[发明专利]确定烃燃料的热值及相对密度的方法和用于该方法的仪器

权利要求书

1.一种确定燃料的热值的方法，所述燃料包含至少一种烃，所述至少一种烃包括以最高摩尔浓度存在的第一种烃，所述方法包括：

测量该燃料的化学计量氧化的摩尔流量比；

从该测量的化学计量氧化的摩尔流量比来确定理想的摩尔热值(HV_m，i)；

测量所述第一种烃的摩尔浓度；和

从该理想的摩尔热值(HV_m，i)和该第一种烃的摩尔浓度来确定实际的摩尔热值(HV_m，r)。

2.根据权利要求1的方法，其中所述燃料是通常为气态燃料。

3.根据权利要求2的方法，其中所述气态燃料是普通天然气、炼厂气、处理的天然气、合成天然气或沼气。

4.根据权利要求1的方法，其中所述燃料是液体燃料。

5.根据权利要求4的方法，其中所述液体燃料是较轻的原油馏分(A类)。

6.根据权利要求5的方法，其中所述液体燃料是液化石油气(LPG)、汽油、柴油、煤油、喷气燃料或取暖用油。

7.根据上面的任意一项权利要求的方法，其中所述第一种烃是甲烷。

8.根据权利要求1至6中的任意一项的方法，其中所述第一种烃是更高级的烃。

9.根据权利要求8的方法，其中所述第一种烃是丙烷或丁烷。

10.根据上面的任意一项权利要求的方法，其中所述燃料包含多于一种烃。

11.根据上面的任意一项权利要求的方法，其中所述燃料的化学计量氧化的摩尔流量比通过测量该燃料燃烧的峰值温度来确定。

12.根据权利要求1-10中的任意一项的方法，其中所述燃料的化学计量氧化的摩尔流量比通过测量燃烧后的燃料气体的氧气或空气浓度来确定。

13.根据上面的任意一项权利要求的方法，其中使用在图2a中表示的关系从所测量的化学计量氧化的摩尔流量比来确定所述理想的摩尔热值(HV_m，i)。

14.根据上面的任意一项权利要求的方法，其中所述第一种烃的摩尔浓度使用非色散红外仪(NDIR)、气相色谱或质谱来确定。

15.根据上面的任意一项权利要求的方法，其中所述第一种烃的摩尔浓度被确定到至少为±2％满量程的精度，更优选大于±1％满量程。

16.根据上面的任意一项权利要求的方法，其中通过以下的步骤从理想的摩尔热值(HV_m，i)和所述第一种烃的摩尔浓度来确定所述实际的摩尔热值(HV_m，r)：

i)对要测量的燃料确定HV_m，i和化学计量氧化的摩尔流量比之间的相关系数R²；

ii)测量要测量的燃料的理想的摩尔密度(D_m，i)；

iii)对要测量的燃料确定理想的摩尔密度(D_m，i)和化学计量氧化的摩尔流量比之间的相关系数R²；

iv)定义需要测量的燃料的初始组成，将所述第一种烃的测量的浓度作为固定值；

v)计算HV_m，i和D_m，i；

vi)将在初始组成中的每一组分的浓度依次改变一个小的增量以提供新的组成；

vii)计算新组成的HV_m，i和D_m，i；

viii)对每一组成，将计算的HV_m，i和D_m，i的值与利用相关系数R²从与化学计量氧化的摩尔流量比的对应关系而推出的值进行比较；

ix)如果使用该组成计算的HV_m，i值与利用相关系数R²确定的HV_m，i值相差小于0.01％，就使用该组成来计算该燃料的压缩系数；如果不是，就重复步骤vi)至viii)；

x)通过将使用相关系数R²从化学计量氧化的摩尔流量比所得的最终组成的HV_m，i值除以所述压缩系数来计算HV_m，r。