Liên quan đến khoa học về quá trình đốt sinh khối, không có gì nào phức tạp hơn các thông số của tro hợp hạch (coking). Khi các đặc tính của quá trình luyện cốc là tốt thì tro vẫn là tro, và thách thức duy nhất là tro không được loại bỏ quá mức khỏi hệ thống đốt cháy do sự tích tụ. Ngược lại, khi các đặc tính hợp nhất tro không thuận lợi, điều gì đó kỳ lạ sẽ xảy ra - tro kết cục lại với nhau và cần được phá bẻ hoặc thậm chí đục ra ra khỏi khay tàn. Sau đó, nó có thể tạo thành một viên gạch trông giống như một mảnh thủy tinh nóng chảy hoặc thậm chí là một tổ ong. Khi nó tích tụ trong lò đốt công nghiệp, trạng thái của tro này được gọi là coking hoặc xỉ. Dù bạn gọi nó là gì, bất kể nó trông như thế nào, thì đó là một việc tương đối đơn giản cần làm, bởi vì nó chỉ là một một chức năng của điểm nóng chảy.
Trước tiên, trước tiên, hãy xác định rằng tro "sạch" (không chứa bụi bẩn, đá, carbon chưa cháy, v.v.) chủ yếu là sự kết hợp của oxit vô cơ. Khi sinh khối được đốt cháy, chất hữu cơ (về cơ bản tất cả cacbon, hiđrô, nitơ và ô-xy) được giải phóng, trong khi các khoáng chất vô cơ vẫn ở ở ở dạng ô-xi hóa, mà chúng ta coi là tro. Thông qua phát hiện, tro sinh khối có chủ yếu là bao gồm canxi, silicon dioxide, nhôm, magiê, kali, mangan, natri, sắt, phốt pho và các dạng oxit khoáng khác. Mỗi khoáng chất bị oxy hóa này tồn tại dưới dạng chất rắn và, giống như bất kỳ chất rắn khác, có điểm nóng chảy . Phạm vi điểm nóng chảy của các khối khoáng oxit có mặt có thể rất khác nhau với tổng điểm nóng chảy của tro xảy ra ở nhiệt độ cao là hàm của tất cả các thành phần khoáng chất và tương tác hóa học. Kết quả là tro thường tan chảy trong một phạm vi nhiệt độ nhất định, không phải nhiệt độ cụ thể. Phạm vi có thể từ một vài độ đến 50 hoặc thậm chí 100 độ C. Đây là lý do khi bạn thấy kết quả thử nghiệm độ độ tan tan của tro, kết quả được báo cáo là một phạm nhiệt độ (ví dụ: nhiệt độ biến dạng =1310 °C, nhiệt độ bán cầu =1330 °C, nhiệt độ dòng =1350 °C). Trong trường hợp này, tro tan chảy ở 40 độ C.
Nhiệt độ biến dạng (DT) được coi là một thông số quan trọng trong các thử nghiệm nấu chảy tro, vì đây là nhiệt độ mà tro đầu tiên bắt đầu tan chảy và trở nên "dính". Tro dính sẽ tích tụ trên hầu hết các bề mặt trong hệ thống đốt, làm mất tác dụng cách nhiệt, dẫn đến nhiệt độ của toàn bộ hệ thống đốt tăng lên. Nhiệt độ cao hơn dẫn đến tan chảy nhiều hơn. Quá trình này tiếp tục cho đến khi tro trở thành chất lỏng và về cơ bản là xỉ. Thật thú vị, các thuộc tính của xỉ có thể cho bạn biết điều gì đó. Nếu tro bị vón cục, dùng tay vẫn có thể bẻ được. Nếu bạn tìm thấy thủy tinh thật, tro đã tan chảy hoàn toàn. Một mảnh than cốc thường rơi ở đâu đó ở giữa. Chìa khóa để ngăn chặn phản ứng tổng hợp tro (coking) là giữ cho nhiệt độ của hệ thống đốt cháy thấp hơn DT của tro. Vì hầu hết các hệ thống đốt sinh khối hoạt động ở 1200 độ C hoặc thấp hơn nên nhiên liệu thường được đánh giá bằng cách xác minh DT trên nhiệt độ này. May mắn thay, đối với gỗ "sạch" (không có vỏ cây, cát, bụi bẩn hoặc mảnh vụn khác), than cốc thường không phải là vấn đề. Sự kết hợp giữa tro và sinh khối gỗ hầu như luôn gắn liền với một số dạng nguyên liệu thô. Điều tương tự không thể xảy ra đối với các dạng sinh khối khác (vỏ hạt, cỏ nông nghiệp, cây năng lượng, v.v.). Những vật liệu này thường có hàm lượng tro cao, làm tăng khả năng DT thấp. Nghĩa là, riêng hàm lượng tro cao không phải là yếu tố dự báo tốt về các vấn đề nung chảy tro (coking) với một dạng sinh khối cụ thể. Bản chất của thành phần khoáng chất của tro là yếu tố góp phần. Ví dụ, nếu hàm lượng canxi trong tro cao thì nhiệt độ nóng chảy của tro thường cao. Các vấn đề về sự tan chảy của tro có nhiều khả năng xảy ra hơn nếu hàm lượng silica cao, nhưng không phải lúc nào cũng vậy. Điều thú vị về silica là nếu nó ở dạng silica, nhiệt độ nóng chảy thực tế sẽ rất cao (1710 độ C). Tuy nhiên, giống như carbon, silica có bốn electron hoạt động có thể liên kết với các khoáng chất khác, thường tạo ra các silicat phức tạp có điểm nóng chảy thấp. Vì lý do này, khi chúng tôi thấy các vấn đề về luyện cốc, 90% có liên quan đến silica. Có những khoáng chất khác có thể gặp vấn đề khi nhiệt độ tăng. Có nhiều yếu tố khác có thể làm phức tạp quá trình luyện cốc. Hệ thống đốt cháy có thể giàu oxy hoặc nghèo oxy, thay đổi các điều kiện điểm nóng chảy. Sinh khối có thể bị ô nhiễm bởi các chất không rõ ràng, chẳng hạn như phân bón và muối, thường là do sử dụng hệ thống vận chuyển không sạch sẽ. Các chất gây ô nhiễm thường thay đổi không liên tục, do đó, việc thử nghiệm lô nhiên liệu tiếp theo không nhất thiết giúp bạn tìm ra nguyên nhân gây ra các vấn đề luyện cốc liên quan đến lô trước đó. Nói chung, nếu bạn hiểu các nguyên tắc trên, bạn sẽ có cơ hội tốt hơn để xác định cách xử lý vấn đề cốc hóa hạt.
