【“热”学简书】了解灰化工艺：原理及应用

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灰化 ASHING

灰化是通过在空气中加热从样品中去除所有有机物质的过程。灰化过程的目的可能是确定残留物质（灰分）的比例质量，或者它可能是为其他目的准备样品的一个中间步骤，例如通过XRF（X射线荧光）、质谱法对无机成分进行定性，或者进行其他测试，例如灰分融熔性。

灰化工艺

准备好的样品在空气中加热，直到它们与存在的氧气反应并燃烧。样品中的有机化合物随后被氧化，而残留的灰分包括无机的、不可燃的化合物。一些灰化试验由国际标准定义，如ISO、EN、ASTM等，其过程和使用的设备都必须符合这些标准。还有一些灰化过程有特定的目标，如燃烧失重（LOI），这需要在灰化前后对样品进行称重，以确定加热造成的质量减少。也可以在加热过程中连续称量样品，以记录样品质量减少的速度，并通过使用带有整体天平的炉子来确定完全燃烧。专门的灰化炉是进行这一过程的最合适的设备。卡博莱特盖罗生产了一系列通用灰化炉，以及为符合特定煤炭和焦炭测试标准而设计的灰化炉。

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使用灰化工艺的行业

食品生产和制药业都将其产品的灰分样本作为其质量控制检查的一部分，以确定其中所含的无机、不可消化物质的数量。如有必要，可将样品磨碎或研磨，以增加表面积，使其在加热前能与其他化合物混合。由于产品的成分可能因其自然来源而有所不同，石油化工行业经常对碳氢化合物材料的样品进行灰化，以确定其中的金属和其他无机化学品的数量。这很重要，因为某些金属和矿物质可能会对提炼设备或以后的工艺造成损害。

灰化实例

上图的例子显示了在一个装有后燃烧器的灰化炉内，样品重量和炉膛温度的变化。

- 冷的样品被放入炉膛并加热燃烧。

- 样品自燃导致温度升高。

- 随着样品的燃烧，重量的变化迅速发生。

应用实例：

在炉子里灰化的样品材料包括食品、土壤和泥炭、塑料容器、橡胶、动物饲料/谷物、羊毛和天然纤维、纸张、面粉、医药产品、植物油、油漆、聚酯和玻璃纤维、明胶、污水污泥、木材和试烧陶瓷、土壤以确定矿物含量或塑化PVC以确定碳酸钙含量。

其他使用灰化炉的工艺：

氯氟化碳测试样品的树脂烧除

煤炭样品的灰分测定 

污水中的挥发性悬浮物分析 

清洁ICP火炬

去除气相二氧化硅油脂样品中的烟尘 

纸张中的填充物含量测定 

燃烧掉氯 化汞残留物 

燃烧失重 

废催化剂中焦炭和硫磺的燃烧情况 

硫磺化灰的测定

灰化炉