Pouvoir calorifique supérieur: PCS
Définition: le pouvoir calorifique supérieur à volume constant d'un combustible représente la quantité de chaleur dégagée par la combustion de l'unité de masse du combustible:- dans de l'oxygène saturé de vapeur d'eau,- les produits réagissant et les produits formés étant à la même température,- dans la même enceinte,- l'eau formée étant liquide.
Cet essai fait l'objet de la norme NF M 07-030, et utilise un récipient appelé bombe calorimétrique.
La définition du pouvoir calorifique à volume constant ne correspond pas aux combustions industrielles qui ont lieu à pression constante, dans une enceinte ouverte, mais en fait la différence est faible et généralement négligée.
Le PCS est "utile" lorsqu'on recondense l'eau de la combustion (chaudière à condensation par exemple).
Pouvoir calorifique inférieur: PCI
La plupart du temps les fumées sortent des surfaces d'échange à une température supérieure au point de rosée. L'eau est donc émise sous forme de vapeur.
Le PCI se calcule en déduisant par convention, du PCS, la chaleur de condensation (2511 kJ/kg) de l'eau formé au cours de la combustion et éventuellement de l'eau contenue dans le combustible.
Si le combustible ne produit pas d'eau, alors le PCS = PCI.
Pouvoir calorifique des mélanges
L'analyse précise d'un gaz ou d'un liquide permet de calculer son pouvoir calorifique à partir du pouvoir calorifique de ses constituants à l'aide de la relation:
PCm = somme(xi * PCi)
Avec :- PCm: pouvoir calorifique du mélange- PCi: pouvoir calorifique des constituants- xi: fraction massique de chaque constituant
Unités
Le pouvoir calorifique s'exprime en:
- kcal/kg- kJ/kg (=0,239 kcal/kg)- kWh/kg (=861kcal/kg)- TEP/tonne (=10000 thermies/tonne) (TEP: Tonne Equivalent Pétrole)
Les autres unités sont les suivantes:
- milithermie/kg (=kcal/kg) (désué)- thermie/tonne (=kcal/kg) (désué)- BTU/pound (=0,5554 kcal/kg) (anglais)
Pour les gaz: exprimé non pas par kg mais par Nm3.
Pouvoir calorifique des gaz
PCI/PCS en kCal/Nm3
Hydrogène: 2570/3050Monoxyde de carbone: 3025/3025 (PCI = PCS comme il n'y a pas de formation d'eau)Hydrogène sulfuré: 5760/6200Méthane: 8575/9535Ethane: 15400/16865Propane: 22380/24360Butane: 29585/32075Ethylène: 14210/15155Propylène: 20960/22400Acétylène: 13505/13975
Pouvoir calorifique des combustible liquides
PCI/PCS en kCal/kg
Hexane: 10780/11630Octane: 10705/11535Benzène: 9700/10105Styrène: 9780/10190Fioul lourd: 9550Fioul domestique: 10030
Pouvoir calorifique divers
PCI en kCal/kg
Bois (30% d'humidité): 2800Bois sec: 4350
Emission de CO2
Le problème posé par l'émission des gaz à effet de serre par l'industrie oblige à considérer les combustible sous l'angle de l'émission de CO2 engendré par leur utilisation.
Le tableau ci-dessous rapporte l'émission de CO2 de différent combustibles par unité de pouvoir calorifique.
Unité: Tonnes de CO2 par TEP sur le PCI
Hydrogène: 0Gaz naturel: 2,37GPL: 2,67Fioul lourd: 3,24Fioul domestique: 3,12Bois sec: 3,78
Coefficients de conversion en TEP
Coefficients de conversion en TEP (Tonne Equivalent Pétrole) de diverses sources d'énergie:
Houille-Agglomérés: 1T = 0,619 tepLignite charbon pauvre: 1T = 0,405 tepCoke: 1T = 0,667Coke de Pétrole: 1T = 0,762 tepButane Propane: 1T = 1,095Fioul Lourd (FOL): 1T = 0,952Fioul domestique (FOD): 1T = 1200L = 1 tepElectricité: 1000kwh = 0,222Essence: 1T = 1320L = 1 tepSuper Carburant: 1T = 1275L = 1 tepGazole: 1T = 1200L = 1 tep
En savoir plus:
- Les carburants et combustibles pétroliers- Pouvoir calorifiques des biocombustibles- Equation de combustion et CO2- Carburants de substitution
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