Визначення, корисність та вимірювання теплотворної здатності газу

Калорійність газу

Сьогодні багато будинків і промислових підприємств використовують природний газ. Цей газ постійно зростає у світовому масштабі, і, як очікується, він буде зростати ще в найближчі десятиліття. Використовувати природний газ дуже важливий параметр використовується у світі хімії. Йдеться про теплотворну здатність. Це параметр, який використовується для визначення якості природного газу. Завдяки цьому вартість газу, необхідна для певної дії, і, отже, його економічна вартість може бути зменшена.

Однак яка теплотворна здатність? У цьому дописі ви зможете знати все про теплотворну здатність, вам слід лише продовжувати читати 🙂

Визначення теплотворної здатності

Горіння газу

Калорійність газу становить кількість енергії на одиницю маси або об’єму, що виділяється при повному окисленні. Це окислення не відомо для заліза. Дуже часто, коли ви чуєте якусь хімію, думати про окислення як таке. Окислення - це поняття, яке стосується втрати електронів від речовини. Коли це відбувається, його позитивний заряд збільшується, і він, як кажуть, окислюється. Це згадане окислення відбувається в процесі горіння.

Коли ми спалюємо природний газ, ми отримуємо енергію для створення електроенергії, нагрівання води тощо. Тому важливо знати кількість енергії, яку здатний виробляти газ на одиницю маси або об’єму, щоб визначити його якість. Відповідно до чим вища його теплотворна здатність, тим менша кількість газу, який ми будемо використовувати. У цьому полягає важливість якості газу стосовно економічних витрат.

Для вимірювання теплотворної здатності використовуються різні одиниці виміру. Кіломоулі та кілокалорії використовуються як для маси, так і для обсягу. Як і в їжі, тут і в газах є кілокалорії. Це не що інше, як енергія, що виділяється в процесі окислення. Що стосується маси, то вона обчислюється в кілоджоулях на кілограм (кДж / кг) або кілокалоріях на кілограм (ккал / кг). Якщо говорити про обсяг, ми говоримо про кілоджоуль на кубічний метр (кДж / м3) або кілокалорії на кубічний метр (ккал / м3).

Вища або нижча теплотворна здатність

Пальник на природному газі

Коли ми говоримо теоретично, теплотворна здатність газу є унікальною і постійною. Однак, коли справа доходить до реалізації цього на практиці, ми можемо знайти ще два визначення. Один посилається до вищої теплотворної здатності, а інша - до нижчої. Перший вважає, що водяна пара, яка утворюється в процесі горіння, повністю конденсується. При цьому враховується тепло, яке генерується газом при фазовій зміні.

Припускаючи, що всі елементи, що беруть участь у горінні, приймаються при нульових градусах. Щоб відбулося горіння, повинно бути повітря, яке також забезпечує енергію. Отже, якщо як реагенти, так і продукти, що беруть участь у горінні, довести і до нуля градусів до і після, водяна пара повністю конденсується. Ця водяна пара походить від вологості, властивої паливу, і від вологи, яка утворюється при окисленні водню в паливі.

З іншого боку, нижча теплотворна здатність не враховує енергію що виділяється фазовою зміною газу. Вважайте, що водяна пара, що міститься в газах, не конденсується. Не змінюючи фази, він не виділяє енергію, і додатковий вхід не надходить. У цій ситуації енергія надходить лише від окислення палива.

Промислове використання

Промислове використання теплотворної здатності

Що стосується реальності у галузях виробництва енергії, найбільший інтерес представляє нижча теплотворна здатність. Це пояснюється тим, що гази, що згоряють, зазвичай мають вищу температуру, ніж конденсація водяної пари. Отже, енергія, зумовлена ​​фазовою зміною газу, не враховується.

Представляючи енергію, яку газ здатний виділяти під час окислення, ми можемо також знати якість згаданого газу. Чим більше теплотворна здатність газу, тим менша кількість нам буде потрібно. У галузі дуже важливо враховувати ці фактори. Чим вища якість газу, тим нижчі виробничі витрати. Чим стабільніше теплотворна здатність газу, дешевше буде вартість операцій.

Заходи та контроль, які здійснюються за цими операціями, повністю залежать від того, який тип компанії це робить. Однак незалежно від компанії (природного газу, пласта, свердловини чи біогазу) вони вичерпно контролюють цей параметр. Він також широко використовується в таких галузях, як металургія, склозаводи, цементні заводи, нафтопереробні заводи, енергетичні генератори та нафтохімія.

Аналітичні вимірювання

Газова хроматографія

Ми прокоментували, що теплотворна здатність є дуже важливим параметром і що галузі мають методи вимірювання та контролю. Існують різні методи визначення теплотворної здатності газу. Найдавніший і найвідоміший - це калориметр бомби.

Цей спосіб полягає у введенні газу в герметично закриту ємність постійного об’єму. Контейнер повинен бути ізольований від інших матеріалів або від можливих змін у вимірі. Після введення газу для запалення газу використовується іскра. Для вимірювання температури встановлюється термометр. З цією зміною значення температури ми будемо вимірювати тепло, що виділяється в результаті реакції окислення.

Хоча цей метод є дуже точним, він в результаті споживає весь газ при згорянні. Крім того, це вважається неперервним методом вимірювання. Тому цей метод не застосовується у великих галузях споживання газу.

Постійне вимірювання цього газу проводиться за допомогою онлайн-газової хроматографії. Це полягає у розділенні компонентів зразка газу в хроматографічній колонці. Зазвичай це капілярна трубка, в якій знаходиться нерухома фаза, і ми вводимо газ, який є рухомою фазою. Компоненти газу утримуються при адсорбції нерухомої фази, змінюючи час її елюції залежно від його молекулярної маси. Чим менша молекулярна маса, тим коротший час елюції, і навпаки. Коли гази виходять із колони, вони зустрічають селективний вуглеводневий детектор. Вони працюють завдяки теплопровідності.

Аналізуючи результати, отримується хроматограма. Це не що інше, як графік, де вказано, який відсоток кожного вуглеводню міститься в газі, який ми аналізували. За цією інформацією теплотворну здатність можна розрахувати пізніше.

Ви вже знаєте щось більше про теплотворну здатність та значення, яке вона має при видобуванні природного газу чи інших газів.


Зміст статті відповідає нашим принципам редакційна етика. Щоб повідомити про помилку, натисніть тут.

Будьте першим, щоб коментувати

Залиште свій коментар

Ваша електронна адреса не буде опублікований.

*

*

  1. Відповідальний за дані: Мігель Анхель Гатон
  2. Призначення даних: Контроль спаму, управління коментарями.
  3. Легітимація: Ваша згода
  4. Передача даних: Дані не передаватимуться третім особам, за винятком юридичних зобов’язань.
  5. Зберігання даних: База даних, розміщена в мережі Occentus Networks (ЄС)
  6. Права: Ви можете будь-коли обмежити, відновити та видалити свою інформацію.