Kömür Hesaplamaları

0

Hassas ve doğru hesaplamalar, kömür faaliyetlerinizin başarısı için son derece önemlidir. Bu hesaplamalar, kömürün derecesini belirleyebilmenize yardımcı olan kül ve kalorifik değer gibi bazı temel parametrelerin hesaplanmasında kullanılır.

SGS’nin global kimyager ve uzman ekipleri, kalorifik değerleri, toplam hidrojen miktarını, Kömür Reaktivite Endeksi’ni (CRI) ve kömür numunenizin Reaksiyon Sonrası Kömür Kuvveti’ni belirlemek için bir dizi kömür analitik hesaplaması ve endekslerinden yararlanır. Üçüncü taraf test sonuçlarımız ve hesaplamalarımız, size uluslararası standartlara uygun güvenilir veriler sunar.

SGS kömür ve taşkömür uzmanları tarafından düzenli olarak kullanılan bazı ilginç protokoller ve hesaplamalar aşağıda verilmektedir: Bu hesaplamalar bilgilendirme amacıyla verilmektedir; ancak SGS tüm verilerin veya formüllerin en güncel standartlarla uyumlu olduğunu garanti edemez. Kömür ticareti yapan müşteriler, sözleşmelerde kullanılan güncel standartlar hakkında bilgi edinmelidir.

*** Net CV hesaplaması – bkz. ASTM D5865-12 / ISO 1928-2009
*** Farklı temellerde nem dönüşümü – bkz. ASTM D3180 / ISO 1170

    1. Baz Dönüşüm Faktörleri:
      Ref: ASTM D3180 / ISO 1170 – Farklı nem bazlarına dönüştürme

      1. AD faktörü (AD’yi Nomine Nem’e (NM) dönüştürür): (100-NM)/(100-ADM)
        NM = AD / ((100-NM)/(100-ADM))
      2. Kuru faktörü (AD’yi Kuru’ya dönüştürür) (100-ADM)/100
        Kuru = AD / ((100-ADM)/100)
      3. AR faktörü (Kuru’yu AR’ye dönüştürür): (100-TM)/100
        AR = Kuru x ((100-TM))/100)
      4. DAF faktörü (Kuru’yu DAF’a dönüştürür): (100-Kuru Kül)/100
        DAF = Kuru / ((100-Kuru kül)/100)

Burada:

    1. TM: Toplam Nem
    1. ADM: Havayla Kurutulmuş Nem (analiz numunesindeki nem)
    1. NM: Nomine Nem
    1. AR: Alınan Baz
    1. AD: Belirlenen (havayla kurutulmuş) Baz
    1. Kuru: Kuru Baz
    1. DAF: Kuru Kül Serbest Baz
  1. İki Aşamalı Toplam Nem Formülü (Bkz. ASTM D3302 bölüm 10)
    İki aşamalı toplam nem hesaplaması, kömür numunesinin önemli miktarda nem kaybetme potansiyeli olmadan bölünmek veya ezilmek için aşırı küçük veya aşırı ıslak olduğu zamanlarda kullanılır.
    TMar, % = [Rm,ad, % x (100 – Fm,ad, %) / 100] + Fm,ad %
    TM = Toplam nem; Fm = Serbest Nem; Rm = Artık nem
  2. Kalorifik Değer Dönüştürme Faktörleri Ref: ASTM 5865-12 X1.4. ve ISO 1928-9 10.5
    J/g = kcal/kg; 0,238846 ile bölünmüş VEYA 4,1868 ile çarpılmış
    J/g = Btu/lb, 2,326 ile çarpılmış VEYA 0,429923 ile bölünmüş
    kcal/kg = J/g, 0,238846 ile çarpılmış VEYA 4,1868 ile bölünmüş
    kcal/kg = Btu/lb, 1,8 ile bölünmüş VEYA 0,555556 ile çarpılmış
    Btu/lb = J/g, 2,326 ile bölünmüş VEYA 0,429923 ile çarpılmış
    Btu/lb = kcal/kg, 1,8 ile çarpılmış VEYA 0,555556 ile bölünmüş
  3. CO2Emisyon Faktörü (2003/87/EC Direktifi) 2007/589/EC Direktifi
    CO2Emisyon Faktörü tCO2/TJ =
    = Karbon Olarak Alınan Değer x 3,667 x kJ/kg biriminde [10.000/NCV(p)]
    = Karbon Olarak Alınan değer x 3,667 x kcal/kg biriminde [2388,46/NCV(p)]Standart CO Belirsizliği2Emisyon Faktörü (tCO2/TJ)
    CO emisyonlarına ilişkin yeni Avrupa Komisyonu (EC) raporlama gerekliliklerinin bir parçası olarak,2analizi yapan laboratuvardan, laboratuvar analizine bağlanmış ve bir standart sapma olarak ifade edilmiş 2“CO Emisyon Faktörü’nün Standart Belirsizliği”ni bildirmesi istenir.Belirsizliğin hesaplanmasında, C(db) %1,00 ve GCV(db) 300J/g için, alındığı tabana dönüştürülmüş ISO tekrarlanabilirlik değerleri kullanılır.
  4. Yakıt oranı
    = Sabit Karbon / Volatil MaddeBalast
    = Kül (ar) + Toplam Nem
  5. Kömürdeki Hidrojen: Bkz. ASTM 3180 / ISO 1170
    Örnekle bağlantılı olarak suda (nem) hidrojen içerme veya içermeme bazında rapor edilebilecek hidrojen değerlerine göre, alternatif dönüştürme prosedürleri aşağıda tanımlanmaktadır.Nemde hidrojen olup olmadığını raporlamak için şu dönüştürmeleri kullanın:Tespit edilen Toplam Hidrojen (ad): nem analizine hidrojen de dahil edilir

    1. Hidrojen (nemdeki H’yi kapsamaz)
      H (kuru baz) = [Toplam hidrojen (ad)-(AMx0,1119)] x (100/(100-AM))
    2. Hidrojen (nemdeki H’yi kapsar)
      H(ar) = [Toplam hidrojen(db) x ((100-TM)/100)]+(0,1119*TM)
    3. ISO 1170, analiz edilmiş nemde H’yi hariç tutarak, havayla kurutulmuş bazda H raporu sunar.
      H(havayla kurutulmuş) = Toplam Hidrojen (belirenen) – (Analiz Nemi x 0,1119)H atom ağırlığına dayalı Hidrojen ve Oksijen Faktörleri20
      Hidrojen = Nem X 0,1119
      Oksijen = Nem X 0,8881
  6. DMMF Hesaplamaları
    Maddesiz Kuru Mineral hesaplamaları (Ref. ASTM D388)
  7. Brüt Kalorifik Değer’in Nihai Analiz ile tahmini için Ampirik Formül
    (Ref: COAL Typology – Physics – Chemistry – Constitution; yazar D.W Krevelen; üçüncü baskı 1993, sayfa 528). Tüm girdiler, % ağırlık olarak ifade edilen bir Kuru Baz (DB) ile sonuçlanır.

    DULONG (1820) = (80,8 x C) + (344,6 x H) – (43,1 x O) + (25 x S) BOIE (1953) = (84 x C) + (277,7 x H) – (26, x O) + (15,0 x N) + (25 x S)
    SEYLER (1938) = (123,9 x C) + (388,1 x H) + (25 x O2) – 4269 NEAVEL (1986) = (81,05 x C) + (316,4 x H) – (29,9 x O) + (23,9 x S) – (3,5x Kül)
    MOTT ve SPOONER (1940) OKSİJEN < %15 = (80,3 x C) + (339 x H) – (34,7 x O) + (22,5 x S) GIVEN (1986) = (78,3 x C) + (339,1 x H) – (33,0 x O) + (22,1 x S) + 152
    MOTT ve SPOONER (1940) OKSİJEN > %15 = (80,3 x C) + (339 x H) – (36,6 x O) + (0,17 x O2) + 22,5 x S
    NOT: bu formüller, kömür karışımları için geçerli değildir. Yukarıda, Seyler Formülü için verilen nota başvurun.

    Extract from COAL – D.W. Krevelen. (sayfa 529) “Tüm ampirik denklemler, Dulong denkleminin “bazı teorik temeller” içeren modifikasyonlarıdır ve kömürün ampirik CV verilerine uyarlanmış, de facto ampirik ilişkilerdir. GIVEN (1986) ve NEAVEL (1986) tarafından verilen korelasyonlar en güvenilir olanlardır.”

  8. Net Kalorifik Değer (NCV) Hesaplamaları ve Dönüştürme Faktörleri
    Ref: Net Kalorifik Değer (ASTM D5865-12)
    Bir maddenin 0,1 Mpa (1 Atm) sabit basınçta yanmasıyla üretilen sıcaklık (buhar olarak kalan suyla).Sabit basınçta ASTM D5865-12 / D3180
    Qv-p= 0,01 * RT * (Had / (2*2,016)) – Oad / 31,9988 – Nad / 28,0134)
    Qh = 0,01 * Hvap * (Had / 2,016)
    Qmad = 0,01 * Hvap * (Mad / 18,0154)
    Qmar = 0,01 *Hvap * (Mar / 18,0154)
    Qvar = Qvad *((100-Mar) / (100-Mad))
    Qpad(net) = Qvad(brüt) + Qv-p – Qh – Qmad
    Qpd(net) = (Qvad(brüt) + Qv-p – Qh) * (100/(100-Mad)
    Qpar(net) = ( Qvad(brüt) + Qv-p – Qh) * (100 – Mar) / (100 – Mad) – QmarBurada:
    Qv-p = Yanma reaksiyonunun gazlı fazının hacmindeki bu değişiklikle bağlantılı enerji
    R = evrensel gaz değişmezi [8,3143 J/(mol *K)]
    T = Standart termokimyasal referans ısısı (298,15 K)
    Had = Had,m – 0,1119 * Mad (toplam Hidrojen – nemde H)
    Oad = Oad,m – 0,8881 * Mad (toplam Oksijen – nemde O)
    Hvap = (43985 J/mol) sabit sıcaklıkta suyun buharlaşma ısısı
    Qh = örnekteki hidrojen içeriğinin buharlaşma ısısı
    Qmad = analiz örneğindeki su içeriğinin buharlaşma ısısı
    Qmar = örnekteki toplam nem içeriğinin buharlaşma ısısı
    Atomik Ağırlıklar:  O2= 31,998 / N2= 28,0134 / H22,016 / H2O = 18,0154

    Sabit hacimde ISO 1928-2009
    Qv, net,m,J/g =( Q gr,v,d – 206,0 [ wHd ] ) x (1-0,01xMT) – (23,05x MT)
    Qv, net,m,kcal/kg = ( Q gr,v,d – 49,20 [ wHd ] ) x (1-0,01xMT) – (5,51x MT)

    Sabit basınçta ISO 1928-2009
    Qp, net,m,J/g =
    { Q gr,v,d – 212,2 [ wHd ] – 0,8 x [wOd + wNd] } x (1- 0,01MT) – 24,43 x MT
    Qp, net,m,kcal/kg =
    { Q gr,v,d – 50,68 [ wHd ] – 0,191 x [wOd + wNd] } x (1- 0,01MT) – 5,84 x MT

    [ wHd ] = numunenin H içeriğinden, nemdeki Hidrojen varlığı çıkarılır
    w(H)d = w(H) x 100/100-MT
    MT= Toplam Nem

  9. Seyler Formülü
    Kömürün çeşitli parametreleri, Seyler formülü ve diğer benzer hesaplamalar (örn. Dulong formülü) kullanılarak, Nihai Analiz ve Kalorifik Değer hesaplamalarıyla tahmin edilebilir.ISO 1928 2009 Brüt Kalorifik Değerin Hesaplanması
    ISO standardı, hidrojen içeriği tahmininin Seyler Formülü ile hesaplanmasına olanak tanıyan tek uluslararası standarttır.Seyler hesaplaması, birçok bitümlü kömür için geçerli tek yöntemdir.
    Not 1. Tahmini Hdb %3’ten az olduğunda geçerli DEĞİLDİR
    Not 2. Odaf içeriği %15’ten fazla olduğunda geçerli DEĞİLDİR
    Not 3. Kömür sevkiyatları düşük kaliteli kömür veya antrasit veya petrol koku ve bitümlü kömürün bir karışımı olduğunda, H’nin tahmini için uygun DEĞİLDİR
    Not 4. Düşük kaliteli kömür, antrasit, petrol koku veya kok için geçerli DEĞİLDİR

    ISO 1928 2009 Bölüm E.3.3
    wH = 0,07 x w(V) + 0,000165 x qv,gr,m – 0,0285 x [ 100 – MT– w(A) ]
    w(H) – numunenin H içeriğinden nemdeki H içeriği çıkarılır (% kütle olarak)
    w(V) – Numunenin M nem içeriğine sahip VM içeriğidirT(% kütle olarak)
    w(A) – Numunenin, M nem içeriğine sahip kül içeriğidirT(% kütle olarak)
    qv,gr,m – numunenin, M nem içeriğine sahip brüt CV değeridirT, (jul/gr)

  10. KOKUN ORTALAMA BÜYÜKLÜĞÜ (Ref: ISO 728 Ek A)
    = (B(a-c)+C(b-d)+…+J(h-k) +100j)/200Burada: a,b,c,d…h,j,k, ardışık eleklerin mm bazında delik ebadıdır; ‘A,B,C,D…H,J,K her elek için kümülatif eleküstü yüzde oranıdır.Not: ‘a’ delik ebadına sahip olan elek, tüm kömürün geçebileceği en küçük ebattır (örn. A = %0). “k” delik ebadına sahip elek, hiçbir kömürün geçemeyeceği, varsayımsal bir elektir (k=0mm, K=%100).

Kömür Reaktivite Endeksi (Crı) Ve Reaksiyon Sonrası Kömür Kuvveti (Csr)

Kömür yüksek fırında yakıldığında, karşı CO ile reaksiyona girer 2ve aşınır. Bu eş zamanlı prosesler kömürü zayıflatır ve fırın yükü geçirgenliğini azaltan fazla taneler yaratır. SGS, kısa geri dönüş süreleriyle yüksek doğrulukta sonuçlar alınacak CRI ve CSR testleri sunar. CRI ve CSR testleri, kömürünüzün fırında yakıldığı zaman ne kadar enerji üreteceğini belirler.

CRI/CSR testi, yüksek sıcaklıklarda karbon diyoksitle kömürü aktif olarak ölçer ve karıştırma sonrasındaki gücünü belirler. Bu testte, 200 gr numune örneklerini çoğaltmak için ⅞” x ¾” (19 x 22 mm) ölçekli kok kömürü içinden en az 1 kg üst numune çıkarılır ve 1100 °C sıcaklıkta iki saat boyunca CO2 gazı ile bir kap içinde reaksiyona sokulur. Reaksiyona giren kömür I şekilli bir tamburda 20 dev/dak hızda 600 devir yeniden karıştırılır ve tartılır. + ⅜” kömürün ağırlık yüzdesi CSR’ye eşittir. Pek çok fırında 60 üzeri CSR ve 25 altı CRI’ya sahip kömür gereklidir. SGS faaliyetleriniz için hassas ve düşük maliyetli fırın kömürü analizi sunacaktır.

SGS, kömür ve kok kömür analiz ve testlerinde dünya lideridir. Analitik proseslerinizden elde edilen veriler, kömürünüzün veya kok kömürünüzün en iyi şekilde kazanılmasını ve işlev görmesini sağlar.

Yorum Yazın

Lütfen yorumunuzu yazınız
Lütfen adınızı giriniz.