Днес много домове и индустрии използват природен газ. Този енергиен ресурс се разраства бързо в световен мащаб и се очаква да продължи да се разширява през следващите десетилетия. За да използвате ефективно природен газ, важно е да се разбере един основен параметър в областта на химията: калоричност. Тази стойност е от решаващо значение за определяне на качеството на газа и способността му да генерира енергия, което от своя страна позволява оптимизиране на енергийните и икономическите разходи.
В тази статия ще открием подробно какво е калоричност, как се измерва и как влияе върху битовата и промишлената употреба на газ.
Какво е калоричност?
El калоричност на газ се определя като количеството енергия, което се освобождава, когато настъпи пълното окисление на газа, на единица маса или обем. Тази стойност е от съществено значение за определяне на ефективността на всяко гориво и познаването й ви позволява да оптимизирате използването му. Например, колкото по-висока е топлинната стойност, толкова по-малко количество газ е необходимо за генериране на същото количество енергия, което намалява както консумацията, така и разходите.
Калоричността се изразява в различни единици в зависимост от това дали се измерва с обем или маса. За масите се използват килоджаули на килограм (kJ/kg) или килокалории на килограм (kcal/kg). За обеми се използват килоджаули на кубичен метър (kJ/m).3) или килокалории на кубичен метър (kcal/m3).
Тази концепция е ключова не само на местно ниво, но и за компании и индустрии, които оптимизират енергийните си разходи, използвайки природен газ или други горива с висока калоричност. След това ще разгледаме подробно един важен аспект: разликите между горната и долната калоричност.
Разлика между горната и долната топлинна стойност
Топлинната стойност на газа се класифицира в два вида: горна топлинна стойност (PCS) и по-ниска топлинна стойност (PCI). Основната разлика между двете е в обработката на енергията, идваща от кондензацията на водни пари по време на горенето.
В случай на по-висока топлинна стойност, се взема предвид енергията, отделена при кондензирането на водните пари, генерирани при горенето. С други думи, цялата използваема топлина на газа се разглежда при идеални условия, т.е. когато продуктите от горенето са при достатъчно ниски температури, за да кондензират водните пари.
От своя страна, по-ниска топлинна стойност Не включва енергията, освободена от кондензацията на водна пара. Това се случва, защото изгорелите газове не достигат достатъчно ниски температури, за да кондензира парата, което означава, че част от енергията не се използва. При практическа употреба в индустрията е по-често да се говори за PCI, тъй като той отразява по-реалистично количеството полезна енергия, което може да бъде получено. Той е важен за много индустрии, тъй като осигурява по-практична мярка за наличната топлина по време на промишлени процеси, при които парата няма да се кондензира ефективно.
Използване на топлинната стойност в промишлеността
В индустрията познаването на топлинната стойност на газа е от решаващо значение за оптимизиране на процесите и минимизиране на разходите. Индустриите, които го използват, често работят с по-ниска топлинна стойност, тъй като горивните газове обикновено не се охлаждат достатъчно, за да възстановят латентната топлина на водната пара, присъстваща в продуктите на горенето.
Поради голямото значение на калоричността при изчисляване на количеството полезна енергия, налична в дадено гориво, сектори като металургията, производството на стъкло, циментовите фабрики, петролните рафинерии и компаниите за производство на енергия изчерпателно наблюдават тази стойност, за да осигурят ефективна работа. Газ с по-висока калоричност предполага по-нисък разход на гориво, което води до по-малко замърсяващи емисии и по-ниски разходи. Освен това, стабилността на топлинната стойност на газа гарантира, че промишлените процеси са предвидими и последователни.
Методи за измерване на топлинната стойност
Съществуват различни техники за измерване на топлинната стойност на даден газ, като най-често срещаните включват вградени и партидни методи. той калориметър с бомба Той е един от най-старите и най-точните. Състои се от поставяне на газова проба в херметически затворен контейнер; След включване на газта повишаването на температурата се измерва с помощта на термометър. Този метод е много точен, но консумира целия газ по време на процеса, така че приложението му в промишлеността е ограничено.
В промишлени среди се предпочитат системи за непрекъснато измерване, като напр онлайн газови хроматографи. Този метод разделя компонентите на газа, докато записва времето, необходимо им за елуиране от хроматографската колона, което позволява да се измери количеството налични въглеводороди и да се изчисли общата топлинна стойност на газа. Този тип измерване е по-ефективен и позволява постоянен мониторинг на качеството на газа, използван в промишлените операции.
Калоричността е ключов инструмент за максимизиране на енергийната ефективност и гарантиране, че процесът на изгаряне е възможно най-печеливш, както при промишлена употреба, така и при производството на енергия.
С познаването на калоричността могат да се вземат по-добри решения при използването и разпределението на газ и други горива, като по този начин се постигат значителни спестявания на оперативни разходи и по-добро използване на енергията.