Definiția, utilitatea și măsurarea puterii calorifice a unui gaz

Puterea calorică a unui gaz

Astăzi multe case și industrii folosesc gaze naturale. Acest gaz este în continuă creștere globală și se așteaptă să continue să crească mai mult în deceniile următoare. A folosi gaz natural un parametru foarte important este folosit în lumea chimiei. Este vorba despre puterea calorică. Acesta este parametrul utilizat pentru a determina calitatea gazelor naturale. Datorită acestui fapt, costul gazului necesar pentru o anumită acțiune și, prin urmare, costul său economic poate fi redus.

Cu toate acestea, care este puterea calorică? În acest post puteți afla totul despre puterea calorică, trebuie doar să continuați să citiți

Definiția calorific value

Arderea unui gaz

Puterea calorică a unui gaz este cantitatea de energie pe unitate de masă sau volum care este eliberată la oxidarea completă. Această oxidare nu este cunoscută pentru fier. Este foarte frecvent atunci când auziți o anumită chimie să vă gândiți la oxidare ca atare. Oxidarea este un concept care se referă la pierderea de electroni dintr-o substanță. Când se întâmplă acest lucru, sarcina sa pozitivă crește și se spune că se oxidează. Această oxidare menționată are loc într-un proces de ardere.

Când ardem gaze naturale obținem energie pentru a crea electricitate, încălzirea apei etc. Prin urmare, este important să cunoaștem cantitatea de energie pe care gazul este capabilă să o genereze pe unitate de masă sau volum pentru a determina calitatea acestuia. In conformitate cu cât este mai mare puterea calorică, cu atât este mai mică cantitatea de gaze pe care le vom folosi. În aceasta rezidă importanța calității unui gaz în raport cu costurile economice.

Diferite unități de măsură sunt utilizate pentru a măsura puterea calorică. Kilojoule și kilocalorii sunt utilizate atât pentru masă, cât și pentru volum. Ca și în alimente, aici în gaze există și kilocalorii. Nu este altceva decât energia eliberată în timpul unui proces de oxidare. Când vine vorba de masă, se calculează în kilojoule pe kilogram (kJ / Kg) sau kilocalorii pe kilogram (kcal / kg). Dacă ne referim la volum, vom vorbi de kilojoule pe metru cub (kJ / m3) sau kilocalorie pe metru cub (kcal / m3).

Putere calorică mai mare sau mai mică

Arzător cu gaz natural

Când vorbim teoretic, puterea calorică a unui gaz este unică și constantă. Cu toate acestea, atunci când vine vorba de punerea în practică, putem găsi alte două definiții. Unul se referă la puterea calorică superioară și alta la cea inferioară. Primul consideră că vaporii de apă care sunt generați în timpul procesului de ardere sunt complet condensați. Acest lucru ia în considerare căldura generată de gaz în schimbarea fazei.

Presupunând că toate elementele implicate în ardere sunt luate la zero grade. Pentru ca arderea să aibă loc, trebuie să existe aer și aerul respectiv furnizează și energie. Prin urmare, dacă atât reactanții, cât și produsele care participă la ardere sunt aduse la zero grade înainte și după, vaporii de apă vor fi complet condensați. Acest vapor de apă provine din umiditatea inerentă combustibilului și din umiditatea care se formează atunci când hidrogenul din combustibil se oxidează.

Pe de altă parte, puterea calorică mai mică nu ia în considerare energia care este eliberat de schimbarea de fază a gazului. Consideră că vaporii de apă conținuți în gaze nu se condensează. Dacă nu schimbă faza, nu eliberează energie și nu există intrări suplimentare. În această situație, există doar aportul de energie din oxidarea combustibilului.

Utilizare industrială

Utilizarea industrială a puterii calorice

Când vine vorba de realitate în industriile de producere a energiei, valoarea calorică mai mică este cea mai interesantă. Acest lucru se datorează faptului că gazele de ardere sunt de obicei la o temperatură mai mare decât condensarea vaporilor de apă. Prin urmare, energia datorată schimbării de fază a gazului nu este luată în considerare.

Prin reprezentarea energiei pe care gazul este capabil să o elibereze în timpul oxidării sale, putem cunoaște și calitatea gazului menționat. Cu cât are mai multă putere calorică un gaz, cu atât vom avea nevoie de mai puțină cantitate. În industrie este foarte important să se ia în considerare acești factori. Cu cât este mai mare calitatea gazului, cu atât costurile de producție sunt mai mici. Cu cât puterea calorică a unui gaz este mai stabilă, mai ieftin va fi costul operațiunilor.

Măsurile și controlul care se efectuează asupra acestor operațiuni depind în întregime de ce tip de companie o face. Cu toate acestea, indiferent de companie (gaz natural, rezervor, puț sau biogaz), acestea controlează exhaustiv acest parametru. Este, de asemenea, utilizat pe scară largă în industrii precum metalurgie, fabrici de sticlă, fabrici de ciment, rafinării, generatoare de energie și produse petrochimice.

Măsurători analitice

Cromatografia gazoasă

Am comentat că puterea calorică este un parametru foarte important și că industriile au metode de măsurare și control al acesteia. Există diferite metode pentru a determina puterea calorică a unui gaz. Cea mai veche și mai cunoscută este cea a bomba calorimetrică.

Această metodă constă în introducerea unui gaz într-un recipient închis ermetic cu volum constant. Containerul trebuie izolat de alte materiale sau de eventualele modificări ale măsurării. Odată ce gazul este introdus, o scânteie este utilizată pentru a aprinde gazul. Un termometru este plasat pentru a măsura temperatura. Cu această modificare a valorii temperaturii, vom măsura căldura eliberată de reacția de oxidare.

Deși această metodă este foarte precisă, ajunge să consume tot gazul în combustie. Mai mult, este considerată o metodă de măsurare discontinuă. Prin urmare, această metodă nu este utilizată în industriile mari consumatoare de gaze.

Măsurarea continuă a acestui gaz se face prin cromatografie de gaz online. Aceasta constă în separarea componentelor probei de gaz într-o coloană cromatografică. În mod normal, este un tub capilar în care există o fază staționară și introducem gazul, care este faza mobilă. Componentele gazului sunt reținute prin adsorbția fazei staționare, variind timpul de eluare în funcție de greutatea sa moleculară. Cu cât greutatea moleculară este mai mică, cu atât este mai scurt timpul de eluție și invers. Pe măsură ce gazele ies din coloană, întâlnesc un detector selectiv de hidrocarburi. Acestea funcționează prin conductivitate termică.

Când analizăm rezultatele, se obține o cromatogramă. Acesta nu este altceva decât un grafic în care este indicat ce procent din fiecare hidrocarbură este în gazul pe care l-am analizat. Cu aceste informații, puterea calorică poate fi calculată ulterior.

Știți deja ceva mai mult despre puterea calorică și importanța pe care o are atunci când generează gaze naturale sau alte gaze.


Conținutul articolului respectă principiile noastre de etică editorială. Pentru a raporta o eroare, faceți clic pe aici.

Fii primul care comenteaza

Lasă comentariul tău

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

*

*

  1. Responsabil pentru date: Miguel Ángel Gatón
  2. Scopul datelor: Control SPAM, gestionarea comentariilor.
  3. Legitimare: consimțământul dvs.
  4. Comunicarea datelor: datele nu vor fi comunicate terților decât prin obligație legală.
  5. Stocarea datelor: bază de date găzduită de Occentus Networks (UE)
  6. Drepturi: în orice moment vă puteți limita, recupera și șterge informațiile.