Definizione, utilità e misura del potere calorifico di un gas

Potere calorifico di un gas

Oggi molte case e industrie utilizzano gas naturale. Questo gas è in continua crescita globale e si prevede che continuerà a crescere maggiormente nei prossimi decenni. Usare gas naturale un parametro molto importante è utilizzato nel mondo della chimica. Riguarda il potere calorifico. Questo è il parametro utilizzato per determinare la qualità del gas naturale. Grazie a ciò è possibile ridurre il costo del gas necessario per una determinata azione e, quindi, il suo costo economico.

Tuttavia, qual è il potere calorifico? In questo post puoi imparare tutto sul potere calorifico, devi solo continuare a leggere seguir

Definizione di potere calorifico

Combustione di un gas

Il potere calorifico di un gas è la quantità di energia per unità di massa o volume che viene rilasciata dopo l'ossidazione completa. Questa ossidazione non è nota per il ferro. È molto comune quando si sente un po 'di chimica pensare all'ossidazione come tale. L'ossidazione è un concetto che si riferisce alla perdita di elettroni da una sostanza. Quando ciò accade, la sua carica positiva aumenta e si dice che si ossidi. Questa ossidazione menzionata avviene in un processo di combustione.

Quando bruciamo gas naturale otteniamo energia per creare elettricità, acqua calda, ecc. Pertanto, è importante conoscere la quantità di energia che il gas è in grado di generare per unità di massa o volume per determinarne la qualità. Secondo maggiore è il suo potere calorifico, minore è la quantità di gas che useremo. In questo risiede l'importanza della qualità di un gas in relazione ai costi economici.

Varie unità di misura vengono utilizzate per misurare il potere calorifico. Kilojoule e chilocalorie sono usati sia per la massa che per il volume. Come nel cibo, anche qui nei gas ci sono chilocalorie. Non è altro che energia rilasciata durante un processo di ossidazione. Quando si parla di massa, si calcola in kilojoule per chilo (kJ / Kg) o kilocalorie per chilo (kcal / kg). Se ci riferiamo al volume, parleremo di kilojoule per metro cubo (kJ / m3) o chilocaloria per metro cubo (kcal / m3).

Potere calorifico superiore o inferiore

Bruciatore a gas naturale

Quando parliamo teoricamente, il potere calorifico di un gas è unico e costante. Tuttavia, quando si tratta di metterlo in pratica, possiamo trovare altre due definizioni. Uno si riferisce al potere calorifico superiore e un altro a quello inferiore. La prima considera che il vapore acqueo che si genera durante il processo di combustione è completamente condensato. Questo tiene conto del calore generato dal gas nel cambio di fase.

Supponendo che tutti gli elementi coinvolti nella combustione siano presi a zero gradi. Perché la combustione avvenga, deve esserci aria e quell'aria fornisce anche energia. Pertanto, se sia i reagenti che i prodotti che partecipano alla combustione vengono portati a zero gradi prima e dopo, il vapore acqueo sarà completamente condensato. Questo vapore acqueo proviene dall'umidità inerente al carburante e dall'umidità che si forma quando l'idrogeno nel carburante si ossida.

D'altra parte, il potere calorifico inferiore non tiene conto dell'energia che viene rilasciato dal cambiamento di fase del gas. Considera che il vapore acqueo contenuto nei gas non si condensa. Non cambiando fase, non rilascia energia e non ci sono input aggiuntivi. In questa situazione, c'è solo energia in ingresso dall'ossidazione del carburante.

Uso industriale

Uso industriale del potere calorifico

Quando si parla di realtà nelle industrie di produzione di energia, è il potere calorifico inferiore che è di maggiore interesse. Questo perché i gas di combustione sono solitamente a una temperatura più elevata rispetto alla condensazione del vapore acqueo. Pertanto, l'energia dovuta al cambio di fase del gas non viene presa in considerazione.

Rappresentando l'energia che il gas è in grado di rilasciare durante la sua ossidazione, possiamo anche conoscere la qualità di detto gas. Maggiore è il potere calorifico di un gas, minore sarà la quantità di cui avremo bisogno. Nell'industria è molto importante tenere conto di questi fattori. Maggiore è la qualità del gas, minori saranno i costi di produzione. Più stabile è il potere calorifico di un gas, più economico sarà il costo delle operazioni.

Le misure e il controllo che vengono effettuati su queste operazioni dipendono interamente dal tipo di azienda che lo fa. Tuttavia, qualunque sia l'azienda (gas naturale, giacimento, pozzo o biogas) controllano in modo esaustivo questo parametro. È anche ampiamente utilizzato in industrie come la metallurgia, fabbriche di vetro, cementifici, raffinerie, gruppi elettrogeni e petrolchimici.

Misurazioni analitiche

Gas cromatografia

Abbiamo commentato che il potere calorifico è un parametro molto importante e che le industrie hanno metodi per misurarlo e controllarlo. Esistono vari metodi per determinare il potere calorifico di un gas. Il più antico e conosciuto è quello di la bomba calorimetrica.

Questo metodo consiste nell'introdurre un gas in un contenitore ermeticamente chiuso di volume costante. Il contenitore deve essere isolato da altri materiali o da possibili alterazioni della misura. Una volta introdotto il gas, viene utilizzata una scintilla per accendere il gas. Viene posizionato un termometro per misurare la temperatura. Con questa variazione del valore di temperatura misureremo il calore rilasciato dalla reazione di ossidazione.

Sebbene questo metodo sia molto accurato, finisce per consumare tutto il gas durante la combustione. Inoltre, è considerato un metodo di misurazione discontinuo. Pertanto, questo metodo non viene utilizzato nelle industrie che consumano gas su larga scala.

La misurazione continua di questo gas viene eseguita mediante gascromatografia in linea. Consiste nel separare i componenti del campione di gas all'interno di una colonna cromatografica. Normalmente è un tubo capillare in cui è presente una fase stazionaria e si introduce il gas, che è la fase mobile. I componenti del gas vengono trattenuti per adsorbimento della fase stazionaria, variando il suo tempo di eluizione a seconda del suo peso molecolare. Minore è il peso molecolare, minore è il tempo di eluizione e viceversa. Quando i gas lasciano la colonna, incontrano un rilevatore di idrocarburi selettivo. Funzionano per conducibilità termica.

Quando si analizzano i risultati, si ottiene un cromatogramma. Questo non è altro che un grafico dove viene indicata la percentuale di ogni idrocarburo presente nel gas che abbiamo analizzato. Con queste informazioni, il potere calorifico può essere calcolato in seguito.

Sai già qualcosa di più sul potere calorifico e sull'importanza che ha nella generazione di gas naturale o altri gas.


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