Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13652:2023 (hoàn toàn tương đương với ISO 18122:2015) về Nhiên liệu sinh học rắn - Xác định hàm lượng tro quy định phương pháp xác định hàm lượng tro của tất cả các loại nhiên liệu sinh học rắn. Đây là tiêu chuẩn kỹ thuật quan trọng giúp đánh giá chất lượng, hiệu suất cháy và đặc tính kỹ thuật của nhiên liệu sinh học trước khi đưa vào sản xuất và thương mại.

Phạm vi và đối tượng áp dụng

• Phạm vi áp dụng: Tiêu chuẩn này áp dụng cho tất cả các dạng nhiên liệu sinh học rắn, bao gồm nhiên liệu có nguồn gốc từ gỗ (như củi trấu, viên nén gỗ, dăm gỗ), nhiên liệu từ cây thân thảo, sinh khối quả, cũng như các hỗn hợp nhiên liệu sinh học khác.
• Đối tượng áp dụng: Các phòng thử nghiệm, tổ chức chứng nhận chất lượng, doanh nghiệp sản xuất, xuất nhập khẩu và kinh doanh nhiên liệu sinh học rắn tại Việt Nam.

Nguyên lý xác định hàm lượng tro

• Hàm lượng tro được xác định bằng cách nung mẫu thử trong không khí ở điều kiện nhiệt độ được kiểm soát nghiêm ngặt (thường duy trì ở mức 550 độ C) cho đến khi khối lượng của tro đạt đến trạng thái không đổi.
• Phần trăm khối lượng còn lại sau quá trình nung cháy hoàn toàn các chất hữu cơ được tính toán và biểu thị dưới dạng hàm lượng tro của mẫu khô hoặc mẫu nhận được.

Yêu cầu về thiết bị và dụng cụ thử nghiệm

• Lò nung: Phải có khả năng kiểm soát và duy trì nhiệt độ ổn định ở mức 550 độ C với sai số cho phép nhỏ, đồng thời đảm bảo sự lưu thông không khí thích hợp để quá trình oxy hóa diễn ra hoàn toàn.
• Chén nung (khay chứa mẫu): Được làm bằng vật liệu trơ về mặt hóa học và chịu nhiệt tốt như sứ, silica hoặc bạch kim. Kích thước chén nung phải đủ rộng để mẫu thử được phân bố đều với mật độ diện tích bề mặt tối ưu.
• Cân phân tích: Yêu cầu độ chính xác cao (độ nhạy đến 0,1 mg) để ghi nhận chính xác sự thay đổi khối lượng cực nhỏ của mẫu trước và sau khi nung.
• Bình hút ẩm: Sử dụng chất hút ẩm thích hợp để làm nguội chén nung và mẫu sau khi đưa ra khỏi lò nung trước khi tiến hành cân, tránh việc mẫu hấp thụ độ ẩm từ không khí.

Quy trình chuẩn bị mẫu thử (Test portion)

• Mẫu thử phải được chuẩn bị từ mẫu phân tích chung theo đúng các quy định về lấy mẫu và chuẩn bị mẫu nhiên liệu sinh học rắn hiện hành.
• Mẫu phải được nghiền mịn đến kích thước hạt tiêu chuẩn để đảm bảo tính đồng nhất cao nhất và đại diện cho toàn bộ lô hàng cần kiểm tra.
• Khối lượng mẫu thử được cân chính xác trước khi tiến hành nung, đảm bảo độ dày của lớp mẫu trong chén nung không vượt quá giới hạn quy định nhằm tránh hiện tượng cháy không hoàn toàn.

Các bước tiến hành thử nghiệm

• Giai đoạn gia nhiệt ban đầu: Đặt chén nung chứa mẫu vào lò nung khi lò còn nguội. Tiến hành tăng dần nhiệt độ theo các giai đoạn trung gian để tránh hiện tượng bắn tóe hoặc thất thoát mẫu do sự bay hơi đột ngột của các chất dễ cháy và hơi nước.
• Giai đoạn nung chính: Duy trì nhiệt độ lò nung ổn định ở mức 550 độ C trong một khoảng thời gian tối thiểu theo quy định cho đến khi toàn bộ cacbon bị đốt cháy hoàn toàn (không còn vết đen của muội than).
• Xác định khối lượng không đổi: Sau khi nung, chuyển chén nung vào bình hút ẩm để làm nguội về nhiệt độ phòng rồi tiến hành cân. Quá trình nung lại (mỗi lần khoảng 30 phút) và cân được lặp lại cho đến khi chênh lệch khối lượng giữa hai lần cân liên tiếp đạt mức sai số cho phép cực nhỏ.

Tính toán và biểu thị kết quả

• Hàm lượng tro được tính bằng phần trăm khối lượng của phần còn lại sau khi nung so với khối lượng mẫu ban đầu trước khi nung.
• Kết quả có thể được biểu thị trên cơ sở mẫu khô (dry basis) hoặc mẫu phân tích (as-received basis) tùy thuộc vào yêu cầu thử nghiệm, thông qua việc quy đổi dựa trên hàm lượng ẩm của mẫu.
• Kết quả thử nghiệm cuối cùng là giá trị trung bình của ít nhất hai lần xác định song song, với điều kiện sai lệch giữa hai lần thử này không vượt quá giới hạn lặp lại quy định trong tiêu chuẩn.

Hiệu lực thi hành

TCVN 13652:2023 có hiệu lực kể từ ngày ban hành. Việc áp dụng tiêu chuẩn này giúp chuẩn hóa quy trình kiểm tra chất lượng nhiên liệu sinh học rắn tại Việt Nam, đảm bảo tính tương thích và thừa nhận lẫn nhau đối với kết quả thử nghiệm trên thị trường quốc tế.