ASTM E711: Стандартный метод определения высшей теплотворной способности топлива, полученного из отходов, с помощью бомбового калориметра

Если вы работаете в отрасли управления отходами или смежной области, вы могли сталкиваться с термином ASTM E711. Это стандартный метод испытаний, который определяет общую теплотворную способность твердых форм топлива из отходов (RDF) с помощью метода бомбового калориметра. Американское общество по испытаниям и материалам (ASTM) разработало этот стандарт, чтобы помочь гарантировать, что RDF соответствует определенным стандартам качества.

Высшая теплотворная способность RDF является важным параметром для измерения, поскольку она помогает определить энергоемкость топлива. Эта информация важна для производителей RDF , компаний по управлению отходами и других заинтересованных сторон, которые имеют дело с RDF. Измеряя высшую теплотворную способность RDF, они могут гарантировать, что топливо соответствует определенным стандартам качества и пригодно для предполагаемого использования. Стандарт ASTM E711 предоставляет стандартизированный метод измерения высшей теплотворной способности RDF, который помогает обеспечить согласованность и точность во всей отрасли.

Область применения ASTM E711

Если вы заинтересованы в определении высшей теплотворной способности подготовленного аналитического образца твердых форм топлива из отходов (RDF), то ASTM E711 является стандартным методом испытаний для вас. Область применения ASTM E711 охватывает определение высшей теплотворной способности RDF методом бомбовой калориметрии.

Значения, указанные в единицах СИ, следует считать стандартными. Значения, указанные в скобках после единиц СИ, приводятся только для информации и не считаются стандартными. Настоящий стандарт не претендует на решение всех проблем безопасности, если таковые имеются, связанных с его использованием. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за установление соответствующих правил безопасности, охраны здоровья и окружающей среды и определение применимости нормативных ограничений перед использованием.

Область применения ASTM E711 находится под юрисдикцией Комитета ASTM D34 по управлению отходами и является прямой ответственностью Подкомитета D34.08 по термической обработке. Текущая редакция ASTM E711 была утверждена 1 апреля 2023 года.

Подводя итог, можно сказать, что область применения ASTM E711 охватывает определение высшей теплотворной способности RDF методом бомбового калориметра. Стандарт предоставляет важную информацию для установления соответствующих правил безопасности, охраны здоровья и окружающей среды, а также определения применимости нормативных ограничений перед использованием.

Краткое описание метода испытания

Если вам необходимо определить общую теплотворную способность подготовленного аналитического образца твердых форм топлива из отходов (RDF), вы можете использовать стандартный метод испытаний ASTM E711. Этот метод использует метод бомбового калориметра для измерения энергосодержания RDF. Полученные значения выражаются в джоулях на грамм (Дж/г) или британских тепловых единицах на фунт (БТЕ/фунт).

Для проведения теста необходимо подготовить образец RDF, который является репрезентативным для партии, подлежащей тестированию. Образец следует высушить до постоянного веса и измельчить до прохождения через сито 2 мм (№ 10). Затем необходимо взвесить около 1 г образца и поместить его в сосуд калориметрической бомбы. Затем сосуд наполняют кислородом и герметизируют. Затем образец поджигают электрической искрой, а тепло сгорания поглощается калориметром. Измеряется повышение температуры, и высшая теплотворная способность рассчитывается с использованием соответствующей формулы.

Стандартный метод испытаний ASTM E711 содержит рекомендации по использованию метода бомбового калориметра, включая калибровку калориметра, подготовку образца и расчет высшей теплотворной способности. Стандарт также содержит важные меры предосторожности, которые необходимо соблюдать во время испытания, такие как использование защитных очков, перчаток и вытяжного шкафа.

В целом, стандартный метод испытаний ASTM E711 является надежным и точным способом определения содержания энергии в RDF. Следуя рекомендациям, изложенным в стандарте, вы можете получить последовательные и воспроизводимые результаты.

Аппараты и материалы

Для проведения испытания ASTM E711 вам понадобятся следующие приборы и материалы:

Аппарат

• Кислородная бомба: Кислородная бомба является основным аппаратом, используемым для сжигания образца и измерения выделяемого тепла. Она должна быть изготовлена ​​из материалов, которые не подвержены влиянию процесса горения или продуктов в достаточной степени, чтобы вносить измеримый вклад тепла или изменять конечные продукты. Если бомба покрыта платиной или золотом, все отверстия должны быть запечатаны, чтобы предотвратить утечку продуктов горения.

• Водяная рубашка: Водяная рубашка используется для контроля температуры бомбы во время процесса сгорания. Она должна быть изготовлена ​​из материала, который является хорошим проводником тепла, например, из меди.

• Цепь зажигания: Цепь зажигания используется для зажигания образца в бомбе. Она должна быть способна подавать искру высокого напряжения на образец.

• Калориметр: Калориметр используется для измерения тепла, выделяемого при сгорании образца. Он должен быть откалиброван по известному стандарту.

Материалы

• Образец: Образец должен представлять собой подготовленный аналитический образец твердых форм топлива, полученного из отходов (RDF), который является репрезентативным для тестируемого материала.

• Кислород: Кислород необходим для процесса горения. Он должен быть высокой чистоты и не содержать примесей.

• Бензойная кислота: Бензойная кислота используется в качестве стандарта для калибровки калориметра. Она должна быть высокой чистоты.

• Вода: Вода используется для заполнения водяной рубашки бомбы и охлаждения калориметра. Она должна быть высокой чистоты и не содержать примесей.

В дополнение к вышеуказанным аппаратам и материалам вам понадобится подходящая лаборатория с надлежащей вентиляцией и оборудованием для обеспечения безопасности. Важно соблюдать все меры предосторожности и процедуры безопасности при проведении теста ASTM E711.

Процедура

Для проведения испытания ASTM E711 вам необходимо будет выполнить шаги, описанные в процедуре ниже:

• Подготовка образца: Подготовьте репрезентативный образец твердых форм топлива из отходов (RDF) с помощью рифленого делителя или любым другим подходящим методом. Образец должен быть однородным, а размер частиц должен быть менее 2 мм.

• Подготовка бомбы: Очистите бомбу и заполните ее кислородом под давлением 25 атм. Затем заполните бомбу дистиллированной водой и поджегите запальную проволоку, чтобы определить теплоту сгорания проволоки.

• Анализ образца: Взвесьте образец и поместите его в тигель, затем добавьте к образцу небольшое количество бензойной кислоты. Поместите тигель в бомбу и заполните бомбу кислородом под давлением 25 атм. Затем подожгите образец с помощью запальной проволоки.

• Работа калориметра: Поместите бомбу в калориметр и добавьте в калориметр известное количество воды. Подожгите образец с помощью запального провода и запишите повышение температуры воды.

• Расчет: Рассчитайте высшую теплотворную способность образца по следующей формуле:

  Высшая теплотворная способность = (Теплота сгорания проволоки + Теплота сгорания бензойной кислоты + Теплота сгорания образца) / Масса образца

  Теплоту сгорания проволоки и бензойной кислоты определяют отдельно. Теплоту сгорания образца рассчитывают по повышению температуры воды и теплоемкости калориметра.

Важно отметить, что эта процедура предназначена для предоставления стандартного метода определения общей теплотворной способности топлива, полученного из отходов. Она не предназначена для решения всех проблем безопасности, связанных с его использованием. Поэтому при проведении этого теста необходимо соблюдать все процедуры и рекомендации по безопасности.

Результаты и отчетность

После проведения теста ASTM E711 полученные результаты должны быть представлены точно. Высшая теплотворная способность (GCV) образца рассчитывается методом бомбового калориметра, а результаты выражаются в джоулях на грамм (Дж/г) или британских тепловых единицах на фунт (БТЕ/фунт). Значения, указанные в единицах СИ, следует считать стандартными, а значения, указанные в скобках после единиц СИ, приводятся только для информации и не считаются стандартными.

Важно отметить, что GCV топлива из отходов (RDF) может значительно варьироваться в зависимости от источника и состава топлива. Поэтому рекомендуется сообщать результаты с точностью не менее двух знаков после запятой, чтобы обеспечить точность. Результаты также следует сообщать с соответствующей неопределенностью, которую можно рассчитать с использованием стандартного отклонения повторных испытаний.

При представлении результатов важно включить следующую информацию:

• Идентификация образца, включая источник и состав RDF.
• Дата проведения испытания и имя оператора, проводившего испытание.
• Метод, используемый для подготовки образца к испытанию.
• Метод, используемый для проведения испытания, включая любые изменения или отклонения от стандартного метода.
• Полученные результаты, включая GCV и связанную с этим неопределенность.

В дополнение к сообщению GCV, также принято сообщать низшую теплоту сгорания (LHV) RDF. LHV — это количество тепла, выделяемого при конденсации водяного пара, образующегося при сгорании, и рекуперации теплоты испарения. LHV обычно ниже GCV и выражается в тех же единицах.

В целом, точное и полное представление результатов, полученных в ходе испытания ASTM E711, имеет важное значение для сравнения энергосодержания различных типов RDF-топлива и для обеспечения соответствия нормативным стандартам.