởng đến các ứng dụng của than và tác động đến môi trường.
Than đá thường được chia thành bốn loại: than non, than bitum, than antraxit và than chì. Mỗi loại có những đặc điểm vật lý riêng biệt, phần lớn được kiểm soát bởi độ ẩm, chất dễ bay hơi và hàm lượng carbon. Hiểu được những đặc tính này không chỉ có thể xác định được tính phù hợp của than mà còn suy ra được thành phần tro của than sau khi đốt.
Độ ẩm là một tính chất quan trọng của than và tất cả than đều ẩm khi khai thác. Độ ẩm trong than có thể được chia thành độ ẩm bề mặt, độ ẩm hút ẩm, độ ẩm phân hủy và độ ẩm khoáng chất.
Độ ẩm có thể ảnh hưởng đến khả năng sản xuất năng lượng và hiệu quả đốt cháy của than. Độ ẩm tổng thể của than được phân tích bằng cách tính khối lượng mất đi của mẫu than trước và sau khi đốt. Độ ẩm thường được xác định bằng phương pháp gia nhiệt hoặc sấy khô, việc lựa chọn phương pháp nào phụ thuộc vào cấp độ của than. Ví dụ, than chất lượng thấp cần có quy trình sấy đặc biệt để ngăn ngừa quá trình oxy hóa.
Chất dễ bay hơi của than là các thành phần dễ bay hơi trong than ngoại trừ nước ở điều kiện nhiệt độ cao và không có oxy. Các thành phần này bao gồm nhiều loại hydrocarbon và một lượng nhỏ lưu huỳnh. Việc xác định chất dễ bay hơi có thể cung cấp cơ sở cho việc chế biến và sử dụng than.
Tro than là phần cặn không cháy còn lại sau khi than bị đốt cháy. Giá trị này có thể giúp xác định chất lượng của than và thường được thể hiện dưới dạng phần trăm khối lượng ban đầu của than.
Phân tích tro của than tương đối đơn giản và khối lượng tro còn lại sau khi than bị đốt cháy hoàn toàn được tính toán. Than có hàm lượng tro cao thường tạo ra nhiều chất thải hơn sau khi đốt, ảnh hưởng đến giá trị kinh tế và tác động đến môi trường, do đó, việc hiểu rõ hàm lượng tro trong than là rất quan trọng.
Các tính chất vật lý của than, chẳng hạn như mật độ tương đối và phân bố kích thước hạt, ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất xử lý và đốt cháy của than. Việc đo mật độ tương đối giúp xác định tính chất và hiệu suất của than. Nói chung, mật độ tăng theo cấp bậc của than.
Phân bố kích thước hạt của than phụ thuộc vào cấp độ của than và quá trình xử lý mà than đã trải qua. Trong quá trình đốt cháy, đặc tính này ảnh hưởng đến hiệu suất đốt cháy và đặc tính cháy của than, do đó, việc hiểu và kiểm soát sự phân bố kích thước hạt của than là rất quan trọng.
Thử nghiệm chìm và nổi có thể được sử dụng để xác định và rửa than nhằm tăng giá trị nhiệt lượng và năng lượng đầu ra của than. Quá trình này loại bỏ các hạt than có hàm lượng tro cao và cải thiện chất lượng tổng thể của than.
Năng lượng đầu ra của than có thể được đo thông qua các thử nghiệm đốt cháy chuyên biệt giúp hiểu được hành vi đốt cháy của các loại than khác nhau.
Hành vi nóng chảy của tro bay trong môi trường hình nón nóng là một yếu tố quan trọng trong việc thiết lập điểm vận hành nồi hơi.
Than được phân loại theo hàm lượng carbon và chất dễ bay hơi. Khi cấp độ của than tăng lên, hàm lượng carbon cũng tăng, điều đó có nghĩa là năng lượng sinh ra từ quá trình đốt cháy than cũng tương đối cao.
Phần kết luậnViệc phân tích than không chỉ giới hạn ở tính chất hóa học và vật lý mà còn bao gồm cả ảnh hưởng của hàm lượng tro. Sự hiện diện của tro có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về chất lượng than. Trong nỗ lực thúc đẩy năng lượng xanh trên toàn cầu, chúng ta có cần đánh giá lại vai trò của than và giá trị của các ứng dụng trong tương lai của nó không?