Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8621:2015 (ISO 17247:2013)
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8621:2015 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 17247:2013, quy định các phương pháp phân tích nguyên tố chính (bao gồm cacbon, hydro, nitơ, lưu huỳnh và oxy) trong mẫu than. Dưới đây là tóm tắt chi tiết nội dung cốt lõi từ Phần mở đầu và các Điều khoản đầu (từ Điều 1 đến Điều 4) của tiêu chuẩn này.
Điều 1: Phạm vi áp dụng
Điều khoản này xác định rõ giới hạn, đối tượng và mục đích áp dụng của tiêu chuẩn:
- Tiêu chuẩn thiết lập một quy trình chuẩn hóa để xác định hàm lượng các nguyên tố hóa học chính cấu thành nên than bao gồm: cacbon, hydro, nitơ, lưu huỳnh và oxy.
- Đối tượng áp dụng trực tiếp là các loại than đá, than á bitum và than antraxít.
- Kết quả thu được từ phương pháp phân tích này là cơ sở quan trọng để đánh giá chất lượng nhiệt năng, tính toán hiệu suất quá trình đốt cháy, kiểm soát phát thải khí nhà kính và phân loại thương mại các sản phẩm than.
Điều 2: Tài liệu viện dẫn
Để đảm bảo tính chính xác khi thực hiện quy trình phân tích, tiêu chuẩn yêu cầu áp dụng đồng thời các tài liệu viện dẫn quan trọng sau đây:
- Các tiêu chuẩn về xác định độ ẩm của mẫu thử phân tích (như phương pháp sấy trong dòng khí nitơ hoặc phương pháp sấy trong không khí).
- Các tiêu chuẩn về xác định hàm lượng tro trong nhiên liệu khoáng rắn.
- Các tiêu chuẩn liên quan đến phương pháp xác định lưu huỳnh tổng số bằng phương pháp hóa học thông thường hoặc phương pháp dụng cụ tự động.
- Các tiêu chuẩn về lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử để đảm bảo tính đại diện của mẫu than đưa vào phân tích.
Điều 3: Thuật ngữ và định nghĩa
Tiêu chuẩn đưa ra các định nghĩa thống nhất nhằm đồng bộ hóa cách hiểu và cách biểu thị kết quả phân tích:
- Phân tích nguyên tố (Ultimate analysis): Là việc xác định hàm lượng các nguyên tố cacbon, hydro, nitơ, lưu huỳnh tổng số và hàm lượng tro của mẫu than, sau đó tính toán hàm lượng oxy bằng hiệu số.
- Cacbon tổng số: Bao gồm toàn bộ lượng cacbon hữu cơ có trong chất hữu cơ của than và cacbon vô cơ tồn tại dưới dạng muối cacbonat trong các khoáng vật đi kèm.
- Hydro tổng số: Bao gồm lượng hydro liên kết hóa học trong hợp chất hữu cơ của than và hydro trong nước liên kết của các khoáng vật, nhưng loại trừ lượng hydro có trong độ ẩm tự do của mẫu.
Điều 4: Nguyên tắc xác định
Điều khoản này quy định nguyên lý kỹ thuật cốt lõi để xác định từng nguyên tố trong phòng thí nghiệm:
- Cacbon, hydro và nitơ: Được xác định bằng cách đốt cháy mẫu than trong môi trường oxy ở nhiệt độ cao để chuyển hóa hoàn toàn các nguyên tố này thành các hợp chất khí tương ứng (CO2, H2O, và các oxit nitơ sau đó được khử thành N2). Hàm lượng các khí này được đo bằng các đầu dò chuyên dụng (như đầu dò hồng ngoại hoặc đầu dò dẫn nhiệt) tích hợp trong thiết bị phân tích tự động.
- Lưu huỳnh: Được xác định bằng phương pháp hóa học (như phương pháp khối lượng Eschka) hoặc phương pháp đốt cháy ở nhiệt độ cao kèm đầu dò hồng ngoại để xác định lượng lưu huỳnh tổng số.
- Oxy: Không được xác định bằng thực nghiệm trực tiếp mà được tính toán gián tiếp bằng công thức toán học. Hàm lượng oxy (tính bằng phần trăm khối lượng) bằng 100% trừ đi tổng hàm lượng phần trăm của cacbon, hydro, nitơ, lưu huỳnh tổng số và tro, sau khi tất cả các giá trị đã được quy đổi về cùng một trạng thái mẫu (thường là trạng thái khô).
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 8621:2015
ISO 17247:2013
THAN - PHÂN TÍCH CÁC NGUYÊN TỐ CHÍNH
Coal - Ultimate analysis
Lời nói đầu
TCVN 8621:2015 thay thế TCVN 8621:2010
TCVN 8621:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 17247:2013.
TCVN 8621:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC27 Nhiên liệu khoáng rắn biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
THAN - PHÂN TÍCH CÁC NGUYÊN TỐ CHÍNH
Coal - Ultimate analysis
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định quy trình phân tích các nguyên tố chính của than và được sử dụng chung cho công nghiệp than nhằm cung cấp cơ sở để so sánh các loại than
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết khi áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các bản sửa đổi (nếu có).
TCVN 172 (ISO 589), Than đá - Xác định hàm lượng ẩm toàn phần
TCVN 173 (ISO 1171), Nhiên liệu khoáng rắn - Xác định tro
TCVN 175 (ISO 334), Nhiên liệu khoáng rắn - Xác định hàm lượng lưu huỳnh tổng - Phương pháp Eschka
TCVN 255 (ISO 609), Nhiên liệu khoáng rắn - Xác định cacbon và hydro - Phương pháp đốt ở nhiệt độ cao
TCVN 4916 (ISO 351), Nhiên liệu khoáng rắn xác định tổng lưu huỳnh - Phương pháp đốt ở nhiệt độ cao
TCVN 8622 (ISO 19579), Nhiên liệu khoáng rắn - Xác định lưu huỳnh bằng phép đo phổ hồng ngoại (IR)
TCVN 9816 (ISO 29541), Nhiên liệu khoáng rắn - Xác định tổng hàm lượng carbon, hydro, nitơ - Phương pháp nung
TCVN 11152 (ISO 11722), Nhiên liệu khoáng rắn - Than đá - Xác định độ ẩm trong mẫu thử phân tích chung bằng dòng nitơ khô
ISO 625, Nhiên liệu khoáng rắn - Xác định cacbon và hydro - Phương pháp Liebig
ISO 1213-2, Nhiên liệu khoáng rắn - Từ vựng - Phần 2: Thuật ngữ liên quan đến lấy mẫu, thử nghiệm và phân tích.
3 Thuật ngữ và định nghĩa
Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa nêu trong ISO 1213-2 và ngoài ra còn áp dụng các thuật ngữ, định nghĩa về phân tích các nguyên tố chính như sau.
3.1
Phân tích các nguyên tố chính (ultimate analysis)
Phân tích nhiên liệu khoáng rắn được báo cáo theo hàm lượng carbon, hydro, nitơ, lưu huỳnh, tro, ẩm và oxy tính toán.
CHÚ THÍCH: Định nghĩa này bao gồm sự có mặt của hydro và oxy trong nước của vật liệu khoáng kết hợp với than và sự có mặt của cacbon và oxy có trong carbonat khoáng.
3.2
Oxy tính toán (oxygen by difference)
Lấy 100 trừ đi tổng hàm lượng cacbon, hydro, nitơ, lưu huỳnh, tro và ẩm của nhiên liệu khoáng rắn, biểu thị bằng phần trăm khối lượng.
4 Nguyên tắc
Phân tích hàm lượng cacbon, hydro, nitơ, lưu huỳnh, tro và ẩm trong than. Oxy tính toán được tính và báo cáo kết quả ở trạng thái được ưu tiên, khi phân tích các nguyên tố chính.
5 Chuẩn bị mẫu
Chuẩn bị mẫu sao cho đáp ứng các yêu cầu của các phương pháp thử khác nhau (xem Bảng 1).
6 Phương pháp thử
Tiến hành xác định theo các phương pháp thử quy định trong Bảng 1.
Bảng 1 - Các phương pháp thử tiêu chuẩn dùng để phân tích các nguyên tố chính
| Thành phần | Phương pháp thử cổ điển | Phương pháp thử sử dụng thiết bị |
| Carbon và hyđro | TCVN 255 (ISO 609) hoặc ISO 625 | TCVN 9816 (ISO 29541) |
| Nitơ | - | TCVN 9816 (ISO 29541) |
| Lưu huỳnh tổng | TCVN 175 (ISO 334) hoặc TCVN 4916 (ISO 351) | TCVN 8622 (ISO 19579) |
| Tro | TCVN 173 (ISO 1171) | - |
| Ẩm trong mẫu khô không khí | TCVN ISO 11722 | - |
| Ẩm toàn phần (nếu yêu cầu báo cáo ở trạng thái “như nhận được”) | TCVN 172 (ISO 589) | - |
7 Biểu thị kết quả
Các thông số của mẫu như đã phân tích hoặc tính toán theo hiệu số, biểu thị bằng phần trăm khối lượng, có thể được tính trên những trạng thái khác nhau sử dụng công thức trong Bảng 2.
Xem Phụ lục A về ví dụ báo cáo phân tích các nguyên tố chính trên những trạng thái khác nhau.
8 Báo cáo thử nghiệm
Báo cáo thử nghiệm gồm các nội dung sau:
a) viện dẫn tiêu chuẩn này TCVN 8621 (ISO 17247);
b) nhận dạng mẫu thử;
c) phương pháp hoặc các phương pháp được sử dụng;
d) kết quả và trạng thái báo cáo.
Bảng 2 - Công thức để tính kết quả trên những trạng thái khác nhau
| Trạng thái báo cáo | ||||
| Như phân tícha | Không kể hydro và oxy trong hàm lượng ẩm | Khô | Kể cả hydro và oxy trong hàm lượng ẩm | |
| Khô không khí (ad) | Như nhận được (ar) | (d) | Như nhận được (ar, m) | |
| Các thông số (tro, cacbon, nitơ hoặc lưu huỳnh) | ||||
| P | Pad = P |
|
|
|
| Hydro | ||||
| H | Had = H - 0,111 9 Mad |
|
|
|
| Oxy (tính toán) | ||||
| O = 100 - (C H N S A) | Oad = O - 0,888 1 Mad hoặc Oad = 100 - (Cad Had Nad Sad Aad Mad) |
hoặc Oar = 100 - (Car Har Nar Sar Aar Mar |
hoặc Od = 100 - (Cd Hd Nd Sd Ad) |
hoặc Oar,m = 100 - (Car Har Nar Sar Aar) |
| a Kể cả hydro và oxy trong hàm lượng ẩm Trong đó C, H, N, S, A là phần trăm khối lượng tương ứng của cacbon, hydro, nitơ, lưu huỳnh và tro trong mẫu được biểu thị như phân tích (có nghĩa là không hiệu chính); Chú thích: Hydro và oxy được báo cáo trên trạng thái như phân tích kể cả hydro và oxy trong ẩm tự do được liên kết với mẫu phân tích. M là hàm lượng ẩm, biểu thị bằng phần trăm khối lượng; O là oxy tính toán | ||||
Phụ lục A
(tham khảo)
Ví dụ về phân tích các nguyên tố chính
| Thông số % khối lượng | Như phân tích | Không kể hydro và oxy trong hàm lượng ẩm | Không kể hydro và oxy trong hàm lượng ẩm Như đã nhận (ar) | Khô (d) | Như đã nhận (ar, m) |
| Cacbon | 70,0 | 70,0 | 66,4 | 72,2 | 66,4 |
| Hydro | 4,34 | 4,00 | 3,79 | 4,12 | 4,69 |
| Nitơ | 1,50 | 1,50 | 1,42 | 1,55 | 1,42 |
| Lưu huỳnh | 0,50 | 0,50 | 0,47 | 0,52 | 0,47 |
| Tro | 10,0 | 10,0 | 9,5 | 10,3 | 9,5 |
| Oxy tính toán | 13,7 | 11,0 | 10,4 | 11,3 | 17,5 |
| Ẩm trong mẫu khô không khí | - | 3,0 | - | - | - |
| Ẩm toàn phần | - | - | 8,0 | - | - |
| Tổng cộng | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 |
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8821:2011 về Phương pháp xác định chỉ số CBR của nền đất và các lớp móng đường bằng vật liệu rời tại hiện trường
- 2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 172:2011 (ISO 589:2008) về Than đá - Xác định hàm lượng ẩm toàn phần
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9816:2013 (ISO 29541:2010) về Nhiên liệu khoáng rắn - Xác định tổng hàm lượng carbon, hydro và nitơ - Phương pháp nung
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 173:2011 (ISO 1171:2010) về Nhiên liệu khoáng rắn – Xác định tro
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8622:2010 (ISO 19579:2006) về Nhiên liệu khoáng rắn - Xác định lưu huỳnh bằng phép đo phổ hồng ngoại ( IR )
- 6 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 255:2007 (ISO 609 : 1996) về Nhiên liệu khoáng rắn - Xác định cacbon và hydro - Phương pháp đốt ở nhiệt độ cao
- 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4916:2007 (ISO 351 : 1996) về Nhiên liệu khoáng rắn - Xác định tổng hàm lượng lưu huỳnh - Phương pháp đốt ở nhiệt độ cao
- 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 175:2015 (ISO 334:2013) về nhiên liệu khoáng rắn - Xác định hàm lượng lưu huỳnh tổng - Phương pháp ESCHKA
- 9 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11152:2015 (ISO 11722:2013) về Nhiên liệu khoáng rắn – Than đá – Xác định hàm lượng ẩm trong mẫu thử phân tích chung bằng cách làm khô trong nitơ
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11235-3:2015 (ISO 16120-3:2011) về Thép thanh cuộn không hợp kim để chế tạo dây - Phần 3: Yêu cầu riêng đối với thép thanh cuộn sôi và nửa lặng có hàm lượng cacbon thấp
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11235 -4:2015 (ISO 16120-4:2011) về Thép thanh cuộn không hợp kim để chế tạo dây - Phần 4: Yêu cầu riêng đối với thép thanh cuộn dùng cho các ứng dụng đặc biệt
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11088:2015 (ISO 12771:1997) về Dụng cụ thí nghiệm bằng chất dẻo - Pipet huyết thanh dùng một lần
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8821:2011 về Phương pháp xác định chỉ số CBR của nền đất và các lớp móng đường bằng vật liệu rời tại hiện trường
- 2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 172:2011 (ISO 589:2008) về Than đá - Xác định hàm lượng ẩm toàn phần
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8621:2010 (ISO 17247:2005) về Than - Phân tích các nguyên tố chính
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9816:2013 (ISO 29541:2010) về Nhiên liệu khoáng rắn - Xác định tổng hàm lượng carbon, hydro và nitơ - Phương pháp nung
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 173:2011 (ISO 1171:2010) về Nhiên liệu khoáng rắn – Xác định tro
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8622:2010 (ISO 19579:2006) về Nhiên liệu khoáng rắn - Xác định lưu huỳnh bằng phép đo phổ hồng ngoại ( IR )
- 7 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 255:2007 (ISO 609 : 1996) về Nhiên liệu khoáng rắn - Xác định cacbon và hydro - Phương pháp đốt ở nhiệt độ cao
- 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4916:2007 (ISO 351 : 1996) về Nhiên liệu khoáng rắn - Xác định tổng hàm lượng lưu huỳnh - Phương pháp đốt ở nhiệt độ cao
- 9 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11235-3:2015 (ISO 16120-3:2011) về Thép thanh cuộn không hợp kim để chế tạo dây - Phần 3: Yêu cầu riêng đối với thép thanh cuộn sôi và nửa lặng có hàm lượng cacbon thấp
- 10 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11235 -4:2015 (ISO 16120-4:2011) về Thép thanh cuộn không hợp kim để chế tạo dây - Phần 4: Yêu cầu riêng đối với thép thanh cuộn dùng cho các ứng dụng đặc biệt
- 11 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11088:2015 (ISO 12771:1997) về Dụng cụ thí nghiệm bằng chất dẻo - Pipet huyết thanh dùng một lần
- 12 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 175:2015 (ISO 334:2013) về nhiên liệu khoáng rắn - Xác định hàm lượng lưu huỳnh tổng - Phương pháp ESCHKA
- 13 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11152:2015 (ISO 11722:2013) về Nhiên liệu khoáng rắn – Than đá – Xác định hàm lượng ẩm trong mẫu thử phân tích chung bằng cách làm khô trong nitơ