Heute verwenden viele Haushalte und Industrien Erdgas. Dieses Gas wächst weltweit kontinuierlich und wird in den kommenden Jahrzehnten voraussichtlich weiter wachsen. Benutzen Erdgas Ein sehr wichtiger Parameter wird in der Welt der Chemie verwendet. Es geht um den Heizwert. Mit diesem Parameter wird die Qualität von Erdgas bestimmt. Dadurch können die für eine bestimmte Maßnahme erforderlichen Gaskosten und damit die wirtschaftlichen Kosten gesenkt werden.
Was ist jedoch der Heizwert? In diesem Beitrag können Sie alles über den Brennwert wissen, Sie müssen nur weiterlesen 🙂
Definition des Heizwertes
Der Heizwert eines Gases beträgt die Energiemenge pro Massen- oder Volumeneinheit, die bei vollständiger Oxidation freigesetzt wird. Diese Oxidation ist für Eisen nicht bekannt. Es ist sehr häufig, wenn Sie etwas Chemie hören, um Oxidation als solche zu betrachten. Oxidation ist ein Konzept, das sich auf den Verlust von Elektronen aus einer Substanz bezieht. Wenn dies auftritt, nimmt seine positive Ladung zu und es wird gesagt, dass es oxidiert. Diese erwähnte Oxidation findet in einem Verbrennungsprozess statt.
Wenn wir Erdgas verbrennen, erhalten wir Energie, um Strom zu erzeugen, Wasser zu erwärmen usw. Daher ist es wichtig zu wissen, wie viel Energie das Gas pro Massen- oder Volumeneinheit erzeugen kann, um seine Qualität zu bestimmen. gemäß Je höher der Heizwert, desto geringer die Menge von Gas werden wir verwenden. Darin liegt die Bedeutung der Qualität eines Gases im Verhältnis zu den wirtschaftlichen Kosten.
Zur Messung des Heizwertes werden verschiedene Maßeinheiten verwendet. Kilojoule und Kilokalorien werden sowohl für Masse als auch für Volumen verwendet. Wie in Lebensmitteln gibt es auch hier in Gasen Kilokalorien. Es ist nichts anderes als Energie, die während eines Oxidationsprozesses freigesetzt wird. Die Masse wird in Kilojoule pro Kilo (kJ / kg) oder Kilokalorie pro Kilo (kcal / kg) berechnet. Wenn wir uns auf das Volumen beziehen, sprechen wir von Kilojoule pro Kubikmeter (kJ / m)3) oder Kilokalorie pro Kubikmeter (kcal / m3).
Höherer oder niedrigerer Heizwert
Wenn wir theoretisch sprechen, ist der Heizwert eines Gases einzigartig und konstant. Wenn es jedoch darum geht, es in die Praxis umzusetzen, finden wir zwei weitere Definitionen. Man bezieht sich auf den höheren Heizwert und einen anderen auf den niedrigeren. Der erste geht davon aus, dass der Wasserdampf, der während des Verbrennungsprozesses erzeugt wird, vollständig kondensiert ist. Dies berücksichtigt die Wärme, die das Gas beim Phasenwechsel erzeugt.
Angenommen, alle an der Verbrennung beteiligten Elemente werden bei null Grad aufgenommen. Damit die Verbrennung stattfinden kann, muss Luft vorhanden sein, und diese Luft liefert auch Energie. Wenn daher sowohl die Reaktanten als auch die an der Verbrennung beteiligten Produkte vorher und nachher auf null Grad gebracht werden, wird der Wasserdampf vollständig kondensiert. Dieser Wasserdampf stammt aus der dem Kraftstoff innewohnenden Feuchtigkeit und aus der Feuchtigkeit, die entsteht, wenn der Wasserstoff im Kraftstoff oxidiert.
Zum anderen der niedrigere Heizwert berücksichtigt keine Energie das wird durch den Phasenwechsel des Gases freigesetzt. Beachten Sie, dass der in den Gasen enthaltene Wasserdampf nicht kondensiert. Wenn die Phase nicht geändert wird, wird keine Energie freigesetzt und es erfolgt kein zusätzlicher Eingang. In dieser Situation wird nur Energie aus der Oxidation des Kraftstoffs eingespeist.
Industrielle Nutzung
Wenn es um die Realität in der Energieerzeugungsindustrie geht, ist der niedrigere Heizwert von größtem Interesse. Dies liegt daran, dass die Verbrennungsgase normalerweise eine höhere Temperatur haben als die Kondensation von Wasserdampf. Daher wird die Energie aufgrund der Phasenänderung des Gases nicht berücksichtigt.
Indem wir die Energie darstellen, die das Gas während seiner Oxidation freisetzen kann, können wir auch die Qualität des Gases erkennen. Je mehr Heizwert ein Gas hat, desto weniger Menge benötigen wir. In der Industrie ist es sehr wichtig, diese Faktoren zu berücksichtigen. Je höher die Qualität des Gases ist, desto niedriger sind die Produktionskosten. Je stabiler der Heizwert eines Gases ist, billiger werden die Betriebskosten sein.
Die Maßnahmen und Kontrollen, die bei diesen Vorgängen durchgeführt werden, hängen ganz davon ab, welche Art von Unternehmen dies tut. Unabhängig vom Unternehmen (Erdgas, Reservoir, Bohrloch oder Biogas) steuern sie diesen Parameter jedoch umfassend. Es ist auch in Branchen wie Metallurgie, Glasfabriken, Zementwerken, Raffinerien, Stromerzeugern und Petrochemikalien weit verbreitet.
Analytische Messungen
Wir haben kommentiert, dass der Heizwert ein sehr wichtiger Parameter ist und dass die Industrie Methoden hat, um ihn zu messen und zu steuern. Es gibt verschiedene Methoden, um den Heizwert eines Gases zu bestimmen. Das älteste und bekannteste ist das von das Bombenkalorimeter.
Diese Methode besteht darin, ein Gas in einen hermetisch verschlossenen Behälter mit konstantem Volumen einzuführen. Der Behälter muss von anderen Materialien oder möglichen Änderungen der Messung isoliert sein. Sobald das Gas eingeführt ist, wird ein Funke verwendet, um das Gas zu entzünden. Ein Thermometer misst die Temperatur. Mit dieser Änderung des Temperaturwerts werden wir die durch die Oxidationsreaktion freigesetzte Wärme messen.
Obwohl diese Methode sehr genau ist, verbraucht sie am Ende das gesamte bei der Verbrennung befindliche Gas. Darüber hinaus wird es als diskontinuierliche Messmethode angesehen. Daher wird dieses Verfahren in großen gasverbrauchenden Industrien nicht verwendet.
Die kontinuierliche Messung dieses Gases erfolgt durch Online-Gaschromatographie. Dies besteht darin, die Komponenten der Gasprobe innerhalb einer Chromatographiesäule zu trennen. Normalerweise ist es ein Kapillarröhrchen, in dem sich eine stationäre Phase befindet, und wir führen das Gas ein, das die mobile Phase ist. Die Gaskomponenten werden durch Adsorption der stationären Phase zurückgehalten, wobei ihre Elutionszeit in Abhängigkeit von ihrem Molekulargewicht variiert wird. Je niedriger das Molekulargewicht ist, desto kürzer ist die Elutionszeit und umgekehrt. Wenn die Gase aus der Säule austreten, treffen sie auf einen selektiven Kohlenwasserstoffdetektor. Sie arbeiten durch Wärmeleitfähigkeit.
Bei der Analyse der Ergebnisse Man erhält ein Chromatogramm. Dies ist nichts weiter als eine Grafik, die angibt, wie viel Prozent jedes Kohlenwasserstoffs in dem von uns analysierten Gas enthalten sind. Mit diesen Informationen kann der Heizwert später berechnet werden.
Sie wissen bereits etwas mehr über die Heizleistung und die Bedeutung, die sie bei der Erzeugung von Erdgas oder anderen Gasen hat.