DIN EN 14918-2014 Solid biofuels - Determination of calorific value German version EN 14918 2009《固体生物燃料 发热量的测定 德文版本EN 14918-2009》.pdf

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1、August 2014DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINPreisgruppe 22DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 75.160.10!%7dP“2206545www.din.deDDIN EN 14

2、918Feste Biobrennstoffe Bestimmung des Heizwertes;Deutsche Fassung EN 14918:2009Solid Biofuels Determination of calorific value;German version EN 14918:2009Biocombustibles solides Dtermination du pouvoir calorifique;Version allemande EN 14918:2009Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 107

3、72 BerlinErsatz frDIN EN 14918:2010-04www.beuth.deGesamtumfang 62 SeitenDIN EN 14918:2014-08 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument (EN 14918:2009) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 335 Feste Biobrenn-stoffe“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom SIS (Schweden) gehalten wird. Das zustndige deutsche Gr

4、emium ist der Arbeitsausschuss NA 062-05-82 AA Feste Biobrennstoffe“ im Normenausschuss Materialprfung (NMP). nderungen Gegenber DIN CEN/TS 14918:2005-08 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Inhalt redaktionell berarbeitet. Gegenber DIN EN 14918:2010-04 wurden folgende Korrekturen vorgenommen:

5、a) nationales Vorwort ergnzt; b) in Formel (22) in 10.4 wurde das fehlerhafte Minuszeichen vor dem Bruch entfernt; c) in Formel (26) in 12.2 wurde der erste Faktor korrigiert; d) das Literaturverzeichnis wurde um die Verweisung 7 CEN/TS 15289:2006, Feste Biobrennstoffe Bestimmung des Gesamtgehaltes

6、an Schwefel und Chlor“ ergnzt; e) redaktionelle berarbeitung. Frhere Ausgaben DIN CEN/TS 14918: 2005-08 DIN CEN/TS 14918 Berichtigung 1: 2006-09 DIN EN 14918: 2010-04 EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 14918 Dezember 2009 ICS 75.160.10 Ersatz fr CEN/TS 14918:2005 Deutsche Fassung F

7、este Biobrennstoffe Bestimmung des Heizwertes Solid biofuels Determination of calorific value Biocombustibles solides Dtermination du pouvoir calorifique Diese Europische Norm wurde vom CEN am 10.Oktober 2009 angenommen. Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, i

8、n der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzen Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum des CEN oder bei jedem CEN-Mit

9、glied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt w

10、orden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen,

11、sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMIT EUROPEN DE NORMALISATION Management-Zentrum: Avenue Marn

12、ix 17, B-1000 Brssel 2009 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten. Ref. Nr. EN 14918:2009 D EN 14918:2009 (D) 2 Inhalt Seite Vorwort 4 1 Anwendungsbereich .5 2 Normative Verweisungen 5 3 Begriffe .6

13、 4 Kurzbeschreibung .7 5 Reagenzien .7 6 Gerte 8 7 Probenvorbereitung 12 8 Kalorimetrisches Verfahren . 13 9 Kalibrierung . 19 10 Brennwert 24 11 Przision 28 12 Berechnung des Heizwertes bei konstantem Druck . 28 13 Prfbericht . 30 Anhang A (normativ) Adiabatische Bombenkalorimeter 31 A.1 Kurzbeschr

14、eibung 31 A.2 Quellen von Abweichungen beim realen Kalorimeter 31 A.3 Adiabatische Bedingungen . 32 A.4 Stabiler Anfangszustand und Dauer der Hauptperiode 32 A.5 Berichtigung fr die Drift bei der Endtemperatur 33 A.6 Strategie zur berprfung systematischer Abweichungen . 34 Anhang B (normativ) Isoper

15、ibol arbeitende Bombenkalorimeter und Bombenkalorimeter mit statischem Mantel . 35 B.1 Kurzbeschreibung 35 B.2 Quellen von Abweichungen fr das reale Kalorimeter . 36 B.3 Wahl der Manteltemperatur . 37 B.4 Bewertungsperioden 37 B.5 Berechnung des berichtigten Temperaturanstiegs . 38 Anhang C (normati

16、v) Automatische Bombenkalorimeter 41 C.1 Die Verbrennungsapparatur 41 C.2 Kalibrierung . 41 C.3 Przisionsanforderungen an die Kalibrierungen 42 C.4 Vergleichbarkeit von Kalibrierungen und Brennstoffprfungen . 42 C.5 Dokumentation und Ausdrucke 43 C.6 Przisionsanforderungen an Brennstoffprfungen 43 A

17、nhang D (informativ) Checklisten fr die Vorbereitung und Durchfhrung von Verbrennungsprfungen 44 D.1 Einleitung . 44 D.2 Auswahl der allgemeinen Parameter 44 D.3 Adiabatische Kalorimeter 45 D.4 Isoperibol arbeitende Kalorimeter 47 D.5 Automatische Bombenkalorimeter . 48 DIN EN 14918:2014-08 EN 14918

18、:2009 (D) 3 Seite Anhang E (informativ) Beispiele zur Veranschaulichung der in diesem Dokument verwendeten wichtigsten Berechnungen bei Anwendung eines automatischen Bombenkalorimeters fr die Bestimmungen 49 E.1 Brennwert bei konstantem Volumen . 49 E.2 Brennwert bei konstantem Druck 50 E.3 Heizwert

19、 51 E.4 Berechnung von Energieinhalten unter Anwendung typischer oder vorgegebener Standardwerte 52 Anhang F (informativ) Liste der in diesem Dokument verwendeten Formelzeichen . 53 Anhang G (informativ) Stichwortverzeichnis . 55 Anhang H (informativ) Zur Brenn- bzw. Heizwertberechnung fr die am huf

20、igsten verwendeten Biobrennstoffe vorgegebene Standardwerte . 58 Anhang I (informativ) Flussbild fr eine Routine-Brenn-/Heizwertbestimmung . 59 Literaturhinweise 60 DIN EN 14918:2014-08 EN 14918:2009 (D) 4 Vorwort Dieses Dokument (EN 14918:2009) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 335 Feste Biobren

21、nstoffe“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom SIS gehalten wird. Diese Europische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Verffentlichung eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis Juni 2010, und etwaige entgegenstehende nationale Normen mssen bis Juni 2010 zurckge

22、zogen werden. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen, ohne dass diese vorstehend identifiziert wurden. CEN und/oder CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Dieses Dokument e

23、rsetzt CEN/TS 14918:2005. WARNUNG Durch die exakte Einhaltung aller in diesem Dokument vorgeschriebenen Manahmen sollte eine Explosion der Bombe oder ein Ausblasen ihres Inhalts verhindert werden, sofern die Bombe vorschriftsmig ausgelegt und gebaut sowie in einem guten mechanischen Zustand ist. Ent

24、sprechend der CEN/CENELEC-Geschftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Lnder gehalten, diese Europische Norm zu bernehmen: Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niede

25、rlande, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn, Vereinigtes Knigreich und Zypern. DIN EN 14918:2014-08 EN 14918:2009 (D) 5 1 Anwendungsbereich Diese Europische Norm legt fr feste Biobrennstoffe ein Verfahren zur B

26、estimmung des Brennwertes bei konstantem Volumen und bei einer Referenztemperatur von 25 C fest, wozu ein Bombenkalorimeter verwendet wird, das durch die Verbrennung zertifizierter Benzoesure kalibriert wurde. Bei der Verbrennung des zu untersuchenden Biobrennstoffes wird als Prfergebnis der Brennwe

27、rt einer Analysenprobe bei konstantem Volumen ermittelt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das gesamte Wasser in den Verbrennungsprodukten in flssigem Zustand vorliegt. In der Praxis werden Biobrennstoffe bei konstantem (atmosphrischem) Druck verbrannt, wobei eine Kondensation des Wassers entwede

28、r stattfindet oder nicht stattfindet (d. h. Wasser wird als Wasserdampf zusammen mit den Abgasen abgefhrt). In beiden Fllen ist anzuwendende wirksame Verbrennungswrme der Heizwert des Brennstoffes bei konstantem Druck. Der Heizwert bei konstantem Volumen darf ebenfalls angewendet werden; im vorliege

29、nden Dokument sind Gleichungen zur Berechnung beider Werte angegeben. Die bei den Kalibrierungen und Biobrennstoffprfungen allgemein anzuwendenden Prinzipien und Verfahren sind im Hauptteil dieser Norm dargelegt, whrend Prinzipien und Verfahren im Zusammenhang mit der Anwendung spezieller Kalorimete

30、r-Typen in den Anhngen A bis C beschrieben sind. Anhang D enthlt eine Checkliste zur Durchfhrung der Kalibrierungen und Brennstoffprfungen unter Anwendung bestimmter Kalorimeter-Typen. Im Anhang E sind Berechnungsbeispiele angegeben. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr

31、 die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). EN 14774-3, Feste Biobrennstoffe Bestimmung des Wassergehaltes Ofe

32、ntrocknung Teil 3: Wassergehalt in allgemeinen Analysenproben prEN 14778-1, Feste Biobrennstoffe Teil 1: Verfahren zur Probenahme prEN 14780, Feste Biobrennstoffe Verfahren zur Probenherstellung prEN 15296, Feste Biobrennstoffe Analysenberechnung auf unterschiedliche Bezugsbasen EN ISO 10304-1, Wass

33、erbeschaffenheit Bestimmung von gelsten Anionen mittels Flssigkeits-Ionenchromatographie Teil 1: Bestimmung von Bromid, Chlorid, Fluorid, Nitrat, Nitrit, Phosphat und Sulfat (ISO 10304-1:2007) ISO 651, Solid-stem calorimeter thermometers ISO 652, Enclosed-scale calorimeter thermometers ISO 1770, Sol

34、id-stem general purpose thermometers ISO 1771, Enclosed-scale general purpose thermometers DIN EN 14918:2014-08 EN 14918:2009 (D) 6 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Brennwert bei konstantem Volumen absoluter Wert der spezifischen Verbrennungsenergie, in

35、 Joule, die freigesetzt wird, wenn eine Masseneinheit eines festen Biobrennstoffes in einem Bombenkalorimeter unter festgelegten Bedingungen in Sauerstoff verbrannt wird ANMERKUNG Es wird davon ausgegangen, dass die unter den Reaktionsbedingungen im Bombenkalorimeter gebildeten Verbrennungsprodukte

36、aus Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoffdioxid und Schwefeldioxid in gasfrmigem Zustand, aus Wasser in flssigem Zustand (im Gleichgewicht mit Wasserdampf) und mit Kohlenstoffdioxid gesttigt sowie aus fester Asche bestehen und dass alle Verbrennungsprodukte bei Referenztemperatur vorliegen. 3.2 Heizwe

37、rt bei konstantem Volumen absoluter Wert fr die in Joule angegebene spezifische Verbrennungsenergie, die freigesetzt wird, wenn eine Masseneinheit des Biobrennstoffes in Sauerstoff bei konstantem Volumen unter Bedingungen verbrannt wird, unter denen das gesamte Wasser in den Reaktionsprodukten in da

38、mpffrmigem Zustand vorliegt (hypo-thetisch unter einem Druck von 0,1 MPa) und weitere Verbrennungsprodukte analog zur Brennwertbestim-mung gebildet werden, die alle bei Referenztemperatur vorliegen 3.3 Heizwert bei konstantem Druck absoluter Wert fr die in Joule angegebene spezifische Verbrennungswr

39、me (Enthalpie), die freigesetzt wird, wenn eine Masseneinheit des Biobrennstoffes in Sauerstoff unter konstantem Druck unter Bedingungen ver-brannt wird, unter denen das gesamte Wasser in den Reaktionsprodukten in dampffrmigem Zustand vorliegt (unter einem Druck von 0,1 MPa) und weitere Verbrennungs

40、produkte analog zur Brennwertbestimmung gebildet werden, die alle bei Referenztemperatur vorliegen 3.4 Referenztemperatur die in der Thermochemie international festgelegte Referenztemperatur von 25 C wird als Referenztemperatur fr die Bestimmung der Energieinhalte bernommen ANMERKUNG 1 Siehe 8.7. AN

41、MERKUNG 2 Der Energieinhalt von Biobrennstoffen zeigt eine nur geringe Temperaturabhngigkeit (kleiner 1 J/(g K). 3.5 effektive Wrmekapazitt des Kalorimeters Energiemenge, die zu einer Erwrmung des Kalorimeters um eine Maeinheit der Temperatur notwendig ist 3.6 berichtigter Temperaturanstieg nderung

42、der Kalorimetertemperatur, die lediglich durch die in der Verbrennungsbombe stattfindenden Pro-zesse hervorgerufen wird ANMERKUNG 1 Der berichtigte Temperaturanstieg ist der insgesamt beobachtete Temperaturanstieg, der zur Bercksichtigung des Wrmeaustausches, der Rhrleistung usw. berichtigt wurde (s

43、iehe 8.6). ANMERKUNG 2 Die nderung der Temperatur darf in verschiedenen Einheiten angegeben werden: z. B. als Widerstand eines Platin- oder Thermistorthermometers, Frequenz eines Quarzresonators (Schwingquarzes) usw., sofern ein funktioneller Zusammenhang zwischen der jeweils erhaltenen Gre und der

44、nderung der Temperatur bewiesen ist. Die effektive Wrmekapazitt des Kalorimeters darf in Einheiten fr die Energie, bezogen auf eine dieser beliebig ausgewhlten alternativen Einheiten, angegeben werden. Kriterien fr die geforderte Linearitt und bereinstimmung der Bedingungen bei Kalibrierungen und Br

45、ennstoffprfungen sind in 9.3 angegeben. Eine Auflistung der verwendeten Formelzeichen und ihrer Definitionen ist im Anhang F angegeben. DIN EN 14918:2014-08 EN 14918:2009 (D) 7 4 Kurzbeschreibung 4.1 Brennwert Eine eingewogene Menge der Analysenprobe des festen Biobrennstoffes wird in Sauerstoff unt

46、er hohem Druck in einem Bombenkalorimeter unter festgelegten Bedingungen verbrannt. Die effektive Wrmekapazitt des Kalorimeters wird bei Kalibrierungen bestimmt, bei denen zertifizierte Benzoesure unter vergleichbaren und im Zertifikat angegebenen Bedingungen verbrannt wird. Der berichtigte Temperat

47、uranstieg wird aus Beobachtungen der Temperatur vor, whrend und nach der Verbrennungsreaktion bestimmt. Dauer und Hufigkeit der Temperaturbeobachtungen hngen von der Art des verwendeten Kalorimeters ab. Zunchst wird Wasser in die Bombe eingefllt, um vor der Verbrennung eine gesttigte Dampfphase zu e

48、rhalten (siehe 8.2.1 und 9.2.2), wodurch ermglicht wird, dass das in der Brennstoffprobe vorhandene und das beim Verbrennen der wasserstoffhaltigen Verbindungen des Brennstoffes gebildete Wasser insgesamt in flssigem Zustand vorliegt. Der Brennwert wird aus dem berichtigten Temperaturanstieg und der

49、 effektiven Wrmekapazitt des Kalori-meters unter Bercksichtigung der Beitrge, die durch die Zndenergie, die Verbrennung des Znders (der Znder) geleistet werden, und der Wrmewirkungen aus Nebenreaktionen, z. B. der Bildung von Salpeter-sure, bestimmt. Auerdem erfolgt eine Berichtigung zur Bercksichtigung der Energiedifferenz zwischen der bei der Reaktion im Bombenkalorimeter gebildeten wssrig