Nhiệt Trị Của Than Là Gì? Công Thức Tính Nhiệt Trị

Nhiệt trị, hay còn được gọi là năng lượng hay giá trị calorific, là một chỉ số quan trọng cho biết lượng nhiệt tỏa ra khi một đơn vị khối lượng nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn. Đặc biệt, trong lĩnh vực nhiên liệu như than, nhiệt trị là yếu tố quyết định đến hiệu suất và giá trị kinh tế của chúng.

Nhiệt Lượng Đốt Cháy Riêng Trong Bom Là Gì?

Nhiệt lượng đốt cháy riêng trong bom là nhiệt lượng được giải phóng khi một đơn vị khối lượng nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn trong một thiết bị có tên là bom nhiệt lượng. Quá trình đốt cháy này diễn ra trong môi trường oxy nén và tuân thủ các điều kiện nghiêm ngặt:

Nhiệt độ của nhiên liệu trước khi đốt cháy và sản phẩm cháy sau khi đốt cháy đều được duy trì ở nhiệt độ phòng thí nghiệm.
Sản phẩm cháy bao gồm:
- Cácbon dioxyt ở thể khí.
- Lưu huỳnh dioxyt, lưu huỳnh trioxyt và nitơ oxyt, sau đó phản ứng tạo thành axit sulfuric và axit nitric hòa tan trong nước.
- Nước ở thể lỏng.
- Tro.

Hình minh họa: Bản thiết kế của bom nhiệt lượng

Phân Biệt Nhiệt Lượng Riêng Cao Và Nhiệt Lượng Riêng Thấp

Nhiệt lượng riêng cao là tổng nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu, bao gồm cả nhiệt lượng giải phóng khi hơi nước ngưng tụ.
Nhiệt lượng riêng thấp được tính bằng cách trừ đi nhiệt hóa hơi của nước trong sản phẩm cháy từ nhiệt lượng riêng cao. Nói cách khác, nhiệt lượng riêng thấp chỉ tính đến nhiệt lượng tỏa ra khi sản phẩm cháy ở dạng khí.

Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Nhiệt Trị Của Than

Nhiệt trị của than không phải là một hằng số cố định mà phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm:

Loại than: Than đá, than nâu, và than bùn có nhiệt trị khác nhau do thành phần cấu tạo và mức độ hóa thạch khác nhau.
Hàm lượng cácbon: Hàm lượng cácbon càng cao, nhiệt trị của than càng lớn.
Độ ẩm: Độ ẩm cao làm giảm nhiệt trị của than do một phần nhiệt lượng bị tiêu hao để làm bay hơi nước.
Hàm lượng tạp chất: Các tạp chất như lưu huỳnh, nitơ, và tro không cháy được và làm giảm nhiệt trị của than.

Ý Nghĩa Của Nhiệt Trị Trong Thực Tế

Nhiệt trị là một thông số quan trọng trong nhiều ứng dụng thực tế:

Lựa chọn nhiên liệu: Giúp lựa chọn loại than phù hợp cho từng mục đích sử dụng cụ thể dựa trên nhu cầu về năng lượng.
Tính toán hiệu suất lò hơi: Xác định hiệu suất của lò hơi bằng cách so sánh nhiệt lượng đầu vào từ than và nhiệt lượng thu được.
Kiểm soát quá trình đốt cháy: Giám sát và điều chỉnh quá trình đốt cháy để đạt hiệu suất tối ưu và giảm thiểu khí thải.
Định giá than: Nhiệt trị là một trong những yếu tố quan trọng để định giá than trên thị trường.

Phương Pháp Xác Định Nhiệt Trị Của Than

Nhiệt trị của than thường được xác định bằng phương pháp bom nhiệt lượng. Phương pháp này bao gồm các bước cơ bản sau:

Cân chính xác một lượng nhỏ than mẫu và đặt vào chén nung trong bom nhiệt lượng.
Nạp oxy vào bom nhiệt lượng với áp suất cao để đảm bảo quá trình đốt cháy diễn ra hoàn toàn.
Đốt cháy mẫu than bằng cách phóng tia lửa điện.
Đo nhiệt độ của nước trong bom nhiệt lượng trước và sau khi đốt cháy than.
Tính toán nhiệt trị dựa trên sự thay đổi nhiệt độ của nước, khối lượng nước, và khối lượng than mẫu.

Công Thức Tính Nhiệt Trị

Nhiệt trị của than được tính theo công thức sau:

Nhiệt trị (Q) = (C x ΔT) / m

Trong đó:

Q là nhiệt trị của than (J/g hoặc cal/g).
C là nhiệt dung riêng của nước (4.184 J/g.K hoặc 1 cal/g.K).
ΔT là sự thay đổi nhiệt độ của nước (K hoặc °C).
m là khối lượng của than mẫu (g).

Kết Luận

Nhiệt trị là một thông số quan trọng của than, phản ánh khả năng sinh nhiệt của nó. Việc hiểu rõ về nhiệt trị và các yếu tố ảnh hưởng đến nó là rất cần thiết trong việc lựa chọn, sử dụng và định giá than một cách hiệu quả.

Nguồn: https://truongxaydunghcm.edu.vn/