Расчет теплоты сгорания древесного топлива по элементному составу

Abstract

Главным показателем качества твердого топлива является теплота сгорания, которую можно вычислить на основе его элементного состава. Показано, что точность расчета теплоты сгорания древесного топлива по имеющимся универсальным уравнениям недостаточна (более 2 %). В работе для 43 различных образцов древесного топлива представлены результаты определения зольности (при температуре 800 °С), теплоты сгорания и элементного состава (углерод, водород, кислород, сера и азот). Проанализированы данные по элементному составу древесного топлива из других литературных источников: для данных конца XIX в. характерно более высокое содержание углерода и водорода. По 11 уравнениям представлены результаты расчета высшей теплоты сгорания древесного топлива в абсолютно сухом состоянии. Установлено, что для вычисления этого показателя наиболее оптимальными являются уравнения, учитывающие вклад основного компонента (углерода) c корректировкой его либо за счет свободного члена, либо за счет незначительного вклада водорода. Методом наименьших квадратов с использованием экспериментальных данных по 35 образцам произведен расчет коэфициентов при углероде и водороде и предложено уравнение для расчета высшей теплоты сгорания древесного топлива в абсолютно сухом состоянии. Проверка уравнения проведена на основании экспериментальных данных для 28 образцов из трех различных литературных источников. Среднее абсолютное отклонение расчетных значений от экспериментальных (погрешность расчета) составило 1,5 %, что соответствует максимальной допустимой погрешности калориметрического определения высшей теплоты сгорания. Содержание водорода и углерода целесообразно определять одновременно с помощью автоматических элементных анализаторов, при этом содержание водорода следует использовать для расчета низшей теплоты сгорания