festes Holz
Festbrennstoff ist Brennstoff im festen Aggregatszustand.
Technologie fester Brennstoffe
Dieses Fachgebiet beschäftigt sich mit:
- a) der Umwandlung chemischer Energie gespeicherter in primären Brennstoffen in thermische Energie,
- b) der Umwandlung primärer Brennstoffe in geschältere Formen (rauchfreie feste, flüssige und feste Brennstoffe),
- c) der Herstellung von Produkten oder Rohstoffen wertvoller als die ursprünglichen primären Brennstoffe.
Durch die Verwendung von Brennstoffen in geschälteren Formen wird nicht nur ein Spar-Effekt erzielt (Möglichkeit der Automatisierung und der Regelung), sondern auch eine höhere Qualität der erhaltenen Produkte, die Mechanisierung der Prozesse der Produktion und somit auch eine Steigerung der Leistung und der Arbeitsersparnis, sowie eine bessere Sauberkeit der Arbeitsumgebung und vieles mehr.
Brennwert und Heizwert von Brennstoffen
Ein charakteristisches Merkmal der organischen Synthese in Pflanzen ist die Ansammlung chemischer Energie, die auf Kosten der Energie der Sonnenstrahlung gewonnen wird. Pflanzen im Sonnenlicht synthetisieren mit Hilfe des Chlorophylls (als Katalysator) komplexe organische Verbindungen, aus Kohlendioxid (deren Anteil in der Atmosphäre durchschnittlich 0,04 %) und Wasser.
Durch Photosynthese entstehen nach der einfachsten Schema organische Substanzen und Sauerstoff. Produkt dieser Reaktion, die in der fernen Vergangenheit stattfand, sind fossile Brennstoffe, vor allem Kohle. Heute entsteht Holz und Torf. Durch die Verbrennung der Brennstoffe zu Kohlendioxid und Wasser, aus denen der Brennstoff einmal entstanden ist, wird die solare Energie in Form der Wärme freigesetzt und der Kreislauf des Kohlenstoffs in der Natur schließt sich.
Energiewert des festen Brennstoffs ist die Gesamtmenge der Wärme, die bei der vollständigen Verbrennung seiner Einheitsmenge freigesetzt wird. Durch die Verbrennung der Brennstoffe in gewöhnlichen Heizkesseln kann man nicht die gesamte Energiewert nutzen, da die Abgase der Gase die nicht genutzte Wärme in den Produkten der Verbrennung verlieren, vor allem in Wasserdampf. Deshalb unterscheiden wir bei der Wärmeausnutzung der Brennstoffe den Brennwert und den Heizwert.
Die Menge der Wärme, die bei der vollständigen Verbrennung von 1 kg Brennstoff (1 m3 der Gase) und Abkühlung der Verbrennungsprodukte der Verbrennung auf die ursprüngliche Temperatur, wobei das Wasser Dampf in Wasser kondensiert und sein Verdampfung Wärme freigesetzt wird, nennt man Brennwert. In der Praxis können wir jedoch die Verbrennungsprodukte der Verbrennung nicht so abkühlen, dass das Wasser Dampf kondensiert. Wasser enthalten in dem verbrannten Brennstoff und Wasser entstanden durch die Verbrennung des Wasserstoffs im Brennstoff entweichen immer in den Verbrennungsprodukten der Verbrennung in Form des Dampfes ohne, dass sie ihre Verdampfung Wärme abgegeben haben. Der Brennwert des Brennstoffs werden deshalb nur als Heizwert genutzt.
Heizwert des Brennstoffs ist also der Brennwert verringert um die Verdampfung Wärme des Wassers enthalten in den Verbrennungsprodukten der Verbrennung.
Der Brennwert und der Heizwert der Brennstoffe werden in kJ.kg-1 oder kJ.m-3 ausgedrückt. Der Brennwert der Brennstoffe wird mit einem Kalorimeter bestimmt und der Heizwert wird aus dem Brennwert abgeleitet, indem der Verdampfungswärme der ermittelten Menge des entstandenen Wassers abgezogen wird.