Wartość opałowa różnych rodzajów paliw: porównanie paliw według wartości opałowej + tabela wartości opałowej

Podczas spalania określonej ilości paliwa uwalniana jest mierzalna ilość ciepła.Według Międzynarodowego Układu Jednostek wartość wyrażana jest w dżulach na kg lub m³. Ale parametry można również obliczyć w kcal lub kW. Jeżeli wartość odnosi się do jednostki miary paliwa, nazywa się ją konkretną.

Co wpływa na wartość opałową poszczególnych paliw? Jaka jest wartość wskaźnika dla substancji ciekłych, stałych i gazowych? Odpowiedzi na powyższe pytania zostały szczegółowo opisane w artykule. Dodatkowo przygotowaliśmy tabelę przedstawiającą ciepło właściwe spalania materiałów – informacja ta będzie przydatna przy wyborze wysokoenergetycznego rodzaju paliwa.

Ogólne informacje o wartości opałowej

Uwalnianie energii podczas spalania powinno charakteryzować się dwoma parametrami: wysoką wydajnością oraz brakiem wytwarzania szkodliwych substancji.

Sztuczne paliwo uzyskuje się poprzez przeróbkę paliwa naturalnego - paliwo biologiczne. Niezależnie od stanu skupienia substancje w swoim składzie chemicznym dzielą się na palną i niepalną. Pierwszą z nich jest węgiel i wodór. Drugi składa się z wody, soli mineralnych, azotu, tlenu i metali.

Ze względu na stan skupienia paliwa dzieli się na płynne, stałe i gazowe. Każda grupa dalej rozgałęzia się na naturalną i sztuczną podgrupę (+)

Podczas spalania 1 kg takiej „mieszanki” wydziela się różna ilość energii. To, ile tej energii zostanie uwolnione, zależy od proporcji tych pierwiastków – części palnej, wilgotności, zawartości popiołu i innych składników.

Ciepło spalania paliwa (HCT) powstaje na dwóch poziomach – najwyższym i najniższym. Pierwszy wskaźnik uzyskuje się w wyniku kondensacji wody, w drugim czynnik ten nie jest brany pod uwagę.

Do obliczenia zapotrzebowania na paliwo i jego kosztu potrzebny jest najniższy TCT, za pomocą których sporządzane są bilanse cieplne i określana jest sprawność instalacji spalających paliwa.

TST można obliczyć analitycznie lub eksperymentalnie. Jeżeli znany jest skład chemiczny paliwa, stosuje się wzór okresowy. Techniki eksperymentalne opierają się na rzeczywistym pomiarze ciepła powstającego podczas spalania paliwa.

W takich przypadkach stosuje się specjalną bombę spalinową – kalorymetryczną wraz z kalorymetrem i termostatem.

Cechy obliczeń są indywidualne dla każdego rodzaju paliwa. Przykład: TCT w silnikach spalinowych oblicza się od najniższej wartości, ponieważ ciecz nie skrapla się w cylindrach.

TST instaluje się za pomocą kalorymetru bombowego. Sprężony tlen jest nasycony parą wodną. Próbkę paliwa umieszcza się w takim środowisku i określa wyniki.

Każdy rodzaj substancji ma swój własny TST ze względu na charakterystykę jej składu chemicznego. Wartości różnią się znacznie, zakres wahań wynosi 1000–10 000 kCal/kg.

Przy porównywaniu różnych rodzajów materiałów posługuje się pojęciem paliwa wzorcowego, które charakteryzuje się niższym TCT wynoszącym 29 MJ/kg.

Wartość opałowa materiałów stałych

Do tej kategorii zalicza się drewno, torf, koks, łupki bitumiczne, brykiety i paliwo pyłowe. Głównym składnikiem paliwa stałego jest węgiel.

Cechy różnych gatunków drewna

Maksymalną efektywność wykorzystania drewna opałowego osiąga się pod warunkiem spełnienia dwóch warunków - suchego drewna i powolnego procesu spalania.

Kawałki drewna są piłowane lub cięte na kawałki o długości do 25-30 cm, aby drewno opałowe można było wygodnie załadować do paleniska

Idealne dla ogrzewanie piecem na drewno brane są pod uwagę pręty dębowe, brzozowe, jesionowe. Głóg i leszczyna charakteryzują się dobrymi wskaźnikami. Ale drzewa iglaste mają niską wartość opałową, ale wysoką szybkość spalania.

Jak palą się różne skały:

1. Buk, brzoza, jesion, leszczyna trudne do stopienia, ale mogą palić się w stanie wilgotnym ze względu na niską zawartość wilgoci.
2. Olcha z osiką nie tworzą sadzy i „wiedzą, jak” usunąć ją z komina.
3. Brzozowy wymaga wystarczającej ilości powietrza w palenisku, w przeciwnym razie będzie dymił i osadzał żywicę na ściankach rury.
4. Sosna zawiera więcej żywicy niż świerk, dlatego iskrzy i pali się mocniej.
5. Grusza i jabłoń Rozszczepia się łatwiej niż inne i dobrze się pali.
6. Cedr stopniowo zamienia się w tlący się węgiel.
7. Wiśnia i wiąz pali, a platan jest trudny do rozłupania.
8. Lipa z topolą szybko się wypalić.

Wskaźniki TST różnych ras silnie zależą od zagęszczenia określonych ras. 1 metr sześcienny drewna opałowego odpowiada około 200 litrom paliwa płynnego i 200 m sześciennym³ gazu ziemnego. Drewno i drewno opałowe należą do kategorii o niskiej efektywności energetycznej.

Wpływ wieku na właściwości węgla

Węgiel jest naturalnym surowcem pochodzenia roślinnego. Wydobywa się go ze skał osadowych. Paliwo to zawiera węgiel i inne pierwiastki chemiczne.

Oprócz rodzaju, na ciepło spalania węgla wpływa również wiek materiału. Brąz należy do kategorii młodej, następnie kamień, a antracyt uważany jest za najstarszy.

Na wilgotność wpływa także wiek paliwa: im młodszy węgiel, tym większa jego wilgotność. Co również wpływa na właściwości tego rodzaju paliwa

Procesowi spalania węgla towarzyszy wydzielanie substancji zanieczyszczających środowisko, a ruszty kotłów pokrywają się żużlem. Kolejnym niekorzystnym czynnikiem dla atmosfery jest obecność siarki w paliwie. Pierwiastek ten w kontakcie z powietrzem przekształca się w kwas siarkowy.

Producentom udaje się maksymalnie obniżyć zawartość siarki w węglu. W rezultacie TST różni się nawet w obrębie tego samego gatunku. Geografia produkcji również wpływa na wydajność. Jako paliwo stałe można wykorzystać nie tylko czysty węgiel, ale także brykietowany żużel.

Największą pojemność paliwową obserwuje się w węglu koksującym. Kamień, węgiel drzewny, węgiel brunatny i antracyt również mają dobre właściwości.

Charakterystyka peletów i brykietów

To paliwo stałe produkowane jest na skalę przemysłową z różnych odpadów drzewnych i roślinnych.

Rozdrobnione wióry, kora, tektura, słoma są suszone i wykorzystywane specjalny sprzęt zamienia się w granulki. Aby masa nabrała określonego stopnia lepkości, dodaje się do niej polimer – ligninę.

Pelety mają akceptowalny koszt, na który wpływa duży popyt i cechy procesu produkcyjnego. Materiał ten można stosować wyłącznie w kotłach przeznaczonych na ten rodzaj paliwa.

Brykiety różnią się jedynie kształtem, można je załadować do pieców i kotłów. Obydwa rodzaje paliw dzielimy na rodzaje ze względu na surowiec: drewno okrągłe, torf, słonecznik, słoma.

U pellet i brykiet istnieją znaczące zalety w porównaniu z innymi rodzajami paliw:

• pełna przyjazność dla środowiska;
• możliwość przechowywania w niemal każdych warunkach;
• odporność na obciążenia mechaniczne i grzyby;
• równomierne i długie palenie;
• optymalny rozmiar granulatu do załadunku do urządzenia grzewczego.

Ekologiczne paliwo jest dobrą alternatywą dla tradycyjnych źródeł ciepła, które nie są odnawialne i wywierają niekorzystny wpływ na środowisko. Pelety i brykiety charakteryzują się jednak zwiększonym zagrożeniem pożarowym, co należy wziąć pod uwagę przy organizacji miejsca przechowywania.

W razie potrzeby możesz samodzielnie zorganizować produkcję brykietów paliwowych, więcej szczegółów znajdziesz w artykule Ten artykuł.

Parametry substancji ciekłych

Materiały płynne, podobnie jak ciała stałe, rozkładają się na następujące składniki: węgiel, wodór, siarkę, tlen, azot. Procent wyraża się wagowo.

Wewnętrzny balast organiczny paliwa powstaje z tlenu i azotu, składniki te nie palą się i wchodzą w skład składu warunkowo. Balast zewnętrzny powstaje z wilgoci i popiołu.

Benzyna ma wysokie ciepło właściwe spalania. W zależności od marki jest to 43-44 MJ.

Podobne wskaźniki ciepła właściwego spalania wyznacza się dla nafty lotniczej – 42,9 MJ. Olej napędowy należy również do kategorii liderów pod względem wartości opałowej - 43,4-43,6 MJ.

Ponieważ benzyna ma więcej TCT niż olej napędowy, powinna charakteryzować się większym zużyciem i wydajnością. Ale olej napędowy jest o 30-40% bardziej ekonomiczny niż benzyna

Ciekłe paliwo rakietowe i glikol etylenowy charakteryzują się stosunkowo niskimi wartościami TCT. Alkohol i aceton mają minimalne ciepło właściwe spalania. Ich wydajność jest znacznie niższa niż w przypadku tradycyjnego paliwa silnikowego.

Właściwości paliw gazowych

Paliwo gazowe składa się z tlenku węgla, wodoru, metanu, etanu, propanu, butanu, etylenu, benzenu, siarkowodoru i innych składników. Liczby te wyrażone są w procentach objętościowych.

Wodór ma najwyższe ciepło spalania.Podczas spalania kilogram substancji wydziela się 119,83 MJ ciepła. Ale ma wyższy stopień wybuchowości

Gaz ziemny ma również wysoką wartość opałową.

Wynoszą one 41-49 MJ na kg. Ale na przykład czysty metan ma wyższą wartość opałową - 50 MJ na kg.

Tabela porównawcza wskaźników

W tabeli przedstawiono wartości masowego ciepła właściwego spalania paliw ciekłych, stałych i gazowych.

Z tabeli wynika, że ​​wodór ma najwyższe wskaźniki TST ze wszystkich substancji, nie tylko gazowych. Należy do paliw wysokoenergetycznych.

Produktem spalania wodoru jest zwykła woda. W procesie nie wydziela się żużel paleniskowy, popiół, dwutlenek węgla i dwutlenek węgla, co czyni substancję palną przyjazną dla środowiska. Jest jednak wybuchowy i ma małą gęstość, dlatego paliwo to jest trudne do upłynnienia i transportu.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

O wartości opałowej różnych gatunków drewna. Porównanie wskaźników na m³ i kg.

TCT to najważniejsza charakterystyka termiczna i operacyjna paliwa. Wskaźnik ten znajduje zastosowanie w różnych obszarach działalności człowieka: silnikach cieplnych, elektrowniach, przemyśle, ogrzewaniu domów i gotowaniu.

Wartości kaloryczne pomagają porównać różne rodzaje paliw pod względem stopnia uwolnionej energii, obliczyć wymaganą masę paliwa i zaoszczędzić na kosztach.

Masz coś do dodania lub masz pytania dotyczące wartości opałowej poszczególnych rodzajów paliw? Możesz zostawiać komentarze pod publikacją i brać udział w dyskusjach - formularz kontaktowy znajduje się w dolnym bloku.