Saat ini banyak rumah dan industri menggunakan gas alam. Gas ini terus tumbuh secara global dan diperkirakan akan terus tumbuh lebih banyak dalam beberapa dekade mendatang. Menggunakan gas alam parameter yang sangat penting digunakan dalam dunia kimia. Ini tentang nilai kalor. Ini adalah parameter yang digunakan untuk menentukan kualitas gas bumi. Berkat ini, biaya gas diperlukan untuk tindakan tertentu dan oleh karena itu, biaya keekonomiannya dapat ditekan.
Namun, berapa nilai kalorinya? Pada postingan kali ini Anda akan mengetahui segalanya tentang nilai kalori, Anda hanya perlu terus membaca 🙂
Definisi nilai kalori
Nilai kalor suatu gas adalah jumlah energi per satuan massa atau volume yang dilepaskan saat oksidasi sempurna. Oksidasi ini tidak dikenal untuk besi. Sangat umum ketika Anda mendengar beberapa bahan kimia untuk memikirkan oksidasi seperti itu. Oksidasi adalah konsep yang mengacu pada hilangnya elektron dari suatu zat. Ketika ini terjadi, muatan positifnya meningkat dan dikatakan teroksidasi. Oksidasi tersebut terjadi dalam proses pembakaran.
Saat kita membakar gas alam, kita mendapatkan energi untuk menghasilkan listrik, memanaskan air, dll. Oleh karena itu, penting untuk mengetahui jumlah energi yang mampu dihasilkan gas per satuan massa atau volume untuk menentukan kualitasnya. Menurut semakin tinggi nilai kalorinya, semakin sedikit jumlahnya gas yang akan kami gunakan. Dalam hal ini terletak pentingnya kualitas gas dalam kaitannya dengan keekonomian biaya.
Berbagai satuan pengukuran digunakan untuk mengukur nilai kalor. Kilojoule dan kilokalori digunakan untuk massa dan volume. Seperti pada makanan, di sini dalam gas juga ada kilokalori. Itu tidak lebih dari energi yang dilepaskan selama proses oksidasi. Untuk massa, dihitung dalam kilojoule per kilo (kJ / Kg) atau kilocalorie per kilo (kcal / kg). Jika kita mengacu pada volume, kita akan berbicara tentang kilojoule per meter kubik (kJ / m3) atau kilokalori per meter kubik (kkal / m3).
Nilai kalori lebih tinggi atau lebih rendah
Jika kita berbicara secara teoritis, nilai kalor suatu gas adalah unik dan konstan. Namun, ketika mempraktikkannya, kita dapat menemukan dua definisi lain. Satu mengacu ke nilai kalor yang lebih tinggi dan yang lainnya ke yang lebih rendah. Yang pertama menganggap bahwa uap air yang dihasilkan selama proses pembakaran benar-benar terkondensasi. Ini memperhitungkan panas yang dihasilkan oleh gas dalam perubahan fasa.
Asumsikan bahwa semua elemen yang terlibat dalam pembakaran diambil pada derajat nol. Agar pembakaran berlangsung, harus ada udara dan udara itu juga menyediakan energi. Oleh karena itu, jika reaktan dan produk yang berpartisipasi dalam pembakaran dibawa ke nol derajat sebelum dan sesudahnya, uap air akan terkondensasi sempurna. Uap air ini berasal dari kelembapan yang melekat pada bahan bakar dan dari kelembapan yang terbentuk saat hidrogen dalam bahan bakar teroksidasi.
Di sisi lain, nilai kalorinya semakin rendah tidak memperhitungkan energi yang dilepaskan oleh perubahan fasa gas. Perhatikan bahwa uap air yang terkandung di dalam gas tidak mengembun. Dengan tidak merubah fasa, tidak melepaskan energi dan tidak ada masukan tambahan. Dalam situasi ini, hanya ada masukan energi dari oksidasi bahan bakar.
Penggunaan industri
Ketika sampai pada kenyataan dalam industri produksi energi, nilai kalori yang lebih rendahlah yang paling diminati. Hal ini dikarenakan gas hasil pembakaran biasanya berada pada temperatur yang lebih tinggi dibandingkan hasil kondensasi uap air. Oleh karena itu, energi akibat perubahan fasa gas tidak diperhitungkan.
Dengan merepresentasikan energi yang mampu dilepaskan oleh gas selama oksidasi, kita juga dapat mengetahui kualitas gas tersebut. Semakin banyak nilai kalori yang dimiliki gas, semakin sedikit kuantitas yang dibutuhkan. Dalam industri, faktor-faktor ini sangat penting untuk dipertimbangkan. Semakin tinggi kualitas gas maka semakin rendah biaya produksinya. Semakin stabil nilai kalor suatu gas, lebih murah akan menjadi biaya operasi.
Langkah-langkah dan pengendalian yang dilakukan pada operasi ini sepenuhnya bergantung pada jenis perusahaan yang melakukannya. Namun, apapun perusahaannya (gas alam, reservoir, sumur atau biogas) mereka secara ketat mengontrol parameter ini. Ini juga banyak digunakan dalam industri seperti metalurgi, pabrik kaca, pabrik semen, kilang, pembangkit listrik dan petrokimia.
Pengukuran analitis
Kami telah berkomentar bahwa nilai kalor adalah parameter yang sangat penting dan industri memiliki metode untuk mengukur dan mengendalikannya. Ada berbagai metode untuk menentukan nilai kalor suatu gas. Yang tertua dan paling terkenal adalah dari kalorimeter bom.
Metode ini terdiri dari memasukkan gas ke dalam wadah tertutup rapat dengan volume konstan. Wadah harus diisolasi dari bahan lain atau kemungkinan perubahan dalam pengukuran. Setelah gas dimasukkan, percikan digunakan untuk menyalakan gas. Sebuah termometer ditempatkan untuk mengukur suhu. Dengan perubahan nilai suhu ini, kita akan mengukur panas yang dilepaskan oleh reaksi oksidasi.
Meskipun metode ini sangat akurat, namun pada akhirnya menghabiskan semua gas dalam pembakaran. Selanjutnya, ini dianggap sebagai metode pengukuran yang tidak kontinu. Oleh karena itu, metode ini tidak digunakan pada industri konsumen gas skala besar.
Pengukuran berkelanjutan gas ini dilakukan dengan kromatografi gas online. Ini terdiri dari pemisahan komponen sampel gas dalam kolom kromatografi. Biasanya itu adalah tabung kapiler di mana ada fase diam dan kami memasukkan gas, yang merupakan fase gerak. Komponen gas ditahan dengan adsorpsi dari fase diam, waktu elusinya bervariasi tergantung pada berat molekulnya. Semakin rendah berat molekulnya, semakin pendek waktu elusi, begitu pula sebaliknya. Ketika gas meninggalkan kolom, mereka bertemu dengan detektor hidrokarbon selektif. Mereka bekerja dengan konduktivitas termal.
Saat menganalisis hasil, kromatogram diperoleh. Ini tidak lebih dari grafik yang menunjukkan berapa persen dari masing-masing hidrokarbon dalam gas yang telah kami analisis. Dengan informasi ini, nilai kalor bisa dihitung nanti.
Anda sudah tahu lebih banyak tentang tenaga kalor dan pentingnya kekuatan itu saat menghasilkan gas alam atau gas lainnya.