Oznaczanie wartości opałowej koksów za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej DSC połączonej z analizą termograwimetryczną TGA

W artykule przedstawiono metodę oznaczania wartości opałowej koksów z zastosowaniem różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) połączonej z analizą termograwimetryczną (TGA). Opracowana technika jest alternatywą dla obecnie stosowanych metod. W odróżnieniu od nich, oznaczanie wartości opałowej za pomocą TGA/DSC umożliwia charakteryzowanie miligramowych prób koksów, o różnym stopniu odgazowania, uzyskanych z różnorodnych paliw. Zastosowanie opisywanej metody, pozwala dodatkowo na wyznaczenie zmiany wartości opałowej analizowanych prób, w zależności od stopnia konwersji paliwa oraz pośrednie oznaczenie wartości opałowej części lotnych. Weryfikacji wyników uzyskanych za pomocą techniki TGA/DSC dokonano na podstawie metody znormalizowanej, przy zastosowaniu bomby kalorymetrycznej. Rozbieżności pomiędzy wartościami zmierzonymi dla koksów z biomasy i węgla kamiennego, koksu ponaftowego oraz grafitu wyniosły od 0,2 MJ/kg do 0,8 MJ/kg.

---

The study presents a method for determining the calorific value of cokes using differential scanning calorimetry (DSC) combined with thermogravimetric analysis (TGA). The developed technique serves as an alternative to currently used methods. Unlike traditional approaches, determining the calorific value using TGA/DSC allows for the characterization of milligram-sized coke samples with varying degrees of devolatilization, obtained from diverse fuels. Additionally, the described method enables the determination of calorific value change profiles of the analyzed samples depending on the degree of fuel conversion, as well as the indirect determination of the calorific value of volatile matter. The results obtained using the TGA/DSC technique were validated against a standardized method employing a bomb calorimeter. Discrepancies between the measured values for biomass and bituminous coal cokes, petroleum coke, and graphite ranged from 0.2 MJ/kg to 0.8 MJ/kg.