Phân tích các chỉ tiêu trong than đá

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU.......................................................................................................................................................3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THAN..............................................................................................................5
1.1: Nguồn gốc, sự hình thành của than...................................................................................................5
1.2: Sự phân bố than ở Việt Nam.............................................................................................................7
1.3: Đặc điểm của than...........................................................................................................................11
1.3.1:Thành phần hoá học của than...................................................................................................12
1.3.2: Thành phần công nghệ của than...............................................................................................13
1.4: Vai trò và ứng dụng của than...........................................................................................................17
1.5: Một số tiêu chuẩn ngành về than....................................................................................................18
CHƯƠNG 2: LẤY MẪU VÀ GIA CÔNG MẪU..................................................................................................23
2.1: Các phương pháp lấy mẫu...............................................................................................................23
2.1.1: Lấy mẫu theo khoảng thời gian.................................................................................................24
2.1.2: Lấy mẫu theo khoảng khối lượng..............................................................................................24
2.1.3: Lấy mẫu ngẫu nhiên phân tầng.................................................................................................25
2.1.4: Lấy mẫu đơn.............................................................................................................................25
2.1.5: Nhiên liệu đang chuyển động...................................................................................................26
2.2: Gia công mẫu...................................................................................................................................31
2.2.1: Thiết lập một mẫu....................................................................................................................31
2.2.2: Chia mẫu...................................................................................................................................31
2.2.3: Giảm cỡ hạt..............................................................................................................................32
2.2.4: Trộn...........................................................................................................................................32
2.2.5: Sấy khô trong không khí............................................................................................................33
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU TRONG THAN..........................................................35
3.1: XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM TOÀN PHẦN BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG...............................................35
3.1.1: Phương pháp hai giai đoạn.......................................................................................................36
3.1.2: Phương pháp 1 giai đoạn..........................................................................................................40
3.2: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG TRO (Aa) BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG..........................................42
3.2.1: Nguyên tắc................................................................................................................................42
3.2.2: Điều kiện tiến hành:..................................................................................................................43

1


3.3: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHẤT BỐC (Va) THEO PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG..................................44
3.3.1: Nguyên tắc:...............................................................................................................................45
3.3.2: Điều kiện tiến hành:..................................................................................................................45
3.4: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG LƯU HUỲNH CHUNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ESCHKA................................47
3.4.1: Nguyên tắc:...............................................................................................................................47
3.4.2: Điều kiện tiến hành:..................................................................................................................48
3.5: XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ TỎA NHIỆT TOÀN PHẦN BẰNG PHƯƠNG PHÁP BOM ĐO NHIỆT LƯỢNG............52
3.5.1: Nguyên tắc................................................................................................................................53
3.5.2: Những điều kiện xác dịnh nhiệt năng của than.........................................................................55
3.5.3: Cách tiến hành:.........................................................................................................................56
3.5.4: Xác định đương lượng nước của nhiệt lượng kế......................................................................57
3.5.5: Xác định nhiệt năng cao, nhiệt năng thấp.................................................................................58
KẾT LUẬN....................................................................................................................................................60
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................................................61

2


MỞ ĐẦU
Năng lượng trong thế kỷ XXI đang là vấn đề nóng hổi trên toàn cầu. Khi
nguồn nhiên liệu dầu và khí đốt dự báo sẽ cạn kiệt trong vòng 50 đến 60 năm tới,
dẫn đến giá dầu, khí ngày một tăng cao và do đó nó làm cho nhiều ngành sản xuất
phụ thuộc nhiều vào nguồn nhiên liệu này phải lao đao đặc biệt là ở những quốc gia
nhập khẩu dầu, khí. Các nguồn năng lượng tái tạo như : năng lượng mặt trời, năng
lượng gió, địa nhiệt, năng lượng biển… trong những năm gần đây người ta đã
nghiên cứu ứng dụng khá nhiều, nhưng hiệu suất của các thiết bị này còn rất thấp,

chưa thể đáp ứng được nhu cầu sử dụng năng lượng hiện nay. Trong khi đó nguồn
nhiên liệu hoá thạch than đá với trữ lượng còn rất lớn và phân bố rộng khắp trên
toàn cầu.
Vì vậy, để giải quyết vấn đề năng lượng hiện nay và vài trăm năm tới thì việc
sử dụng than đá vẩn là giải pháp có ưu thế nhất.
Than là một trong những nguồn tài nguyên khoáng sản quý giá của quốc gia,
đấy là nguồn lợi thiên nhiên ban tặng cho các quốc gia. Than đá là nguồn nhiên liệu
có trữ lượng lớn nhất so với các nguồn khoáng sản khác. Hàng năm có hàng tỷ tấn
than đã được khai thác trên toàn thế giới, nhu cầu sử dụng than vẫn đang tăng lên
hang năm. Các mỏ than phân bố trên khắp thế giới, có khoảng 70 quốc gia trên thế
giới sở hữu ngồn tài nguyên này và một số ước đoán nguồn than trên trái đất sẽ cạn
kiệt sau khoảng 100 năm nữa với tốc độ khai thác như hiện nay.
Đối với Việt Nam, than có vai trò hết sức quan trọng trong việc khai thác, sử
dụng và tiến hành suất khẩu. Ngành than được coi là ngành công nghiệp hạ tầng
của các ngành công nghiệp quan trọng khác khi mà cung cấp đầu vào cho các
ngành về hóa chất, xi măng, điện, phân bón,… sự phát triển của ngành than gắn
liền với sự phát triển của các ngành nghề khác trong nền kinh tế.
3


Tuy nhiên mỗi ngành công nghiệp khác nhau lại đòi hỏi một yêu cầu khác
nhau cho chất lượng nguyên liệu đầu vào. Do vậy việc phân tích hàm lượng thành
phần các chất trong than và lượng nhiệt tỏa ra đối với các loại than là rất quan
trọng.
Chính vì thế tôi đã lựa chọn đề tài:“Phân tích các chỉ tiêu trong than đá”, để
phân tích thành phần các chất cũng như các thành phần công nghiệp có trong than
để từ đó có thể sử dụng chúng một cách hiệu quả hơn.
Các nội dung nghiên cứu trong bản đồ án:
•
•

•
•
•
•
•

Các phương pháp lấy mẫu và gia công mẫu.
Các phương pháp xác định các chỉ tiêu trong than
Xác định độ ẩm toàn phần bằng phương pháp khối lượng.
Xác định hàm lượng tro (Aa) bằng phương pháp khối lượng.
Xác định hàm lượng chất bốc (Va) theo phương pháp khối lượng.
Xác định hàm lượng lưu huỳnh chung bằng phương pháp Eschka.
Xác định giá trị tỏa nhiệt toàn phần bằng phương pháp bom đo nhiệt
lượng.

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THAN
1.1: Nguồn gốc, sự hình thành của than.
- Than hình thành từ sự cacbon hóa cây cối, thực vật. Khi thực vật chết,
cacbon trong mô của chúng thường tái lưu chuyển vào môi trường khi chúng bị
phân hủy.Sự cacbon hóa xảy ra khi vật chất thực vật chết chịu tác động của nhiệt và
áp suất trong hàng triệu năm.Những hạng than khác nhau được hình thành do sự
phối hợp khác nhau về thời gian, nhiệt độ và áp suất tác động lện vật chất thực vật.
- Hầu hết than đá trên thế giới được hình thành trong kỉ cacbon từ 360 tới 286
triệu năm trước. Trong thời kỳ này, những khu vực rộng lớn trên bề mặt trái đất bao
phủ rừng già ẩm ướt.Cây chết ngã xuống đầm lầy không bị phân hủy hoàn toàn mà
tích tụ thành những lớp than bùn dày, ẩm ướt.Sau đó, khi đầm lầy bị biển tràn ngập,
than bùn bị vùi dưới các lớp trầm tích.Qua những thời kỳ lâu dài, trầm tích phân dã

thêm và dần dà khô và cứng thành than nâu hay linhit.Khi có thêm những lớp trầm
tích mới, nhiệt năng và áp suất cao, biến linhit thành than bitum (hắc ín, nhựa
đường).Trong vài trường hợp, áp suất gia tăng biến than bitum thành than antraxit
(hay than gầy).
- Antraxit được coi là than cứng vì nó giống như đá antraxit là than tốt nhất
và chứa 86-98% cacbon. Nó cháy với ngọn lửa màu lam sang và rất ít khói, vì vậy
thường được sử dụng ở thành thị để ít gây ô nhiễm.
- Than bittum là than thường gặp nhất, nó chứa tới 86% cacbon. Than bitum
cũng chứa chất bay hơi nhiều nhất, có thể được chưng cất để lấy khí và nhựa than.
Một trong những khám phá quan trọng nhất của cuộc Cách mạng Công nghệp là
quy trình nung than bitum trong lò để có than cốc.

5


- Than linhit và than nâu đôi khi khá mềm, có thể bóp vụn bằng tay. Chúng
chứa cacbon ít hơn than bitum, và thường được nắn thành viên hay khối khi sử
dụng.

Di tích hóa thạch của cây Neuopteris fexuosa tìm thấy trong than đá.Cây này
sống kỷ cacbon (360 – 286 triệu năm trước). Khi cấu tạo than lắng xuống, cây bị
kẹt trong đó. Dầu vật chất thực vật bị phân hủy, nó cũng để lại hình ảnh rõ nét
trong vỉa than.

6


Di tích hóa thạch của cây Neuopteris fexuosa tìm thấy trong than đá.Cây này
sống kỷ cacbon (360 – 286 triệu năm trước). Khi cấu tạo than lắng xuống, cây bị
kẹt trong đó. Dầu vật chất thực vật bị phân hủy, nó cũng để lại hình ảnh rõ nét

trong vỉa than.

Nước ở đầm lầy thường không chứa đủ oxi hoặc vi khuẩn cho sự phân hủy
bình thường. Vật chất thực vật chết dần dà tạo thành một lớp than bùn ngập
nước.trải qua hang ngàn năm, những lớp than cứ dày lên, có thể tới 30m. Dầu than
bùn chưa phải là than đá, có thể dung nó làm nhiên liệu cấp thấp.Khi mới được đào
từ đất lên, than bùn là một chất đen nhơn nhớt, chứa độ 70% nước.Sau khi phơi
khô, nó là một chất rắn nâu, giòn.Khi đốt, than bùn phát ra nhiều khói dày đặc. Ở
nhiều vùng nông thôn châu Âu than bùn vẫn được đào bằng tay theo lối cổ truyền
và được đặt để sưởi ấm nhà cửa. Một số nước, than bùn được đào bằng máy và
được sử dụng trong những nhà máy điện nhỏ.
1.2: Sự phân bố than ở Việt Nam
* Sự phân bố của than
Bể than Antraxit Quảng Ninh : Nằm về phía Đông BẮc Việt Nam, dài khoảng
130 Km, rộng từ 10 đến 30 Km, có tổng trữ lượng than khoảng 10,5 tỉ tấn. Than
7


Antraxit Quảng Ninh có chất lượng tốt, phân bố gần các cảng biển, đầu mối giao
thông... rất thuận lợi cho khai thác và tiêu thụ sản phẩm. Than Antraxit Quảng Ninh
đã được triều đình nhà Nguyễn khai thác từ năm 1820 và người Pháp khai thác từ
năm 1888-1955. Từ năm 1955 đến nay do chính phủ Việt Nam quản lý và khai
thác.

Mỏ than khai thác lộ thiên ở Quảng Ninh
Bể than Đồng bằng sông Hồng : nằm trọn trong vùng đồng bằng châu thổ
sông Hồng, có đỉnh là Việt Trì và cạnh đáy là đường bờ biển kéo dài từ Ninh Bình
đến Hải Phòng và dự kiến còn kéo dài ra vùng thềm lục địa của biển Đông Việt
Nam... Với diện tích khoảng 3500 Km2, với tổng trữ lượng than dự báo khoảng
210 tỷ tấn.Các vỉa than thường được phân bố ở độ sâu -100 đến -3500m và có khả

năng còn sâu hơn nữa.Than thuộc loại Ábitum B (Subbituminous B), rất thích hợp
với công nghệ nhiệt điện, xi măng, luyện thép và hoá chất.

8


Mỏ than nằm bên dưới đồng bằng sông Hồng
Các mỏ than vùng Nội địa: Có trữ lượng khoảng 400 triệu tấn than, phân bố ở
nhiều tỉnh, gồm nhiều chủng loại than: Than nâu-lửa dài (mỏ than Na Dương, mỏ
than Đồng Giao); than bán Antraxit ( mỏ than Núi Hồng, mỏ than Khánh Hoà, mỏ
than Nông Sơn); than mỡ ( mỏ than Làng Cẩm, mỏ than Phấn Mễ, mỏ than Khe
Bố)..., có nhiều mỏ than hiện đang được khai thác.
Các mỏ than Bùn: Tổng trữ lượng than bùn trong cả nước dự kiến có khoảng 7
tỉ mét khối. Phân bố ở hầu khắp 3 miền: Bắc, Trung, Nam của Việt Nam, nhưng
chủ yếu tập trung ở miền Nam Việt Nam, đây là loại than có độ tro cao, nhiệt lượng
thấp, ở một số khu vực có thể khai thác làm nhiên liệu, còn lại chủ yếu sẽ được sử
dụng làm phân bón phục vụ nông nghiệp.
* Tình hình khai thác và sử dụng
Hiện nay, mỏ than Quảng Ninh cùng một số mỏ than nhỏ đang được tiến
hành khai thác phục vụ thị trường nội địa và xuất khẩu:

9


Trong giai đoạn 2001 – 2010, mục tiêu xuất khẩu than đá là 4 triệu tấn/ năm.
Năm 2005 khai thác được khoảng 25 triệu tấn, xuất khẩu đạt gần 18 triệu tấn, vượt
cả chỉ tiêu quy hoạch cho năm 2010 mà Chính phủ đã đề ra. Tính chung giai đoạn
2001 – 2005, xuất khẩu than đá có sự tăng trưởng đột biến: lượng than đá xuất khẩu
trong 5 năm đạt trên 44 triệu tấn, kim ngạch 1389 tỷ USD, tốc độ tăng kim ngạch
bình quân đạt gần 48%/năm.

Tập đoàn than – khoáng sản Việt Nam vừa được Thủ tướng chỉ đạo khai thác
thử nghiệm mỏ than ở Đồng bằng sông Hồng. Hiện TKV đang kí kết hợp đồng
chuyển giao công nghệ với một số nước và dự kiến năm 2010 sẽ khai thác thử
nghiệm mỏ than 210 tỷ tấn ở Đồng bằng sông Hồng.

Khoan thăm dò trữ lượng than ở khu vực Khoái Châu – Hưng Yên
* Xu thế trong tương lai:
Trong Tờ trình Chính phủ về dự án Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu
quả, Bộ Công thương dự báo, đến cuối thế kỷ này, các nguồn năng lượng của Việt
Nam sẽ trở nên khan hiếm, các mỏ dầu và khí đốt sẽ dần cạn kiệt.
10


Trong khi đó, tình trạng lãng phí năng lượng trong sản xuất công nghiệp, xây
dựng dân dụng và giao thông vận tải (GTVT) của nước ta hiện nay là rất lớn. Hiệu
suất sử dụng nguồn năng lượng trong các nhà máy nhiệt điện đốt than, dầu của
nước ta chỉ đạt được từ 28 – 32%, thấp hơn so với các nước phát triển khoảng 10%,
hiệu suất các lò hơi công nghiệp chỉ đạt khoảng 60%, thấp hơn mức trung bình của
thế giới khoảng 20%.
Như vậy, việc sử dụng hiệu quả năng lượng đã trở thành vấn đề đặc biệt quan
trọng khi hao tổn năng lượng trong sản xuất, giao thông của nước ta đang quá cao.
Dự báo Việt Nam đang và sẽ trở thành nước phải nhập khẩu năng lượng với
khoảng 80 – 100 triệu tấn than đá vào năm 2020 để chạy các nhà máy nhiệt điện.
Theo dự báo của Chính phủ, vào khoảng giữa thập kỳ tới, Việt Nam sẽ trở
thành thị trường nhập khẩu than đá lớn để phục vụ cho các dự án năng lượng quan
trọng của quốc gia.
Hiện tại, Tập đoàn công nghiệp than và khoáng sản Việt Nam (Vinacomin) đã
kí một hợp đồng khung để nhập 3,5 triệu tấn than từ công ty PTBerau của
Indonesia và Maintime của Hồng Kông đặt tại Indonesia. Vinacomin cho rằng,
lượng than nhập khẩu này sẽ phục vụ cho nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân trong tổ

hợp điện Vĩnh Tân được thiết kế với công suất 4.400 MW tại tỉnh Bình Thuận.
Các nước cung cấp than đá có thể gồm Australia, Indonesia và Nam Phi.Dự
báo của Bộ công thương cho biết, Việt Nam sẽ bắt đầu nhập khẩu than từ năm
2012. Số lượng nhập khẩu có thể sẽ tăng lên 35 triệu tấn năm 2015 và 114 triệu tấn
vào năm 2020.
1.3: Đặc điểm của than.
- Than đá là loại nhiên liệu được sử dụng phổ biến trong các ngành công
nghiệp, đặc biệt là sử dụng cho Nồi hơi. Than hay các loại nhiên liệu rắn khác có
11


những đặc tính cần thiết để có thể phân biệt thành các loại than tốt, than xấu, than
dễ cháy, khó cháy, có nhiệt lượng cao, nhiệt lượng thấp v.v. Để có thể hiểu được
đặc điểm của than ta có các đặc tính sau.
1.3.1:Thành phần hoá học của than.
Trong than, các nguyên tố cấu thành bao gồm các thành phần sau:
• Cacbon.
Cacbon là thành phần cháy chủ yếu trong nhiên liệu rắn , nhiệt lượng phát ra
khi cháy của 1 kg cacbon gọi là nhiệt trị của cacbon, khoảng 34.150 kj/kg. Vì vậy
lượng cacbon trong nhiên liệu càng nhiều thì nhiệt trị của nhiên liệu càng cao.Tuổi
hình thành nhiên liệu càng già thì thành phần cacbon càng cao, song khi ấy độ liên
kết của than càng lớn nên than càng khó cháy.
• Hyđrô.
Hydro là thành phần cháy quan trọng của nhiên liệu rắn, khi cháy toả ra nhiệt
lượng 144.500 kj/kg.Nhưng lượng hyđrô có trong thiên nhiên rất ít.Trong nhiên
liệu lỏng hyđrô có nhiều hơn trong nhiên liệu rắn.
• Lưu huỳnh.
Lưu huỳnh là thành phần cháy trong nhiên liệu. Trong than lưu huỳnh tồn tại
dưới ba dạng: liên kết hữu cơ S hc, khoáng chất Sk, liên kết sunfat Ss.Lưu huỳnh hữu
cơ và khoáng chất có thể tham gia quá trình cháy gọi là lưu huỳnh cháy S c. Còn lưu

huỳnh sunfat thường nằm dưới dạng CaSO 4, MgSO4 , FeSO4 .., những liên kết này
không tham gia quá trình cháy mà chuyển thành tro của nhiên liệu.
Vì vậy:
S = Shc +Sk + Ss (%) = Sc + Ss (%)
12


Lưu huỳnh nằm trong nhiên liệu rắn ít hơn trong nhiên liệu lỏng.
Nhiệt trị của lưu huỳnh bằng khoảng 1/3 nhiệt trị của cacbon. Khi cháy lưu huỳnh
sẽ tạo ra khí SO2 hoặc SO3 . Lúc gặp hơi nước SO3 dễ hoà tan tạo ra axit H2SO4
gây ăn mòn kim loại. Khí SO2 thải ra ngoài là khí độc nguy hiểm vì vậy lưu huỳnh
là nguyên tố có hại của nhiên liệu.
• Oxy và Nitơ.
Oxy và Nitơ là những chất trơ trong nhiên liệu rắn và lỏng.Sự có mặt của
oxyvà nitơ làm giảm thành phần cháy của nhiên liệu làm cho nhiệt trị của nhiên
liệu giảm xuống.Nhiên liệu càng non thì oxy càng nhiều. Khi đốt nhiên liệu, nitơ
không tham gia quá trình cháy chuyển thành dạng tự do ở trong khói.
• Tro, xỉ (A):
Là thành phần còn lại sau khi nhiên liệu được cháy kiệt.
• Độ ẩm (M):
Là thành phần nước có trong nhiên liệu thường được bốc hơi vào giai đoạn
đầu của quá trình cháy.
Như vậy, về thành phần hoá học của nhiên liệu thì ta có các thành phần sau: C,
H, O, N, S, A, M và có thể được thể hiện bằng thành phần phần trăm
C+ H + O + N + S + A + M = 100%.
1.3.2: Thành phần công nghệ của than.
Ngoài thành phần hoá học, người ta còn đánh giá đặc tính của than dựa trên
thành phần công nghệ.Các thành phần công nghệ sử dụng để đánh giá than bao
gồm độ ẩm, hàm lượng cốc, hàm lượng chất bốc, hàm lượng tro, nhiệt trị nhiên
liệu.

13


• Độ ẩm trong than “M”
Độ ẩm của than là hàm lượng nước chứa trong than.Độ ẩm toàn phần của than
được xác định bằng cách sấy nhiên liệu trong tủ sấy ở nhiệt độ 105 oC cho đến khi
trọng lượng nhiên liệu không thay đổi.Phần trọng lượng mất đi gọi là độ ẩm nhiên
liệu. Thực ra ở nhiệt độ 105 oC chưa đủ để thải hoàn toàn độ ẩm ra khỏi nhiên liệu
vì một số loại độ ẩm trong như ẩm tinh thể, thường phải ở nhiệt độ 500- 800 oC mới
thoát ra ngoài được.
• Độ tro trong than “A”
Các vật chất ở dạng khoáng chất trong than khi cháy biến thành tro, Sự có mặt
của chúng làm giảm thành phần cháy nghĩa là làm giảm nhiệt trị của than. Tỷ lệ tro
trong than ảnh hưởng rất lớn đến tính chất cháy của than như:giảm nhiệt trị của
than,gây nên mài mòn bề mặt ống hấp thụ nhiệt,bám bẩn làm giảm hệ số truyền
nhiệt qua vách ống,...Ngoài ra một đặc tính quan trọng nữa của tro ảnh hưởng lớn
đến quá trình làm việc của thiết bị cháy là độ nóng chảy của tro.
Độ tro của nhiên liệu được xác định bằng cách đem mẫu nhiên liệu đốt đến
800- 850oC đối với nhiên liệu rắn, 500oC đối với nhiên liệu lỏng cho đến khi trọng
lượng còn lại không thay đổi. Phần trọng lượng không thay đổi đó tính bằng phần
trăm gọi là độ tro của nhiên liệu. Độ tro của madut vào khoảng 0,2- 0,3%, của gỗ
vào khoảng 0,5 – 1%, của than antraxitcó thể lên tới 15 – 30% hoặc cao hơn nữa.
Một trong những đặc tính quan trọng làm ảnh hưởng đến điều kiện làm việc
trong lò hơi là độ nóng chảy của tro.
• Chất Bốc của than (V )

14

Khi đem đốt nóng nhiên liệu trong điều kiện môi trường không có Ôxy thì mối
liên kết các phân tử hữu cơ bị phân huỷ.Quá trình đó gọi là quá trình phân huỷ
nhiệt. Sản phẩm của phân huỷ nhiệt là những chất khí được gọi là "Chất bốc" và kí
hiệu là VC %, bao gồm những khí Hydro, Cacbuahydro, Cacbonoxit, Cacbonic.
Những liên kết có nhiều Oxy là những liên kết ít bền vững dễ bị phá vỡ ở
nhiệt độ cao, vì vậy than càng non tuổi bao nhiêu thì chất bốc càng nhiều bấy
nhiêu, than bùn (V=70%), than đá (V=10-45)%, than antraxit (V=2-9) %.
Nhiệt độ bắt đầu sinh ra chất bốc phụ thuộc vào tuổi hình thành của than, than
càng non tuổi thì nhiệt độ bắt đầu sinh chất bốc càng thấp. Lượng chất bốc sinh ra
còn phụ thuộc vào thời gian phân huỷ nhiệt.
Theo tiêu chuẩn ASTMD388 thì Chất bốc của than thành phần bay hơi của
than đã trừ đi độ ẩm khi mẫu than được đốt nóng trong chén có nắp đậy kín (không
đưa không khí vào) ,ở nhiệt độ 800-820OC trong thời gian 7 phút, và được kí hiệu
là V (%).
Chất bốc của than có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình cháy than, chất bốc càng
nhiều bao nhiêu thì than càng xốp, dễ bắt lửa và cháy kiệt bấy nhiêu. Vì vậy khi
cháy than ít chất bốc như than Antraxit của Việt nam thì cần phải có biện pháp kĩ
thuật thích hợp.
• Thành phần cốc trong than (FC )
Chất rắn còn lại (đã trừ đi độ tro) của than sau khi bốc hết chất bốc thì được
gọi là cốc của than.Cốc là thành phần chất cháy chủ yếu của than.Tính chất của cốc
phụ thuộc vào tính chất của các mối liên hệ hữu cơ có trong các thành phần chaý.
Nếu cốc ở dạng cục thì gọi là than thiêu kết ( than mỡ, than béo ), nếu cốc ở dạng
bột thì gọi là than không thiêu kết (than đá ,than antraxit ). Than có nhiều chất bốc
thì cốc càng xồp,thancàng có khả năng phẩn ứng cao, Các bon không những dễ bị
15


Oxy hoá mà còn dễ bị hoàn nguyên khí CO2 thành khí CO. Than gầy và than
Antrxit không không cho cốc xốp khi cháy, cho nên chúng là loại than khó chaý.

Tuỳ thuộc khả năng thiêu kết của than mà than có màu sắc khác nhau. Than không
thiêu kết có màu xám, than ít thiêu kết có màu ánh kim loại.
Độ cứng của than phụ thuộc vào độ xốp của cốc, than càng xốp thì độ bền
càng bé than càng dễ nghiền.
• Nhiệt trị của than.
Nhiệt trị của than là nhiệt lượng phát ra khi cháy hoàn toàn 1 kg than đựoc kí
hiệu bằng chữ Q (Kj/kg).Nhiệt trị của than được phân thành Nhiệt trị cao và nhiệt
trị thấp.
Xác đinh nhiệt trị bằng thực nghiệm được tiến hành bằng cách đo trực tiếp
lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy một lượng nhiên liệu nhất định trong “ Bom nhiệt
lượng kế”. Bom nhiệt lượng kế là một bình bằng thép trong chứa oxy ở áp suất 2,5–
3,0 MN/m2. Bom được đặt trong một thùng nhỏ chứa nước ngập đền toàn bộ bom
gọi là “bình nhiệt lượng kế”. Nhiệt lượng toả ra khi cháy nhiên liệu dùng để đun
nóng khối lượng nước này. Người ta đo được nhiệt độ của nước nóng và suy ra
nhiệt trị của nhiên liệu. Để hạn chế ảnh hưởng do toả nhiệt ra môi trường xung
quanh, người ta thường đặt bình nhiệt lượng kế vào một thùng khác có hai vỏ và
chứa đầy nước, đảm bảo cho không gian xung quanh nhiệt lượng kế có nhiệt độ
đồng đều. Phương pháp xác định nhiệt trị bằng tính toán dựa trên cơ sở tính nhiệt
lượng toả ra khi cháy từng thành phần nguyên tố của nhiên liệu. Như vậy để tính
chính xác nhiệt trị cần phải xác định chính xác, cũng như ảnh hưởng của hiệu ứng
nhiệt sinh ra kèm theo các phản ứng cháy.

16


Song trong sản phẩm cháy có hơi nước nếu như hơi nước đó ngưng đọng lại
thành nước thì nó còn toả thêm một lượng nhiệt nữa.Nhiệt trị cao của nhiên liệu
chính là nhiệt trị có kể đến phần lượng nhiệt thêm đó.
Vậy, khi sử dụng than cần phân tích đầy đủ các thành phần để biết được chất
lượng của than và sử dụng hợp lý.

1.4: Vai trò và ứng dụng của than.
Trong sản xuất công nghiệp, than là một loại nhiên liệu rất quan trọng.Than
vừa làm nhiên liệu vừa làm nguyên liệu trong công nghiệp sản xuất hóa chất, phân
bón…
Trước đây, than dùng làm nhiên liệu cho máy hơi nước, đầu máy xe lửa. Sau
đó, than làm nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện, ngành luyện kim.
Gần đây than còn dùng cho ngành hóa học tạo ra các sản phẩm như dược
phẩm, chất dẻo, sợi nhân tạo.
Than chì dùng làm điện cực.
Ngoài ra than còn được dùng nhiều trong việc sưởi ấm từ xa xưa nhưng khi
cháy chúng tỏa ra rất nhiều khí CO có thể gây ngộ độc nên cần sử dụng trong các lò
sưởi chuyên dụng có ống khói dẫn ra ngoài cũng như có các biện pháp an toàn khi
sử dụng chúng.
Than có tính chất hấp thụ các chất độc vì thế người ta gọi là than hấp thụ hoặc
là than hoạt tính có khả năng giữ trên bề mặt các chất khí, chất hơi, chất tan trong
dung dịch. Dùng nhiều trong việc máy lọc nước, làm trắng đường, mặt nạ phòng
độc…
Than đá không chỉ là sản phẩm dành cho việc phát triển kinh tế, nguyên liệu
máy móc và nhà máy, chất đốt… mà còn dùng làm điêu khắc, vẽ tranh mỹ nghệ đó
là tác phẩm do những nghệ nhân giỏi nghệ thuật.
17


1.5: Một số tiêu chuẩn ngành về than.
THAN TIÊU CHUẨN VIỆT NAM
PhạmPhạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn áp dụng cho các loại than cục và than cám thương phẩm của vùng
Hòn Gai - Cẩm Phả
Tiêu chuẩn áp dụng cho các loại than cám thương phẩm của Núi Hồng
Tiêu chuẩn này áp dụng cho các loại than cục và than cám thương phẩm của

mỏ Khánh Hoà
Tiêu chuẩn trích dẫn
TCVN 172:1997 (ISO 589:1981) Than đá – Xác định độ ẩm toàn phần
TCVN 173:1995 (ISO 1171:1981) Nhiên liệu – Xác định hàm lượng tro
TCVN 174:1995 (ISO 652:1981) Than và cốc – Xác định hàm lượng chất bốc
TCVN 175:1995 (ISO 334:1992) Nhiên liệu khoáng rắn – Xác định hàm
lượng lưu huỳnh chung phương pháp Eschka
TCVN 200:1995 (ISO 1928:1976) Nhiên liệu khoáng rắn – Xác định trị số toả
nhiệt toàn phần bằng phương pháp bom đo nhiệt lượng và tính trị số toả nhiệt thực
TCVN 318:1997 (ISO 1170:1977) Than và cốc – Tính kết quả phân tích trên
những cơ sở khác nhau
TCVN 1693:1995 (ISO 1988:1975) Than đá - Lấy mẫu
TCVN 4307:86 Than – Phương pháp xác định tỷ lệ dưới cỡ và trên cỡ
Tiêu chuẩn kỹ thuật than một số vùng tỉnh Quảng Ninh
18


19


20


21


22


CHƯƠNG 2: LẤY MẪU VÀ GIA CÔNG MẪU

Lượng chứa trong Lượng

Thành phần có thể cháy

Loại than
C

H

O

S

than khi đốt(%)
Độ ẩm Tro

Than gỗ

50,0

6,0

43,0

0

80

0,7

2950

Than bùn

58,0

5,8

33,0

3

36

5,5

2950

Than nâu

70

60

20

0,1-6

30

15

3300

Than đá

81

5,4

8,6

0,2-10

5,5

10

6500

Than đã coke hóa 87

5

4

0,2-3

3,5

10

7100

Than antraxit

94

2

1,5

0,2-5

5

10

6700

75

9

13,5

1-3

15

50

270

Than dạng phiến
(đá dầu)

nhiệt(Kcal/kg
)

Mẫu than là một loại mẫu chất rắn có thành phần hóa học không đồng nhất.
Cách lấy mẫu cụ thể cho từng loại nhiên liệu rắn đã được quy định theo tiêu
chuẩn nhà nước TCVN 1693-2008.
2.1: Các phương pháp lấy mẫu.
Yêu cầu cơ bản của lấy mẫu là mẫu phải bao gồm tất cả các phần nhiên liệu
trong lô. Việc lấy mẫu phải được tiến hành theo phương pháp lấy mẫu hệ thống,
hoặc theo khoảng thời gian hoặc khối lượng, hoặc bằng cách lấy mẫu ngẫu nhiên
phân tầng.
23


Mẫu sẽ có độ chệch nếu không lấy được các phần nhiên liệu.Cẩn thận trong
khi phải lấy mẫu nhiên liệu không đồng nhất hoặc bị phân lớp hoặc nhiên liệu hỗn
hợp. Mức độ biến đổi theo chu kỳ về chất lượng than có thể xuất hiện trong quá
trình lấy mẫu. Phải hết sức cố gắng để loại trừ sự trùng lặp ngẫu nhiên của chu
trình lấy các mẫu đơn trong lấy mẫu hệ thống. Nếu điều đó không thể thực hiện
được, độ chệch không thay đổi, điều này có thể do những tỷ lệ không chấp nhận
được.Trong những trường hợp như vậy, có thể chấp nhận lấy mẫu ngẫu nhiên phân
tầng.
2.1.1: Lấy mẫu theo khoảng thời gian.

Phải lấy các mẫu đơn ban đầu tại những khoảng thời gian định trước như nhau
trong cả lô hoặc lô nhỏ. Nếu số mẫu đơn tính toán đã lấy đủ trước khi hoàn tất việc
giao nhận, thì phải lấy thêm các mẫu đơn tại các khoảng thời gian như nhau cho tới
khi hoàn tất việc giao nhận.
Khoảng thời gian, Δt, tính bằng phút, giữa các mẫu đơn được xác định từ
phương trình

trong đó
msl:là khối lượng của lô nhỏ, tính bằng tấn;
qmax:là tốc độ dòng lớn nhất của nhiên liệu, tính bằng tấn trên giờ;
n:là số mẫu đơn ban đầu lấy vào mẫu.
2.1.2: Lấy mẫu theo khoảng khối lượng.
Phải lấy các mẫu đơn ban đầu tại những khoảng khối lượng đặt trước của khối
lượng lô hoặc lô nhỏ. Khoảng này phải không thay đổi trong suốt quá trình lấy mẫu
lô nhỏ. Nếu số mẫu đơn tính toán đã lấy đủ trước khi hoàn tất việc giao nhận, thì
24


phải lấy thêm các mẫu đơn tại các khoảng như nhau cho tới khi hoàn tất việc giao
nhận.
Khoảng khối lượng, Δm, tính bằng tấn, giữa các mẫu đơn được xác định từ
phương trình

trong đó:
msl: là khối lượng của lô nhỏ, tính bằng tấn;
n: là số mẫu đơn ban đầu lấy vào mẫu
2.1.3: Lấy mẫu ngẫu nhiên phân tầng.
• Lấy mẫu ngẫu nhiên phân tầng theo khoảng thời gian
Trước khi bắt đầu mỗi khoảng lấy mẫu, một số ngẫu nhiên giữa số không và
khoảng lấy mẫu, tính bằng giây hoặc phút, phải được thiết lập. Sau đó mẫu đơn

được lấy theo số ngẫu nhiên sau mỗi thời gian đã xác định.
• Lấy mẫu ngẫu nhiên phân tầng theo khoảng khối lượng
Trước khi bắt đầu mỗi khoảng lấy mẫu, một số ngẫu nhiên giữa số không và
khoảng lấy mẫu (tấn), phải được thiết lập. Sau đó mẫu đơn được lấy theo số ngẫu
nhiên sau khi khối lượng than được chuyển qua đã xác định.
2.1.4: Lấy mẫu đơn
Người lấy mẫu phải được đào tạo thích hợp và có kinh nghiệm, sẽ tiến hành
lấy mẫu đơn bằng dụng cụ thích hợp.
Việc lấy mẫu đơn được tiến hành bằng một thao tác, không làm tràn mẫu khỏi
dụng cụ lấy mẫu.

25