ISO 18125 Fasta biobränslen - Bestämning av värmevärde

Standarden ”ISO 18125 Fasta biobränslen - Bestämning av värmevärde” som utvecklats av Internationella standardiseringsorganisationen (ISO) beskriver en metod för att bestämma det totala värmevärdet för ett fast biobränsle vid konstant volym och 25 graders referenstemperatur i en kalibrerad bombkalorimeter genom förbränning av certifierad bensoesyra. Det erhållna resultatet är det totala värmevärdet för analysprovet vid konstant volym där allt vatten i förbränningsprodukterna är flytande vatten.

I praktiken förbränns biobränslen vid konstant (atmosfäriskt) tryck och vattnet antingen okondenseras (avlägsnas som ånga med rökgaserna) eller kondenseras. Den arbetsvärme som ska användas under båda förhållandena är bränslets nettovärmevärde vid konstant tryck. Nettovärmevärde vid konstant volym kan också användas. Denna standard innehåller formler för att beräkna båda värdena.

Allmänna principer och procedurer för kalibreringar och biobränsletestning presenteras i huvudtexten. De som rör användningen av en specifik typ av kalorimetrisk anordning finns inkluderade i standardens bilagor (bilagor A till C). Bilaga D innehåller checklistor för att utföra kalibrering och bränsleexperiment med specificerade kalorimetertyper. Bilaga E ger exempel för att illustrera några av beräkningarna.

I denna standard gäller, utöver de termer och definitioner som anges i ”ISO 16559 Fasta biobränslen - Ordförråd”, följande definitioner:

• Bruttovärmevärdet vid konstant volym uttrycker det absoluta värdet av den specifika förbränningsenergin i joule per massenhet fast biobränsle som förbränns i syre under de förhållanden som anges i den kalorimetriska bomben. Förbränningsprodukterna antas bestå av gasformigt syre, kväve, koldioxid och svaveldioxid, flytande vatten mättat med koldioxid under bombreaktionsförhållanden (i jämvikt med dess ånga) och fast aska.
• Nettovärmevärdet vid konstant volym uttrycker det absoluta värdet av den specifika förbränningsenergin i joule per massenhet biobränsle som förbränns i syre under förhållanden med konstant volym. Allt vatten i reaktionsprodukterna kvarstår som vattenånga, de andra produkterna kvarstår som bruttovärmevärde.
• Nettovärmevärdet vid konstant tryck uttrycker det absoluta värdet av den specifika förbränningsvärmen i joule per massenhet biobränsle som förbränns i syre vid konstant tryck. Allt vatten i reaktionsprodukterna kvarstår som vattenånga, de andra produkterna kvarstår som bruttovärmevärde.
• Referenstemperaturen, den internationella referenstemperaturen för termokemi, accepteras som referenstemperatur för värmevärden vid 25 grader. Biobränslens värmevärde har ett litet temperaturberoende.
• Kalorimeterns effektiva värmekapacitet uttrycker den mängd energi som krävs för att orsaka en enhetsförändring i kalorimeterns temperatur.
• Den korrigerade temperaturökningen uttrycker förändringen i kalorimetertemperaturen till följd av de processer som endast äger rum inuti förbränningsbomben. Korrigerad temperaturökning är den totala observerade temperaturökningen korrigerad för värmeväxling, blandningseffekt etc. Temperaturförändringen kan uttryckas i termer av andra enheter: resistansen hos en platina- eller termistortermometer, frekvensen hos en kvartskristallresonator, men endast om ett funktionellt samband upprättas mellan denna kvantitet och en temperaturförändring. Kalorimeterns effektiva värmekapacitet kan uttryckas i energienheter per sådan godtycklig enhet. De nödvändiga kriterierna för linjäritet och närhet för förhållandena mellan kalibreringar och bränsletester anges i standarden.

En vägd del av analysprovet av fast biobränsle förbränns i högtryckssyre i en bombkalorimeter under specificerade förhållanden. Kalorimeterns effektiva värmekapacitet bestäms i kalibreringstester genom att certifierad bensoesyra förbrännes under förhållanden som liknar de som anges i certifikatet. Den korrigerade temperaturökningen bestäms utifrån temperaturobservationer före, under och efter att förbränningsreaktionen sker. Varaktigheten och frekvensen av temperaturobservationer beror på vilken typ av kalorimeter som används. Vatten tillsätts initialt till bomben för att skapa en mättad ångfas före förbränning, vilket säkerställer att allt vatten i provet, bestående av väte och fukt, betraktas som flytande vatten.

Det bruttovärmevärdet beräknas utifrån den korrigerade temperaturökningen och kalorimeterns effektiva värmekapacitet, med hänsyn tagen till bidrag från antändningsenergi, termiska effekter från förbränning av säkringar och sidoreaktioner såsom bildandet av salpetersyra. Dessutom tillämpas en korrigering för att ta hänsyn till energiskillnaden mellan den vattenhaltiga svavelsyran som bildas i bombreaktionen och den gasformiga svaveldioxiden, dvs. den erforderliga reaktionsprodukten av svavlet i biobränslet. Motsvarande energieffekt mellan vattenhaltig och gasformig saltsyra kan försummas på grund av det generellt låga värdet för korrektionen för fasta biobränslen.

Biobränslets nettovärmevärde vid konstant volym och nettovärmevärdet vid konstant tryck erhålls genom att beräkna det bruttovärmevärdet vid konstant volym som bestämts i analysprovet. Att beräkna nettovärmevärdet vid konstant volym kräver kunskap om fukt- och vätehalten i analysprovet. I princip kräver beräkningen av nettovärmevärdet vid konstant tryck även information om syre- och kvävehalten i analysprovet.

Vår organisation har en stark personalstyrka som noggrant följer utvecklingen inom vetenskap och teknik i världen och ständigt förbättrar sig. Bland de många test-, mät-, analys- och utvärderingsstudier som tillhandahålls för företag inom olika sektorer finns även testtjänster i enlighet med standarden "ISO 18125 Fasta biobränslen - Bestämning av värmevärde".