Муфельні печі для спалювання (озолення) до 1200°C Carbolite Gero
Асортимент печей для озолення Carbolite Gero охоплює одне з найпоширеніших застосувань лабораторних камерних печей: Нагрівання горючих зразків з метою аналізу отриманого зольного залишку. Оскільки не існує єдиного рішення для всіх вимог, доступні різні печі, пристосовані для озолення і спалювання.
Озолення
Озолення - це процес видалення всього органічного матеріалу зі зразка шляхом нагрівання на повітрі. Метою процесу може бути визначення пропорційної маси залишкового матеріалу (золи), або це може бути проміжним етапом підготовки зразка для інших цілей, таких як визначення неорганічних компонентів за допомогою РФА (рентгенівської флуоресценції), мас-спектроскопії або для інших тестів, таких як визначення плавкості золи.
Процес озолення
Підготовлені зразки нагрівають на повітрі до тих пір, поки вони не вступають в реакцію з киснем і не згоряють. Органічні сполуки в зразку згодом окислюються, а залишковий попіл складається з неорганічних, негорючих сполук.
Деякі випробування визначені міжнародними стандартами, такими як ISO, EN, ASTM тощо, яким повинні відповідати як процес, так і обладнання, що використовується. Існують також процеси з конкретними цілями, наприклад, визначення втрати при займанні (LOI), які вимагають зважування зразків до і після озолення для визначення зменшення маси, спричиненого нагріванням. Також можна безперервно зважувати зразки під час процесу нагрівання, щоб зафіксувати швидкість зменшення маси зразка і визначити повне згоряння, використовуючи піч з інтегральними вагами.
Спеціалізована піч для озолення є найбільш підходящим обладнанням для проведення цього процесу. Carbolite Gero виробляє ряд печей для озолення загального призначення, а також печі, розроблені відповідно до конкретних стандартів випробування вугілля і коксу.
Печі для озолення
Зазвичай піч для озолення спроектована таким чином, щоб забезпечити високий рівень повітряного потоку через камеру для сприяння спалюванню зразків і видалення диму, що утворюється під час обробки.
Повітря проходить через ізоляційний блок печі, щоб забезпечити його попереднє нагрівання перед входом в камеру; це знижує ризик ненавмисного зниження температури під час обробки. Збільшений потік повітря також служить для виведення диму і летючих речовин з камери і виведення їх у вихлопну трубу.
Додатковий допалювач або термічний каталітичний окислювач, встановлений на вихлопі, може додатково зменшити викиди в навколишню атмосферу.
Повітря забирається через вхідний отвір в задній частині печі і направляється через ізоляцію, де попередньо нагрівається, перш ніж потрапити в камеру.
Через ризик того, що вихлопні гази і леткі речовини, які виділяються зі зразків, можуть пошкодити нагрівальні елементи, піч для озолення часто оснащують захисними елементами з карбіду кремнію (SiC), які розташовуються в камері печі і створюють бар'єр між зразками і нагрівальними елементами.
У менших моделях нагрівальні елементи обгорнуті навколо керамічного муфеля, в який поміщають зразки. Муфель утримує дим і летючі речовини, що утворюються в процесі, захищаючи при цьому нагрівальні елементи від забруднення.
Для випробувань або процесів, де пил глинозему/кремнезему може спотворити результати або вступити в реакцію зі зразком, утворюючи корозійні пари, може знадобитися камера з плавленого кварцу для захисту як печі, так і процесу.
Галузі, які використовуюють прцес озолення
Як харчова, так і фармацевтична промисловість озолюють зразки своєї продукції в рамках контролю якості, щоб визначити кількість неорганічних, неперетравлюваних речовин, що містяться в них. За необхідності, зразки можуть бути подрібнені або розмелені, щоб збільшити площу поверхні і дати можливість змішати їх з іншими сполуками перед нагріванням.
Оскільки склад продуктів може змінюватися через їхнє природне походження, в нафтохімічній промисловості часто проводять озолення зразків вуглеводневих матеріалів, щоб визначити кількість присутніх металів та інших неорганічних хімічних речовин. Це важливо, оскільки певні метали та мінерали можуть спричинити пошкодження обладнання для переробки або подальших процесів.
Приклад озолення
У наступному прикладі показано зміну ваги зразка і температури в камері в печі для озолення, оснащеній допалювачем.
- Холодний зразок поміщається в гарячу камеру і запалюється.
- Самозаймання зразка призводить до підвищення температури.
- Зміна ваги відбувається швидко в міру згоряння зразка.
Вигляд зсередини печі для озолення
Поперечний переріз печі для озолення ABF. Повітря втягується через вхідний отвір в задній частині печі і направляється через ізоляцію, де попередньо нагрівається, перш ніж потрапити в камеру. Дим і летючі речовини виходять в камеру допалювання, куди надходить додаткове повітря для сприяння горінню. Вентилятор змушує дим і свіже повітря змішуватися в камері і виходити через витяжну трубу.
- Вхід повітря - повітря попередньо нагрівається перед входом в камеру
- Подача повітря в допалювач для забезпечення повного згоряння
- Вхід повітря в пленум для охолодження газів перед тим, як вони потрапляють у витяжний вентилятор
- Димохід
- Топкова камера
- Допалювач
- Витяжний вентилятор
- Дворівневий перфорований кошик зі зразками
Приклади застосування
Зразки матеріалів, які спалюються в печах, включають продукти харчування, ґрунт і торф, пластикові контейнери, гуму, корми для тварин/зернові, шерсть і натуральне волокно, папір, борошно, фармацевтичні продукти, рослинні олії, фарби, поліестер і скловолокно, желатин, осад стічних вод, деревину і кераміку для пробного випалу, ґрунт для визначення вмісту мінеральних речовин або пластифікований ПВХ для визначення вмісту карбонату кальцію.
Інші процеси, в яких використовується піч для озолення:
- Визначення сульфатної золи
- Спалювання коксу та сірки у відпрацьованих каталізаторах
- Вимірювання втрат при запалюванні
- Випалювання залишків хлориду ртуті
- Визначення вмісту наповнювача в папері
- Видалення сажі зі зразків викуреного кремнієвого мастила
- Очищення ICP пальників
- Визначення летких суспендованих речовин в аналізі стічних вод
- Визначення золи в зразках вугілля
- Вигоряння смоли в зразках для випробувань на фреон