Kurilnost različnih vrst goriva: primerjava goriva po kurilni vrednosti + tabela kurilnosti

Ko zgoreva določena količina goriva, se sprosti merljiva količina toplote. Po mednarodnem sistemu enot se vrednost izraža v joulih na kg ali m³. Vendar se parametri lahko izračunajo tudi v kcal ali kW. Če se vrednost nanaša na mersko enoto goriva, se imenuje specifična.

Na kaj vpliva kurilna vrednost različnih goriv? Kakšen je pomen kazalnika za tekoče, trdne in plinaste snovi? Odgovori na zastavljena vprašanja so podrobno opisani v članku. Poleg tega smo pripravili tabelo s prikazom specifične zgorevalne toplote materialov – ta informacija bo koristna pri izbiri visokoenergijske vrste goriva.

Splošne informacije o kurilni vrednosti

Sproščanje energije pri zgorevanju morata označevati dva parametra: visok izkoristek in odsotnost proizvodnje škodljivih snovi.

Umetno gorivo nastane s predelavo naravnega – biološkega goriva. Ne glede na agregatno stanje imajo snovi v svoji kemijski sestavi gorljivi in negorljivi del. Prvi sta ogljik in vodik. Drugi sestavljajo voda, mineralne soli, dušik, kisik, kovine.

Po agregatnem stanju se gorivo deli na tekoče, trdno in plin. Vsaka skupina se dodatno razveji na naravno in umetno podskupino (+)

Pri zgorevanju 1 kg take »mešanice« se sprosti različna količina energije. Koliko točno te energije se bo sprostilo, je odvisno od razmerij navedenih elementov – gorljivega dela, vlage, vsebnosti pepela in drugih sestavin.

Zgorevalna toplota goriva (TST) se oblikuje iz dveh ravni – višje in nižje. Prvi kazalnik nastane zaradi kondenzacije vode, pri drugem ta dejavnik ni upoštevan.

Nižja TST je potrebna za izračune potreb po gorivu in njegovi ceni, s pomočjo teh kazalnikov se sestavljajo toplotne bilance in določa izkoristek naprav, ki delujejo na gorivo.

TST je mogoče izračunati analitično ali eksperimentalno. Če je kemijska sestava goriva znana, se uporabi Mendelejeva formula. Eksperimentalne metode temeljijo na dejanskem merjenju toplote pri zgorevanju goriva.

V teh primerih uporabljajo posebno bombo za sežiganje – kalorimetrično, skupaj s kalorimetrom in termostatom.

Značilnosti izračunov so individualne za vsako vrsto goriva. Primer: TST v motorjih z notranjim zgorevanjem se izračuna iz nižje vrednosti, ker se v valjih tekočina ne kondenzira.

TST se ugotavlja s pomočjo kalorimetrične bombe. Stisnjen kisik nasičijo z vodno paro. V takšno okolje namestijo vzorec goriva in določijo rezultate.

Vsaka vrsta snovi ima svojo TST zaradi značilnosti kemijske sestave. Vrednosti se bistveno razlikujejo, razpon nihanj je 1.000–10.000 kcal/kg.

Pri primerjavi različnih vrst materialov se uporablja pojem referenčnega goriva, to je označeno z nižjo TST 29 MJ/kg.

Kurilna vrednost trdnih materialov

V to kategorijo spadajo les, šota, koks, gorljivi skrilavci, briketno in prašnato gorivo. Glavni sestavni del trdnega goriva je ogljik.

Značilnosti različnih vrst lesa

Največja učinkovitost pri uporabi drv je dosežena ob izpolnjevanju dveh pogojev – suhosti lesa in počasnega procesa gorenja.

Kose lesa žagajo ali cepijo na kose dolžine do 25–30 cm, da se drva udobno nalagajo v kurišče.

Idealni za ogrevanje s pečmi na drva so hrastovi, brezovi in jesenovi kosi. Za dobre kazalnike so značilni glog in leska. Pri iglavcih pa je gorilna vrednost nizka, a hitrost gorenja visoka.

Kako gorijo različne vrste:

1. Bukev, brezo, jesen, lesko je težko prižgati, vendar lahko gorijo mokre zaradi nizke vsebnosti vlage.
2. Jelša in trepetlika ne tvorita saj in »znata« odstraniti iz dimnika.
3. Breza zahteva dovolj zraka v kurišču, sicer bo kadila in usedala smolo na stene dimnika.
4. Bor vsebuje več smole kot smreka, zato iskri in gori bolj vroče.
5. Hruška in jablana se lažje kot druge cepita in odlično gorita.
6. Cedra se postopoma spreminja v tleče oglje.
7. Češnja in brest kadita, platano pa je težko razcepiti.
8. Lipa in topol hitro pregorevata.

Kazalniki TST različnih vrst so močno odvisni od gostote posameznih vrst. 1 kubični meter drv je približno enakovreden 200 litrom tekočega goriva in 200 m³ zemeljskega plina. Les in drva spadajo v kategorijo z nizko energetsko učinkovitostjo.

Vpliv starosti na lastnosti premoga

Premog je naravni material rastlinskega izvora. Pridobiva se iz sedimentnih kamnin. V tem gorivu so ogljik in drugi kemični elementi.

Poleg vrste na kurilno vrednost premoga vpliva tudi starost materiala. Rjavi premog spada v mlado kategorijo, sledi mu črni premog, najstarejši pa je antracit.

Vlažnost je odvisna tudi od starosti goriva: mlajši kot je premog, večja je vsebnost vlage. Ta prav tako vpliva na lastnosti te vrste goriva.

Proces gorenja premoga spremlja sproščanje snovi, ki onesnažujejo okolje, rešetke kotla pa se pri tem prekrijejo z žlindro. Še en neugoden dejavnik za ozračje je prisotnost žvepla v sestavi goriva. Ta element ob stiku z zrakom preide v žveplovo kislino.

Proizvajalcem uspeva čim bolj zmanjšati vsebnost žvepla v premogu. Posledično se kurilna vrednost razlikuje celo znotraj iste vrste. Na vrednosti vpliva tudi geografija pridobivanja. Kot trdo gorivo se lahko uporablja ne le čisti premog, ampak tudi briketirana žlindra.

Največjo kurilno vrednost ima koksovni premog. Dobre lastnosti imajo tudi črni, lesni, rjavi premog in antracit.

Značilnosti pelet in briketov

To trdo gorivo se industrijsko izdeluje iz različnih lesnih in rastlinskih odpadkov.

Zdrobljeni ostružki, lubje, karton, slama se posušijo in s pomočjo posebne opreme spremenijo v granule. Da bi masa pridobila določeno stopnjo viskoznosti, ji dodajo polimer – lignin.

Peleti se odlikujejo po sprejemljivi ceni, na katero vplivata visoko povpraševanje in posebnosti proizvodnega procesa. Ta material se lahko uporablja samo v kotlih, namenjenih tej vrsti goriva.

Briketi se razlikujejo le po obliki, lahko jih polagamo v peči in kotle. Obe vrsti goriva se delita na vrste glede na surovino: iz okroglega lesa, šote, sončnic, slame.

Peleti in briketi imajo bistvene prednosti pred drugimi vrstami goriva:

• popolna okoljska nevtralnost;
• možnost shranjevanja v skoraj vseh pogojih;
• odpornost na mehanske vplive in plesen;
• enakomerno in dolgotrajno gorenje;
• optimalna velikost granul za polnjenje v kurilno napravo.

Okolju prijazno gorivo je dobra alternativa tradicionalnim virom toplote, ki se ne obnavljajo in škodljivo vplivajo na okolje. Vendar pa so peleti in briketi bolj požarno nevarni, kar je treba upoštevati pri organizaciji prostora za shranjevanje.

Po želji lahko izdelavo gorivnih briketov organizirate sami, več podrobnosti – v tem članku.

Parametri tekočih snovi

Tekoči materiali se tako kot trdi razčlenjujejo na naslednje sestavine: ogljik, vodik, žveplo, kisik, dušik. Odstotno razmerje je izraženo po masi.

Iz kisika in dušika nastane notranji organski balast goriva, ti komponenti ne gorita in sta pogojno vključeni v sestavo. Zunanji balast se oblikuje iz vlage in pepela.

Visoka specifična toplota zgorevanja je opažena pri bencinu. Glede na znamko znaša 43-44 MJ.

Podobne vrednosti specifične toplote zgorevanja so določene tudi pri letalskem kerozinu – 42,9 MJ. Med vodilne po vrednosti kurilne vrednosti spada tudi dizelsko gorivo – 43,4-43,6 MJ.

Ker ima bencin višjo specifično toploto zgorevanja kot dizelsko gorivo, bi moral imeti tudi višjo porabo in izkoristek. Toda dizelsko gorivo je za 30-40 % bolj ekonomično od bencina.

Z razmeroma nizkimi vrednostmi specifične toplote zgorevanja se odlikujeta tekoče raketno gorivo in etilenglikol. Z minimalno specifično toploto zgorevanja se odlikujeta alkohol in aceton. Njuni vrednosti sta bistveno nižji od tradicionalnega motornega goriva.

Lastnosti plinastega goriva

Plinasto gorivo je sestavljeno iz ogljikovega monoksida, vodika, metana, etana, propana, butana, etilena, benzena, vodikovega sulfida in drugih komponent. Te vrednosti so izražene v odstotkih prostornine.

Z najvišjo toploto zgorevanja se odlikuje vodik. Pri zgorevanju kilogram snovi sprosti 119,83 MJ toplote. Vendar je zanj značilna povečana stopnja eksplozivnosti.

Visoke vrednosti kurilne vrednosti so opažene tudi pri zemeljskem plinu.

Te so enake 41-49 MJ na kg. Toda na primer pri čistem metanu je toplota zgorevanja višja — 50 MJ na kg.

Primerjalna tabela kazalnikov

V tabeli so prikazane vrednosti masne specifične toplote zgorevanja tekočih, trdnih in plinastih vrst goriva.

Iz tabele je razvidno, da ima najvišje vrednosti specifične toplote zgorevanja od vseh snovi, ne le plinastih, vodik. Sodi med visokoenergetska goriva.

Produkt zgorevanja vodika je navadna voda. Pri procesu se ne sproščajo zgorevalne žlindre, pepel, ogljikov monoksid in ogljikov dioksid, kar snov naredi ekološko čisto gorivo. Vendar je eksplozivna in ima nizko gostoto, zato se takšno gorivo težko utekočinja in prevaža.

Zaključki in koristen video na to temo

O kurilni vrednosti različnih vrst lesa. Primerjava vrednosti v preračunu na m³ in kg.

Specifična toplota zgorevanja je najpomembnejša toplotna in obratovalna lastnost goriva. Ta vrednost se uporablja na različnih področjih človeške dejavnosti: toplotnih motorjih, elektrarnah, industriji, pri ogrevanju stanovanj in pripravi hrane.

Vrednosti kurilne vrednosti pomagajo primerjati različne vrste goriva glede na sproščeno energijo, izračunati potrebno maso goriva in prihraniti pri stroških.

Imate kaj dodati ali vprašanja o kurilni vrednosti različnih vrst goriva? Lahko pustite komentarje k objavi in sodelujete v razpravah – obrazec za stike se nahaja v spodnjem bloku.