Brennwert verschiedener Brennstoffarten: Vergleich der Brennstoffe nach Brennwert + Brennwerttabelle

Bei der Verbrennung einer bestimmten Menge Kraftstoff wird eine messbare Wärmemenge freigesetzt.Nach dem Internationalen Einheitensystem wird der Wert in Joule pro kg oder m ausgedrückt³. Die Parameter können aber auch in kcal oder kW berechnet werden. Wenn sich der Wert auf eine Kraftstoffmaßeinheit bezieht, wird er als spezifisch bezeichnet.

Was beeinflusst den Brennwert verschiedener Brennstoffe? Welchen Wert hat der Indikator für flüssige, feste und gasförmige Stoffe? Die Antworten auf die oben genannten Fragen werden im Artikel ausführlich beschrieben. Darüber hinaus haben wir eine Tabelle mit der spezifischen Verbrennungswärme von Materialien erstellt – diese Informationen werden bei der Auswahl eines energiereichen Brennstoffs hilfreich sein.

Allgemeine Informationen zum Brennwert

Die Energiefreisetzung bei der Verbrennung sollte durch zwei Parameter gekennzeichnet sein: hohe Effizienz und die Abwesenheit von Schadstoffen.

Künstlicher Kraftstoff wird durch die Verarbeitung von natürlichem Kraftstoff gewonnen - Biokraftstoff. Unabhängig vom Aggregatzustand haben Stoffe in ihrer chemischen Zusammensetzung einen brennbaren und einen nicht brennbaren Anteil. Der erste ist Kohlenstoff und Wasserstoff. Die zweite besteht aus Wasser, Mineralsalzen, Stickstoff, Sauerstoff und Metallen.

Aufgrund ihres Aggregatzustands werden Kraftstoffe in flüssige, feste und gasförmige Stoffe unterteilt. Jede Gruppe verzweigt sich weiter in eine natürliche und eine künstliche Untergruppe (+)

Bei der Verbrennung von 1 kg einer solchen „Mischung“ werden unterschiedlich viel Energie freigesetzt. Wie viel dieser Energie genau freigesetzt wird, hängt von den Anteilen dieser Elemente ab – dem brennbaren Teil, der Luftfeuchtigkeit, dem Aschegehalt und anderen Komponenten.

Die Verbrennungswärme des Kraftstoffs (HCT) wird auf zwei Ebenen gebildet – der höchsten und der niedrigsten. Der erste Indikator wird durch Wasserkondensation ermittelt, beim zweiten wird dieser Faktor nicht berücksichtigt.

Zur Berechnung des Brennstoffbedarfs und seiner Kosten wird der niedrigste TCT benötigt; mit Hilfe solcher Indikatoren werden Wärmebilanzen erstellt und der Wirkungsgrad von Brennstoffverbrennungsanlagen ermittelt.

TST kann analytisch oder experimentell berechnet werden. Wenn die chemische Zusammensetzung des Kraftstoffs bekannt ist, wird die Periodenformel angewendet. Experimentelle Techniken basieren auf der tatsächlichen Messung der Wärme aus der Kraftstoffverbrennung.

In diesen Fällen kommt eine spezielle Verbrennungsbombe zum Einsatz – eine kalorimetrische, zusammen mit einem Kalorimeter und einem Thermostat.

Die Berechnungsmerkmale sind für jede Kraftstoffart individuell. Beispiel: TCT in Verbrennungsmotoren wird aus dem niedrigsten Wert berechnet, da die Flüssigkeit in den Zylindern nicht kondensiert.

TST wird mit einem Bombenkalorimeter installiert. Komprimierter Sauerstoff ist mit Wasserdampf gesättigt. In einer solchen Umgebung wird eine Kraftstoffprobe platziert und die Ergebnisse ermittelt.

Jeder Stofftyp hat aufgrund der Eigenschaften seiner chemischen Zusammensetzung seinen eigenen TST. Die Werte schwanken erheblich, die Schwankungsbreite liegt bei 1.000–10.000 kCal/kg.

Beim Vergleich verschiedener Materialtypen wird das Konzept des Referenzkraftstoffs verwendet, der sich durch einen niedrigeren TCT von 29 MJ/kg auszeichnet.

Brennwert fester Stoffe

Zu dieser Kategorie gehören Holz, Torf, Koks, Ölschiefer, Briketts und pulverisierte Brennstoffe. Der Hauptbestandteil fester Brennstoffe ist Kohlenstoff.

Merkmale verschiedener Holzarten

Die maximale Effizienz bei der Nutzung von Brennholz wird erreicht, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind – trockenes Holz und ein langsamer Verbrennungsprozess.

Holzstücke werden in bis zu 25-30 cm lange Stücke gesägt oder gehackt, damit Brennholz bequem in den Feuerraum geladen werden kann

Ideal für Holzofenheizung Es kommen Eichen-, Birken- und Eschenstäbe in Betracht. Weißdorn und Hasel zeichnen sich durch gute Indikatoren aus. Nadelbäume haben jedoch einen geringen Heizwert, aber eine hohe Verbrennungsgeschwindigkeit.

Wie unterschiedliche Steine ​​brennen:

1. Buche, Birke, Esche, Hasel Sie sind schwer zu schmelzen, aber aufgrund ihres geringen Feuchtigkeitsgehalts in der Lage, feucht zu verbrennen.
2. Erle mit Espe Bilden Sie keinen Ruß und wissen Sie, wie man ihn aus dem Schornstein entfernt.
3. Birke erfordert eine ausreichende Luftmenge im Feuerraum, da es sonst raucht und sich Harz an den Rohrwänden ablagert.
4. Kiefer Es enthält mehr Harz als Fichte, daher entstehen Funken und es brennt heißer.
5. Birnen- und Apfelbaum Es spaltet sich leichter als andere und brennt gut.
6. Zeder verwandelt sich allmählich in glimmende Kohle.
7. Kirsche und Ulme es raucht und die Platane ist schwer zu spalten.
8. Linde mit Pappel schnell ausbrennen.

TST-Indikatoren verschiedener Rassen hängen stark von der Dichte bestimmter Rassen ab. 1 Kubikmeter Brennholz entspricht etwa 200 Litern flüssigem Brennstoff und 200 m³ Erdgas. Holz und Brennholz fallen in die Kategorie mit geringer Energieeffizienz.

Einfluss des Alters auf Kohleeigenschaften

Kohle ist ein natürlicher Stoff pflanzlichen Ursprungs. Es wird aus Sedimentgesteinen abgebaut. Dieser Kraftstoff enthält Kohlenstoff und andere chemische Elemente.

Neben der Art wird die Verbrennungswärme der Kohle auch vom Alter des Materials beeinflusst. Braun gehört zur jungen Kategorie, gefolgt von Stein und Anthrazit gilt als die älteste.

Der Feuchtigkeitsgehalt wird auch durch das Alter des Brennstoffs bestimmt: Je jünger die Kohle, desto höher ist ihr Feuchtigkeitsgehalt. Was sich auch auf die Eigenschaften dieser Kraftstoffart auswirkt

Bei der Kohleverbrennung werden umweltbelastende Stoffe freigesetzt und die Kesselroste werden mit Schlacke bedeckt. Ein weiterer ungünstiger Faktor für die Atmosphäre ist das Vorhandensein von Schwefel im Kraftstoff. Dieses Element wandelt sich bei Kontakt mit Luft in Schwefelsäure um.

Den Herstellern gelingt es, den Schwefelgehalt in der Kohle so weit wie möglich zu reduzieren. Infolgedessen unterscheidet sich der TST sogar innerhalb derselben Art. Auch die Produktionsgeographie beeinflusst die Leistung. Als Festbrennstoff kann nicht nur reine Kohle, sondern auch brikettierte Schlacke verwendet werden.

Die höchste Brennstoffkapazität wird bei Kokskohle beobachtet. Auch Stein, Holzkohle, Braunkohle und Anthrazit weisen gute Eigenschaften auf.

Eigenschaften von Pellets und Briketts

Dieser Festbrennstoff wird industriell aus verschiedenen Holz- und Pflanzenabfällen hergestellt.

Geschredderte Späne, Rinde, Pappe, Stroh werden getrocknet und verwendet Spezialausrüstung verwandelt sich in Granulat. Damit die Masse eine gewisse Viskosität erhält, wird ihr ein Polymer, Lignin, zugesetzt.

Pellets haben akzeptable Kosten, die von der hohen Nachfrage und den Besonderheiten des Herstellungsprozesses beeinflusst werden. Dieses Material darf nur in Kesseln verwendet werden, die für diesen Brennstofftyp ausgelegt sind.

Briketts unterscheiden sich nur in der Form; sie können in Öfen und Kessel geladen werden. Beide Brennstoffarten werden nach Rohstoffen in Typen eingeteilt: Rundholz, Torf, Sonnenblumen, Stroh.

U Pellets und Briketts Es gibt erhebliche Vorteile gegenüber anderen Kraftstoffarten:

• völlige Umweltfreundlichkeit;
• Möglichkeit der Lagerung unter fast allen Bedingungen;
• Beständigkeit gegen mechanische Beanspruchung und Pilzbefall;
• gleichmäßiges und langes Brennen;
• optimale Granulatgröße zum Laden in ein Heizgerät.

Umweltfreundlicher Brennstoff ist eine gute Alternative zu herkömmlichen Wärmequellen, die nicht erneuerbar sind und sich negativ auf die Umwelt auswirken. Pellets und Briketts zeichnen sich jedoch durch eine erhöhte Brandgefahr aus, die bei der Organisation eines Lagerortes berücksichtigt werden sollte.

Auf Wunsch können Sie die Herstellung von Brennstoffbriketts selbst veranlassen; weitere Einzelheiten finden Sie unter Dieser Artikel.

Parameter flüssiger Stoffe

Flüssige Stoffe werden wie feste in folgende Bestandteile zerlegt: Kohlenstoff, Wasserstoff, Schwefel, Sauerstoff, Stickstoff. Der Prozentsatz wird nach Gewicht ausgedrückt.

Aus Sauerstoff und Stickstoff wird innerer organischer Brennstoffballast gebildet; diese Bestandteile verbrennen nicht und werden bedingt in die Zusammensetzung einbezogen. Aus Feuchtigkeit und Asche entsteht äußerer Ballast.

Benzin hat eine hohe spezifische Verbrennungswärme. Je nach Marke sind es 43-44 MJ.

Ähnliche Indikatoren der spezifischen Verbrennungswärme werden für Flugkerosin ermittelt – 42,9 MJ. Auch hinsichtlich des Heizwerts gehört Dieselkraftstoff zu den Spitzenreitern – 43,4-43,6 MJ.

Da Benzin mehr TCT als Dieselkraftstoff hat, sollte es einen höheren Verbrauch und eine höhere Effizienz aufweisen. Aber Dieselkraftstoff ist 30-40 % sparsamer als Benzin

Flüssiger Raketentreibstoff und Ethylenglykol zeichnen sich durch relativ niedrige TCT-Werte aus. Alkohol und Aceton haben die geringste spezifische Verbrennungswärme. Ihre Leistung ist deutlich geringer als die von herkömmlichem Kraftstoff.

Eigenschaften gasförmiger Brennstoffe

Gasförmiger Kraftstoff besteht aus Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Methan, Ethan, Propan, Butan, Ethylen, Benzol, Schwefelwasserstoff und anderen Bestandteilen. Diese Zahlen werden in Volumenprozent ausgedrückt.

Wasserstoff hat die höchste Verbrennungswärme.Bei der Verbrennung setzt ein Kilogramm Substanz 119,83 MJ Wärme frei. Aber es hat einen höheren Grad an Explosivität

Erdgas hat auch einen hohen Heizwert.

Sie betragen 41-49 MJ pro kg. Aber reines Methan hat beispielsweise einen höheren Heizwert – 50 MJ pro kg.

Vergleichstabelle der Indikatoren

Die Tabelle zeigt die Werte der massenspezifischen Verbrennungswärme von flüssigen, festen und gasförmigen Brennstoffen.

Die Tabelle zeigt, dass Wasserstoff von allen Stoffen die höchsten TST-Indikatoren aufweist, nicht nur von gasförmigen. Es gehört zu den energiereichen Kraftstoffen.

Das Produkt der Wasserstoffverbrennung ist gewöhnliches Wasser. Bei dem Verfahren werden keine Ofenschlacke, Asche, Kohlendioxid und Kohlendioxid freigesetzt, was den Stoff zu einem umweltfreundlichen Brennstoff macht. Da er jedoch explosiv ist und eine geringe Dichte aufweist, ist dieser Kraftstoff schwer zu verflüssigen und zu transportieren.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Über den Brennwert verschiedener Holzarten. Vergleich der Indikatoren pro m³ und kg.

TCT ist die wichtigste thermische und betriebliche Eigenschaft eines Kraftstoffs. Dieser Indikator wird in verschiedenen Bereichen menschlicher Aktivität verwendet: Wärmekraftmaschinen, Kraftwerke, Industrie, Hausheizung und Kochen.

Brennwertwerte helfen dabei, verschiedene Brennstoffarten nach dem Grad der freigesetzten Energie zu vergleichen, die benötigte Brennstoffmasse zu berechnen und Kosten zu sparen.

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