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Abgas (6486 views - Maschinenbau)

Abgase sind die bei einem Stoffumwandlungsprozess anfallenden, gasförmigen Abfallprodukte. Im allgemeinen Sprachgebrauch werden sie als Verbrennungsabgase bezeichnet, also die Abgase aus einer Verbrennung. Die DIN EN 1443 definiert Abgase so, dass diese nur gasförmige Verbrennungsprodukte enthalten, ohne festen Ruß (korrekt Glanzruß) und flüssiges Wasser. Rauchgas und Rauch enthalten Ruß­beimengungen. Der alles umfassende Begriff wäre flüchtige Verbrennungsprodukte. Je nach dem textlichen Zusammenhang werden zudem die Bezeichnungen Brandgase oder selten Abluft verwendet. Chemisch betrachtet sind Abgase ein Aerosol, also eine Dispersion (ein heterogenes Gemisch) aus festen oder flüssigen Schwebeteilchen in Gasen. Die meisten Abgase sind für Mensch und Umwelt schädlich und gefährdend. Für technische und industrielle Anlagen ist die Abgasreinigung üblich und anlagenbezogen auch gesetzlich verbindlich vorgeschrieben.
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Abgas

Abgas

Abgas

Abgase sind die bei einem Stoffumwandlungsprozess anfallenden, gasförmigen Abfallprodukte. Im allgemeinen Sprachgebrauch werden sie als Verbrennungsabgase bezeichnet, also die Abgase aus einer Verbrennung.

Die DIN EN 1443 definiert Abgase so, dass diese nur gasförmige Verbrennungsprodukte enthalten, ohne festen Ruß (korrekt Glanzruß) und flüssiges Wasser.[1] Rauchgas und Rauch enthalten Ruß­beimengungen.[2] Der alles umfassende Begriff wäre flüchtige Verbrennungsprodukte. Je nach dem textlichen Zusammenhang werden zudem die Bezeichnungen Brandgase oder selten Abluft verwendet.

Chemisch betrachtet sind Abgase ein Aerosol, also eine Dispersion (ein heterogenes Gemisch) aus festen oder flüssigen Schwebeteilchen in Gasen.

Die meisten Abgase sind für Mensch und Umwelt schädlich und gefährdend. Für technische und industrielle Anlagen ist die Abgasreinigung üblich und anlagenbezogen auch gesetzlich verbindlich vorgeschrieben.

Abgase nach Herkunft

Abgase aus Verbrennungskraftmaschinen

Der Begriff „Abgas“ ist vor allem bei Verbrennungskraftmaschinen (Verbrennungsmotoren und Gasturbinen) üblich. Bei Kraftfahrzeugen ist als kompakte Abgasreinigungsanlage ein Katalysator üblich und in vielen Ländern verbindlich vorgeschrieben; zudem haben alle neuen Diesel-Kfz einen Dieselpartikelfilter.

Die Strömungsenergie der Abgase von Verbrennungsmotoren kann genutzt werden für den Antrieb eines Turboladers, der die Verbrennungsluft des Motors vorverdichtet und so eine erhöhte Zufuhr des Kraftstoff-Luftgemischs und damit eine höhere Motorleistung und einen verbesserten Wirkungsgrad des Motors erlaubt.

Um die Wärmeenergie der Abgase von großen Verbrennungsmaschinen, z. B. auf Schiffen, zu nutzen, kommen sog. Abgaskessel zum Einsatz.

Eine Minderung von Schadstoffemissionen kann bei Verbrennungskraftmaschinen vor allem durch eine optimale Verbrennungsführung in Bezug auf Temperatur und Luftverhältnis erreicht werden.

Zusammensetzung

HC [g/km] CO [g/km] NOx [g/km] PM [g/km] Kohlenstoffdioxid [g/km]
Reale Emissionen 1970[3] 9 72,3 2,5 0,25
Reale Emissionen 2000[4] 1,75 13,06 0,87 258
Vergleich: Euro-4-Standard (Ottomotor) 0,1 1 0,08

Abgase aus technischen Verbrennungsanlagen

Abgase aus Gas-Heizungskesseln enthalten typischerweise Kohlenstoffmonoxid, Kohlenstoffdioxid, Schwefeloxide, Stickoxide und Wasserdampf, sowie geringe Mengen an Staub und Ruß. Chlor, Fluor und Phosphor können enthalten sein, wenn sie in den verbrannten Stoffen enthalten waren.[5]

Abgase aus großtechnischen, ortsfesten Feuerungen und Verbrennungsanlagen (zum Beispiel Kraftwerken) werden üblicherweise als Rauchgase bezeichnet, auch wenn sie keinen nennenswerten „Rauch“ im klassischen Sinne (Ruß- und Staubpartikel) enthalten. Das Abgas aus Gasfeuerungen oder das Abgas nach Rauchgasreinigung (Entstaubung) ist praktisch staubfrei.

Verbrennungsrechnungen mit den entsprechenden Abgaszusammensetzungen sind mit einem Rechenalgorithmus nach Boie für den Anwendungsbereich Heizungstechnik besonders effizient möglich.[6]

Abgase aus Feuerstellen und Bränden

„Brandgase“, also Abgase aus offenen Feuern, kleineren Feuerstellen wie Lager- oder Grillfeuern und insbesondere Bränden werden üblicherweise als Rauch, seltener auch als Rauchgase bezeichnet.

Kalte Abgase, die nicht bei Verbrennungen entstehen

Kalte Abgase (< 100 °C), die nicht aus einer Verbrennung, sondern aus einem sonstigen Prozess stammen und die hauptsächlich aus Luft bestehen, werden auch als „Abluft“ bezeichnet. Solche Abluft kann je nach Prozesstyp ebenfalls erheblich mit Schadstoffen belastet sein, insbesondere Stäuben, Dämpfen, flüchtige organische Verbindungen etc.

Umwelt- und Gesundheitsschäden

Abgase enthalten ohne Reinigung in der Regel luftverunreinigende, umwelt- und gesundheitsschädliche Schadstoffe. Aus Gründen des Umweltschutzes bestehen je nach Land gesetzliche Vorschriften, die Schadstoffe zu begrenzen. In Deutschland ist die Abgabe solcher Emissionen nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) mit den entsprechenden Durchführungsverordnungen (BImSchV), und/oder der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) reglementiert. Häufig ist zum Erreichen der in diesen Regularien festgelegten maximalen Grenzwerte eine Abgasreinigung erforderlich. Durch einen hohen Schornstein kann zudem die Ausbreitung der Emissionen gesteuert und eine Verdünnung erreicht werden.

Schadstoffe in Abgasen
Schadstoff Quelle Wirkung
Kohlenstoffdioxid (CO2) fossile Brennstoffe, organische Substanzen bringt durch den Treibhauseffekt einen Beitrag zur Klimaerwärmung; als einer der Hauptbestandteile der Verbrennungsabgase kann bei hohem Aufkommen die sauerstoffhaltige Luft verdrängen und damit Erstickung verursachen
Schwefeloxide (SOx) schwefelhaltiges Erdöl, Proteine durch Bildung von Schwefelsäure entsteht saurer Regen, der zum Waldsterben und Schäden an Bauwerken durch Rauchgasverwitterung führt (besonders an Naturstein und Metallen).
Salzsäure (HCl) vorwiegend aus PVC-Abbrand bei entsprechender Heizungsführung entstehen giftige Dioxine und Furane
Stickstoffoxide (NOx) durch die Temperaturführung wird Luftstickstoff eingebunden, in nicht mit Katalysator behandelten Autoabgasen Nitrose Gase sind giftig, durch den sauren Regen kommt es zu Stickstoffgaben im Boden und somit zur Eutrophierung; das Folgeprodukt Salpetersäure mitverursacht Schäden an Bauwerken.
Kohlenstoffmonoxid (CO) unter Sauerstoffmangel unvollständige Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen giftig
Kohlenwasserstoffe (CmHn) unvollständige Verbrennung/Zersetzung von kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoffen, bzw. deren Erhitzen Karzinogen
Schwermetalle durch (ehemals) Blei im Benzin, durch etwa mit Kupfersalzen behandeltes Holz, bei Verbrennung von Müll, Klärschlamm giftig, krebserregend
NMVOC Ozon-Bildung (→ Smog)
Feinstaub
Ruß
Flugasche

Siehe auch



This article uses material from the Wikipedia article "Abgas", which is released under the Creative Commons Attribution-Share-Alike License 3.0. There is a list of all authors in Wikipedia

Maschinenbau

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