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CO2-Gehalt in den Abgasen

Autoren
OldBo
12.10.2009
Bei einer Verbrennung oxidiert Kohlenstoff [C (Kohle), CH4 (Methan oder Erdgas)] und es entsteht CO2. Aus den brennstoffspezifischen Anteilen an Wasserstoff, Sauerstoff und vor allem Kohlenstoff ergibt sich der zur Verbrennung notwendige Sauerstoff.
CO2- und O2-Gehalt
 CO2- und O2-Gehalt
Bei einer Verbrennung oxidiert Kohlenstoff [C (Kohle), CH4 (Methan oder Erdgas)]  und es entsteht CO2. Aus den brennstoffspezifischen Anteilen an Wasserstoff, Sauerstoff und vor allem Kohlenstoff ergibt sich der zur Verbrennung notwendige Sauerstoff. Dieser ist in der Luft mit 21 % enthalten, daraus ergibt diese Berechnung auch den minimalen Luftbedarf. Die Luftzahl λ (Lambda) gibt das Verhältnis von tatsächlich eingesetzter Verbrennungsluftmenge zur jeweiligen Mindestluftmenge an.

Ein hoher CO2-Gehalt im Abgas ist ein Zeichen, dass viel Kohlenstoff verbrannt wird. Wenn zuviel Verbrennungsluft zugeführt wird, nimmt der Kohlendioxidgehalt ab, der Sauerstoffgehalt steigt.

Der Sauerstoffgehalt im Abgas sollte so gering wie möglich sein. Übliche Lambda-Werte für

  • Gas- und Ölkessel sind 1,1 bis 1,2 (ideal wäre ein Sauerstoffanteil im Abgas von 2-3 %) und
  • für feste Brennstoffe 2-3. Bei der Holzverbrennung ist ein Sauerstoffanteil von 10 % als günstig einzustufen.

Der Zusammenhang von Wirkungsgrad der Verbrennung und Luftüberschuss (Lambda-Wert) sieht folgendermaßen aus.

CO2Gehalt im Abgas von 11,7 Vol. % (Gas); 15,4 Vol. % (Heizöl EL)

  •  Lambda Wert = 1 (stöchiometrische Verbrennung)
  •  Vollständige Verbrennung
  •  Geringste Abgasverluste
CO2-Gehalt im Abgas von unter 11,7 Vol. %; (15,4 % Heizöl EL) (zuviel Luftzufuhr!)

CO2-Gehalt im Abgas von über 11,7% (zu wenig Luft für die Verbrennung von Erdgas); (15,4 % für Heizöl EL)

  •  Lambda-Wert < 1 (unvollständige Verbrennung)
  •  Verstärkte Bildung von CO (Grenzwertüberschreitung!)
  •  Höhere Verluste durch Unverbranntes (Temperatur sinkt!)
  •  starke Rußbildung
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