Dnes mnoho domácností a průmyslových odvětví používá zemní plyn. Tento plyn neustále globálně roste a očekává se, že v dalších desetiletích bude dále růst. Použít zemní plyn ve světě chemie se používá velmi důležitý parametr. Jde o výhřevnost. Toto je parametr používaný ke stanovení kvality zemního plynu. Díky tomu lze snížit cenu plynu potřebného pro určitou akci, a tím i jeho ekonomické náklady.
Jaká je však výhřevnost? V tomto příspěvku se můžete dozvědět vše o výhřevnosti, prostě musíte dál číst seguir
Definice výhřevnosti
Výhřevnost plynu je množství energie na jednotku hmotnosti nebo objemu, které se uvolní po úplné oxidaci. Tato oxidace není u železa známa. Je velmi běžné, když slyšíte nějakou chemii, myslet na oxidaci jako takovou. Oxidace je pojem, který se týká ztráty elektronů z látky. Když k tomu dojde, jeho kladný náboj se zvýší a říká se, že oxiduje. Tato zmíněná oxidace probíhá ve spalovacím procesu.
Když spalujeme zemní plyn, získáváme energii na výrobu elektřiny, ohřívání vody atd. Proto je důležité znát množství energie, které je plyn schopen generovat na jednotku hmotnosti nebo objemu, aby bylo možné určit jeho kvalitu. Podle čím vyšší je jeho výhřevnost, tím menší množství plynu, který použijeme. V tom spočívá význam kvality plynu ve vztahu k ekonomickým nákladům.
K měření výhřevnosti se používají různé měrné jednotky. Kilojouly a kilokalorie se používají pro hmotnost i objem. Stejně jako v potravinách, zde v plynech existují také kilokalorie. Není to nic jiného než energie uvolněná během oxidačního procesu. Pokud jde o hmotnost, počítá se v kilojoulech na kilogram (kJ / kg) nebo kilokalorii na kilogram (kcal / kg). Pokud mluvíme o objemu, budeme hovořit o kilojoulech na metr krychlový (kJ / m3) nebo kilokalorie na metr krychlový (kcal / m.)3).
Vyšší nebo nižší výhřevnost
Když mluvíme teoreticky, výhřevnost plynu je jedinečná a konstantní. Pokud však jde o jeho zavedení do praxe, můžeme najít další dvě definice. Jeden odkazuje na vyšší výhřevnost a další na nižší. První se domnívá, že vodní pára, která se vytváří během procesu spalování, je zcela kondenzovaná. Toto zohledňuje teplo, které je generováno plynem při fázové změně.
Za předpokladu, že všechny prvky podílející se na spalování jsou přijímány v nulových stupních. Aby mohlo dojít ke spalování, musí existovat vzduch a ten také dodává energii. Pokud se tedy reaktanty i produkty, které se podílejí na spalování, před a po uvedou na nulu, dojde k úplné kondenzaci vodní páry. Tato vodní pára pochází z vlhkosti vlastní v palivu az vlhkosti, která se tvoří při oxidaci vodíku v palivu.
Na druhou stranu nižší výhřevnost nebere v úvahu energii který se uvolňuje fázovou změnou plynu. Domnívá se, že vodní pára obsažená v plynech nekondenzuje. Nezměněním fáze neuvolňuje energii a není zde žádný další vstup. V této situaci dochází pouze k vstupu energie z oxidace paliva.
Průmyslové použití
Pokud jde o realitu v odvětvích výroby energie, je to největší zájem o nižší výhřevnost. Je to proto, že spaliny mají obvykle vyšší teplotu než kondenzace vodní páry. Proto se nebere v úvahu energie způsobená fázovou změnou plynu.
Představováním energie, kterou je plyn schopen uvolnit během své oxidace, můžeme také znát kvalitu uvedeného plynu. Čím větší výhřevnost má plyn, tím menší množství budeme potřebovat. V průmyslu je velmi důležité brát tyto faktory v úvahu. Čím vyšší je kvalita plynu, tím nižší jsou výrobní náklady. Čím stabilnější je výhřevnost plynu, levnější budou náklady na operace.
Opatření a kontrola prováděná u těchto operací zcela závisí na tom, jaký typ společnosti to dělá. Bez ohledu na společnost (zemní plyn, nádrž, studna nebo bioplyn) však tento parametr vyčerpávajícím způsobem ovládají. Je také široce používán v průmyslových odvětvích, jako je metalurgie, sklárny, cementárny, rafinerie, energetické elektrárny a petrochemie.
Analytická měření
Uvedli jsme, že výhřevnost je velmi důležitým parametrem a že průmyslová odvětví mají metody pro její měření a řízení. Existuje několik metod pro stanovení výhřevnosti plynu. Nejstarší a nejznámější je z kalorimetrická bomba.
Tato metoda spočívá v zavedení plynu do hermeticky uzavřené nádoby o konstantním objemu. Nádoba musí být izolována od jiných materiálů nebo od možných změn měření. Jakmile je plyn zaveden, použije se k jeho zapálení jiskra. K měření teploty je umístěn teploměr. S touto změnou hodnoty teploty budeme měřit teplo uvolněné oxidační reakcí.
Ačkoli je tato metoda velmi přesná, nakonec spotřebuje veškerý plyn při spalování. Dále je to považováno za diskontinuální metodu měření. Proto se tato metoda nepoužívá ve velkých průmyslových odvětvích, která spotřebovávají plyn.
Kontinuální měření tohoto plynu se provádí online plynovou chromatografií. To spočívá v oddělení složek vzorku plynu v chromatografické koloně. Normálně je to kapilární trubice, ve které je stacionární fáze a zavedeme plyn, který je mobilní fází. Složky plynu jsou zadržovány adsorpcí stacionární fáze, přičemž se mění jeho eluční doba v závislosti na jeho molekulové hmotnosti. Čím nižší je molekulová hmotnost, tím kratší je eluční doba a naopak. Když plyny opouštějí kolonu, setkávají se se selektivním detektorem uhlovodíků. Fungují na základě tepelné vodivosti.
Při analýze výsledků získá se chromatogram. Není to nic jiného než graf, kde je uvedeno, jaké procento každého uhlovodíku je v plynu, který jsme analyzovali. S touto informací lze později vypočítat výhřevnost.
Už víte něco více o výhřevnosti a důležitosti, kterou má při výrobě zemního plynu nebo jiných plynů.