Gross Heat in Fuel Oils and Biomass

Význam tématu

Stanovení hrubé výhřevnosti palivových olejů a biomasy patří mezi klíčové parametry pro posouzení energetické účinnosti spalovacích systémů. Hodnota celkové tepelné energie uvolněné při spálení se využívá pro výpočty tepelných bilancí, optimalizaci provozu kotlů a pro srovnání různých druhů paliv.

Cíle a přehled studie / článku

Tento aplikační poznámkový dokument společnosti LECO popisuje validovaný postup měření hrubé výhřevnosti kapalných paliv (nafta, petrolej, benzin) a biomasy na kalorimetru AC600. Studie zdůrazňuje kalibraci, přípravu vzorků, použití metodiky TruSpeed a úpravy pro vysoce těkavé i pevné vzorky.

Použitá metodika a instrumentace

Pro měření bylo použito automatické kalorimetrické zařízení AC600 s metodou TruSpeed standardizovanou podle ASTM D5865-13. Kalibrace se provádí minimálně pěti analýzami 1g benzoové kyseliny (NIST 39j nebo LECO 774-208).

ul

Kalorimetr: LECO AC600

Metoda: TruSpeed (ASTM D5865-13, doplňky z ASTM D240)

Příslušenství: kuželka (774-204), injekční stříkačka a jehla, tlakově citlivá lepící páska, jednorázové kapátko, mineralizační olej LECO 502-815, skleněná lopatka 776-978

Hlavní výsledky a diskuse

Typické výsledky ukázaly:

• Minerální olej: průměrná výhřevnost 19 809 Btu/lb (směrodatná odchylka 7)
• Bio-olej: 7 416 Btu/lb (s = 31)
• No. 2 diesel: 19 530 a 19 409 Btu/lb (s = 10 a 8)
• Biomasa dřevní štěpka: 6 734 a 8 087 Btu/lb (s = 26 a 28)

Cv proměnné reproducibility potvrzují vysokou přesnost metody. U tekutých vzorků byla klíčová těkavost, proto použití pásky minimalizovalo ztráty. Pro vzorky biomasy se osvědčilo spikování minerálním olejem ke zlepšení vodivosti spalného procesu.

Přínosy a praktické využití metody

ul

Rychlá analýza během 4,75 minuty se stabilizací 1,5 minuty

Vysoká přesnost a opakovatelnost

Univerzální použití pro kapalná i pevná paliva

Možnost korigovat S, N i obsah vlhkosti

Snadná integrace do laboratorních workflow a LIMS

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další automatizace a miniaturizace kalorimetrů, rozšíření aplikace na nové biopaliva (algální biomasa, bioplasty) a zapojení strojového učení pro rychlejší interpretaci dat. Digitální monitoring procesů přispěje k dynamické optimalizaci spalovacích systémů.

Závěr

Metoda založená na kalorimetru AC600 a protokolu TruSpeed poskytuje spolehlivé, rychlé a univerzální stanovení hrubé výhřevnosti široké škály paliv. Díky jednoduché přípravě vzorků a robustní kalibraci je vhodná pro průmyslové i výzkumné laboratoře.

Reference

ul

ASTM D5865-13: Standard Test Method for Gross Calorific Value of Coal and Coke

ASTM D240: Standard Test Method for Heat of Combustion of Liquid Hydrocarbon Fuels

NIST SRM 39j Benzoic Acid Pellets