Ngày nay, nhiều gia đình và ngành công nghiệp sử dụng khí đốt tự nhiên. Loại khí này đang tăng trưởng liên tục trên toàn cầu và dự kiến sẽ tiếp tục phát triển nhiều hơn nữa trong những thập kỷ tới. Để sử dụng khí thiên nhiên một thông số rất quan trọng được sử dụng trong thế giới hóa học. Đó là về nhiệt trị. Đây là thông số được sử dụng để xác định chất lượng của khí tự nhiên. Nhờ đó, chi phí khí cần thiết cho một hành động nhất định và do đó, chi phí kinh tế của nó có thể được giảm bớt.
Tuy nhiên, nhiệt trị là gì? Trong bài đăng này, bạn có thể tìm hiểu mọi thứ về nhiệt lượng, bạn chỉ cần tiếp tục đọc seguir
Định nghĩa nhiệt lượng
Nhiệt trị của một chất khí là lượng năng lượng trên một đơn vị khối lượng hoặc thể tích được giải phóng khi quá trình oxy hóa hoàn toàn. Quá trình oxy hóa này không được biết đối với sắt. Nó là rất phổ biến khi bạn nghe một số hóa học để nghĩ về quá trình oxy hóa như vậy. Sự oxi hóa là một khái niệm dùng để chỉ sự mất electron của một chất. Khi điều này xảy ra, điện tích dương của nó tăng lên và nó được cho là bị oxy hóa. Quá trình oxy hóa được đề cập này diễn ra trong một quá trình đốt cháy.
Khi chúng ta đốt cháy khí đốt tự nhiên, chúng ta nhận được năng lượng để tạo ra điện, làm nóng nước, v.v. Vì vậy, điều quan trọng là phải biết lượng năng lượng mà chất khí có khả năng tạo ra trên một đơn vị khối lượng hoặc thể tích để xác định chất lượng của nó. Theo nhiệt trị của nó càng cao thì số lượng càng ít khí chúng tôi sẽ sử dụng. Điều này thể hiện tầm quan trọng của chất lượng khí liên quan đến chi phí kinh tế.
Nhiều đơn vị đo lường khác nhau được sử dụng để đo nhiệt lượng. Kilojoules và kilocalories được sử dụng cho cả khối lượng và thể tích. Như trong thực phẩm, ở đây trong khí cũng có kilocalories. Nó không là gì khác hơn là năng lượng được giải phóng trong một quá trình oxy hóa. Khi nói đến khối lượng, nó được tính bằng kilojoule trên kilo (kJ / Kg) hoặc kilocalorie trên kilo (kcal / kg). Nếu chúng ta đề cập đến thể tích, chúng ta sẽ nói về kilojoule trên mét khối (kJ / m3) hoặc kilocalorie trên mét khối (kcal / m3).
Nhiệt trị cao hơn hoặc thấp hơn
Khi chúng ta nói về mặt lý thuyết, nhiệt trị của một chất khí là duy nhất và không đổi. Tuy nhiên, khi áp dụng nó vào thực tế, chúng ta có thể tìm thấy hai định nghĩa khác. Một người đề cập đến nhiệt trị cao hơn và một giá trị khác thấp hơn. Đầu tiên coi rằng hơi nước được tạo ra trong quá trình đốt cháy là hoàn toàn ngưng tụ. Điều này có tính đến nhiệt được tạo ra bởi khí trong quá trình thay đổi pha.
Giả sử rằng tất cả các phần tử tham gia vào quá trình đốt cháy đều được lấy bằng XNUMX độ. Để quá trình cháy diễn ra cần phải có không khí và không khí đó cũng cung cấp năng lượng. Vì vậy, nếu đưa cả chất phản ứng và sản phẩm tham gia quá trình cháy về XNUMX độ trước và sau thì hơi nước sẽ bị ngưng tụ hoàn toàn. Hơi nước này sinh ra từ độ ẩm vốn có trong nhiên liệu và từ độ ẩm được hình thành khi hydro trong nhiên liệu bị oxy hóa.
Mặt khác, nhiệt trị thấp hơn không tính đến năng lượng được giải phóng bởi sự thay đổi pha của chất khí. Nó coi rằng hơi nước chứa trong các chất khí không ngưng tụ. Bằng cách không thay đổi pha, nó không giải phóng năng lượng và không có đầu vào bổ sung. Trong tình huống này, chỉ có năng lượng đầu vào từ quá trình oxy hóa của nhiên liệu.
Sử dụng công nghiệp
Khi nói đến thực tế trong các ngành sản xuất năng lượng, thì nhiệt trị thấp hơn mới được quan tâm nhất. Điều này là do khí cháy thường ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ ngưng tụ của hơi nước. Do đó, năng lượng do sự thay đổi pha của chất khí không được tính đến.
Bằng cách biểu diễn năng lượng mà khí có khả năng giải phóng trong quá trình oxy hóa của nó, chúng ta cũng có thể biết chất lượng của khí đó. Một chất khí càng có nhiều nhiệt trị thì chúng ta càng cần ít lượng hơn. Trong ngành, điều rất quan trọng là phải tính đến những yếu tố này. Chất lượng khí càng cao thì chi phí sản xuất càng giảm. Nhiệt trị của khí càng ổn định, rẻ hơn sẽ là chi phí hoạt động.
Các biện pháp và kiểm soát được thực hiện đối với các hoạt động này hoàn toàn phụ thuộc vào loại hình công ty thực hiện. Tuy nhiên, bất kể công ty nào (khí đốt tự nhiên, hồ chứa, giếng khoan hoặc khí sinh học) họ đều kiểm soát hoàn toàn thông số này. Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như luyện kim, nhà máy thủy tinh, nhà máy xi măng, nhà máy lọc dầu, máy phát điện và hóa dầu.
Phép đo phân tích
Chúng tôi đã nhận xét rằng nhiệt trị là một thông số rất quan trọng và các ngành công nghiệp có các phương pháp để đo lường và kiểm soát nó. Có nhiều phương pháp khác nhau để xác định nhiệt trị của chất khí. Lâu đời nhất và được biết đến nhiều nhất là của bom nhiệt lượng.
Phương pháp này bao gồm đưa một chất khí vào một bình chứa kín có thể tích không đổi. Vật chứa phải được cách ly với các vật liệu khác hoặc khỏi các thay đổi có thể xảy ra trong phép đo. Khi khí được đưa vào, một tia lửa được sử dụng để đốt cháy khí. Người ta đặt một nhiệt kế để đo nhiệt độ. Với sự thay đổi giá trị nhiệt độ này, chúng ta sẽ đo nhiệt lượng tỏa ra bởi phản ứng oxy hóa.
Mặc dù phương pháp này rất chính xác nhưng nó lại tiêu thụ hết lượng khí đốt trong quá trình đốt cháy. Hơn nữa, nó được coi là một phương pháp đo không liên tục. Do đó, phương pháp này không được sử dụng trong các ngành công nghiệp tiêu thụ khí quy mô lớn.
Phép đo liên tục của khí này được thực hiện bằng phương pháp sắc ký khí trực tuyến. Điều này bao gồm việc tách các thành phần của mẫu khí trong cột sắc ký. Bình thường nó là một ống mao dẫn trong đó có pha tĩnh và ta đưa khí vào, đó là pha động. Các thành phần của khí được giữ lại bằng cách hấp phụ của pha tĩnh, thay đổi thời gian rửa giải của nó tùy thuộc vào trọng lượng phân tử của nó. Khối lượng phân tử càng thấp thì thời gian rửa giải càng ngắn và ngược lại. Khi các khí thoát ra khỏi cột, chúng gặp một máy dò hydrocacbon chọn lọc. Chúng hoạt động bằng cách dẫn nhiệt.
Khi phân tích kết quả, thu được một sắc ký đồ. Đây không gì khác hơn là một biểu đồ cho biết phần trăm của mỗi hydrocacbon có trong khí mà chúng ta đã phân tích. Với thông tin này, nhiệt lượng có thể được tính toán sau đó.
Bạn đã biết thêm điều gì đó về nhiệt lượng và tầm quan trọng của nó khi tạo ra khí tự nhiên hoặc các loại khí khác.