Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9463:2012 (ASTM D 5468 - 02) về Chất thải rắn - Phương pháp xác định năng lượng tỏa nhiệt toàn phần và tổng lượng tro của các vật liệu thải

\r\n\r\n

TIÊU\r\nCHUẨN QUỐC GIA

\r\n\r\n

TCVN\r\n9463:2012\r\n

\r\n\r\n

ASTM\r\nD 5468 - 02

\r\n\r\n

CHẤT THẢI RẮN - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NĂNG SUẤT TỎA NHIỆT\r\nTOÀN PHẦN VÀ TỔNG LƯỢNG TRO CỦA CÁC VẬT LIỆU THẢI

\r\n\r\n

Standard test\r\nmethod for gross calorific and ash value of waste materials

\r\n\r\n

Lời nói đầu

\r\n\r\n

TCVN 9463:2012 được xây\r\ndựng trên cơ sở chấp nhận\r\nhoàn toàn tương đương với ASTM D 5468-02 Standard test method for gross\r\ncalorific and ash value of waste materials đã được rà soát năm\r\n2007 và không thay đổi về nội dung kỹ thuật với sự cho phép của ASTM quốc tế,\r\n100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428, USA. Tiêu chuẩn ASTM D\r\n5468-02 thuộc bản quyền ASTM quốc tế.

\r\n\r\n

TCVN 9463:2012 do Ban kỹ\r\nthuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 200 Chất thải rắn biên soạn, Tổng cục\r\nTiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công\r\nbố.

\r\n\r\n

 

\r\n\r\n

CHẤT THẢI RẮN\r\n- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NĂNG SUẤT TỎA NHIỆT TOÀN PHẦN VÀ TỔNG LƯỢNG TRO CỦA CÁC\r\nVẬT LIỆU THẢI

\r\n\r\n

Standard test\r\nmethod for gross calorific and ash value of waste materials

\r\n\r\n

1. Phạm vi áp dụng

\r\n\r\n

1.1. Tiêu chuẩn này quy\r\nđịnh phương pháp xác định năng suất\r\ntỏa nhiệt toàn\r\nphần của các vật liệu thải bằng nhiệt lượng kế đẳng nhiệt, nhiệt lượng kế áp\r\nsuất, nhiệt lượng kế đẳng nhiệt bao không khí (nhiệt lượng kế đẳng nhiệt có vỏ\r\nđược cách nhiệt bằng khí) hoặc\r\nbằng bom nhiệt lượng kế đoạn nhiệt sử dụng các bộ cảm biến nhiệt điện tử, các\r\nbộ kiểm soát tự động nhiệt lượng và sau đó phân tích tro còn lại. Sau khi phân\r\ntích nhiệt lượng, nước rửa bom nhiệt lượng kế có thể được thu gom để\r\nphân tích nguyên tố tiếp theo.

\r\n\r\n

1.2. Các giá trị tính theo hệ\r\nSI là giá trị tiêu chuẩn.

\r\n\r\n

1.3. Tiêu chuẩn này không\r\nđề cập đến tất cả các vấn đề\r\nliên quan đến an toàn khi sử dụng. Người sử dụng tiêu chuẩn này có\r\ntrách nhiệm thiết lập các nguyên tắc về an toàn và bảo vệ sức khỏe cũng\r\nnhư khả năng áp dụng phù hợp với các giới hạn quy định trước khi đưa vào sử\r\ndụng. Xem thêm Điều 8 về các mối nguy cụ thể.

\r\n\r\n

2. Tài liệu viện dẫn

\r\n\r\n

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp\r\ndụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng\r\nphiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp\r\nđụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả\r\ncác sửa đổi, bổ sung (nếu có).

\r\n\r\n

TCVN 2117 (ASTM 1193-06), Nước\r\nthuốc thừ- Yêu cầu kỹ thuật.

\r\n\r\n

ASTM D 121, Terminology of coal and\r\ncoke (Thuật ngữ về than và than cốc).

\r\n\r\n

ASTM D 240, Test\r\nmethod for heat of combustion of liquid hydrocarbon fuels by bomb calorimeter (Phương pháp\r\nxác định nhiệt cháy của các nhiên liệu hydrocacbon thể lỏng bằng bom nhiệt\r\nlượng kế).

\r\n\r\n

ASTM D 1018, Test\r\nmethod for hydrogen in petroleum fractions (Phương pháp xác định hydro\r\ntrong các phân đoạn dầu mỏ).

\r\n\r\n

ASTM D 3177, Test method for total\r\nsulfur in the analysis sample of coal and coke (Phương pháp xác định tổng lưu\r\nhuỳnh trong mẫu phân tích của than và than cốc).

\r\n\r\n

ASTM D 4239, Test method for sulfur\r\nin the analysis sample of coal and coke using high-temperature furnace combustion\r\nmethods (Phương pháp xác định tổng lưu huỳnh trong\r\nmẫu phân tích của than và than cốc bằng sử dụng các phương pháp đốt lò hình ống\r\nnhiệt độ cao).

\r\n\r\n

ASTM E 144, Practice for safe use\r\nof oxygen combustion bombs (Thực hành sử dụng an toàn các\r\nbình bom đốt ôxy).

\r\n\r\n

3. Thuật ngữ, định\r\nnghĩa

\r\n\r\n

3.1. Định nghĩa

\r\n\r\n

3.1.1.

\r\n\r\n

Năng suất tỏa nhiệt (calorific\r\nvalue)

\r\n\r\n

Nhiệt sinh ra do đốt một đơn vị khối\r\nlượng mẫu thử ở các điều\r\nkiện xác định. Trong phương pháp này, năng suất tỏa nhiệt được tính bằng jun\r\ntrên kilogam (J/kg). Năng suất tỏa nhiệt cũng được tính theo calo trên gam\r\n(cal/g) hoặc theo đơn vị nhiệt của\r\nAnh là Btu/lb khi cần. Tương đương đơn vị được nêu trong Bảng 1.

\r\n\r\n

Bảng 1 - Quy\r\nđổi đơn vị đo nhiệt lượng

\r\n\r\n\r\n\r\n

3.1.2.

\r\n\r\n

Nhiệt lượng kế\r\n(calorimeter)

\r\n\r\n

Nhiệt lượng kế được dùng trong phương\r\npháp này không chỉ là bom và các thành phần chứa trong (của) nó mà cũng bao gồm\r\ngầu, các dụng cụ điện\r\ntử cảm biến nhiệt độ (các thiết bị cảm biến nhiệt độ), các đầu đánh lửa, nước và que khuấy\r\nkhi sử dụng nước.

\r\n\r\n

3.1.2.1.

\r\n\r\n

Nhiệt lượng kế đoạn nhiệt (adiabatic\r\ncalorimeter)

\r\n\r\n

Nhiệt lượng kế có vỏ bao nhiệt độ được\r\nđiều chỉnh càng gần với nhiệt độ của nhiệt lượng kế càng tốt để duy trì sự\r\nchênh lệch nhiệt độ là bằng “không" (0).

\r\n\r\n

3.1.2.2.

\r\n\r\n

Vỏ bao nhiệt lượng kế (calorimeter\r\njacket)

\r\n\r\n

Phương tiện cách nhiệt xung quanh\r\nnhiệt lượng kế.

\r\n\r\n

3.1.2.3.

\r\n\r\n

Nhiệt lượng kế đẳng nhiệt (isoperibol\r\ncalorimeter)

\r\n\r\n

Nhiệt lượng kế có vỏ bao với nhiệt độ\r\nđồng nhất và không\r\nđổi.

\r\n\r\n

3.1.3.

\r\n\r\n

Năng suất tỏa nhiệt toàn phần (nhiệt độ\r\nđốt cháy tổng số) [gross\r\ncalorific value (gross heat of combustion)], Qv (gross)

\r\n\r\n

Nhiệt sinh ra do đốt cháy một đơn vị\r\nkhối lượng chất rắn hoặc nhiên liệu lỏng khi đốt ở thể tích không đổi\r\ntrong một bom nhiệt lượng kế với oxy dưới những điều kiện xác định và nước được\r\nngưng tụ thành chất lỏng.

\r\n\r\n

3.1.4.

\r\n\r\n

Nhiệt dung (heat\r\ncapacity)

\r\n\r\n

Lượng nhiệt cần để nâng một hệ thống\r\nlên một độ ở thể tích không đổi hoặc áp suất không đổi.

\r\n\r\n

3.1.5.

\r\n\r\n

Sự sinh nhiệt (heat of\r\nformation)

\r\n\r\n

Sự tăng hàm lượng nhiệt tạo ra từ sự\r\nhình thành 1 mol của một chất từ các nguyên tố của nó ở áp suất\r\nkhông đổi.

\r\n\r\n

3.1.6.

\r\n\r\n

Năng suất tỏa nhiệt thực (Net\r\ncalorific value/net heat of combustion at constant pressure), Qp

\r\n\r\n

Nhiệt sinh ra do đốt một đơn vị khối\r\nlượng của chất rắn hoặc\r\nnhiên liệu lỏng khi cháy ở áp suất\r\nkhông đổi 0,1 MPa (1 atm), và nước trong các sản phẩm còn lại ở dạng hơi.

\r\n\r\n

3.1.7.

\r\n\r\n

Nhiệt lượng kế tĩnh (static\r\ncalorimeter)

\r\n\r\n

Nhiệt lượng kế không có vỏ bao điều\r\nnhiệt.

\r\n\r\n

3.2. Định nghĩa riêng cho tiêu\r\nchuẩn này

\r\n\r\n

3.2.1.

\r\n\r\n

Sự tăng nhiệt độ được hiệu chính (corrected\r\ntemperature rise)

\r\n\r\n

Nhiệt độ của nhiệt lượng kế gây ra do\r\nquá trình xảy ra bên trong bom làm thay đổi nhiệt độ được quan sát và được hiệu\r\nchính theo các hiệu ứng thay đổi.

\r\n\r\n

3.2.2.

\r\n\r\n

Nhiệt dung, tương đương năng lượng\r\nhoặc đương lượng\r\nnước (heat\r\ncapacity, energy equivalent, or water equivalent)

\r\n\r\n

Năng lượng cần để làm tăng nhiệt độ của\r\nnhiệt lượng kế lên một độ. Đây là đại lượng mà khi nhân với nhiệt độ hiệu\r\nchính, làm tăng lên, sau đó khi được điều chỉnh cho các hiệu ứng nhiệt bắt nguồn từ bên\r\nngoài và chia cho khối lượng của mẫu, cho năng suất tỏa nhiệt cực đại.

\r\n\r\n

4. Tóm tắt phương\r\npháp

\r\n\r\n

4.1. Năng suất tỏa nhiệt được xác định theo phương pháp\r\nnày bằng cách đốt một mẫu đã cân ở điều kiện được kiểm soát, trong oxy, trong một nhiệt\r\nlượng kế đã được hiệu chuẩn. Nhiệt\r\nlượng kế này được tiêu chuẩn hóa bằng đốt một lượng mẫu axit benzoic xác định.\r\nNăng suất tỏa nhiệt của mẫu thử được tính từ các quan sát nhiệt độ tiến hành trước,\r\ntrong khi và sau khi đốt và khấu trừ nhiệt cháy do các quá trình khác.

\r\n\r\n

4.2. Sau khi tháo bom\r\nnhiệt lượng kế, ước tính hàm lượng tro bằng một trong hai quy trình sau:

\r\n\r\n

4.2.1. Sấy bao chứa nhiên\r\nliệu ở nhiệt độ 200\r\n⁰C từ 5 min đến\r\n10 min và cân để ước lượng hàm lượng tro của vật liệu thải.

\r\n\r\n

4.2.2. Lau khô bề mặt ngoài\r\ncủa nhiên liệu và cân để thu được ước lượng hàm lượng tro của vật liệu thải.

\r\n\r\n

5. Ý nghĩa và ứng\r\ndụng

\r\n\r\n

5.1. Phương pháp náy được\r\ndùng để tính năng\r\nsuất tỏa nhiệt và hàm lượng tro của vật liệu thải đại diện cho mẫu dùng để đốt\r\nhoặc làm nhiên liệu cho các lò xi măng.

\r\n\r\n

5.2. Năng suất tỏa nhiệt\r\ncực đại và tổng giá trị hàm lượng tro có thể được dùng để tính hiệu quả của mọi\r\nquá trình hữu ích.

\r\n\r\n

6. Thiết bị, dụng cụ

\r\n\r\n

6.1. Phòng thử, phòng hoặc\r\nmột diện tích trống có thể giữ nhiệt độ không đổi ± 3 ⁰C cho tất cả các phép thử\r\nnhiệt lượng kế. Máy móc thiết bị cần phải được che chắn khỏi ánh nắng mặt trời trực\r\ntiếp và bức xạ từ các nguồn khác. Kiểm soát nhiệt độ của phòng và độ ẩm tương\r\nđối của phòng là cần thiết.

\r\n\r\n

6.2. Bom cháy, được cấu\r\ntrúc từ các vật liệu không bị ảnh hưởng bởi quá trình cháy hoặc sản phẩm đốt để biểu\r\nthị sự tiêu thụ nhiệt có thể đo được\r\nhoặc sự thay đổi của các sản\r\nphẩm cuối. Bom cần phải được thiết kế sao cho tất cả sản phẩm đốt thể lỏng có thể thu hồi\r\nhoàn toàn bằng cách rửa bề mặt trong của bom. Bom phải kín khí và có khả năng\r\nchịu được áp suất thủy tĩnh ở 20 MPa (3000 psig) ở nhiệt độ phòng mà không làm\r\ncho bất cứ bộ phận nào của bom bị giãn nở vượt quá giới hạn đàn hồi.

\r\n\r\n

6.3. Cân, cân phòng thí nghiệm có thể cân\r\nmẫu chính xác đến 0,0001 g. Cân phải được kiểm tra độ đúng vào\r\nngày đầu mỗi tuần sẽ thực hiện phép thử nhiệt lượng kế.

\r\n\r\n

6.4. Bình nhiệt\r\nlượng kế (gàu), làm từ kim loại có lớp phủ chống gỉ, tất cả bề mặt ngoài\r\nđược đánh nhẵn. Đối với những nhiệt lượng kế có gàu thì gàu có thể là một bộ phận\r\ntách rời hoặc là phần đồng bộ của bom nhiệt lượng kế. Gàu phải được kết cấu sao\r\ncho môi trường bao quanh ngoài vỏ của nhiệt lượng kế được duy trì ở nhiệt độ\r\nđồng đều.

\r\n\r\n

6.5. Vỏ bao, một vật chứa\r\nđược cách ly để giữ bên trong của vòng ngoài của vỏ bao ở nhiệt độ\r\nkhông đổi (cùng nhiệt độ), hoặc cùng nhiệt độ như của nhiệt lượng kế (đoạn\r\nnhiệt), hoặc được theo dõi liên tục sự thay đổi nhiệt độ (áp suất\r\nkế).

\r\n\r\n

6.6. Dụng cụ cảm biến\r\nnhiệt độ,\r\nnhiệt kế như nhiệt kế platin nhiệt kế, điện tử nắn dòng nhiệt kế, thủy ngân là\r\nphù hợp và có thể sử dụng nếu\r\nđược hiệu chuẩn.

\r\n\r\n

CHÚ THÍCH 1: Nhiệt độ được đo theo độ Celcius,\r\nđộ Fahrenheit, ôm hoặc sử dụng các\r\nđơn vị trọng tài khác thay cho độ. Các đơn vị nhất quán phải được dùng\r\ntrong tiêu chuẩn hóa và\r\ntrong phép xác định nhiệt lượng thực tế.

\r\n\r\n

6.7. Bộ giữ mẫu, chén nung\r\nbằng platin, thạch anh hoặc hợp kim có thể được chấp nhận. Chén\r\nnung gốc kim loại cần phải được xử lý nhiệt trong 24 h ở nhiệt độ 500\r\n°C để đảm bảo\r\nchén nung (bao) được oxy hóa hoàn toàn.

\r\n\r\n

6.8. Sợi đốt, phải dài\r\n100 mm, có đường kính 0,16 mm, hoặc nhỏ hơn (Số 34 B và S), hợp kim\r\ncrôm-nicken (Chromel C), bạch kim, chỉ bông, hoặc dây sắt. Cần sử dụng\r\nsợi đốt có\r\ncùng\r\nchiều\r\ndài và khối lượng cho tất\r\ncả các phép\r\nhiệu chuẩn và phép xác định năng suất tỏa nhiệt.

\r\n\r\n

6.9. Dòng điện đánh lửa, dòng một\r\nchiều hoặc xoay\r\nchiều từ 6 V đến 24 V dùng cho mục đích đánh lửa. Có thể dùng máy biến thế lắp nối với\r\ndòng đánh lửa xoay chiều, tụ điện hoặc pin.

\r\n\r\n

6.10. Buret, dùng để\r\nchuẩn độ axit và phải có các\r\nvạch chia 0,1 mL.

\r\n\r\n

6.11. Bao gelatin hoặc dải\r\nbăng xenlulô,\r\ndùng để giảm thiểu sự bay hơi của các mẫu bay hơi. Các hạng mục này\r\nkhông được chứa halogen.

\r\n\r\n

6.12. Chuẩn độ pH hoặc đòng\r\nhồ đo milivôn (mV), có thể được\r\ndùng để chuẩn độ pH\r\ncủa dung dịch rửa.

\r\n\r\n

7. Thuốc thử

\r\n\r\n

7.1. Nước thuốc thử, nếu không\r\ncó các quy định riêng, thì nước được đề cập đến trong tiêu chuẩn này là nước\r\nthuốc thử, loại II như quy định tại TCVN 2117 (ASTM D1193-06). Nước thuốc thử\r\nđược sử dụng để chuẩn bị thuốc\r\nthử và rửa bên trong bom.

\r\n\r\n

7.2. Độ tinh khiết của thuốc thử, sử dụng hóa\r\nchất cấp thuốc thử\r\ntrong tất cả các phép thử. Nếu không có quy định\r\nriêng, thì sử dụng các hóa chất có độ tinh khiết tương đương, nhưng không được\r\nlàm giảm độ chính xác của phép thử.

\r\n\r\n

7.3. Axit benzoic tiêu chuẩn (C₆H₅-COOH), sử dụng viên\r\naxit benzoic đã được hiệu chuẩn^[1].\r\nGiá trị nhiệt cháy của axit benzoic dùng để tính toán hiệu chuẩn\r\ncần phải phù hợp với giá trị được chứng nhận.

\r\n\r\n

7.4. Chất chỉ thị metyl da\r\ncam, metyl đỏ hoặc metyl đỏ tía, dùng để chuẩn độ axit được tạo ra trong quá\r\ntrình đốt. Chất chỉ thị\r\nđược dùng phải như nhau phép hiệu chuẩn và phép xác định năng suất tỏa nhiệt.

\r\n\r\n

7.5. Oxy, không có\r\nchứa các vật dễ cháy. Chỉ được dùng loại oxy sản xuất từ khí hóa lỏng, đảm bảo\r\nđộ tinh khiết hơn 99,5 %.\r\nOxy được làm từ quá trình điện phân có thể chứa lượng nhỏ hydro, làm cho nó\r\nkhông phù hợp nếu không làm sạch bằng cách cho qua oxit đồng ở 500 ⁰C.

\r\n\r\n

7.6. Dung dịch tiêu chuẩn, natri\r\ncacbonat (Na₂CO₃) hoặc dung\r\ndịch tiêu chuẩn thích hợp khác.\r\nHòa tan 3,76 g Na₂CO₃ đã được làm khô 24 h ở nhiệt độ 105\r\n⁰C với nước rồi\r\npha loãng đến 1 L.\r\nMột mililít dung dịch này tương đương với 4,2 J (1 cal) trong chuẩn độ axit khi\r\ntoàn bộ dung dịch rửa được dùng làm mẫu phân tích. Cách khác, thể tích chuẩn độ\r\nđược hiệu chính bằng phần thể tích nước rửa được dùng làm mẫu phân tích, (xem\r\n10.4.2).

\r\n\r\n

8. Các mối nguy

\r\n\r\n

8.1. Những điều cẩn trọng sau\r\nđây là cần thiết để vận hành nhiệt lượng kế an toàn. Các điều cẩn trọng bổ\r\nsung được nêu trong ASTM E 144. Trước khi sử dụng nhiệt lượng kế nên tham khảo hướng dẫn\r\nlắp đặt và vận hành nhiệt lượng kế của nhà sản xuất.

\r\n\r\n

8.2. Khối lượng mẫu và áp\r\nsuất nạp vào bom nhiệt lượng kế phải không vượt quá khuyến nghị của nhà sản xuất.

\r\n\r\n

8.3. Kiểm tra các bộ phận của bom nhiệt lượng kế\r\ncẩn thận sau mỗi lần sử dụng. Đối với phép thử các hợp chất hữu\r\ncơ halogen hóa, phải thay thế tất cả vòng đệm và van sau 100 lần đốt. Nếu không\r\nphải là các hợp chất hữu cơ halogen hóa, phải thay thế tất cả vòng đệm và van\r\nsau 500 lần đốt. Ít nhất cứ sau\r\n3000 lần đốt, kiểm tra lại bom hoặc trả lại cho nhà sản xuất để thử và độ kín và hao mòn. Đây là các khuyến nghị\r\ncho các tình huống xấu nhất. Chi tiết hơn, cần liên hệ với nhà sản xuất.

\r\n\r\n

8.4. Lắp bình cấp oxy\r\nvới một thiết bị an toàn đã được công nhận, ví dụ như một van giảm áp bổ sung cho van\r\nkim và đồng hồ đo\r\náp suất được dùng trong điều chỉnh dòng oxy cấp cho bom. Các van, đồng hồ đo và vòng đệm\r\nphải đáp ứng được qui phạm về an toàn công nghiệp. Van giảm áp và các thiết bị\r\ngá lắp để xả áp suất từ 3 MPa đến 4 MPa (300 psi đến 500 psi) có thể mua từ các\r\nnhà sản xuất thiết bị khí nén thương\r\nmại. Kiểm tra đồng hồ đo áp suất hàng năm về độ chính xác hoặc sau mỗi lần xảy ra sự cố\r\nquá áp tối đa.

\r\n\r\n

8.5. Trong quá trình đốt\r\nmẫu, người vận hành không được để cơ thể chạm vào bom nhiệt lượng kế.

\r\n\r\n

8.6. Hết sức chú ý để\r\nkhông vượt quá các khuyến nghị của nhà sản xuất bom và tránh làm hư hại cho bom\r\nkhi tiến hành những trợ giúp cho quá trình cháy. Không được đốt các vật liệu nhẹ, như\r\naxit benzoic chưa vo viên, ngoại trừ đã được trộn kỹ với mẫu.

\r\n\r\n

8.7. Không được đốt bom\r\nnếu bom bị rơi hoặc lăn sau khi được nạp mẫu hoặc có bằng chứng cho thấy khí bị rò rỉ khi nhấn chìm bom\r\nvào nước của nhiệt lượng kế.

\r\n\r\n

8.8. Khi có mặt các vật\r\nliệu bay hơi có thể xảy ra cháy nổ và cần tuân thủ quy trình nêu trong 12.2.

\r\n\r\n

9. Lấy mẫu

\r\n\r\n

Mẫu phải đại diện cho vật liệu quan\r\ntâm (xem Phụ lục B).

\r\n\r\n

10. Tiêu chuẩn hóa

\r\n\r\n

10.1. Nhiệt kế được tiêu\r\nchuẩn hóa bằng việc đốt axit\r\nbenzoic

\r\n\r\n

10.2. Xác định nhiệt dung\r\nnhư là trung bình của 6 phép xác định riêng rẽ được tiến hành trong\r\nkhoảng thời gian ít nhất là 3 ngày và nhiều nhất là 5 ngày. Để công việc có độ\r\nchính xác cao, độ lệch chuẩn tương đối của loạt xác định phải bằng 0,15 % hoặc\r\nthấp hơn. Xem Bảng 2. Đối với những người sử dụng nhiệt lượng kế loại tĩnh, độ\r\nlệch chuẩn tương đối\r\nchấp nhận được phải bằng 0,40 %\r\nhoặc thấp hơn. Vì lý do này,\r\nmọi phép thử riêng rẽ nên được loại bỏ nếu có bằng chứng về quá trình đốt không\r\nhoàn thiện. Nếu giới hạn này không thỏa mãn, thì toàn bộ loạt phép thử phải\r\nđược lặp lại cho đến khi một loạt phép thử đạt được độ lệch chuẩn tương đối\r\nthấp hơn mức được chấp nhận.

\r\n\r\n

Bảng 2 - Độ\r\nlệch chuẩn đối với tiêu\r\nchuẩn hóa nhiệt lượng kế

\r\n\r\n\r\n\r\n

10.3. Quy trình

\r\n\r\n

10.3.1. Kiểm soát khối lượng\r\ncủa các viên axit benzoic\r\ntheo từng loạt hiệu chuẩn để đạt được sự tăng nhiệt độ tương tự như đã đạt được\r\nvới mẫu thử chất thải\r\nđược thử trong cùng phòng thí nghiệm. Cân viên axit benzoic trong cùng một ngày\r\nthử và chính xác đến 0,0001 g trong bộ chứa mẫu mà trong đó các viên này sẽ\r\nđược đốt, ghi lại lượng cân này.

\r\n\r\n

10.3.2. Súc rửa bom với nước\r\nđể làm trơn các khóa bên trong và làm khô bề mặt. Thêm khoảng 1 mL nước hoặc\r\nmột lượng vừa phải dung dịch thích hợp khác (xem Chú thích 2) vào bom trước khi lắp lại\r\nđể thử nghiệm.

\r\n\r\n

CHÚ THÍCH 2:   Nếu nước súc rửa được\r\ndùng để phân tích nguyên\r\ntố, thì lúc đó\r\nthêm 5 ml dung dịch natri cacbonat 10 % hoặc dung dịch khác với lượng\r\nmong muốn ngoài 1 mL nước vào bom trước khi lắp ráp để chuẩn hóa và dùng\r\ncho các quy trình phân tích.

\r\n\r\n

10.3.3. Nối sợi đốt đã được\r\nđo vào đầu đánh lửa theo các hướng dẫn của nhà sản xuất (xem 6.8).

\r\n\r\n

10.3.4. Lắp bom và nạp oxy\r\nđến áp suất 3 MPa (30 atm). Có thể sử dụng áp suất nạp thấp hơn nếu không gây\r\nra sự cháy không hoàn toàn khi quan sát thấy các tồn dư cacbon hoặc tạo thành\r\ncacbon\r\nmonoxit\r\nngoài cacbon\r\nđioxit. Áp suất này phải được duy trì như nhau cho\r\ntừng hiệu chuẩn và cho mỗi\r\nphép xác định năng suất tỏa nhiệt. Cho khí oxy vào bom từ từ sao cho không làm thổi bay vật\r\nliệu đã tán thành bột ra khỏi bộ giữ mẫu. Nếu áp suất vượt quá áp suất qui\r\nđịnh, tháo đầu nối cấp\r\náp suất và xả áp\r\nsuất bom theo cách thông thường, sau đó thải bỏ mẫu và gàu nước. Chuyển gàu, bom và nước\r\nnhiệt lượng kế sang vỏ bao. Nhiệt\r\nđộ ban đầu của nước nhiệt lượng kế sẽ có nhiệt độ bằng với nhiệt độ\r\ncủa mỗi phép xác định ± 0,5 ⁰C. Để nhiệt lượng kế hiển thị và xác định xem\r\nnhiệt lượng kể đã ổn định hay\r\nchưa trong khoảng 30 s. Đối với nhiệt lượng kế đoạn nhiệt có bộ kiểm soát\r\nbằng bộ vi xử\r\nlý thì yêu cầu độ ổn định này là 10^{-3 0}C, và là 10^{-3 0}C/s hoặc tốt\r\nhơn đối với nhiệt lượng\r\nkế đẳng nhiệt có bộ kiểm soát bằng bộ vi xử lý.

\r\n\r\n

CHÚ THÍCH 3: Đối với các\r\nnhiệt lượng kế đẳng nhiệt,\r\nđiều chỉnh nhiệt độ ban đầu sẽ đảm bảo nhiệt độ cuối hơi thấp hơn nhiệt độ vỏ\r\nbao.

\r\n\r\n

10.3.5. Quan sát nhiệt độ

\r\n\r\n

10.3.5.1. Các quan sát (phương pháp ngoại\r\nsuy)

\r\n\r\n

Bộ điểu khiển sẽ đốt vật liệu\r\nnạp, ghi lại sự tăng nhiệt độ và hiệu chính sự tăng nhiệt độ cho mọi phép hiệu chính rò rỉ nhiệt tương\r\nứng như được khuyến nghị hoặc do nhà sản xuất xác định, hoặc cả hai. Bộ kiểm\r\nsoát có thể kết thúc thử nghiệm khi biểu đồ nhiệt quan sát trùng với biểu đồ của nhà sản xuất, từ đó có\r\nthể ngoại suy đến nhiệt độ cuối. Sự tăng nhiệt độ được ngoại suy cần phải có độ\r\nkhông đảm bảo tối đa là ± 0,002 ⁰C.

\r\n\r\n

10.3.5.2. Các quan sát (phưong\r\npháp triển khai đầy đủ)

\r\n\r\n

Bộ điều khiển sẽ đốt bom nhiệt\r\nlượng kế và ghi lại\r\nsự tăng nhiệt độ đến khi nhiệt độ đã được ổn định trong khoảng thời\r\ngian 30 s.

\r\n\r\n

10.3.5.3. Phương pháp triển khai đầy đủ\r\nbằng thủ công

\r\n\r\n

Đốt vật liệu nạp tại thời điểm a\r\nvà ghi lại nhiệt độ này là t_a, đối với các nhiệt lượng kế đoạn nhiệt ghi lại các số đọc sau đó ở các khoảng\r\nthời gian không quá 1 min\r\ncho đến khi sai khác giữa 3 cặp số đọc liên tiếp là như nhau trong vòng 1 mili\r\nđộ trên phút. Ghi lại thời gian ổn định là c và nhiệt độ sau cùng là t_c,\r\nsố đọc đầu tiên sau tốc độ thay đổi\r\nđã trở nên đồng\r\nđều.

\r\n\r\n

10.3.6. Mở nắp và tháo\r\nbom

\r\n\r\n

Xả áp suất ra ở tốc độ đồng đều, yêu\r\ncầu thao tác này không được thực hiện ít hơn 1 min. Mở bom và xem\r\nxét phía bên trong của bom. Mẫu không bị cháy hoặc các cặn bồ hóng là các chỉ thị về\r\nquá trình đốt không\r\nhoàn toàn, có thể do mẫu có hàm lượng tro cao hoặc có hàm lượng ẩm cao, hoặc cả\r\nhai. Kết quả bị nghi ngờ và nói chung cần sử dụng các chất trợ cháy như etylen\r\nglycol dùng cho các hợp chất có gốc nước hoặc dầu khoáng dùng cho các hợp chất\r\ncó hàm lượng tro cao. Khi sử dụng các chất trợ cháy, cần đảm\r\nbảo chắc chắn\r\nlà nhiệt giải phóng cho mọi phép thử đều\r\ntuân thủ các hướng dẫn của nhà sản xuất nhiệt lượng kế. Loại bỏ phép thử nếu\r\nthấy mẫu không cháy hoặc tích tụ bồ hóng. Dùng giá trị không đổi do nhà sản\r\nxuất khuyến nghị để hiệu chính axit hoặc tráng rửa bên trong bom bằng nước cất chứa\r\nchất chỉ thị chuẩn độ cho đến khi nước rửa không còn axit. Tráng\r\nrửa bên ngoài thùng đựng nhiên liệu (đựng mẫu) nhưng phải cẩn thận để\r\nkhông làm xáo trộn cặn tro trong buồng nhiên liệu. Chuẩn độ nước rửa bằng dung\r\ndịch tiêu chuẩn như đã qui định trong thuốc thử hoặc chuẩn độ bằng\r\npH mét.

\r\n\r\n

10.3.7. Sử dụng giá trị không\r\nđổi do nhà sản xuất khuyến nghị hoặc tháo ra và đo, hoặc cân các mẫu sợi đốt\r\nkhông cháy bị (bắt lửa) và trừ đi vào chiều dài hoặc lượng cân ban đầu để xác\r\nđịnh lượng dây sợi đốt đã được dùng trong quá trình cháy. Nếu dây này được cân\r\nthì loại bỏ viên\r\nkim loại đã oxy hóa ra khỏi đoạn cuối của từng mẫu sợi đốt trước khi\r\ncân. Khi sợi đốt bằng chỉ bông được\r\ndùng thì sử dụng sự hiệu chính calo do nhà sản xuất khuyến nghị.

\r\n\r\n

10.4. Tính toán

\r\n\r\n

10.4.1. Tăng nhiệt độ

\r\n\r\n

Khi có thể áp dụng, sử dụng dữ liệu\r\nthu được như nêu trong 10.3.5; tính sự tăng nhiệt độ được hiệu chính, t,\r\nnhư sau:

\r\n\r\n

t = t_c - t_a\r\n+ C_r                                         (1)

\r\n\r\n

trong đó:

\r\n\r\n

t là nhiệt độ tăng\r\nđược hiệu chính, ⁰C (⁰F),

\r\n\r\n

t_a là số đọc\r\nnhiệt độ ban đầu ở thời điểm đốt,

\r\n\r\n

t_c là số đọc\r\nnhiệt độ cuối cùng, và

\r\n\r\n

C_r là hiệu chính\r\nbức xạ (xem A.1.1.3).

\r\n\r\n

10.4.2. Hiệu chính hóa nhiệt (xem Phụ lục\r\nB),\r\ntính\r\nnhư sau cho mỗi phép thử:

\r\n\r\n

e₁ là hiệu chính\r\ncho nhiệt của sự tạo thành HNO₃, tính bằng Jun. Mỗi mililít Na₂CO₃ tiêu chuẩn tương đương\r\n4,2 J (1 cal) và có thể coi là giá trị không đổi theo khuyến nghị của nhà sản\r\nxuất nhiệt lượng kế.

\r\n\r\n

e₂ là hiệu chính cho nhiệt\r\ncháy của sợi đốt, tính bằng Jun, hoặc có thể coi là giá trị không đổi theo\r\nkhuyến nghị của nhà sản xuất nhiệt\r\nlượng kế.

\r\n\r\n

e₂ là 0,96 J/mm\r\n(0,23 cal/mm) hoặc 5,9 J/mg (1,4 cal/mg) cho loại sợi đốt No. 34 B&S Chromel C.

\r\n\r\n

e₂ là 1,13 J/mm\r\n(0,27 cal/mm) hoặc 7,5 J/mg (1,8 cal/mg) cho loại sợi đốt No. 34 B&S dây sắt.

\r\n\r\n

10.4.3. Tính toán nhiệt dung của\r\nnhiệt lượng kế bằng Công thức sau:

\r\n\r\n

E = [(H_cm) + e₁ + e₂]/t                                        (2)

\r\n\r\n

trong đó:

\r\n\r\n

E là nhiệt dung\r\ncủa nhiệt lượng kế,

\r\n\r\n

H_c là nhiệt cháy\r\naxit benzoic, nêu trong chứng\r\nchỉ NIST, tính bằng J/kg trong\r\nkhông khí,

\r\n\r\n

m là khối lượng\r\ncủa axit benzoic, tính bằng g,

\r\n\r\n

e₁ là hiệu chính chuẩn độ (10.4.2),

\r\n\r\n

e₂ là hiệu chính sợi đốt (10.4.2), và

\r\n\r\n

t là tăng nhiệt\r\nđộ được hiệu chính (10.4.1).

\r\n\r\n

Đối với mẫu được tính, xem Phụ lục\r\nB.6.

\r\n\r\n

11. Chuẩn hóa lại

\r\n\r\n

11.1. Kiểm tra giá trị nhiệt dung, sau khi thay đổi\r\nbất cứ bộ phận nào của bom hoặc của nhiệt lượng kế, tối thiểu một lần\r\nmột tháng.

\r\n\r\n

11.1.1. Nếu một phép chuẩn\r\nhóa mới đơn lẻ sai khác với giá trị tương đương năng lượng cũ bằng 0,33 % nhiệt\r\ndung thì nghi ngờ giá trị chuẩn\r\nhóa cũ, do đó yêu cầu một phép thử thứ hai.

\r\n\r\n

11.1.2. Sai khác giữa hai\r\nphép chuẩn hóa mới\r\nkhông được vượt quá 0,23 % nhiệt dung, và giá trị trung bình của hai\r\nphép chuẩn hóa mới không được sai khác với giá trị chuẩn hóa cũ quá ± 0,25 % nhiệt dung.\r\nNếu các yêu cầu này được thỏa mãn thì không thay đổi tiêu chuẩn nhiệt lượng kế.

\r\n\r\n

11.1.3. Nếu không thỏa\r\nmãn các yêu cầu\r\ntrong 11.1.2, thì phải tiến\r\nhành thêm hai phép chuẩn hóa. Phạm\r\nvi của bốn giá trị không được\r\nvượt quá 0,35 % nhiệt dung, và giá trị trung bình của bốn phép chuẩn\r\nhóa không được sai khác với giá trị chuẩn hóa cũ quá ± 0,17 % nhiệt\r\ndung. Nếu thỏa mãn các yêu cầu này thì không thay\r\nđổi tiêu chuẩn nhiệt\r\nlượng kế.

\r\n\r\n

11.1.4. Nếu không thỏa mãn các yêu cầu trong 11.1.3,\r\nthì phải tiến hành hai\r\nphép chuẩn\r\nhóa\r\nthứ 5 và thứ 6. Phạm vi của sáu giá trị mới không được vượt quá 0,44 % nhiệt dung,\r\nvà giá trị trung bình của 6 phép\r\nchuẩn hóa không\r\nđược sai khác với giá trị chuẩn hóa cũ\r\nquá ± 0,17 % nhiệt dung. Nếu thỏa mãn các yêu cầu này thì không thay đổi tiêu\r\nchuẩn nhiệt lượng kế. Nếu không thỏa mãn các yêu cầu này thì sử dụng giá\r\ntrị trung bình mới của 6\r\nphép thử hiệu chuẩn sau cùng.

\r\n\r\n

11.2. Tóm tắt về các yêu\r\ncầu bằng số ở từng bước\r\nchuẩn hóa được nêu trong Bảng\r\n3. Một bảng tương tự cũng có thể được tạo ra cho nhiệt lượng kế tĩnh bằng cách\r\nsử dụng một hệ số của 2.7.

\r\n\r\n

12. Quy trình cho các\r\nmẫu chất thải (Chú thích 4)

\r\n\r\n

12.1. Cân mẫu thử

\r\n\r\n

Cân một phần đại diện chất thải và chất trợ\r\nđốt như khuyến nghị của nhà sản xuất nhiệt lượng kế (tối thiểu 0,4 g) chính xác đến\r\n0,1 mg.

\r\n\r\n

CHÚ THÍCH 4: Đối với các mẫu chất thải có hàm lượng\r\ntro hoặc ẩm cao, hoặc\r\ncả hai, hoặc các mẫu tro không dễ cháy hoàn toàn thì nên theo một\r\ntrong các quy trình sau.

\r\n\r\n

1) Có thể thay đổi khối lượng của\r\nmẫu để có được sự\r\nbắt cháy tốt. Nếu thay đổi khối lượng thì cần hiệu chuẩn lại nhiệt\r\nlượng kế sao cho nhiệt\r\ndung sẽ được dựa theo cùng sự tăng nhiệt độ như sự tăng nhiệt độ\r\nthu được với lượng cân mẫu mới.

\r\n\r\n

2) Có thể trộn một lượng axit\r\nbenzoic đã biết với mẫu như là một\r\ntác nhân thêm vào. Phải hiệu chính cho năng suất tỏa nhiệt của axit benzoic khi tính năng suất tỏa nhiệt\r\ncủa mẫu.

\r\n\r\n

3) Có thẻ trộn một lượng dầu khoáng đã biết, etylen\r\nglycol hoặc chất trợ cháy\r\nkhác với mẫu. Lượng chất trợ cháy\r\nnày tùy thuộc vào\r\ntính chất cháy. Năng\r\nsuất tỏa nhiệt của chất trợ cháy\r\nphải được xác định sao cho để thực hiện được sự hiệu chính cần thiết cho việc\r\nsử dụng của chất trợ cháy như một tác nhân thêm vào. Khi sử dụng các tác nhân\r\nthêm vào hoặc\r\ncác chất trợ cháy thì tổng lượng các\r\nchất cháy phải phù hợp với các hướng\r\ndẫn của nhà sản xuất nhiệt lượng\r\nkế.

\r\n\r\n

Bảng 3 - Tóm\r\ntắt những yêu cầu về số

\r\n\r\n\r\n\r\n

12.2. Những hợp chất bay\r\nhơi cần được cân trong các bao gelatin hoặc trong các bao đựng mẫu, được làm\r\nkín với băng xenlulô\r\nkhông chứa halogen. Đối với mẫu có hàm lượng hạt kim loại cần được đốt trong\r\ncác bao silic.

\r\n\r\n

12.3. Tuân thủ các quy trình của bom và\r\ncác quy trình quan sát nhiệt độ như đã nêu trong 10.3.2, 1.4.2 để chuẩn hóa.

\r\n\r\n

12.4. Tháo các bao nhiên\r\nliệu và sấy trên một bếp điện. Cân bao\r\nnhiên liệu này với tro tồn lưu trên một cân phân tích chính xác đến 0,0001 g.

\r\n\r\n

13. Tính toán

\r\n\r\n

13.1. Tính toán sự tăng\r\nnhiệt độ được hiệu chính, t, như chỉ ra trong 10.4.1, khi có thể (xem Chú\r\nthích 1).

\r\n\r\n

13.2. Hiệu chính nhiệt hóa\r\n(Phụ lục B) - Tính các giá trị sau đây cho từng phép thử:

\r\n\r\n

e₁ là hiệu chính đối\r\nvới nhiệt tạo ra HNO₃ (B.2). Mỗi\r\nmột milimet natri cacbonat tiêu chuẩn tương đương với 4,2 J (1 cal). Hiệu chính\r\nnày có thể được coi là một giá trị không đổi.

\r\n\r\n

e₂ là hiệu chính đối\r\nvới nhiệt cháy của sợi đốt (B.3),

\r\n\r\n

e₂ là 0,96 J/mm (0,23\r\ncal/mm) hoặc 5,9 J/mg (1,4 cal/mg) cho sợi đốt No 34 B&S dây Chromel C. Hiệu chính\r\nnày được coi là một giá trị không đổi.

\r\n\r\n

e₂ là 1,13 J/mm\r\n(0,27 cal/mm) hoặc 7,5 J/mg (1,8 cal/mg) cho sợi đốt No 34 B&S dây sắt.

\r\n\r\n

e₃ là hiệu chính\r\ncho sai khác giữa nhiệt tạo ra H₂SO₄ với nhiệt tạo ra HNO₃,\r\nJ (B.2).

\r\n\r\n

e₃ là 55,2 J/g\r\n(13,17 cal/g) (tham khảo thêm ASTM D3177 và ASTM D4239).

\r\n\r\n

e₄ là hiệu\r\nchính cho việc sử dụng vật liệu thêm, etylen glycol, dầu khoáng, bao gelatin\r\nhoặc băng\r\ndán\r\n= m (g) x H_c\r\n(J/g).

\r\n\r\n

14. Năng suất tỏa\r\nnhiệt (Chú thích 4)

\r\n\r\n

14.1. Năng suất tỏa nhiệt\r\ncực đại

\r\n\r\n

Các tính toán có thể được tiến hành\r\nbằng một bộ vi xử lý hoặc có thể tính năng suất tỏa nhiệt cực đại (nhiệt đốt\r\ncháy cực đại ở thể tích\r\nkhông đổi) Q_g (gross) như sau:

\r\n\r\n

Q_g (gross) = [(tE) - e₁ - e₂\r\n- e₃ - e₄\r\n]m                                           (3)

\r\n\r\n

trong đó:

\r\n\r\n

Q_g (gross)         là\r\nnăng suất tỏa nhiệt cực đại, J/kg,

\r\n\r\n

t                       là nhiệt độ\r\ntăng được hiệu chính như được tính ở 10.4.1,

\r\n\r\n

E                      là nhiệt dung\r\nđược tính ở 10.4.3,

\r\n\r\n

e₁, e₂, e₃,\r\ne₄,      là các\r\nhiệu chính như nêu trong 13.2,

\r\n\r\n

m                     là khối lượng\r\ncủa mẫu, g.

\r\n\r\n

Ví dụ về các tính toán, xem Phụ lục B\r\n(B.6).

\r\n\r\n

14.2. Năng suất tỏa\r\nnhiệt thực

\r\n\r\n

Tính năng suất tỏa nhiệt thực (nhiệt\r\nđốt cháy thực ở áp suất\r\nkhông đổi), Q_n (net) như sau:

\r\n\r\n

Q_n(net) = Q_g\r\n(gross) - 0,2122H                                                                (4)

\r\n\r\n

trong đó:

\r\n\r\n

Q_n(net)              là năng suất tỏa\r\nnhiệt thực, MJ/kg,

\r\n\r\n

Q_g (gross)         là năng suất\r\ntỏa nhiệt cực đại, MJ/kg,

\r\n\r\n

H                      là tổng hydro, %\r\nkhối lượng (tham khảo\r\nthêm ASTM D1018).

\r\n\r\n

Các công thức năng suất tỏa nhiệt thực\r\nđược lấy từ ASTM D 240.

\r\n\r\n

CHÚ THÍCH 5: Phép tính này cho\r\nnăng suất tỏa nhiệt\r\ntheo đơn vị joul trên kilogam. Để có năng suất tỏa nhiệt theo các\r\nđơn vị khác, xem Bảng 1.

\r\n\r\n

15. Tro

\r\n\r\n

15.1. Hàm lượng tro ước lượng

\r\n\r\n

Các phép tính đối với hàm lượng tro\r\nước lượng như sau:

\r\n\r\n

% Tro = (r\r\n- c) 100/g                                          (5)

\r\n\r\n

trong đó:

\r\n\r\n

r là lượng cân của bao\r\nvà tro tồn lưu, g,

\r\n\r\n

c là lượng cân bì của bao, g,\r\n

\r\n\r\n

g là khối lượng của\r\nmẫu.

\r\n\r\n

16. Độ chụm và độ\r\nchệch

\r\n\r\n

16.1. Năng suất tỏa nhiệt\r\ncực đại

\r\n\r\n

Số liệu về độ chệch, độ tái lập và độ\r\nlặp lại chưa được xác định vào thời điểm này.

\r\n\r\n

16.2. Tro

\r\n\r\n

Số liệu về độ chệch, độ tái lập và độ\r\nlập lại chưa được xác định vào thời điểm này.

\r\n\r\n

 

\r\n\r\n

Phụ\r\nlục A

\r\n\r\n

(Quy định)

\r\n\r\n

Hiệu\r\nchính đo nhiệt độ

\r\n\r\n

A.1. Hiệu chính\r\nnhiệt kế

\r\n\r\n

Cần thực hiện các hiệu chính riêng rẽ\r\nsau đây. Nếu không thực hiện hiệu chính sẽ gây ra sự thay đổi nhiệt dung\r\nbằng 11,3 J (2,7 cal hoặc nhiều hơn).

\r\n\r\n

A.1.1. Hiệu chính\r\nhiệu chuẩn

\r\n\r\n

Phải thực hiện theo chứng chỉ hiệu chuẩn\r\ndo cơ quan hiệu chuẩn có thẩm quyền\r\ncấp.

\r\n\r\n

A.1.2. Hiệu chính\r\nbức xạ

\r\n\r\n

Những hiệu chính này được dùng để tính\r\nnhiệt mất đi theo vỏ bao nước.\r\nCác hiệu chính được dựa trên công thức Dickinson, công thức Regnault-Pfaundler,\r\nhoặc phương pháp của Tổng cục mỏ Hoa Kỳ. Phương pháp xác định hiệu chính bức xạ\r\nphải được dùng thống nhất trong hiệu chuẩn và các phép đo.

\r\n\r\n

A.1.2.1 Công thức\r\nDickinson

\r\n\r\n

C_r\r\n= -\r\nr₁ (b - a) - r₂ (c - b)                         (A1.1)

\r\n\r\n

trong đó:

\r\n\r\n

C_r là hiệu chính bức\r\nxạ,

\r\n\r\n

r₁ là tốc độ tăng nhiệt độ trên phút ở\r\ngiai đoạn bắt đầu,

\r\n\r\n

r₂ là tốc độ\r\ntăng nhiệt độ trên phút ở giai đoạn\r\ncuối (nếu nhiệt độ giảm xuống thì r₂ là giá trị âm),

\r\n\r\n

t_a là nhiệt độ cháy,

\r\n\r\n

t_c là nhiệt độ\r\nsau cùng, nhiệt độ đầu tiên mà sau đó tốc độ thay đổi của nhiệt độ là không\r\nđổi,

\r\n\r\n

a là thời điểm tại\r\nnhiệt độ t_a, min,

\r\n\r\n

b là thời điểm tại\r\nnhiệt độ t_a + 0,60 (t_c - t_a),\r\nmin,

\r\n\r\n

c là thời điểm tại\r\nnhiệt độ t_c, min.

\r\n\r\n

A.1.2.2. Công thức\r\nRegnault-Pfaundler:

\r\n\r\n

C_r = nr₁ + kS                                         (A. 1.2)

\r\n\r\n

trong đó:

\r\n\r\n

C_r là hiệu chính\r\nbức xạ,

\r\n\r\n

n là số phút trong giai đoạn đốt,

\r\n\r\n

k bằng (r₁ -r₂)/(t" - t'),

\r\n\r\n

S bằng t_n - 1 + (1/2)(t_i + t_f)n',

\r\n\r\n

t' là nhiệt độ\r\ntrung bình trong giai đoạn ban đầu,

\r\n\r\n

t" là nhiệt độ trung bình trong giai đoạn cuối,

\r\n\r\n

r₁, r₂ xem A.1.2.1,

\r\n\r\n

t₁, t₂, t₃ ….t_n  là nhiệt độ\r\nkế tiếp đo được trong giai đoạn đốt ở khoảng cách 1 min,

\r\n\r\n

t_n - 1 là tổng của t₁, t₂, t₃ … t_n - 1.

\r\n\r\n

A.1.2.3 Phương pháp của\r\nCục mỏ Hoa Kỳ

\r\n\r\n

Có thể lập ra một bảng hiệu chính bức\r\nxạ sao cho\r\nchỉ các số đọc đầu và cuối được yêu cầu\r\nđể xác\r\nđịnh\r\nnhiệt trị của mọi loại nhiên liệu. Bằng cách tiến hành một loạt các phép thử\r\nứng dụng quy trình được nêu\r\ntrong Điều 10, trong các điều kiện sau đây. Điều khiển lượng mẫu được đốt sao cho\r\ntrong một loạt các phép xác định được thực hiện có sự tăng nhiệt độ khác\r\nnhau. Đối với tất cả các phép xác định, giữ cho nhiệt độ vỏ bao nước là không\r\nđổi, đốt cháy bom tại cùng lúc nhiệt độ bắt đầu và có cùng thời gian, c - a, trôi qua ± 2 s\r\ngiữa số đọc đầu và số đọc cuối. Xác\r\nđịnh các hiệu chính bức xạ cho từng giá trị của loạt các giá trị tăng nhiệt độ bằng sử\r\ndụng công thức Dickinson (xem A.1.2.1) hoặc công thức Regnault-Pfaundler\r\n(xem A.1.2.2). Các hiệu chính này là hằng số cho một sự tăng nhiệt độ đã cho.\r\nTừ loạt các số đọc, có thể lập ra một bảng hoặc biểu đồ để chỉ ra hiệu\r\nchính bức xạ so với tăng nhiệt độ.\r\nTừ bảng hoặc biểu đồ được lập ra, có thể thu được các hiệu chính bức xạ đến khi\r\ncó các thay đổi lớn trong thiết bị.

\r\n\r\n

 

\r\n\r\n

Phụ\r\nlục B

\r\n\r\n

(Tham khảo)

\r\n\r\n

Hiệu\r\nchính hóa nhiệt

\r\n\r\n

B.1 Năng lượng của sự tạo thành axit\r\nnitric

\r\n\r\n

Áp dụng hiệu chính, e₁ (10.4.2 và\r\n13.2) cho chuẩn độ axit. Sự hiệu chính này được dựa trên giả thiết (1)\r\ntất cả axit được chuẩn độ là HNO₃ được tạo thành do các phản ứng sau\r\nđây: 1/2 N₂\r\n(g) + 3/4 O₂ (g) +\r\n1/2 H₂O (I) = HNO₃\r\n(trong 500 mol H₂O), và giả thiết (2) là năng lượng tạo thành axit nitric\r\nxấp xỉ 500 mol nước ở điều kiện\r\ncủa bom là trừ 59,0\r\nkJ/mol. Quy ước thông thường là ấn định giá trị âm cho nhiệt hình thành là sự\r\nphát nhiệt. Theo định nghĩa thì nhiệt phát ra từ các quá trình đốt được\r\ntính là giá trị âm. Để\r\nphù hợp, các hệ số âm được xây dựng để hiệu chính axit nitric và axit sunfuric\r\nđược thể hiện là các giá trị dương trong các phép tính toán.

\r\n\r\n

Nồng độ thuận tiện của Na₂CO₃ là 37,6 g Na₂CO₃/1000 mL\r\nnước, sẽ cho e₁, = 10 x V, trong đó V là thể\r\ntích của Na₂CO₃ tính bằng\r\nmililit. Nếu có H₂SO₄, thì phần hiệu chính cho H₂SO₄\r\ncũng có trong hiệu chính e₁ và phần còn lại là trong hiệu chính e₃.

\r\n\r\n

B.2. Năng lượng của sự tạo\r\nthành axit sunfuric

\r\n\r\n

Theo định nghĩa (xem ASTM D121) năng\r\nsuất tỏa nhiệt cực đại thu được khi sản phẩm cháy của lưu huỳnh trong mẫu là SO₂ (g).\r\nTuy nhiên, trong các quá trình cháy thực tế của bom, tất cả lưu huỳnh được tìm thấy là H₂SO₄\r\ntrong nước rửa của bom. Hiệu chính e₃ (xem 13.2) được áp dụng\r\ncho lưu huỳnh được chuyển đổi thành H₂SO₄. Hiệu chính này\r\nđược dựa trên năng lượng của sự hình thành H₂SO₄ trong\r\ndung dịch, như vậy sẽ có trong bom vào thời điểm kết thúc của một quá trình cháy. Năng\r\nlượng này được lấy bằng -295,0 kJ/mol. Khi axit nitric và axit sunfuric có mặt,\r\nhiệu chính bằng\r\n2 x\r\n-\r\n59,0\r\nkJ/mol lưu huỳnh được áp dụng trong hiệu chính e₁ sao cho hiệu\r\nchính bổ sung mà cần thiết là sai lệch\r\ncác nhiệt độ của sự hình thành axit\r\nnitric và axit sunfuric,và hiệu chính này là -295,0 kJ/mol - (-2 x 59,0) = -177\r\nkJ/mol, hoặc -5,52 kJ/mol lưu huỳnh trong mẫu (55,2 J/g x lượng cân của\r\nmẫu tính bằng gam x phần trăm\r\nlưu huỳnh có mặt trong mẫu). Khi đó giá trị e₃ sẽ bằng 13,17\r\ncal/g x lượng cân\r\ncủa mẫu tính bằng gam x phần trăm\r\nlưu huỳnh có trong mẫu. Hệ số 23,7 Btu/g (= 55,2/2,326 x 1,8) cho e₃\r\n(xem 13.2) được dùng để tính năng suất\r\ntỏa nhiệt theo Btu/Ib. Các giá\r\ntrị được nêu dựa trên một mẫu chứa 5 % lưu huỳnh và khoảng 5 % hydro. Và giả thiết là H₂SO₄\r\nhòa tan hoàn toàn trong nước được ngưng tụ trong quá trình đốt mẫu.

\r\n\r\n

Nếu đốt 1 g mẫu, H₂SO₄\r\ntạo ra được ngưng tụ với nước trên thành của bom nhiệt lượng kế sẽ có tỷ lệ khoảng\r\n15 mol nước trên 1 mol H₂SO₄. Với nồng độ\r\nnày thì năng lượng\r\ncủa phản ứng SO₂ (g) + 1/2 O₂ (g) + H₂O (1) = H₂SO₄\r\n(trong 15 mol nước) dưới những điều kiện của bom là -295,0 kJ/mol.\r\nĐối với các lượng cân mẫu hoặc hàm lượng lưu huỳnh khác nhau, hoặc cả hai,\r\nthông thường kết quả của axit được hình thành có thể sai khác đáng kể, và vì vậy\r\nchất chuẩn độ phải được điều chỉnh thích hợp. Sự tính toán dựa\r\ntrên một mẫu có hàm lượng lưu huỳnh tương đối cao sẽ làm giảm các sai số tổng, vì phần trăm\r\nlưu huỳnh nhỏ thì số hiệu chính nhỏ hơn.

\r\n\r\n

B.3. Sợi đốt (đánh lửa)

\r\n\r\n

Tính năng lượng đóng góp từ sự cháy\r\ncủa sợi đốt theo hướng dẫn của nhà sản xuất sợi đốt. Năng lượng cần thiết để\r\nlàm chảy cùng một lượng dây platin là không đổi cho từng phép thử. Vì năng\r\nlượng này rất nhỏ và ảnh\r\nhưởng của nó\r\nđược loại khỏi mối tương quan giữa các chuẩn hóa và các phép xác định năng suất\r\ntỏa nhiệt, nên có thể bỏ qua.

\r\n\r\n

B.4. Báo cáo kết\r\nquả theo đơn vị đo khác

\r\n\r\n

Năng suất tỏa nhiệt cực đại có thể\r\nđược tính theo đơn vị           Jun trên kilogam, calo trên gam hoặc\r\nđơn vị\r\nnhiệt\r\ncủa Anh trên pound. Mối liên hệ giữa các đơn vị này       được nêu trong Bảng 1.

\r\n\r\n

B.5. Thông tin về lấy mẫu

\r\n\r\n

SW - 846 Phương pháp để ước lượng chất\r\nthải rắn. Các phương pháp vật lý/hóa học hoặc tương đương của chúng.

\r\n\r\n

B.6. Ví dụ các\r\ntính toán

\r\n\r\n

B.6.1. Nhiệt dung

\r\n\r\n

Tính từ 10.4.3:

\r\n\r\n

E = [(H_cm) + e₁ + e₂]/ t                           (B.4.1)

\r\n\r\n

trong đó:

\r\n\r\n

H_c         là\r\n6318 cal/g,

\r\n\r\n

m         lả 1,0047 g,

\r\n\r\n

e₁         là\r\n10,4 cal - hiệu chính axit,

\r\n\r\n

e₂         là\r\n18,2 cal - hiệu chính sợi đốt,

\r\n\r\n

t           là 2,542 ⁰C,

\r\n\r\n

E          là [(6318\r\ncal/g x 1,0047 g) - 10,4 cal -\r\n18,2 cal]/2,6350 ⁰C, và

\r\n\r\n

E          là 2398,1\r\ncal/⁰C.

\r\n\r\n

B.6.2. Nhiệt cháy

\r\n\r\n

Các tính toán từ 14.1:

\r\n\r\n

Q_g (gross) = [(tE) - e₁ - e₂\r\n- e₃ - e₄] /m                              (B.4.2)

\r\n\r\n

trong đó:

\r\n\r\n

E          là 2398,1 cal/⁰C,

\r\n\r\n

t           là 2,417 ⁰C,

\r\n\r\n

e₁         là\r\n27,1 cal - hiệu chính axit,

\r\n\r\n

e₂         là\r\n17,9 cal - hiệu chính sợi đốt,

\r\n\r\n

e₃         là\r\n13,17 x 1,24% x 0,7423 g -\r\nhiệu\r\nchính lưu huỳnh,

\r\n\r\n

e₄         là\r\n11 000 cal/g x 0,2043 g -\r\nhiệu chính thêm\r\nmẫu,

\r\n\r\n

m         là 0,7423 g\r\n- khối lượng của mẫu,

\r\n\r\n

Q_g         là [(2398,1\r\ncal/⁰C x 2,417 ⁰C) - 27,1 cal -17,9 cal -12,1 cal -\r\n2247 cal (3492,11 cal]/0,7423 g],

\r\n\r\n

Q_g         là 4704,01\r\ncal/g.

\r\n\r\n