Danas mnoge kuće i industrije koriste prirodni gas. Ovaj energetski resurs brzo raste širom svijeta, a očekuje se da će se nastaviti širiti u narednim decenijama. Za efikasno korišćenje prirodni gas, bitno je razumjeti fundamentalni parametar u oblasti hemije: kalorijska vrijednost. Ova vrijednost je ključna za određivanje kvaliteta plina i njegove sposobnosti da proizvodi energiju, što zauzvrat omogućava optimizaciju energetskih i ekonomskih troškova.
U ovom članku ćemo detaljno otkriti što je kalorijska vrijednost, kako se mjeri i kako utiče na kućnu i industrijsku upotrebu plina.
Šta je kalorijska vrijednost?
El kalorijska vrijednost gasa se definiše kao količina energije koja se oslobađa kada dođe do potpune oksidacije gasa, po jedinici mase ili zapremine. Ova vrijednost je fundamentalna za određivanje efikasnosti bilo kojeg goriva, a njeno poznavanje mu omogućava da optimizira njegovu upotrebu. Na primjer, što je veća vrijednost grijanja, to je manja količina plina potrebna za proizvodnju iste količine energije, što smanjuje i potrošnju i troškove.
Kalorična vrijednost se izražava u različitim jedinicama ovisno o tome da li se mjeri zapreminom ili masom. Za mase se koriste kilodžuli po kilogramu (kJ/kg) ili kilokalorije po kilogramu (kcal/kg). Za zapremine se koriste kilodžuli po kubnom metru (kJ/m).3) ili kilokalorije po kubnom metru (kcal/m3).
Ovaj koncept je ključan ne samo na domaćem nivou, već i za kompanije i industrije koje optimizuju svoje troškove energije koristeći prirodni gas ili druga goriva visoke kalorijske vrednosti. Zatim ćemo preći na detaljan važan aspekt: razlike između gornje i donje kalorijske vrijednosti.
Razlika između gornje i donje vrijednosti grijanja
Toplotna vrijednost plina je klasificirana u dvije vrste: gornja vrijednost grijanja (PCS) y el niža vrijednost grijanja (PCI). Glavna razlika između njih dvoje leži u tretmanu koji se daje energiji koja dolazi iz kondenzacije vodene pare tokom sagorevanja.
U slučaju veća grejna vrednost, u obzir se uzima energija koja se oslobađa kada se vodena para, nastala pri sagorevanju, kondenzuje. Drugim riječima, sva korisna toplina plina se smatra pod idealnim uvjetima, odnosno kada su proizvodi sagorijevanja na temperaturama dovoljno niskim da se vodena para kondenzira.
Sa svoje strane, niža grejna vrednost Ne uključuje energiju oslobođenu kondenzacijom vodene pare. To se događa jer plinovi izgaranja ne dostižu dovoljno niske temperature da bi se para kondenzirala, što znači da se dio energije ne koristi. U praktičnoj upotrebi u industriji, češće se poziva na PCI jer realnije odražava količinu korisne energije koja se može dobiti. Važan je za mnoge industrije jer pruža praktičnije mjerenje topline dostupne tokom industrijskih procesa gdje se para neće efikasno kondenzirati.
Upotreba toplotne vrijednosti u industriji
U industriji je poznavanje toplotne vrijednosti plina ključno za optimizaciju procesa i minimiziranje troškova. Industrije koje ga koriste često rade s niža grejna vrednost, budući da gasovi sagorevanja obično nisu dovoljno ohlađeni da povrate latentnu toplotu vodene pare prisutne u produktima sagorevanja.
Zbog velikog značaja kalorijske vrijednosti u izračunavanju količine korisne energije dostupne u gorivu, sektori kao što su metalurgija, proizvodnja stakla, fabrike cementa, rafinerije nafte i kompanije za proizvodnju energije iscrpno prate ovu vrijednost kako bi osigurali efikasne performanse. Plin s višom kaloričnom vrijednošću podrazumijeva nižu potrošnju goriva, što znači manje zagađujućih emisija i niže troškove. Nadalje, stabilnost toplotne vrijednosti u plinu osigurava da su industrijski procesi predvidljivi i konzistentni.
Metode mjerenja toplotne vrijednosti
Postoje različite tehnike za mjerenje toplotne vrijednosti plina, a najčešće uključuju in-line i šaržne metode. On metoda bombe kalorimetra Jedan je od najstarijih i najpreciznijih. Sastoji se od stavljanja uzorka plina u hermetički zatvorenu posudu; Nakon uključivanja plina, povećanje temperature se mjeri pomoću termometra. Ova metoda je vrlo precizna, ali troši sav plin tokom procesa, pa je njena primjena u industriji ograničena.
U industrijskim okruženjima preferiraju se kontinuirani sistemi mjerenja, kao npr online plinski hromatografi. Ova metoda odvaja komponente gasa dok beleži vreme koje im je potrebno da eluiraju iz hromatografske kolone, omogućavajući merenje količine prisutnih ugljovodonika i izračunavanje ukupne toplotne vrednosti gasa. Ova vrsta mjerenja je efikasnija i omogućava stalno praćenje kvaliteta plina koji se koristi u industrijskim operacijama.
Kalorična vrijednost je ključno sredstvo za maksimiziranje energetske efikasnosti i osiguravanje da je proces sagorijevanja što je moguće isplativiji, kako u industrijskoj upotrebi tako iu proizvodnji energije.
Uz poznavanje kalorijske vrijednosti, mogu se donijeti bolje odluke u korištenju i distribuciji plina i drugih goriva, čime se postižu značajne uštede u operativnim troškovima i bolje korištenje energije.