ISO 18125 Твърди биогорива - Определяне на калоричността

Стандартът „ISO 18125 Твърди биогорива - Определяне на калоричност“, разработен от Международната организация по стандартизация (ISO), описва метод за определяне на брутната калоричност на твърдо биогориво при постоянен обем и референтна температура 25 градуса в калибриран бомбен калориметър чрез изгаряне на сертифицирана бензоена киселина. Полученият резултат е брутната калоричност на анализната проба при постоянен обем, където цялата вода в продуктите на горенето е течна вода.

На практика биогоривата се изгарят при постоянно (атмосферно) налягане и водата или е некондензирана (отделя се като пара с димните газове), или кондензирана. Работната топлина на горене, която трябва да се използва и в двата случая, е нетната калоричност на горивото при постоянно налягане. Може да се използва и нетна калоричност при постоянен обем. Този стандарт съдържа формули за изчисляване и на двете стойности.

Общите принципи и процедури за калибриране и тестване на биогорива са представени в основния текст. Тези, свързани с използването на специфичен тип калориметрично устройство, са включени в приложенията на стандарта (Приложения от А до В). Приложение D съдържа контролни списъци за извършване на калибриране и експерименти с гориво, използващи определени типове калориметри. Приложение Д дава примери, илюстриращи някои от изчисленията.

За целите на този стандарт, в допълнение към термините и определенията, дадени в „ISO 16559 Твърди биогорива - Речник“, се прилагат следните определения:

• Брутната калоричност при постоянен обем изразява абсолютната стойност на специфичната енергия на горене в джаули на единица маса на твърдо биогориво, изгорено в кислород при условията, посочени в калориметричната бомба. Предполага се, че продуктите от горенето се състоят от газообразен кислород, азот, въглероден диоксид и серен диоксид, течна вода, наситена с въглероден диоксид при условия на реакция на бомба (в равновесие с нейните пари) и твърда пепел.
• Нетната калоричност при постоянен обем изразява абсолютната стойност на специфичната енергия на горене в джаули на единица маса на биогориво, изгорено в кислород при условия на постоянен обем. Цялата вода от реакционните продукти остава като водна пара, останалите продукти остават като брутна калоричност.
• Нетната калоричност при постоянно налягане изразява абсолютната стойност на специфичната топлина на горене в джаули на единица маса на биогориво, изгорено в кислород при постоянно налягане. Цялата вода от реакционните продукти остава като водна пара, останалите продукти остават като брутна калоричност.
• Референтната температура, международната референтна температура за термохимия, се приема като референтна температура за калоричност при 25 градуса. Калорийността на биогоривата има малка температурна зависимост.
• Ефективният топлинен капацитет на калориметъра изразява количеството енергия, необходимо за предизвикване на единична промяна в температурата на калориметъра.
• Коригираното повишаване на температурата изразява промяната в температурата на калориметъра, произтичаща от процесите, протичащи само в горивната бомба. Коригираното повишаване на температурата е общото наблюдавано повишаване на температурата, коригирано за топлообмен, мощност на смесване и др. Промяната в температурата може да се изрази с други единици: съпротивлението на платинен или термисторен термометър, честотата на кварцов резонатор, но само ако е установена функционална връзка между това количество и промяната в температурата. Ефективният топлинен капацитет на калориметъра може да се изрази в единици енергия за такава произволна единица. Необходимите критерии за линейност и близост за условията между калибровките и тестовете на гориво са дадени в стандарта.

Претеглена част от анализната проба от твърдо биогориво се изгаря в кислород под високо налягане в бомбен калориметър при определени условия. Ефективният топлинен капацитет на калориметъра се определя чрез калибровъчни тестове чрез изгаряне на сертифицирана бензоена киселина при условия, подобни на посочените в сертификата. Коригираното повишаване на температурата се определя от температурни наблюдения преди, по време и след протичане на реакцията на горене. Продължителността и честотата на наблюденията на температурата зависят от вида на използвания калориметър. Първоначално към бомбата се добавя вода, за да се създаде наситена парна фаза преди горенето, като се гарантира, че цялата вода в пробата, състояща се от водород и влага, се счита за течна вода.

Брутната калоричност се изчислява от коригираното повишаване на температурата и ефективния топлинен капацитет на калориметъра, като се вземат предвид приносът от енергията на запалване, топлинните ефекти от изгарянето на предпазители и страничните реакции, като например образуването на азотна киселина. Освен това се прилага корекция, за да се отчете енергийната разлика между водния разтвор на сярна киселина, образуван в реакцията на бомбата, и газообразния серен диоксид, т.е. необходимия реакционен продукт на сярата в биогоривото. Съответният енергиен ефект между водната и газообразната солна киселина може да бъде пренебрегнат поради като цяло ниската стойност на корекцията за твърди биогорива.

Нетната калоричност на биогоривото при постоянен обем и нетната калоричност при постоянно налягане се получават чрез изчисляване на брутната калоричност при постоянен обем, определена в анализната проба. Изчисляването на нетната калоричност при постоянен обем изисква познаване на съдържанието на влага и водород в анализираната проба. По принцип, изчисляването на нетната калоричност при постоянно налягане изисква също информация за съдържанието на кислород и азот в анализираната проба.

Нашата организация разполага със силен екип, който следи отблизо развитието в областта на науката и технологиите по света и непрекъснато се усъвършенства. Сред многобройните проучвания за изпитване, измерване, анализ и оценка, предоставяни на предприятия в различни сектори, има и услуги за изпитване в съответствие със стандарта „ISO 18125 Твърди биогорива - Определяне на калоричност“.