Methanverbrennung im Disauerstoff
Die Verbrennung ist eine chemiche Reation in der komplexe Moleküle als kleinere und stabilere Moleküle durch eine Umsetzung
von Bindungen zwischen den Atomen abgebaut werden.
Die Verbrennungschemie ist ein Hauptteil der Hochtemperatur-Chemie, die hauptsächlich Radikalreaktionen betrifft.
Es ist ausserdem möglich, die Verbrennung durch eine einzige globale Reaktion zu bearbeiten.
Beispiel:
Propanverbrennung in Disauerstoff
Kohlendioxyd CO2 und Wasser H2O sind stabiler als Disauerstoff und Propangas.
Die Verbrennung ist eine Redoxreaktion, im Falle der Oxidierung eines Brennstoffes durch einem Sauerstoffträger:
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Der Brennstoff ist der Körper, der während der Brennung oxydiert wird; es ist ein Reduktionsmittel;
er verliert Elektronen.
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Der Sauerstoffträger ist der Körper, der reduziert wird; es ist ein Oxydans, er bekommt Elektronen.
So wie für jede chemische Reaktion, erleichtert ein Katalysator die Verbrennung und da die letzte oft eine hohe Aktivierungsenergie hat, erlaubt die Verwendung eines Katalysatores, mit einer weniger hohen Temperatur zu arbeiten.
Dies erlaubt eine komplette Verbrennung wie für Katalysatore in Auspüffen. Sie verbrennen die Rückstände von Abgasen an einer niedrigeren Temperatur als der im Motor dank der Anwesenheit von katalytischen Metallen.
Im Falle von Festbrennstoffen erlaubt die Aktivierungsenergie den Brennstoff zu dämpfen oder pyrolysieren. Die so erzeugten Gase mischen sich mit dem Sauerstoffträger zusammen und ergeben ein brennbares Gemisch.
Wenn die durch Verbrennung erzeugte Energie höher oder gleich der erforderlichen Aktivierungsenergie ist, pflegt sich die Verbrennungsreaktion selbst.
Erzeugte energie und heizwert
Die durch die Reaktion erzeugte Energiemenge ist höher als die erforderliche Energiemenge, um sie zu initiieren.
Die durch die Verbrennung erzeugte Energiemenge wird als Joule (J) ausgedrückt; es handelt sich um die Reaktionsenthalpie.
In den Anwendungsbereichen (Ofen, Brenner, Innenverbrennungsmotor, Feuerlöschen), erwähnt man oft den Heizwert, der die Reaktionsenthalpie pro Brennstoffsmengeeinheit ist, oder die durch die Verbrennung eines Kilogramms Brennstoff erzeugte Energie. Sie wird generell in Kilojoule pro Kilogramm erwähnt (kJ/kg oder kJ·kg-1 geschrieben).
Die Kohlenwasserstoffverbrennung ergibt Wasser als Dampf. Dieser Wasserdampf beinhaltet eine große Menge an Energie. Dieser Parameter wird also spezifisch für die Einschätzung des Heizwertes berücksichtigt und man definiert:
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Hoher Heizwert: „Die Energiemenge, die von der kompletten Verbrennung einer Brennstoffseinheit erzeugt wird [die von der kompletten Verbrennung einer Brennstoffseinheit erzeugte Energiemenge], Wasserdampf ist vorausgesetzt, der verdichtet und die Wärme gesammelt.“
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Niedriger Heizwert: „Die Energiemenge, die von der kompletten Verbrennung einer Brennstoffseinheit erzeugt wird [die von der kompletten Verbrennung einer Brennstoffseinheit erzeugte Energiemenge], Wasserdampf ist vorausgesetzt, der unverdichtet ist und die Wärme nicht gesammelt.“
Der Unterschied zwischen PCI und PCS ist der Wasserdampf unterschwellige Wärme (Lv) vervielfacht durch die erzeugte Wasserdampfmenge (m), was ca. 2 250 kJ·kg-1 wert ist (diese Wert hängt vom Druck und der Temperatur ab)
Wir bekommen die Bindung PCS = PCI + m·Lv.
1 - Feuer
2 - Das feuerlöschen
3 - Sauerstoffträger
