SK281259B6 - Spôsob stanovenia reaktivity uhlíkových produktov k vzduchu a oxidu uhličitému a indexu tvorby sadzí a zariadenie na jeho vykonávanie - Google Patents
Spôsob stanovenia reaktivity uhlíkových produktov k vzduchu a oxidu uhličitému a indexu tvorby sadzí a zariadenie na jeho vykonávanie Download PDFInfo
- Publication number
- SK281259B6 SK281259B6 SK134-93A SK13493A SK281259B6 SK 281259 B6 SK281259 B6 SK 281259B6 SK 13493 A SK13493 A SK 13493A SK 281259 B6 SK281259 B6 SK 281259B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- reactivity
- sample
- carbon
- air
- carbon dioxide
- Prior art date
Links
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 title claims abstract description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 239000004071 soot Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims abstract description 11
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 74
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 37
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 19
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 13
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 12
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910000629 Rh alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 23
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 1
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/22—Fuels; Explosives
- G01N33/222—Solid fuels, e.g. coal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
- Y10T436/23—Carbon containing
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Adornments (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Spôsob merania reaktivity uhlíkového materiálu k vzduchu a k oxidu uhličitému a jeho indexu tvorby sadzí, pričom všetky tieto hodnoty sa merajú v priebehu toho istého testu, v ktorom sa najskôr analyzuje reaktivita k vzduchu, po jej ukončení sa automaticky na tej istej vzorke analyzuje reaktivita k oxidu uhličitému a index tvorby sadzí sa stanoví zhromaždením a odvážením sadzí vytvorených zo vzorky v priebehu skúšky. Zariadenie na uskutočnenie tohto spôsobu je tvorené vertikálnou rúrkovou pecou (2) s prívodom (4) na plyn a s držiakom (5) vzorky, voľne zaveseným na prístroj (3) na váženie vzorky a zasahujúcim smerom dolu do trubkovej pece (2). Držiak vzorky obsahuje jeden alebo väčší počet termoelektrických článkov na zaznamenávanie teploty vzorky jednotkou (1).ŕ
Description
Oblasť techniky
Vynález sa týka nového spôsobu stanovenia reaktivity uhlíkových produktov k vzduchu a oxidu uhličitému, najmä vo vzorkách granulovaného koksu a v spálených vzorkách uhlíkového materiálu, vynález sa tiež týka stanovenia indexu tvorby sadzí pri týchto materiáloch a zariadenia na uskutočnenie tohto spôsobu.
Doterajší stav techniky
Je všeobecne známe, že pri tradičnej výrobe hliníka sa môže materiál anódy zúčastňovať reakcií, ktoré môžu nepriaznivo ovplyvňovať výrobu kovu.
Jedným z týchto pochodov je korózia hornej časti anódy v mieste, kde sa anóda dostáva do styku so vzduchom. Okrem toho môže dôjsť obyčajne na spodnej časti anódy k tomu, že určitý podiel plynného oxidu uhličitého z primárnej reakcie reaguje s uhlíkom anódy za vzniku oxidu uhoľnatého. Podľa publikácie P.J. Rhedey, Alcan International Limited, Kingston Laboratories, „Carbon reactivity and alumínium reduction celí anodec“ prispieva reakcia so vzduchom a s oxidom uhličitým do značnej miery k spotrebovaniu anódy.
Okrem toho môže dôsledkom reakcie so vzduchom a s oxidom uhličitým dochádzať k odrolovaniu častíc anódy, čím vznikajú problémy vzhľadom na prítomnosť častíc anódy v elektrolyte, ide vlastne o tvorbu sadzí.
Je teda zrejmé, že tak ako pre výrobcu, ako aj pre užívateľa anód by bolo veľmi žiadúce, aby bolo možné predpovedať tendenciu k reakcii so vzduchom a s oxidom uhličitým.
V dokumente GB-A-2 154 318 je opísaný spôsob stanovenia mikroreaktivity uhlia, špeciálne reaktivity k oxidu uhličitému, jeho karbonizáciou v inertnom plyne zohrievaním do určitej hmotnosti vzorky, vystavením vzorky pôsobeniu oxidu uhličitého a meraním poklesu hmotnosti v danom časovom intervale. Dokument ďalej uvádza, že zariadenie na realizáciu tohto spôsobu môže byť tvorené pecou, prístrojom na váženie, prístrojom na registráciu teploty a prístrojom na prívod plynu do pece. Tento stav techniky je zameraný na stanovenie reaktivity testovaného materiálu k oxidu uhličitému a neopisuje stanovenie reaktivity uhlia k vzduchu a index tvorby sadzí.
V dokumente EP-A-0 327 914 je opísaný kalorimetrický systém na meranie výhrevnosti pevného paliva (uhlia), obsahujúci spaľovaciu komoru a zmiešavaciu jednotku, pričom je teplo zo spaľovacích plynov odvádzané do vzduchu. Prístrojové vybavenie systému meria prietoky chladiaceho vzduchu, primárne vzduchu prúdiaceho s uhlím do spaľovacej komory a sekundárne spaľovacieho vzduchu, ako aj celkové prietoky uhlia do spaľovacej komory meraním gravimetrickým snímačom.
Počítač je vybavený vstupnými/výstupnými zariadeniami zodpovedajúcimi meracím prístrojom (termočlánky a pretlaky) na kontrolu plnenia uhlia a palivových plynov pri zahájení spaľovania a na výpočet výhrevnosti uhlia. Uvedený systém bol skonštruovaný na stanovenie výhrevnosti pevných palív, čím predstavuje analýzu, ktorá sa odlišuje od predkladaného vynálezu týkajúceho sa stanovenia reaktivity uhlíkových produktov k vzduchu a oxidu uhličitému a indexu tvorby sadzí.
Dokument US-A-4 976 549 opisuje mikrodilatometer na priame meranie vlastností spekania a tavenia uhoľného popola pri zvýšených teplotách a tlakoch. Zariadenie zahrnuje elektrické merania rezistivity vzorky na zabezpečenie merania nábehu spekania a tavenia popolových častíc, zatiaľ čo zmenšenie vzorky počas spekania je merané lineárnym variabilné posuvným transduktorom na detekciu začatia spekania. Tento prístroj je obmedzený na vykonanie dilatometrického merania, a to zodpovedá inému typu analýzy, ako je definovaná v predkladanom vynáleze.
Reaktivitu anódy je možné merať rôznymi spôsobmi, v závislosti od prístupu k celému problému. Všeobecne je potrebné, aby metóda spĺňala nasledujúce požiadavky:
selektivitu
- dostatočnú citlivosť
- dostatočnú reprodukovateľnosť.
Selektívna metóda je taká metóda, ktorá primáme analyzuje tie vlastnosti anódy, ktoré sú dôležité v podmienkach postupu reakcie so vzduchom a oxidom uhličitým.
Dostatočnú citlivosť je možno definovať ako schopnosť zistiť zmeny daných vlastností na úrovni, na ktorej by už mohli ovplyvniť pochody v elektrolytickom kúpeli.
Reprodukovateľnosť je vlastne distribúcia výsledkov testov z niekoľkých vzoriek tej istej anódy. Táto hodnota by nemala mať tak veľký rozptyl, aby už nemala skutočný význam pre stanovenie vlastnosti anódy. Ide o to, aby bez ohľadu na množstvo skúšok so vzorkou uhlíkového materiálu výsledný záver, týkajúci sa jeho kvality, bol stále rovnaký.
Pri vývoji spôsobu analýzy, ktorý bude tvoriť podstatu vynálezu nebol kladený dôraz na zjednodušenie podmienok postupu v elektrolytickom kúpeli tak, aby to zodpovedalo laboratórnym podmienkam, ale namiesto toho bol kladený dôraz na vývoj reprodukovateľnej skúšky, ktorá by dovolila stanoviť kvalitu anódy. Východiskovým bodom na stanovenie tejto kvality je skutočnosť, že je žiaduca najnižšia možná reaktivita a najnižšia možná tvorba sadzí.
Tendencia anódy reagovať, to znamená rýchlosť reakcie, sa označuje ako reaktivita. V prihláške ide o dva typy reaktivity, a to reaktivitu k oxidu uhličitému a k vzduchu. Pri obidvoch reakciách dochádza k tvorbe plynu, súčasne vzorka stráca svoju hmotnosť. Zaznamenávaním tejto straty hmotnosti je možné získať informácie o reaktivite.
K tvorbe sadzí v tejto súvislosti dochádza najmä preto, že reaktivita je odlišná vo vlastnom materiáli a v použitom spojive. V prípade, že spojivo, napríklad koks, reaguje pomalšie, dôjde k uvoľneniu častíc z výsledného materiálu a tieto častice sa budú v priebehu skúšky dostávať mimo materiálu. Po určitom čase reakcie s príslušným plynom sa kefkou tento materiál uvoľní a odváži. Index tvorby sadzí je potom pomer hmotnosti sadzí a celkovej straty hmotnosti, pričom celková strata hmotnosti je súčet materiálu premeneného na plyn a množstvo sadzí.
Reaktivita sa stanoví analýzou regresov v posledných 30 minútach reakčného času. Na vyjadrenie rôznych veličín sa používajú nasledujúce vzorce:
θ30 reaktivita =----------- , (mg.cm’2.h·') rcxDxLxt30
100 x S index tvorby sadzí =----------, (%)
S + G
G = strata hmotnosti v mg v priebehu celého testu, maximálne 190 minút, tvorbou plynného materiálu,
G30 = strata hmotnosti v mg v priebehu posledných 30 minút tvorbou plynného materiálu,
S = hmotnosť sadzí vytvorených počas pokusu, maximálne 190 minút, v mg,
D = priemer vzorky v cm,
L = dĺžka vzorky v cm, t30 = pol hodiny.
Pri doteraz známych postupoch na stanovenie reaktivity vzorky so vzduchom a s oxidom uhličitým je potrebné vykonať aspoň dve od seba nezávislé skúšky, z nich jedna zisťuje reaktivitu k vzduchu a druhá k oxidu uhličitému.
Podstata vynálezu
Podstatu vynálezu tvorí spôsob stanovenia reaktivity uhlíkových produktov k vzduchu a oxidu uhličitému v priebehu jedinej skúšky. Touto skúškou je súčasne možné stanoviť index tvorby sadzí.
Spôsob podľa vynálezu spočíva v tom, že sa reaktivita k vzduchu a reaktivita k oxidu uhličitému vo vzorke uhlíkového produktu meria v tej istej skúške tak, že sa najskôr analyzuje reaktivita k vzduchu a po ukončení tejto analýzy sa v tej istej vzorke automaticky analyzuje reaktivita k oxidu uhličitému. Nakoniec sa vypočíta index tvorby sadzí po zhromaždení a odvážení sadzí vytvorených vo vzorke. Pri výhodnom uskutočnení sa reaktivita k vzduchu stanoví pri teplote 525 °C a reaktivita k oxidu uhličitému pri teplote 960 °C.
Reakcia medzi oxidom uhličitým a uhlíkom je endotermická, ale reakcia so vzduchom, pri ktorej ide o bežné spaľovanie, je exotermická. Obidve reakcie sú veľmi závislé od teploty. Tento jav je príčinou obtiažností pri voľbe teploty, pri ktorej sa má skúška vykonať. Na jednej strane by sa mala skúška vykonávať pri teplote, ktorá je blízka teplotám pri elektrolýze, aby nedošlo k vynechaniu faktorov, ktoré sú dôležité pre reaktivitu a pre tvorbu sadzí. Bolo napríklad zistené, že pri tejto reakcii môžu niektoré prvky a zlúčeniny pôsobiť ako akcelerátory, tento účinok je však závislý od teploty. Na druhej strane musí teplota zodpovedať možnostiam zariadenia a uskutočniteľnosti a tiež možnostiam trvalého záznamu teploty. Skutočná teplota je teda kompromisom medzi týmito dvomi požiadavkami, takže test na reaktivitu k oxidu uhličitému sa výhodne uskutočňuje pri teplote 960 °C a test na reaktivitu k vzduchu pri teplote 525 °C. Tieto teploty sú o niečo nižšie ako teploty na povrchu anódy, o ktorej má táto skúška dať posúdenie, najmä ak ide ojej životnosť.
Spôsob podľa vynálezu znamená veľkú úsporu času vzhľadom na známe spôsoby, v ktorých bolo potrebné stanoviť reaktivitu vzoriek k vzduchu a k oxidu uhličitému v zvláštnych skúškach. K úspore času dochádza preto, že je potrebné pripraviť iba jednu vzorku na analýzu obidvoch uvedených hodnôt, dôsledkom toho je treba iba jedno časové obdobie, v ktorom sa vzorka zahrieva a chladí. Z toho dôvodu je potrebný na vykonanie skúšky menší počet pracovníkov.
Na rozdiel od známych postupov sa stanovenie reaktivity vzorky k oxidu uhličitému vykonáva na predtým oxidovanej vzorke, pretože vzorka použitá na vykonanie skúšky už bude oxidovaná skúškou na reaktivitu k vzduchu. To znamená podstatnú výhodu, pretože výsledky tohto merania reaktivity k oxidu uhličitému budú viac zodpovedať skutočným podmienkam v elektrolytickom kúpeli.
Podstatu vynálezu tvorí aj zariadenie na vykonávanie uvedeného spôsobu.
Zariadenie na uskutočňovanie tohto spôsobu pozostáva z pece obsahujúcej prívod plynu, prístroja na váženie vzorky a držiaka na vzorku uhlíkového materiálu vybaveného aspoň jedným termoelektrickým článkom na zaznamenávanie teploty uhlíkového materiálu. Jeho podstatou je, že pecou je vertikálne usporiadaná rúrková pec, pričom držiak vzorky je voľne zavesený na prístroji na váženie vzorky a zasahuje smerom dolu do rúrkovej pece.
Držiak vzorky môže obsahovať prírubu, ku ktorej je upevnená tyč so závitom na svojom spodnom konci, termoelektrický článok a koncovú časť so zodpovedajúcim závitom, naskrutkovateľnú na tyč na upevnenie vzorky, jeho dva otvory zodpovedajú tyči a termoelektrickému článku, k homej časti príruby je upevnená keramická trubica, obsahujúca na svojom spodnom konci záves.
Držiak môže byť termoelektrickým článkom, tvoreným téglikom, prípadne s perforovaným dnom, na uloženie granulovanej uhlíkovej vzorky, téglik obsahuje drôty obklopené keramickými trubicami, zbiehajúce sa do keramickej trubice, ktorej horná časť obsahuje záves.
Podľa výhodného uskutočnenia téglik a drôty môžu byť vyrobené z platiny, drôt môže byť vyrobený zo zliatiny platiny a rodia a teplota sa meria v mieste, v ktorom je drôt pripojený na téglik.
Vynález bude ďalej vysvetlený na príkladoch s priloženými výkresmi.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Na obr. 1 je schematicky znázornené zariadenie podľa vynálezu.
Na obr. 2 jc schematicky znázornená jedna rúrková pec so vzorkou zavesenou na držiaku vzorky.
Na obr. 3 je podrobnejšie znázornený držiak vzorky spolu so svojou koncovou časťou s termoelektrickým článkom.
Na obr. 4 je znázornený držiak vzorky na analýzu granulovaného koksu.
Na obr. 5 a 6 sú graficky znázornené jednotlivé veličiny, a to reaktivita k oxidu uhličitému a index tvorby sadzi, zmerané známym spôsobom.
Na obr. 7 sú znázornené tie isté veličiny, ale meraním podľa vynálezu.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Na obr. 1 je schematicky znázornené zariadenie podľa vynálezu, ktoré je tvorené jednotkou 1 na riadenie postupu a spracovanie údajov, vertikálne uloženou rúrkovou pecou 2, prístrojom 3 na váženie vzoriek, naň je do pece zavesený držiak 5 na vzorku, rúrková pec 2 je vybavená prívodom 4 na plyn a radiálnym tienidlom 6 proti priechodu žiarenia, okrem toho rúrková pec 2 obsahuje ešte ohrievací prvok 7.
Na riadenie postupu, uloženie údajov a výpočty sa používa počítačové zariadenie. Zásadne nie je obmedzený počet vzoriek, ktoré je možné analyzovať pripojením jednotlivých analytických zariadení na počítač.
Strata hmotnosti uhlíkovej vzorky tvorbou plynu reakciou so vzduchom alebo oxidom uhličitým sa meria kontinuálne v jednotke 1, spojenej s prístrojom 3 na váženie vzorky. Na jednotku 1 sú tiež pripojené termoelektrické články 11, preto je možné zaznamenávať a kontrolovať teplotu vzorky. Teplota v rúrkovej peci 2 a teplota vzorky sú riadené jednotkou 1.
Pri analýze spaľovaných uhlíkových vzoriek má vzorka tvar valca. Držiak 5, ktorý v tomto prípade obsahuje prírubu 8, do ktorej je upevnená tyč 9, vybavená na druhom konci závitom, termoelektrickým článkom 11a koncovou časťou 10 so zodpovedajúcim závitom, ktorú je možné naskrutkovať na tyč 9 na upevnenie vzorky, ktorý je vybave3 ný dvomi otvormi, zodpovedajúcimi tyči 9 a termoelektrickcmu článku 10. Na prírubu jc tiež upevnená keramická trubica 12 a na jej opačnom konci je upevnený záves 13. Okrem toho je držiak 5 vzorky, ktorý je znázornený na obr. 3, vybavený koncovkou 14 na termoelektrický článok.
Reakcie sa zúčastňuje iba vonkajší povrch vzorky tvaru valca. Jeho koncové plochy sa reakcie nezúčastňujú, pretože sú prekryté prírubou 8 držiaka 5 vzorky a koncovou časťou 10. Reagujúci plyn prúdi laminámym prúdením smerom hore pozdĺž vzorky, čím sú vytvorené rovnaké podmienky na celom povrchu vzorky.
Dôležité je, aby teplota povrchu reagujúcej vzorky bola na všetkých miestach rovnaká.
Pri analýze vzorky z granulovaného uhlíkového materiálu sa používa iný typ držiaka 5 vzorky. V tomto prípade je držiak sám termoelektrickým článkom. Je tvorený téglikom 15 z platiny, ktorý má prípadne perforované dno a do ktorého sa ukladá granulovaný uhlíkový materiál. Tento téglik 15 obsahuje drôty 17 obyčajne tiež z platiny, ktoré sú obklopené keramickými trubicami 19, ktoré sa spájajú do keramickej trubice, na ktorej sa na hornom konci nachádza záves 20. Téglik 15 a dva z drôtov 17 môžu byť vyrobené z platiny, ale drôt 18 je vyrobený z platiny a rodia. Teplota sa zaznamenáva v mieste 16, v ktorom je drôt 18 z platiny a rodia upevnený k tégliku 15.
Celý držiak, ktorý sa používa na analýzu granulovaného uhlíkového materiálu v uvedenej forme je znázornený na obr. 4 a okrem už uvedených častí obsahuje ešte koncovku 21 termoelektrického článku.
Obidva opísané držiaky majú taký tvar, že termoelektrický článok je v priamom styku so vzorkou uhlíkového materiálu. Toto usporiadanie môže zabezpečiť veľmi presné zaznamenávanie teploty.
Pri analýze vzorky pracuje zariadenie nasledujúcim spôsobom:
Plyn sa privádza do rúrkovej pece 2 , vyrobenej zo zlata prívodom 4 v jej spodnej časti aje predhrievaný na reakčnú teplotu priechodom cez radiálne tienidlo 6 vo vnútornom priestore rúrkovej pece 2 smerom ku vzorke. Prívod plynu je riadený jednotkou 1. Privádza sa také veľké množstvo plynu, že prívod väčšieho množstva plynu by už nemohol ovplyvniť výsledok skúšky.
Analýza získaných výsledkov sa uskutočňuje automaticky v jednotke 1, ktorá tiež automaticky prepína prívod jedného plynu na prívod druhého plynu. Počas zahrievania vzorky sa privádza ku vzorke inertný plyn, obyčajne dusík. Potom jednotka 1 automaticky uzavrie prívod dusíka a otvorí ventil na prívod vzduchu alebo oxidu uhličitého. Po skončení reakcie jednotka 1 opäť automaticky otvorí ventil na prívod dusíka a vzorka sa začína chladiť. Štandardné podmienky v priebehu skúšky sú nasledujúce:
čas zahrievania: 60 minút reakčný čas: 180 minút čas chladenia: 30 minút reakčná teplota pri reakcii s CO2 960 °C reakčná teplota so vzduchom: 525 °C
Prietok plynu rúrkovou pecou je 100 Nl/h v prípade CO2 a 200 Nl/h v prípade vzduchu.
Uvedené reakčné podmienky môže pracovník, ktorý vykonáva skúšku, ľahko meniť.
Prístroj 3 na zistenie hmotnosti analyzovanej vzorky má reprodukovateľnosť 10 mg. Hmotnosť vzorky je zaznamenávaná kontinuálne, každých 20 sekúnd pri štandardných podmienkach. Vysoký počet meraných hodnôt dobrá reprodukovateľnosť prístroja 3 na váženie vzorky a dobré riadenie teploty v rozsahu ±1 °C od požadovanej teploty zabezpečuje veľkú presnosť nameraných výsledkov, ktorá jc pre zariadenie podľa vynálezu vyššia ako ±1 %.
Výsledky získané počas analýzy sa spracovávajú v jednotke 1.
V zariadení podľa vynálezu, ktoré obsahuje osem trúbkových pecí 2, je možné v priebehu 4, 5 hodín analyzovať osem vzoriek uhlíkového materiálu. Čas, ktorý je potrebný na prípravu uhlíkovej vzorky na vykonanie analýzy je 10 minút. Ako už bolo uvedené, riadiaca jednotka 1 riadi rúrkové pece automaticky. Celkový čas, ktorý je potrebný na to, aby pracovník pripravil vzorku, upevnil ju v rúrkovej peci 2, opäť ju vybral, zhromaždil vytvorené sadze a odčítal výsledky pre všetky vzorky z ôsmich trubkových pecí 2 jc 100 minút.
Vzorky rôznych uhlíkových materiálov na výrobu anódy boli analyzované, pokiaľ ide o ich reaktivitu k vzduchu, reaktivitu k oxidu uhličitému a index tvorby sadzí. V priebehu týchto skúšok boli použité štandardné postupy. Pri zmeraní reaktivity k vzduchu pri teplote 525 °C bola teplota automaticky zvýšená na 960 °C a pri tejto teplote bola potom automaticky meraná reaktivita vzorky k oxidu uhličitému.
Pre porovnanie boli vzorky materiálu na výrobu anódy analyzované tiež v dvoch oddelených skúškach známym spôsobom, a to na reaktivitu k oxidu uhličitému, reaktivitu k vzduchu a indexu sadzi.
Výsledky merania reaktivity vzoriek uhlíkového materiálu, spôsobom podľa vynálezu a tiež známym spôsobom obsahuje nasledujúca tabuľka 1.
Tabuľka 1
Výsledky merania reaktivity a indexu tvorby sadzí
| Test | Kontrola | Kontrola | ||||||
| Č. | Reak. CO2 mgfcnŕh | sadze index % | Reak, vzduch mg/cm2h | Reak. COt mg/cin2h | sadze index % | Reak. vzduch mg/cmzh | Reak. co: mg/cm^h | sadze index % |
| 1 | 26,2 | 12,3 | 20,4 | 12,4 | 4,2 | 27,1 | 12,5 | 5,5 |
| 2 | 22,6 | 9,8 | 18,3 | 12,4 | 4,7 | 18,4 | 12,0 | 6,9 |
| 3 | 19,1 | 7,6 | 17,0 | 13,5 | 5,3 | 18,8 | 13,1 | 6,0 |
| 4 | 21,3 | 23,7 | 20,4 | 11,5 | 12,7 | 24,5 | 12,2 | 7,9 |
| 5 | 21,8 | 11,7 | 18,4 | 15,0 | 4,1 | 19,1 | 14,2 | 7,4 |
| 6 | 33,4 | 8,4 | 19,3 | 24,1 | 5,9 | 21,7 | 22,0 | 4,3 |
| 7 | 29,9 | 9,9 | 21,7 | 19,7 | 10,0 | 20,6 | 21,3 | 10,5 |
| 8 | 44,2 | 10,8 | 23,3 | 25,1 | 6,0 | 24,0 | 22,0 | 5,3 |
| 9 | 44,8 | 11,1 | 24,4 | 28,7 | 6,3 | 25,7 | 21,2 | 6,1 |
| 10 | 40,8 | 7,5 | 21,4 | 23,0 | 3,2 | 26,9 | 20,8 | 5,1 |
| 11 | 53,3 | 23,9 | 31,4 | 30,6 | 10,5 | 37,1 | 29,6 | 13,1 |
| 12 | 50,9 | 19,1 | 30,4 | 31,6 | 10,1 | 24,9 | 31,9 | 8,7 |
| 13 | 49,3 | 24,2 | 34,7 | 34,6 | 11,5 | 33,1 | 29,7 | 11,1 |
| 14 | 49,5 | 22,8 | 35,5 | 30,5 | 12,4 | 33,8 | 30,6 | 12,8 |
| 15 | 51,3 | 43,3 | 47,1 | 35,3 | 28,0 | 46,0 | 30,1 | 28,5 |
SK 281259 Β6
Na obr. 5 a 6 reaktivita k CO2 a index tvorby sadzí spôsobom podľa vynálezu ako funkcie reaktivity merané známym spôsobom. Na obr. 5 je na osi úsečky znázornená reaktivita k oxidu uhličitému meraná známym spôsobom v mg/cm2h, na osi ordináty je znázornená tá istá hodnota, meraná spôsobom podľa vynálezu. Je zrejmé, že výsledky obidvoch meraní si dobre odpovedajú. Meranie spôsobom podľa vynálezu však poskytuje výsledky, ktoré sú 1,5 x vyššie ako meranie reaktivity známym spôsobom. Príčinou je skutočnosť, že vzorky uhlíkového materiálu sú pri vykonávaní spôsobu podľa vynálezu predtým oxidované vzhľadom nato, že už boli podrobené skúške na reaktivitu k vzduchu. Spôsobom podľa vynálezu dosiahnuté výsledky reaktivity k oxidu uhličitému sú teda pravdepodobne bližšie skutočným podmienkam v elektrolytickom zariadení. To isté platí pre index tvorby sadzí. Na obr. 6 je na osi úsečiek nanesený index tvorby sadzí v percentách, nameraný známym spôsobom, na osi ordináty je tá istá hodnota, nameraná spôsobom podľa vynálezu. Je zrejmé, že i v tomto prípade sú hodnoty, namerané spôsobom podľa vynálezu vyššie.
Na obr. 7 sú znázornené výsledky reaktivity k oxidu uhličitému pre každú vzorku. Na osi úsečiek sú hodnoty, ktoré znamenajú číslo jednotlivých vzoriek, na osi ordinát je reaktivita k oxidu uhličitému v tých istých jednotkách ako na obr. 5. Dve spodné krivky zodpovedajú hodnotám, získaným známymi postupmi, horná krivka zodpovedá hodnotám, nameraným spôsobom podľa vynálezu.
Na obr. 8 sú výsledky indexu tvorby sadzí. Na osi úsečiek sú čísla vzoriek, na osi ordinát príslušný index. Obidve spodné krivky boli namerané známymi postupmi, výsledky v hornej krivke zodpovedajú hodnotám, ktoré boli namerané spôsobom podľa vynálezu.
Claims (6)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Spôsob stanovenia reaktivity uhlíkových produktov k vzduchu a oxidu uhličitému a indexu tvorby sadzí, vyznačujúci sa tým, že sa najskôr vykoná analýza reaktivity k vzduchu na vzorke uhlíkového produktu, a tým sa stanoví jeho reaktivita k vzduchu, po ukončení tejto analýzy sa následne vykoná analýza reaktivity k oxidu uhličitému na tej istej vzorke uhlíkového produktu, a tým sa stanoví jeho reaktivita k oxidu uhličitému, a po ukončení tejto analýzy reaktivity k oxidu uhličitému sa zhromaždia a odvážia sadze vytvorené analýzami z tejto vzorky a stanoví sa index tvorby sadzí tohto uhlíkového produktu.
- 2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že sa stanoví reaktivita vzorky k vzduchu pri teplote 525 °C a reaktivita k oxidu uhličitému sa stanoví pri teplote 960 °C.
- 3. Zariadenie na uskutočnenie spôsobu podľa nároku 1 alebo 2, pozostávajúce z pece obsahujúcej prívod na plyn, prístroja na váženie vzorky a držiaka na vzorku uhlíkového materiálu vybaveného aspoň jedným termoelektrickým článkom na zaznamenávanie teploty uhlíkového materiálu, vyznačujúce sa tým, že pecou je vertikálne usporiadaná rúrková pec (2), pričom držiak (5) vzorky je voľne zavesený na prístroj (3) na váženie vzorky a zasahuje smerom dolu do rúrkovej pece (2).
- 4. Zariadenie podľa nároku 3 na stanovenie reaktivity k vzduchu, reaktivity k oxidu uhličitému a indexu tvorby sadzí vzorky uhlíkového materiálu, vyznačujúce sa t ý m , že držiak (5) vzorky obsahuje prírubu (8), ku ktorej je upevnená tyč (9) so závitom na svojom spodnom konci, termoelektrický článok (11) a koncovú Časť (10) so zodpovedajúcim závitom naskrutkovateľnú na tyč (9) na upevnenie vzorky, jeho dva otvory zodpovedajú tyči (9) a termoelektrickému článku (l 1), k hornej časti príruby (8) je upevnená keramická trubica (12), obsahujúca na svojom spodnom konci záves (13).
- 5. Zariadenie podľa nároku 3 na stanovenie reaktivity k vzduchu, reaktivity k oxidu uhličitému a indexu tvorby sadzí v granulovanom uhlíkovom materiály, vyznačujúce sa tým, že sám držiak (5) je termoelektrickým článkom, tvoreným téglikom (15), prípadne s perforovaným dnom, na uloženie granulovanej uhlíkovej vzorky, téglik (15) obsahuje drôty (17, 18) obklopené keramickými trubicami (19), zbiehajúce sa do keramickej trubice, ktorej horná časť obsahuje záves (20).
- 6. Zariadenie podľa nároku 5, vyznačujúce sa t ý m , že téglik (15) a drôty (17) sú vyrobené z platiny, drôt (18) je vyrobený zo zliatiny platiny a ródia a teplota sa meria v mieste (16), v ktorom je drôt (18) pripojený na téglik (15).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO920789A NO174824B (no) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Fremgangsmåte for å bestemme reaktivitet og sotindeks i karbonprodukter, og utstyr dertil |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK13493A3 SK13493A3 (en) | 1993-09-09 |
| SK281259B6 true SK281259B6 (sk) | 2001-01-18 |
Family
ID=19894925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK134-93A SK281259B6 (sk) | 1992-02-28 | 1993-02-24 | Spôsob stanovenia reaktivity uhlíkových produktov k vzduchu a oxidu uhličitému a indexu tvorby sadzí a zariadenie na jeho vykonávanie |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5476793A (sk) |
| EP (1) | EP0558131B1 (sk) |
| AT (1) | ATE165161T1 (sk) |
| AU (1) | AU660211B2 (sk) |
| BR (1) | BR9300637A (sk) |
| CA (1) | CA2089857A1 (sk) |
| CZ (1) | CZ285375B6 (sk) |
| DE (1) | DE69317929T2 (sk) |
| DK (1) | DK0558131T3 (sk) |
| ES (1) | ES2117690T3 (sk) |
| FI (1) | FI107838B (sk) |
| HU (1) | HU213505B (sk) |
| ID (1) | ID854B (sk) |
| IS (1) | IS1646B (sk) |
| NO (1) | NO174824B (sk) |
| NZ (1) | NZ245902A (sk) |
| RU (1) | RU2076320C1 (sk) |
| SK (1) | SK281259B6 (sk) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6066442A (en) * | 1995-10-23 | 2000-05-23 | Konica Corporation | Plastic film having an improved anti-static property |
| CN102410966B (zh) * | 2011-09-22 | 2013-02-27 | 河北省首钢迁安钢铁有限责任公司 | 测试和评价高炉内矿石还原对料柱透气性影响的方法 |
| CN103940697B (zh) * | 2014-03-26 | 2016-06-15 | 北京科技大学 | 一种高炉焦炭反应性测试方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3748892A (en) * | 1972-04-18 | 1973-07-31 | Us Air Force | High precision dilatometer |
| US4051224A (en) * | 1975-04-17 | 1977-09-27 | Aluminum Pechiney | Process and apparatus for collecting the fumes given off during the production of aluminium in an electrolysis cell with a continuous anode |
| US4522787A (en) * | 1982-03-05 | 1985-06-11 | Leco Corporation | Ash fusion system |
| JPS59164959A (ja) * | 1983-03-09 | 1984-09-18 | Agency Of Ind Science & Technol | 固体燃料の工業分析装置 |
| GB2154318B (en) * | 1984-02-17 | 1987-08-05 | Coal Ind | Coal carbonisation test |
| US4846081A (en) * | 1987-04-08 | 1989-07-11 | General Signal Corporation | Calorimetry system |
| US4976549A (en) * | 1989-05-12 | 1990-12-11 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Apparatus and method for direct measurement of coal ash sintering and fusion properties at elevated temperatures and pressures |
-
1992
- 1992-02-28 NO NO920789A patent/NO174824B/no not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-02-10 AU AU32932/93A patent/AU660211B2/en not_active Ceased
- 1993-02-15 NZ NZ245902A patent/NZ245902A/en unknown
- 1993-02-18 CA CA002089857A patent/CA2089857A1/en not_active Abandoned
- 1993-02-19 DK DK93200475T patent/DK0558131T3/da active
- 1993-02-19 ES ES93200475T patent/ES2117690T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1993-02-19 EP EP93200475A patent/EP0558131B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-02-19 BR BR9300637A patent/BR9300637A/pt not_active IP Right Cessation
- 1993-02-19 DE DE69317929T patent/DE69317929T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-02-19 AT AT93200475T patent/ATE165161T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-02-24 SK SK134-93A patent/SK281259B6/sk unknown
- 1993-02-24 HU HU9300500A patent/HU213505B/hu not_active IP Right Cessation
- 1993-02-25 IS IS3978A patent/IS1646B/is unknown
- 1993-02-25 CZ CZ93281A patent/CZ285375B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1993-02-25 ID IDP556393A patent/ID854B/id unknown
- 1993-02-26 RU RU9393004690A patent/RU2076320C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1993-02-26 FI FI930892A patent/FI107838B/fi active
- 1993-03-01 US US08/024,316 patent/US5476793A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO920789D0 (no) | 1992-02-28 |
| EP0558131B1 (en) | 1998-04-15 |
| NZ245902A (en) | 1995-05-26 |
| US5476793A (en) | 1995-12-19 |
| EP0558131A2 (en) | 1993-09-01 |
| ID854B (id) | 1996-08-02 |
| NO920789L (no) | 1993-08-30 |
| HU213505B (en) | 1997-07-28 |
| AU660211B2 (en) | 1995-06-15 |
| SK13493A3 (en) | 1993-09-09 |
| AU3293293A (en) | 1993-09-02 |
| BR9300637A (pt) | 1993-11-23 |
| IS1646B (is) | 1997-03-25 |
| EP0558131A3 (sk) | 1994-08-03 |
| FI930892A0 (fi) | 1993-02-26 |
| DE69317929T2 (de) | 1998-12-24 |
| HUT66047A (en) | 1994-09-28 |
| NO174824B (no) | 1994-04-05 |
| ATE165161T1 (de) | 1998-05-15 |
| NO174824C (sk) | 1994-07-13 |
| FI930892A (fi) | 1993-08-29 |
| FI107838B (fi) | 2001-10-15 |
| DK0558131T3 (da) | 1999-02-08 |
| CZ28193A3 (en) | 1994-03-16 |
| HU9300500D0 (en) | 1993-05-28 |
| DE69317929D1 (de) | 1998-05-20 |
| IS3978A (is) | 1993-08-29 |
| RU2076320C1 (ru) | 1997-03-27 |
| CZ285375B6 (cs) | 1999-07-14 |
| CA2089857A1 (en) | 1993-08-29 |
| ES2117690T3 (es) | 1998-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7968055B2 (en) | Device and method for continuous measurement of concentrations of tars in a gas flow | |
| US4824790A (en) | System and method for thermogravimetric analysis | |
| WO2019109381A1 (zh) | 一种快速升温宽量程热重分析仪 | |
| GB2150691A (en) | System for analyzing a sample | |
| US4821303A (en) | Combined thermal analyzer and x-ray diffractometer | |
| CN106290700A (zh) | 一种流化床内气固反应实时工况测量系统 | |
| SK281259B6 (sk) | Spôsob stanovenia reaktivity uhlíkových produktov k vzduchu a oxidu uhličitému a indexu tvorby sadzí a zariadenie na jeho vykonávanie | |
| RU2098802C1 (ru) | Устройство для анализа угольных продуктов | |
| Bandi et al. | Differential Thermal Analysis-Effluent Gas Analysis Method for Identification and Determination of Nitrides in Steel. | |
| EP0110948A1 (en) | ANALYZING METHOD FOR CARBON AND CARBON COMPOUNDS. | |
| US3172732A (en) | Analytical method and apparatus | |
| Leparlouer et al. | Introduction to a new simultaneous TG-DSC 111 | |
| Palmer et al. | Thermal-conductivity method for the analysis of gases | |
| JPS62133352A (ja) | 核燃料酸化物の酸素対金属原子数比の測定方法 | |
| Wharton | An assessment of the critical oxygen index test as a measure of material flammability | |
| Cash et al. | Temperature calibration of thermogravimetric equipment | |
| JP2000292334A (ja) | 重量変化測定用器具およびそれを用いた重量変化測定装置 | |
| JPH04104049A (ja) | 有機化合物中の酸素定量用熱分解管 | |
| CN1003739B (zh) | 硝酸酯类化合物安定性或相容性测定装置 |