Përkufizimi, dobia dhe matja e fuqisë kalorifike të një gazi

Sot shumë shtëpi dhe industri përdorin gaz natyror. Ky gaz është në rritje të vazhdueshme globale dhe pritet të vazhdojë të rritet më shumë në dekadat e ardhshme. Per te perdorur gaz natyror një parametër shumë i rëndësishëm përdoret në botën e kimisë. Bëhet fjalë për vlerën kalorifike. Ky është parametri i përdorur për të përcaktuar cilësinë e gazit natyror. Falë kësaj, kostoja e gazit e kërkuar për një veprim të caktuar dhe, për këtë arsye, kostoja e tij ekonomike mund të ulet.

Sidoqoftë, cila është vlera kalorifike? Në këtë postim do të jeni në gjendje të dini gjithçka në lidhje me vlerën kalorifike, thjesht duhet të vazhdoni të lexoni

Përkufizimi i vlerës kalorifike

Vlera kalorifike e një gazi është sasia e energjisë për njësi të masës ose vëllimit që lirohet gjatë oksidimit të plotë. Ky oksidim nuk njihet për hekurin. Veryshtë shumë e zakonshme kur dëgjoni disa kimi të mendoni për oksidimin si të tillë. Oksidimi është një koncept që i referohet humbjes së elektroneve nga një substancë. Kur kjo ndodh, ngarkesa e saj pozitive rritet dhe thuhet se oksidohet. Ky oksidim i përmendur zhvillohet në një proces djegieje.

Kur djegim gaz natyror ne marrim energji për të krijuar energji elektrike, ngrohje të ujit, etj. Prandaj, është e rëndësishme të dini sasinë e energjisë që gazi është i aftë të gjenerojë për njësi të masës ose vëllimit për të përcaktuar cilësinë e tij. Sipas sa më e lartë të jetë vlera e saj kalorifike, aq më pak sasi të gazit që do të përdorim. Në këtë qëndron rëndësia e cilësisë së një gazi në lidhje me kostot ekonomike.

Njësi të ndryshme matëse përdoren për të matur vlerën kalorifike. Kilojoules dhe kilocalories përdoren si për masën ashtu edhe për vëllimin. Si në ushqim, këtu në gazra ka edhe kilokalori. Nuk është asgjë më shumë se energjia e lëshuar gjatë një procesi oksidimi. Kur bëhet fjalë për masë, ajo llogaritet në kilojoule për kilogram (kJ / Kg) ose kilocalorie për kilogram (kcal / kg). Nëse i referohemi vëllimit, do të flasim për kilojoule për metër kub (kJ / m³) ose kilokalori për metër kub (kcal / m³).

Vlera më e lartë ose më e ulët kalorifike

Kur flasim teorikisht, vlera kalorifike e një gazi është unike dhe konstante. Sidoqoftë, kur bëhet fjalë për ta bërë atë në praktikë, ne mund të gjejmë dy përkufizime të tjera. Njëra i referohet në vlerën më të lartë kalorifike dhe një tjetër në atë më të ulët. E para konsideron se avulli i ujit që gjenerohet gjatë procesit të djegies është kondensuar plotësisht. Kjo merr parasysh nxehtësinë që gjenerohet nga gazi në ndryshimin e fazës.

Duke supozuar që të gjithë elementët e përfshirë në djegie merren në zero gradë. Që të bëhet djegia duhet të ketë ajër dhe ai ajër gjithashtu siguron energji. Prandaj, nëse të dy reaguesit dhe produktet që marrin pjesë në djegie sillen në zero gradë para dhe pas, avujt e ujit do të kondensohen plotësisht. Ky avull uji vjen nga lagështia e natyrshme e karburantit dhe nga lagështia që formohet kur hidrogjeni në karburant oksidohet.

Nga ana tjetër, vlera më e ulët kalorifike nuk merr parasysh energjinë që lirohet nga ndryshimi fazor i gazit. Konsideroni që avulli i ujit që përmbahet në gazra nuk kondensohet. Duke mos ndryshuar fazën, ajo nuk çliron energji dhe nuk ka hyrje shtesë. Në këtë situatë, ka vetëm hyrje të energjisë nga oksidimi i karburantit.

Përdorimi industrial

Kur bëhet fjalë për realitetin në industritë e prodhimit të energjisë, është vlera më e ulët kalorifike që është me interesin më të madh. Kjo sepse gazrat e djegies janë zakonisht në një temperaturë më të lartë se kondensimi i avujve të ujit. Prandaj, energjia për shkak të ndryshimit fazor të gazit nuk merret parasysh.

Duke përfaqësuar energjinë që gazi është i aftë të çlirojë gjatë oksidimit të tij, ne gjithashtu mund të dimë cilësinë e gazit në fjalë. Sa më shumë vlerë kalorifike të ketë një gaz, aq më pak sasi do të na duhet. Në industri është shumë e rëndësishme të merren parasysh këta faktorë. Sa më e lartë të jetë cilësia e gazit, aq më të ulëta janë kostot e prodhimit. Vlera më e qëndrueshme e kalorifit të një gazi, më e lirë do të jetë kostoja e operacioneve.

Masat dhe kontrolli që kryhen në këto operacione varet tërësisht nga lloji i ndërmarrjes që e bën atë. Sidoqoftë, sido që të jetë ndërmarrja (gazi natyror, rezervuari, pusi ose biogazi) ata e kontrollojnë në mënyrë shteruese këtë parametër. Përdoret gjithashtu gjerësisht në industri të tilla si metalurgjia, fabrikat e qelqit, impiantet e çimentos, rafineritë, gjeneratorët e energjisë dhe petrokimikat.

Matjet analitike

Ne kemi komentuar që vlera kalorifike është një parametër shumë i rëndësishëm dhe se industritë kanë metoda për ta matur dhe kontrolluar atë. Ekzistojnë metoda të ndryshme për të përcaktuar vlerën kalorifike të një gazi. Më i vjetri dhe më i njohuri është ai i kalorimetri i bombës.

Kjo metodë konsiston në futjen e një gazi në një enë të mbyllur hermetikisht me vëllim konstant. Enë duhet të jetë e izoluar nga materialet e tjera ose nga ndryshimet e mundshme në matje. Sapo të futet gazi, një shkëndijë përdoret për të ndezur gazin. Vendoset një termometër për të matur temperaturën. Me këtë ndryshim të vlerës së temperaturës do të matim nxehtësinë e lëshuar nga reaksioni i oksidimit.

Edhe pse kjo metodë është shumë e saktë, ajo përfundon duke konsumuar të gjithë gazin në djegie. Për më tepër, konsiderohet një metodë e ndërprerë e matjes. Prandaj, kjo metodë nuk përdoret në industritë në shkallë të gjerë që konsumojnë gaz.

Matja e vazhdueshme e këtij gazi bëhet nga kromatografia e gazit në internet. Kjo konsiston në ndarjen e përbërësve të mostrës së gazit brenda një kolone kromatografike. Normalisht është një tub kapilar në të cilin ekziston një fazë stacionare dhe ne prezantojmë gazin, i cili është faza e lëvizshme. Komponentët e gazit mbahen nga thithja e fazës stacionare, duke ndryshuar kohën e tij të elucionit në varësi të peshës molekulare. Sa më e ulët të jetë pesha molekulare, aq më e shkurtër është koha e elucionit, dhe anasjelltas. Ndërsa gazrat dalin nga kolona, ​​ata takojnë një detektor selektiv të hidrokarbureve. Ata punojnë nga përçueshmëria termike.

Kur analizoni rezultatet, merret një kromatogram. Kjo nuk është asgjë më shumë se një grafik ku tregohet se sa përqind e secilit hidrokarbur është në gazin që kemi analizuar. Me këtë informacion, vlera kalorifike mund të llogaritet më vonë.

Ju tashmë dini diçka më shumë për fuqinë kalorifike dhe rëndësinë që ajo ka kur gjeneroni gaz natyror ose gazra të tjerë.