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Bei der technischen Verbrennung von Brennstoffen, ist der Heizwert (Hu, früher auch unterer Heizwert genannt) eine der wichtigsten Eigenschaften. Der Heizwert ist die Wärme, die bei der vollständigen Verbrennung eines trockenen Gases in reinem gasförmigen Sauerstoff frei wird und als Verbrennungsprodukte ausschließlich Kohlendoxid (gasförmig), Wasserdampf (gasförmig) Stickstoff (gasförmig) und Schwefeldioxid (gasförmig) entstehen können. Im Gegensatz zum Brennwert liegt am Ende des Verbrennungsprozesses der entstandene Wasserdampf zu 100% gasförmig vor.
Beim Brennwert (Ho, früher auch oberer Heizwert genannt) eines Brennstoffes wird zusätzlich die Kondensationswärme des Wasserdampfes berücksichtigt. In diesem Fall liegt am Ende des Prozesses das Wasser in flüssiger Form vor.
Heizwert HU=(34800 ξC + 93800 ξH + 10460 ξS + 6280 ξN - 10800 ξO - 2450 ξH2O )
ξ = Massenateile der Elementarzusammensetzung
Der Brennwert kann durch Weglassen des Wasseranteils der Heizwertgleichung näherungsweise berechnet werden zu:
Brennwert HO=(34800 ξC + 93800 ξH + 10460 ξS + 6280 ξN - 10800 ξO)
Heizwert HU=, Brennwert HO=
Xi = Volumenanteile der Einzelkomponenten
Brennstoff | Heizwert HU | ||
MJ / Kmol | MJ / Kg | MJ / m3 | |
Methan, CH4 | 802,35 | 50,013 | 35,883 |
Acetylen (Ethin), C2H2 |
1255,61 | 48,222 | 56,493 |
Ethylen (Ethen), C2H4 | 1322,63 | 47,146 | 59,497 |
Ethan, C2H6 | 1427,87 | 47,486 | 64,345 |
Propan, C3H8 | 2044,02 | 46,354 | 93,215 |
n-Butan, C4H10 | 2657,08 | 45,715 | 123,810 |
Kohlenmonoxid, CO | 282,99 | 10,103 | 12,633 |
Wasserstoff, H2 | 241,84 | 119,972 | 10,783 |
Brennstoff | Brennwert HO | ||
MJ / Kmol | MJ / Kg | MJ / m3 | |
Methan, CH4 | 890,35 | 55,498 | 39,819 |
Acetylen (Ethin), C2H2 |
1299,91 | 49,12 | 58,473 |
Ethylen (Ethen), C2H4 | 1410,64 | 50,283 | 63,414 |
Ethan, C2H6 | 1559,88 | 51,877 | 70,293 |
Propan, C3H8 | 2220,03 | 50,345 | 101,242 |
n-Butan, C4H10 | 2877,08 | 49,5 | 134,061 |
Kohlenmonoxid, CO | 282,99 | 10,103 | 12,633 |
Wasserstoff, H2 | 285,84 | 141,8 | 12,745 |
Öfters finden sich auch Angaben in kWh/m3. Zur Umrechnung in diese Einheit können Sie unter Verwendung der bekannten Daten in MJ / m3 die Werte durch 3,6 Teilen.
1 kWh = 3600 KJ und 1 KJ = 1*10-3 MJ bzw. 1000 KJ = 1 MJ.
Ein Beispiel soll die Verwendung zeigen:
Welchen Heizwert besitzt Wasserstoff in kWh/m3 ?
HU Wasserstoff = 10,783 MJ/m3 daraus ergibt sich:
HU Wasserstoff = = 2,995 kWh/m3
Bei den volumenbezogenen Angaben ist zu berücksichtigen, dass sich die Daten des Volumens auf den Normzustand beziehen (0°C und 1,01325 bar abs.).
Die Brenn- und Heizwerte beziehen sich auf einen anderen Bezugspunkt nämlich t=25°C jedoch ebenfalls 1,01325 bar abs.