Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13887-2:2023 Nhiên liệu sinh học rắn - Xác định hàm lượng ẩm - Phần 2

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13887-2:2023

ISO 18134-2:2017

NHIÊN LIỆU SINH HỌC RẮN - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ẨM - PHẦN 2: TỔNG HÀM LƯỢNG ẨM - PHƯƠNG PHÁP ĐƠN GIẢN

Solid biofuels - Determination of moisture content - Part 2: Total moisture - Simplified method

Lời nói đầu

TCVN 13887-2:2023 hoàn toàn tương đương với ISO 18134-2:2017.

TCVN 13887-2:2023 do Ban Kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC238 Nhiên liệu sinh học rắn biên soạn, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 13887 (ISO 18134), Nhiên liệu sinh học rắn - Xác định hàm lượng ẩm, gồm các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 13887-1:2023 (ISO 18134-1:2022), Phần 1: Phương pháp chuẩn;

- TCVN 13887-2:2023 (ISO 18134-2:2017), Phần 2: Tổng hàm lượng ẩm - Phương pháp đơn giản;

- TCVN 13887-3:2023 (ISO 18134-3:2023), Phần 3: Hàm lượng ẩm trong mẫu phân tích chung.

NHIÊN LIỆU SINH HỌC RẮN - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ẨM - PHẦN 2: TỔNG HÀM LƯỢNG ẨM - PHƯƠNG PHÁP ĐƠN GIẢN

Solid biofuels - Determination of moisture content - Part 2: Total moisture - Simplified method

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này đưa ra phương pháp xác định tổng hàm lượng ẩm của mẫu thử nhiên liệu sinh học rắn bằng tủ sấy và có thể sử dụng khi không yêu cầu độ chính xác cao nhất, ví dụ dùng để kiểm soát sản xuất thường xuyên tại chỗ. Phương pháp này áp dụng cho tất cả nhiên liệu sinh học rắn. Hàm lượng ẩm của nhiên liệu sinh học rắn (khi nhận mẫu) luôn được báo cáo dựa vào tổng khối lượng mẫu thử (ở trạng thái ẩm).

CHÚ THÍCH  Thuật ngữ hàm lượng ẩm khi dùng cho vật liệu sinh khối có thể gây nhầm lẫn vì sinh khối chưa được xử lý thường chứa một lượng hợp chất dễ bay hơi (chất trích ly) khác nhau, có thể bay hơi khi xác định hàm lượng ẩm bằng tủ sấy (xem Thư mục tài liệu tham khảo [1] và [3]).

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để 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 sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 13884 (ISO 14780 with Amd 1) Nhiên liệu sinh học rắn - Chuẩn bị mẫu

ISO 16559 Solid biofuels - Terminology, definitions and descriptions (Nhiên liệu sinh học rắn - Thuật ngữ, định nghĩa và mô tả).

ISO 18135 Solid biofuels - Sampling (Nhiên liệu sinh học rắn - Lấy mẫu).

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này, sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa nêu trong ISO 16559 và các thuật ngữ và định nghĩa sau.

3.1

Cỡ danh nghĩa lớn nhất (norminal top size)

Lỗ sàng trong đó ít nhất 95 % khối lượng vật liệu lọt qua.

3.2

Mẫu thử (test sample)

Mẫu gốc được gửi đến phòng thí nghiệm để phân tích.

3.3

Phần mẫu thử (test portion)

Mẫu được tách từ mẫu thử (3.2) và sử dụng trong quá trình phân tích.

4  Nguyên tắc

Phần mẫu thử của nhiên liệu sinh học rắn phải được sấy ở nhiệt độ 105 °C trong môi trường khí quyển cho đến khi đạt được khối lượng không đổi và phần trăm ẩm được tính từ sự hao hụt khối lượng phần mẫu thử.

Sự khác biệt của quy trình này so với phương pháp chuẩn [TCVN 13887-1 (ISO 18134-1)] là bỏ qua sự tái hút ẩm và chỉ yêu cầu một phép xác định duy nhất. Khối lượng khay khi vẫn còn nóng là nhỏ hơn khối lượng khay khi nguội do sự tái hút ẩm. Mức độ ảnh hưởng của sự tái hút ẩm phụ thuộc vào kích cỡ và khối lượng khay.

5  Thiết bị, dụng cụ

5.1  Tủ sấy, có khả năng kiểm soát nhiệt độ trong khoảng (105 ± 2) °C và sự luân chuyển không khí diễn ra từ ba lần đến năm lần trong một giờ. Tốc độ không khí đủ để hạt của phần mẫu thử không bị văng ra khỏi khay.

5.2  Đĩa và khay, vật liệu không bị ăn mòn, chịu được nhiệt và có kích thước đủ để toàn bộ phần mẫu thử có tỷ lệ không quá 1 g vật liệu trên 1 cm². Bề mặt khay có khả năng giảm thiểu sự hấp phụ/hấp thụ (bề mặt rất sạch và phẳng).

5.3  Cân, có khả năng đọc chính xác đến 0,1 g.

6  Chuẩn bị mẫu

6.1  Giản lược mẫu

Mẫu thử để xác định tổng hàm lượng ẩm thu được tuân theo ISO 18135 và phải bảo quản trong phòng thí nghiệm trong bình hoặc túi kín khí được bịt kín. Phần mẫu thử được chuẩn bị theo TCVN 13884 (ISO 14780) và cỡ danh nghĩa lớn nhất dưới 31,5 mm.

6.2  Sấy phần mẫu thử

Thời gian sấy cần thiết của phần mẫu thử phụ thuộc vào cỡ hạt của vật liệu mẫu thử. Để giẫm thời gian sấy cần thiết, bằng cách băm cắt làm giảm cỡ hạt của vật liệu xuống dưới 31,5 mm, miễn là quy trình băm cắt không làm thay đổi hàm lượng ẩm của vật liệu. Để giảm thiểu sự mất ẩm, quá trình băm cắt diễn ra càng nhanh càng tốt cùng với việc ngăn không khí lưu thông càng nhiều càng tốt. Đối với các mẫu quá ướt, khó có thể băm cắt mà không gây ra sự mất ẩm, vì vậy các mẫu này cần được sấy sơ bộ trước khi băm cắt.

Nếu quy trình bên trên không thực hiện được, phải sử dụng mẫu thử có kích cỡ lớn hơn và thời gian sấy dài hơn. Độ lệch từ quy trình được thiết lập phải ghi lại trong báo cáo thử nghiệm.

CẢNH BÁO  Nhiên liệu sinh học rắn khô dễ hút ẩm. Thực hiện các biện pháp phòng ngừa để đảm bảo ẩm không bị mất trong quá trình chuẩn bị phần mẫu thử. Sự mất ẩm đáng kể từ phần mẫu thử sẽ xảy ra sau một vài phút ở môi trường phòng.

6.3  Khối lượng phần mẫu thử

Khối lượng phần mẫu thử tối thiểu là 300 g.

CHÚ THÍCH  Đối với nhiên liệu sinh học rắn loại hạt mịn (ví dụ mùn cưa và bột nhiên liệu) phần mẫu thử có thể giảm xuống 200 g hoặc 100 g, tương ứng, nếu dùng cân có khả năng đọc chính xác đến 0,01 g.

7  Cách tiến hành

7.1  Xử lý phần mẫu thử

Cân khay trống đã được sấy khô, sạch chính xác đến 0,1 g.

Chuyển phần mẫu thử từ bao bì (bình chứa hoặc túi) sang khay trống đã sấy khô, sạch và trải đều vật liệu với mức không quá 1 g vật liệu trên 1 cm² diện tích bề mặt khay. Trong trường hợp vẫn còn ẩm trên các bề mặt bên trong bao bì, thì lắc bao bì để vật liệu hấp thụ lại lượng ẩm đó trước khi lấy ra khỏi bao bì.

7.2  Cân phần mẫu thử

Cân khay với phần mẫu thử chính xác đến 0,1 g trước khi gia nhiệt.

CHÚ THÍCH 1  Không sử dụng khay sấy có kích thước lớn hơn mức cần thiết vì liên quan đến kích cỡ phần mẫu thử do sự tái hút ẩm khi tiến hành cân lúc nóng (xem TCVN 13887-1 (ISO 18134-1)].

Sau đó, đặt khay vào trong tủ đã điều chỉnh đến nhiệt độ (105 ± 2) °C. Gia nhiệt khay cho đến khi đạt được khối lượng không đổi. Khối lượng được coi là không đổi khi chênh lệch giữa hai lần cân liên tiếp, sau khoảng thời gian gia nhiệt là 60 min, không vượt quá giá trị tuyệt đối là 0,2 % khối lượng. Thời gian sấy cần thiết phụ thuộc vào cỡ hạt của vật liệu, sự luân chuyển không khí trong tủ và chiều dày của lớp vật liệu.

Lấy khay từ tủ ra và cân khay trong khi vẫn còn nóng, chính xác đến 0,1 g trong khoảng từ 10 s đến 15 s để tránh hấp thụ ẩm. Dùng vật liệu cách nhiệt đặt trên đĩa cân để tránh tiếp xúc trực tiếp với khay đang nóng.

CHÚ THÍCH 2  Thời gian sấy cần thiết có thể được xác định trong thử nghiệm sơ bộ trên loại nhiên liệu tương tự với cỡ hạt có thể so sánh được.

Không để tủ sấy bị quá tải. Cho phép môi trường khí quyển và ẩm lưu thông tự do giữa khoảng không bên trên các khay và giữa các khay.

Để ngăn sự hao hụt không cần thiết của các hợp chất dễ bay hơi, thời gian sấy không quá 24 h.

8  Tính toán

Hàm lượng ẩm M_ar của phần mẫu thử, khi nhận mẫu, ở trạng thái ướt, biểu thị bằng phần trăm theo khối lượng, theo công thức (1):

trong đó

m₁  là khối lượng khay sấy trống, tính bằng g;

m₂  là khối lượng khay sấy và phần mẫu thử trước khi sấy, tính bằng g;

m₃  là khối lượng khay sấy và phần mẫu thử sau khi sấy (cân khi vẫn còn nóng), tính bằng g;

Kết quả phải được tính đến hai chữ số thập phân và làm tròn chính xác đến 0,1 % để báo cáo.

9  Các đặc trưng tính năng

Vì các loại nhiên liệu sinh học rắn nêu trong tiêu chuẩn này có tính chất không giống nhau, nên không thể đưa ra một báo cáo độ chụm (độ lặp lại và độ tái lập) đối với phương pháp thử này.

10  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm ít nhất các thông tin sau:

a) nhận diện phòng thí nghiệm thực hiện thử nghiệm và ngày thử nghiệm;

b) nhận diện sản phẩm (hoặc mẫu) thử;

c) viện dẫn tiêu chuẩn này;

d) kết quả thử nghiệm ở trạng thái ướt;

e) bất kỳ đặc điểm bất thường nào được ghi nhận trong quá trình xác định có thể ảnh hưởng đến kết quả;

f) bất kỳ sai khác nào so với tiêu chuẩn này hoặc như một tùy chọn.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ISO 16993:2016, Solid biofuels - Conversion of analytical results from one basis to another.

[2] TCVN 13887-1 (ISO 18134-1) Nhiên liệu sinh học rắn - Xác định hàm lượng ẩm - Phần 1: Phương pháp chuẩn.

[3] Samuelsson, R., Burvall, J., Jirjis, R. Comparison of different methods for the determination of moisture content in biomass. Biomass bioenergy. 2006, 30, 929 - 934.

[4] Samuelsson, R., Nilsson, C., Burvall, J., Sampling and GC-MS as a method for analysis of volatile organic compounds (VOC) emitted during oven drying of biomass material. Biomass bioenergy. 2006, 30, 923 - 928.