Calorische waarde van verschillende soorten brandstof: vergelijking van brandstoffen op basis van calorische waarde + tabel met calorische waarden

Wanneer een bepaalde hoeveelheid brandstof wordt verbrand, komt er een meetbare hoeveelheid warmte vrij.Volgens het Internationale Systeem van Eenheden wordt de waarde uitgedrukt in Joule per kg of m³. Maar de parameters kunnen ook in kcal of kW worden berekend. Als de waarde gerelateerd is aan een brandstofmeeteenheid, wordt deze specifiek genoemd.

Wat beïnvloedt de calorische waarde van verschillende brandstoffen? Wat is de waarde van de indicator voor vloeibare, vaste en gasvormige stoffen? De antwoorden op de bovenstaande vragen worden in detail beschreven in het artikel. Daarnaast hebben we een tabel opgesteld die de soortelijke verbrandingswarmte van materialen weergeeft - deze informatie zal nuttig zijn bij het kiezen van een hoogenergetisch type brandstof.

Algemene informatie over de calorische waarde

Het vrijkomen van energie tijdens verbranding moet worden gekenmerkt door twee parameters: hoog rendement en de afwezigheid van productie van schadelijke stoffen.

Kunstmatige brandstof wordt verkregen door natuurlijke brandstof te verwerken - biologische brandstof. Ongeacht de aggregatietoestand hebben stoffen in hun chemische samenstelling een brandbaar en een niet-brandbaar deel. De eerste is koolstof en waterstof. De tweede bestaat uit water, minerale zouten, stikstof, zuurstof en metalen.

Op basis van hun aggregatietoestand wordt brandstof verdeeld in vloeibaar, vast en gas. Elke groep vertakt zich verder in een natuurlijke en kunstmatige subgroep (+)

Wanneer 1 kg van zo’n ‘mengsel’ wordt verbrand, komen er verschillende hoeveelheden energie vrij. Hoeveel van deze energie precies vrijkomt, hangt af van de verhoudingen van deze elementen: het brandbare deel, de vochtigheid, het asgehalte en andere componenten.

De verbrandingswarmte van brandstof (HCT) wordt gevormd uit twee niveaus: het hoogste en het laagste. De eerste indicator wordt verkregen als gevolg van watercondensatie, in de tweede wordt met deze factor geen rekening gehouden.

De laagste TCT is nodig om de behoefte aan brandstof en de kosten ervan te berekenen; met behulp van dergelijke indicatoren worden warmtebalansen samengesteld en wordt de efficiëntie van brandstofverbrandingsinstallaties bepaald.

TST kan analytisch of experimenteel worden berekend. Als de chemische samenstelling van de brandstof bekend is, wordt de periodieke formule toegepast. Experimentele technieken zijn gebaseerd op de daadwerkelijke meting van de warmte afkomstig van de verbranding van brandstof.

In deze gevallen wordt een speciale verbrandingsbom gebruikt: een calorimetrische bom samen met een calorimeter en een thermostaat.

Kenmerken van de berekeningen zijn individueel voor elk type brandstof. Voorbeeld: TCT bij verbrandingsmotoren wordt berekend vanaf de laagste waarde, omdat de vloeistof niet condenseert in de cilinders.

TST wordt geïnstalleerd met behulp van een bomcalorimeter. Gecomprimeerde zuurstof is verzadigd met waterdamp. In een dergelijke omgeving wordt een brandstofmonster geplaatst en de resultaten worden bepaald.

Elk type stof heeft zijn eigen TST vanwege de kenmerken van de chemische samenstelling. De waarden variëren aanzienlijk, het fluctuatiebereik is 1.000–10.000 kCal/kg.

Bij het vergelijken van verschillende soorten materialen wordt gebruik gemaakt van het concept van referentiebrandstof; deze wordt gekenmerkt door een lagere TCT van 29 MJ/kg.

Calorische waarde van vaste materialen

Deze categorie omvat hout, turf, cokes, olieschalie, briketten en verpulverde brandstof. Het hoofdbestanddeel van vaste brandstof is koolstof.

Kenmerken van verschillende houtsoorten

Maximale efficiëntie bij het gebruik van brandhout wordt bereikt op voorwaarde dat aan twee voorwaarden wordt voldaan: droog hout en een langzaam verbrandingsproces.

Stukken hout worden in stukken van maximaal 25-30 cm lang gezaagd of gehakt, zodat brandhout gemakkelijk in de vuurhaard kan worden geladen

Ideaal voor verwarming op houtkachel eiken, berken, essenstaven worden overwogen. Meidoorn en hazelaar worden gekenmerkt door goede indicatoren. Maar naaldbomen hebben een lage calorische waarde, maar een hoge verbrandingssnelheid.

Hoe verschillende rotsen branden:

1. Beuken, berken, essen, hazelaar moeilijk te smelten, maar ze kunnen vocht verbranden vanwege hun lage vochtgehalte.
2. Els met esp geen roet vormen en “weten hoe” om het uit de schoorsteen te verwijderen.
3. Berk vereist voldoende lucht in de vuurhaard, anders zal het gaan roken en hars op de wanden van de pijp afzetten.
4. Pijnboom bevat meer hars dan sparrenhout, waardoor het vonken en heter brandt.
5. Peren- en appelboom Het splijt gemakkelijker dan andere en brandt goed.
6. Ceder geleidelijk verandert in smeulende steenkool.
7. Kers en iep het rookt en de plataan is moeilijk te splijten.
8. Linde met populier snel opbranden.

TST-indicatoren van verschillende rassen zijn sterk afhankelijk van de dichtheid van specifieke rassen. 1 kubieke meter brandhout komt overeen met ongeveer 200 liter vloeibare brandstof en 200 m3³ natuurlijk gas. Hout en brandhout vallen in de categorie met lage energie-efficiëntie.

Effect van leeftijd op steenkooleigenschappen

Steenkool is een natuurlijk materiaal van plantaardige oorsprong. Het wordt gewonnen uit sedimentair gesteente. Deze brandstof bevat koolstof en andere chemische elementen.

Naast het type wordt de verbrandingswarmte van steenkool ook beïnvloed door de ouderdom van het materiaal. Bruin behoort tot de jonge categorie, gevolgd door steen, en antraciet wordt als de oudste beschouwd.

Het vochtgehalte wordt ook bepaald door de ouderdom van de brandstof: hoe jonger de steenkool, hoe hoger het vochtgehalte. Wat ook invloed heeft op de eigenschappen van dit type brandstof

Het proces van steenkoolverbranding gaat gepaard met het vrijkomen van stoffen die het milieu vervuilen, en de ketelroosters zijn bedekt met slak. Een andere ongunstige factor voor de atmosfeer is de aanwezigheid van zwavel in de brandstof. Dit element verandert bij contact met lucht in zwavelzuur.

Fabrikanten slagen erin het zwavelgehalte in steenkool zoveel mogelijk te verlagen. Als gevolg hiervan verschilt TST zelfs binnen dezelfde soort. De productiegeografie heeft ook invloed op de prestaties. Niet alleen zuivere steenkool, maar ook briketslakken kunnen als vaste brandstof worden gebruikt.

De hoogste brandstofcapaciteit wordt waargenomen in cokeskolen. Ook steen, houtskool, bruinkool en antraciet hebben goede eigenschappen.

Kenmerken van pellets en briketten

Deze vaste brandstof wordt industrieel geproduceerd uit verschillende soorten hout- en plantenafval.

Geraspte spaanders, schors, karton, stro worden gedroogd en gebruikt speciale benodigheden verandert in korrels. Om de massa een bepaalde mate van viscositeit te laten verkrijgen, wordt er een polymeer, lignine, aan toegevoegd.

Pellets hebben aanvaardbare kosten, die worden beïnvloed door de grote vraag en de kenmerken van het productieproces. Dit materiaal kan alleen worden gebruikt in ketels die voor dit type brandstof zijn ontworpen.

Briketten verschillen alleen qua vorm; ze kunnen in ovens en ketels worden geladen. Beide soorten brandstoffen zijn onderverdeeld in soorten op basis van grondstoffen: rondhout, turf, zonnebloem, stro.

U pellets en briketten er zijn aanzienlijke voordelen ten opzichte van andere soorten brandstof:

• volledige milieuvriendelijkheid;
• mogelijkheid tot opslag onder vrijwel alle omstandigheden;
• weerstand tegen mechanische stress en schimmel;
• uniforme en lange verbranding;
• optimale korrelgrootte voor laden in een verwarmingsapparaat.

Milieuvriendelijke brandstof is een goed alternatief voor traditionele warmtebronnen, die niet hernieuwbaar zijn en een negatief effect hebben op het milieu. Maar pellets en briketten worden gekenmerkt door een verhoogd brandgevaar, waarmee rekening moet worden gehouden bij het organiseren van een opslaglocatie.

Indien gewenst kunt u zelf de productie van brandstofbriketten regelen, zie voor meer details Dit artikel.

Parameters van vloeibare stoffen

Vloeibare materialen worden, net als vaste stoffen, ontleed in de volgende componenten: koolstof, waterstof, zwavel, zuurstof, stikstof. Het percentage wordt uitgedrukt in gewicht.

Interne organische ballast van brandstof wordt gevormd uit zuurstof en stikstof; deze componenten verbranden niet en worden voorwaardelijk in de samenstelling opgenomen. Externe ballast wordt gevormd uit vocht en as.

Benzine heeft een hoge soortelijke verbrandingswarmte. Afhankelijk van het merk is dit 43-44 MJ.

Soortgelijke indicatoren voor de soortelijke verbrandingswarmte worden bepaald voor vliegtuigkerosine - 42,9 MJ. Dieselbrandstof valt ook in de categorie van leiders in termen van calorische waarde: 43,4-43,6 MJ.

Omdat benzine meer TCT heeft dan diesel, zou het verbruik en de efficiëntie hoger moeten zijn. Maar dieselbrandstof is 30-40% zuiniger dan benzine

Vloeibare raketbrandstof en ethyleenglycol worden gekenmerkt door relatief lage TCT-waarden. Alcohol en aceton hebben de minimale soortelijke verbrandingswarmte. Hun prestaties zijn aanzienlijk lager dan die van traditionele motorbrandstoffen.

Eigenschappen van gasvormige brandstoffen

Gasvormige brandstof bestaat uit koolmonoxide, waterstof, methaan, ethaan, propaan, butaan, ethyleen, benzeen, waterstofsulfide en andere componenten. Deze cijfers worden uitgedrukt als volumepercentage.

Waterstof heeft de hoogste verbrandingswarmte.Bij verbranding komt per kilogram stof 119,83 MJ warmte vrij. Maar het heeft een hogere mate van explosiviteit

Aardgas heeft ook hoge calorische waarden.

Ze zijn gelijk aan 41-49 MJ per kg. Maar puur methaan heeft bijvoorbeeld een hogere calorische waarde: 50 MJ per kg.

Vergelijkende tabel met indicatoren

De tabel presenteert de waarden van de massa-soortelijke verbrandingswarmte van vloeibare, vaste en gasvormige brandstoffen.

Uit de tabel blijkt dat waterstof de hoogste TST-indicatoren heeft van alle stoffen, niet alleen van gasvormige stoffen. Het behoort tot de energierijke brandstoffen.

Het product van waterstofverbranding is gewoon water. Bij het proces komen geen ovenslakken, as, kooldioxide en kooldioxide vrij, waardoor de stof milieuvriendelijk brandbaar is. Maar het is explosief en heeft een lage dichtheid, dus deze brandstof is moeilijk vloeibaar te maken en te transporteren.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Over de calorische waarde van verschillende houtsoorten. Vergelijking van indicatoren per m³ en kg.

TCT is het belangrijkste thermische en operationele kenmerk van een brandstof. Deze indicator wordt gebruikt op verschillende gebieden van menselijke activiteit: warmtemotoren, energiecentrales, industrie, woningverwarming en koken.

Calorische waardewaarden helpen om verschillende soorten brandstof te vergelijken op basis van de hoeveelheid vrijkomende energie, om de benodigde massa brandstof te berekenen en om kosten te besparen.

Heeft u iets toe te voegen of heeft u vragen over de calorische waarde van verschillende soorten brandstoffen? U kunt commentaar op de publicatie achterlaten en deelnemen aan discussies - het contactformulier bevindt zich in het onderste blok.