ISO 18125 الوقود الحيوي الصلب - تحديد القيمة الحرارية

يصف المعيار "ISO 18125 الوقود الحيوي الصلب - تحديد القيمة الحرارية" الذي طورته المنظمة الدولية للمعايير (ISO) طريقة لتحديد القيمة الحرارية الإجمالية للوقود الحيوي الصلب عند حجم ثابت ودرجة حرارة مرجعية تبلغ 25 درجة في مقياس حرارة قنبلة معايرة عن طريق احتراق حمض البنزويك المعتمد. النتيجة التي تم الحصول عليها هي القيمة الحرارية الإجمالية لعينة التحليل عند حجم ثابت حيث تكون كل مياه نواتج الاحتراق عبارة عن ماء سائل.

في الممارسة العملية، يتم حرق الوقود الحيوي تحت ضغط ثابت (جوي) ويكون الماء إما غير مكثف (يتم إزالته على شكل بخار مع غازات المداخن) أو مكثف. الحرارة العاملة للاحتراق التي سيتم استخدامها في كلتا الحالتين هي القيمة الحرارية الصافية للوقود عند ضغط ثابت. يمكن أيضًا استخدام القيمة الحرارية الصافية عند حجم ثابت. يحتوي هذا المعيار على صيغ لحساب كلتا القيمتين.

يتم تقديم المبادئ والإجراءات العامة للمعايرة واختبار الوقود الحيوي في النص الرئيسي. وتدرج تلك المتعلقة باستخدام نوع معين من الأجهزة الحرارية في ملاحق المعيار (الملاحق أ إلى ج). يحتوي الملحق د على قوائم مرجعية لإجراء تجارب المعايرة والوقود باستخدام أنواع محددة من السعرات الحرارية. ويقدم الملحق (هـ) أمثلة لتوضيح بعض الحسابات.

لأغراض هذا المعيار، بالإضافة إلى المصطلحات والتعريفات الواردة في "ISO 16559 الوقود الحيوي الصلب - المفردات"، تنطبق التعريفات التالية:

• تعبر القيمة الحرارية الإجمالية عند حجم ثابت عن القيمة المطلقة للطاقة النوعية للاحتراق بالجول لكل وحدة كتلة من الوقود الحيوي الصلب المحروق في الأكسجين في ظل الظروف المحددة في القنبلة الحرارية. من المفترض أن تتكون منتجات الاحتراق من الأكسجين الغازي والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت والماء السائل المشبع بثاني أكسيد الكربون في ظل ظروف تفاعل القنبلة (في حالة توازن مع بخارها) والرماد الصلب.
• تعبر القيمة الحرارية الصافية عند حجم ثابت عن القيمة المطلقة للطاقة النوعية للاحتراق بالجول لكل وحدة كتلة من الوقود الحيوي المحروق في الأكسجين في ظل ظروف حجم ثابت. تظل كل المياه الموجودة في نواتج التفاعل على شكل بخار ماء، بينما تظل المنتجات الأخرى على شكل قيمة حرارية إجمالية.
• تعبر القيمة الحرارية الصافية عند ضغط ثابت عن القيمة المطلقة للحرارة النوعية للاحتراق بالجول لكل وحدة كتلة من الوقود الحيوي المحروق في الأكسجين عند ضغط ثابت. تظل كل المياه الموجودة في نواتج التفاعل على شكل بخار ماء، بينما تظل المنتجات الأخرى على شكل قيمة حرارية إجمالية.
• يتم قبول درجة الحرارة المرجعية، وهي درجة الحرارة المرجعية الدولية للكيمياء الحرارية، كدرجة حرارة مرجعية للقيم الحرارية عند 25 درجة. القيمة الحرارية للوقود الحيوي تعتمد بشكل ضئيل على درجة الحرارة.
• تعبر السعة الحرارية الفعالة للمسعر الحراري عن كمية الطاقة المطلوبة لإحداث تغيير في درجة حرارة المسعر الحراري بمقدار وحدة واحدة.
• يعبر ارتفاع درجة الحرارة المصحح عن التغير في درجة حرارة المسعر الناتج عن العمليات التي تجري فقط داخل قنبلة الاحتراق. ارتفاع درجة الحرارة المصحح هو إجمالي ارتفاع درجة الحرارة الملحوظ المصحح للتبادل الحراري وقوة الخلط وما إلى ذلك. يمكن التعبير عن التغير في درجة الحرارة من حيث وحدات أخرى: مقاومة مقياس حرارة البلاتين أو الثرمستور، وتردد مرنان بلورة الكوارتز، ولكن فقط إذا تم إنشاء علاقة وظيفية بين هذه الكمية والتغير في درجة الحرارة. يمكن التعبير عن السعة الحرارية الفعالة للمسعر بوحدات الطاقة لكل وحدة تعسفية. يتم تحديد معايير الخطية والقرب اللازمة للظروف بين المعايرات واختبارات الوقود في المعيار.

يتم حرق جزء موزون من عينة التحليل من الوقود الحيوي الصلب في الأكسجين عالي الضغط في مقياس حرارة القنبلة في ظل ظروف محددة. يتم تحديد السعة الحرارية الفعالة للمسعر في اختبارات المعايرة عن طريق حرق حمض البنزويك المعتمد في ظل ظروف مماثلة لتلك المحددة في الشهادة. يتم تحديد ارتفاع درجة الحرارة المصحح من خلال ملاحظات درجة الحرارة قبل وأثناء وبعد حدوث تفاعل الاحتراق. تعتمد مدة وتكرار عمليات مراقبة درجة الحرارة على نوع المسعر المستخدم. يتم إضافة الماء في البداية إلى القنبلة لإنشاء مرحلة بخار مشبعة قبل الاحتراق، مما يضمن أن كل الماء في العينة، المكون من الهيدروجين والرطوبة، يعتبر ماءً سائلاً.

يتم حساب القيمة الحرارية الإجمالية من ارتفاع درجة الحرارة المصحح والسعة الحرارية الفعالة للمسعر، مع مراعاة مساهمات طاقة الاشتعال، والتأثيرات الحرارية الناجمة عن حرق الصمامات، والتفاعلات الجانبية مثل تكوين حمض النيتريك. بالإضافة إلى ذلك، يتم تطبيق التصحيح لمراعاة الفرق في الطاقة بين حمض الكبريتيك المائي المتكون في تفاعل القنبلة وثاني أكسيد الكبريت الغازي، أي ناتج التفاعل المطلوب للكبريت في الوقود الحيوي. يمكن إهمال التأثير الطاقي المقابل بين حمض الهيدروكلوريك المائي والغازي بسبب القيمة المنخفضة عمومًا لتصحيح الوقود الحيوي الصلب.

يتم الحصول على القيمة الحرارية الصافية للوقود الحيوي عند حجم ثابت والقيمة الحرارية الصافية عند ضغط ثابت عن طريق حساب القيمة الحرارية الإجمالية عند حجم ثابت المحددة في عينة التحليل. يتطلب حساب القيمة الحرارية الصافية عند حجم ثابت معرفة محتوى الرطوبة والهيدروجين في عينة التحليل. من حيث المبدأ، يتطلب حساب القيمة الحرارية الصافية عند ضغط ثابت أيضًا معلومات حول محتوى الأكسجين والنيتروجين في عينة التحليل.

تتمتع مؤسستنا بطاقم عمل قوي يتابع عن كثب التطورات في مجال العلوم والتكنولوجيا في جميع أنحاء العالم ويحسن نفسه باستمرار. من بين العديد من دراسات الاختبار والقياس والتحليل والتقييم المقدمة للشركات في مختلف القطاعات، هناك أيضًا خدمات اختبار وفقًا لمعيار "ISO 18125 الوقود الحيوي الصلب - تحديد القيمة الحرارية".