Definisie, nut en meting van die warmtevermoë van 'n gas

Vandag gebruik baie huise en nywerhede aardgas. Hierdie gas is in voortdurende wêreldwye groei en sal na verwagting in die komende dekades verder groei. Om te gebruik natuurlike gas 'n baie belangrike parameter word in die wêreld van chemie gebruik. Dit gaan oor die kaloriewaarde. Dit is die parameter wat gebruik word om die kwaliteit van aardgas te bepaal. Hierdeur kan die koste van gas wat nodig is vir 'n sekere aksie, en dus die ekonomiese koste daarvan verminder word.

Wat is egter die kaloriewaarde? In hierdie pos sal u alles oor die kaloriewaarde kan weet, u moet net aanhou lees 🙂

Definisie van kaloriewaarde

Die kaloriewaarde van 'n gas is die hoeveelheid energie per massa of volume eenheid wat vrygestel word na volledige oksidasie. Hierdie oksidasie is nie bekend vir yster nie. Dit is baie algemeen as u chemikalieë hoor as u oksidasie as sodanig beskou. Oksidasie is 'n begrip wat verwys na die verlies aan elektrone van 'n stof. As dit gebeur, neem die positiewe lading daarvan toe en word gesê dat dit oksideer. Bogenoemde oksidasie vind plaas in 'n verbrandingsproses.

As ons natuurlike gas verbrand, kry ons energie om elektrisiteit, water, ens. Te skep. Daarom is dit belangrik om te weet hoeveel energie die gas kan opwek per massa of volume om die kwaliteit daarvan te bepaal. Volgens hoe hoër die kaloriewaarde, hoe minder hoeveelheid gas wat ons sal gebruik. Hierin lê die belangrikheid van die kwaliteit van 'n gas in verhouding tot die ekonomiese koste.

Verskeie meeteenhede word gebruik om die kaloriewaarde te meet. Kilojoules en kilokalorieë word gebruik vir beide massa en volume. Soos in voedsel, is daar ook kilokalorieë in gasse. Dit is niks anders as energie wat tydens 'n oksidasieproses vrygestel word nie. Wat massa betref, word dit bereken in kilojoule per kilo (kJ / Kg) of kilokalorie per kilo (kcal / kg). As ons na volume verwys, sal ons praat van kilojoule per kubieke meter (kJ / m³) of kilokalorie per kubieke meter (kcal / m³).

Hoër of laer kaloriewaarde

As ons teoreties praat, is die kaloriewaarde van 'n gas uniek en konstant. As dit egter prakties toegepas word, kan ons twee ander definisies vind. Een verwys na die hoër kaloriewaarde en 'n ander na die laer. Die eerste is van mening dat die waterdamp wat tydens die verbrandingsproses ontstaan, volledig gekondenseer is. Dit hou rekening met die hitte wat die gas in die faseverandering opwek.

Gestel dat al die elemente betrokke by verbranding op nul grade geneem word. Vir verbranding moet daar lug wees en daardie lug voorsien ook energie. As die reaktante en die produkte wat aan die verbranding deelneem, voor en daarna op nul grade gebring word, sal die waterdamp dus heeltemal gekondenseer word. Hierdie waterdamp kom van die vogtigheid wat inherent is aan die brandstof en van die humiditeit wat gevorm word wanneer die waterstof in die brandstof oksideer.

Aan die ander kant, die laer kaloriewaarde neem nie energie in ag nie wat vrygestel word deur die faseverandering van die gas. Dit is van mening dat die waterdamp in die gasse nie kondenseer nie. Deur nie van fase te verander nie, stel dit nie energie vry nie en is daar geen addisionele insette nie. In hierdie situasie is daar slegs energie-insette deur die oksidasie van die brandstof.

Industriële gebruik

Wat die werklikheid in energieproduksiebedrywe betref, is die laer kaloriewaarde van die grootste belang. Dit is omdat die verbrandingsgasse gewoonlik hoër is as die kondensasie van waterdamp. Daarom word die energie as gevolg van die faseverandering van die gas nie in ag geneem nie.

Deur die energie voor te stel wat die gas tydens die oksidasie kan vrystel, kan ons ook die kwaliteit van die gas ken. Hoe meer kaloriewaarde 'n gas het, hoe minder hoeveelheid benodig ons. In die bedryf is dit baie belangrik om hierdie faktore in ag te neem. Hoe hoër die gehalte van die gas, hoe laer is die produksiekoste. Hoe stabieler die kaloriewaarde van 'n gas, goedkoper is die koste van die operasies.

Die maatreëls en beheer wat op hierdie bedrywighede uitgevoer word, hang heeltemal af van watter tipe onderneming dit doen. Ongeag die onderneming (aardgas, reservoir, put of biogas), hulle beheer hierdie parameter egter volledig. Dit word ook baie gebruik in nywerhede soos metallurgie, glasfabrieke, sementaanlegte, raffinaderye, kragopwekkers en petrochemikalieë.

Analitiese metings

Ons het opgemerk dat kaloriewaarde 'n baie belangrike parameter is en dat bedrywe metodes het om dit te meet en te beheer. Daar is verskillende metodes om die kaloriewaarde van 'n gas te bepaal. Die oudste en bekendste is die van die kalorimetriese bom.

Hierdie metode bestaan ​​uit die invoer van 'n gas in 'n hermeties geslote houer met konstante volume. Die houer moet van ander materiale of van moontlike veranderinge in die meting geïsoleer word. Sodra die gas ingebring is, word 'n vonk gebruik om die gas aan te steek. 'N Termometer word geplaas om die temperatuur te meet. Met hierdie verandering in die temperatuurwaarde gaan ons die hitte meet wat deur die oksidasiereaksie vrygestel word.

Alhoewel hierdie metode baie akkuraat is, verbruik dit al die verbrandingsgas. Verder word dit as 'n diskontinue meetmetode beskou. Daarom word hierdie metode nie in grootskaalse gasverbruikbedrywe gebruik nie.

Deurlopende meting van hierdie gas word gedoen deur middel van aanlyn gaschromatografie. Dit bestaan ​​uit die skeiding van die komponente van die gasmonster binne 'n chromatografiese kolom. Normaalweg is dit 'n kapillêre buis waarin 'n stilstaande fase is en ons voer die gas in, dit is die mobiele fase. Die gaskomponente word behou deur adsorpsie van die stilstaande fase, en die elusietyd daarvan wissel na gelang van die molekulêre gewig. Hoe laer die molekulêre gewig, hoe korter die elueringstyd en omgekeerd. As die gasse uit die kolom kom, ontmoet hulle 'n selektiewe koolwaterstofdetektor. Hulle werk volgens termiese geleidingsvermoë.

Wanneer u die resultate ontleed, word 'n chromatogram verkry. Dit is niks anders as 'n grafiek waarin aangedui word hoeveel persentasie van elke koolwaterstof in die gas wat ons ontleed het, is nie. Met hierdie inligting kan die kaloriewaarde later bereken word.

U weet al iets meer oor die kaloriese krag en die belang wat dit het om natuurlike gas of ander gasse op te wek.