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Pouvoirs calorifiques PCI PCS fuel et gaz



Combustibles domestiques et pouvoirs calorifiques: PCI et PCS (Fuels: thermal power). Source de ces chiffres variés: document internet, cours d'ingénieur...

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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
- kWh/kg (= 861 kcal/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) (anglosaxon)

Pour les gaz: exprimé non pas par kg mais par Nm3.

Pouvoir calorifique des gaz

PCI/PCS en kCal/Nm3

Hydrogène: 2570/3050
Monoxyde de carbone: 3025/3025 (PCI = PCS comme il n'y a pas de formation d'eau)
Hydrogène sulfuré: 5760/6200
Méthane: 8575/9535
Ethane: 15400/16865
Propane: 22380/24360
Butane: 29585/32075
Ethylène: 14210/15155
Propylène: 20960/22400
Acétylène: 13505/13975

Pouvoir calorifique des combustibles liquides. PCI/PCS en kCal/kg

Hexane: 10780/11630
Octane: 10705/11535
Benzène: 9700/10105
Styrène: 9780/10190
Fioul lourd: 9550
Fioul domestique: 10030 (= 11.7 kWh/kg soit 9.9 kWh/L à 0.85 de densité)

Pouvoir calorifique des combustibles commerciaux

Gaz:

Gaz naturel pauvre: 9.2 kWh/Nm3
Gaz naturel riche: 10.1 kWh/Nm3
Butane: 12.7 kWh/kg ou 30.5 kWh/Nm3 ou 7.4 kWh/L (état liquide) à 15°C
Propane: 12.8 kWh/kg ou 23.7 kWh/Nm3 ou encore 6.6 kWh/L (état liquide) à 15°C

(Point d'ébullition: butane 0°C, propane -42°C)

Liquide:

Gasoil de chauffage: 9.9 kWh/L
Fioul léger: 10.1 kWh/L
Fioul moyen 10.5 kWh/L
Fioul lourd: 10.6 kWh/L
Fioul extra lourd: 10.7 kWh/L

Solide:
Houille: 8.1 kWh/kg
Coke: 7.9 kWh/kg
Anthracite 10/20: 8.7 kWh/kg

Pouvoir calorifique divers en kCal/kg

Bois (30% d'humidité): 2800
Bois sec: 4350 soit 5 kWh/kg (2 kg de bois sec produisent donc environ l'équivalent de 1 L de pétrole)

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: 0
Gaz naturel: 2,37
GPL: 2,67
Fioul lourd: 3,24
Fioul domestique: 3,12
Bois 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 tep
Lignite charbon pauvre: 1T = 0,405 tep
Coke: 1T = 0,667
Coke de Pétrole: 1T = 0,762 tep
Butane Propane: 1T = 1,095
Fioul Lourd (FOL): 1T = 0,952
Fioul domestique (FOD): 1T = 1200L = 1 tep
Electricité: 1000kwh = 0,222
Essence: 1T = 1320L = 1 tep
Super Carburant: 1T = 1275L = 1 tep
Gazole: 1T = 1200L = 1 tep

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Date de création : 22/10/2004 à 00h20
Dernière modification : 31/03/2015 à 21h38
Catégorie : Physique-Chimie
Page lue 111594 fois

Réactions à cet article
Réaction n°13 par david le 15/11/2005 à 12h47

Oui, la j'ai bien compris. Merci. Effectivement, il faudrait le faire au cas par cas.



Réaction n°12 par Econologie le 15/11/2005 à 11h12

Encore une fois tu as raison mais les PCI sont donnés ci-dessus le sont dans le cas d'une combustion idealle et complète. C'est à dire sans émission de polluants...Evidement la réalité est différente mais les rejets dépendent de l'application qui utilise le carburant/combustible...Il est donc impossible de faire des tableau comprenant les T equi CO2 pour une combustion incomplete puisque les polluants sont variables....

Mais rien n'empeche de le faire au cas par cas en connaissant les % des polluants...

Je vais faire un article plus complet sur les GES trés bientot.



Réaction n°11 par david le 15/11/2005 à 09h29

Effectivement, donc par exemple pour la combustion du fuel, il y a degagement de CO2 mais aussi de Nox, et c'est la que la tonne equivalente de CO2 intervient!

Réaction n°10 par Econologie le 14/11/2005 à 15h29

Dans ce cas oui je n'avais pas compris la premiere remarque dans ce sens !  Mais pkoi convertir une Tonne CO2 en tonne équivalent CO2...puisque ces 2 valeurs sont égales.Cela n'a pas de sens !?!

 Les tonnes equivalent carbone ( ou équivalent CO2 ) sont utilisées pour les autres Gaz à effet de Serre ( méthane, NOx, CFC, HFC...)  libéré "bruts" dans l'atmosphere ( c'est à dire non brulés par exemple ). Autrement dit  dans le cas d'une combustion donnant du CO2  ( objet de cet article ) la question de la conversion ne se pose pas.



Réaction n°9 par david le 14/11/2005 à 15h06

"Pour être comparées, les émissons des différents gaz sont ainsi pondérées par leur pouvoir de réchauffement global et converties en une unit é commune : La tonne-équivalent-CO2 (teq-CO2).
Par exemple, l'émission d'un kilo de CH4 équivaut à 21 kg-equivalent CO2; cela signifie qu'un kilo de CH4 dans l'atmosphère augmente autant l'effet de serre que 21 kg de CO2."

 

Cet article ne vient pas de moi, et il y en a d'autres comme ca! Je trouve que pour 1 combustible donné, il permet de tenir contre des autres gaz à effet de serre  avec une unite significative et synthetique! Non?



Réaction n°8 par Econologie le 14/11/2005 à 12h19

Les tonnes equivalent CO2 n'exitent pas...C'est soit  Tonne équivalent carbone soit des Tonnes de CO2.

Il sont simplement lié par les rapport molaire C/CO2 ( soit 12/44 = 0,27 ) une tonne equivalent carbone correspond à 44/12=3.67 tonnes réelles de CO2.

Je n'ai jamais compris l'utilité de la notation Tonne équivalent carbone...Sans doute pour minimiser "artificiellement" les rejets...?



Réaction n°7 par david le 14/11/2005 à 11h05

Moi, je suis a la recherche d'un tableau de valeur indiquant plutot des (tonnes equivalent CO2/ Tep PCI) selon les types de combustibles, et pas seulement des (tonnes CO2/Tep PCI).

Merci d'avance



Réaction n°6 par Rybinski le 09/11/2005 à 15h58

Merci pour votre site ecologique.

On est enfin ici , en Russie, en course pour l'environnement sain et l'energie renouvelable, et ca commence a devenir rentable meme dans notre pays petrolier et gaspillant. Moi, consultant pour les questions de l'energie de l'usine de contre-plaques, je suis en train de preparer un projet de la nouvelle chaudiere aux dechets de bois. Il est evident, qu'on a besoin de l'information precise sur le pouvoir calorifique de siures de bouleau a l'humidite de 70-80% au poids sec. Je vous serais reconnaissant de faire part de vos archives a ce sujet.

Je vous remercie de prendre votre temps de lire ce message,

Edouard Rybinski, Saint-Petersbourg, Russie



Réaction n°5 par laurent le 08/09/2005 à 10h40

bonjour

je suis à la recherche d'un tableau de correspondance des pci / pcs de plusieurs solvants: acétone, toluene, dcm, dmf ,dce, isopropanol, thf, acetate d'ethyle, etanol. Etes vous en mesure de me donner ces informations. Merci pour votre aide.

Laurent



Réaction n°4 par boiche le 12/04/2005 à 14h13

bonjour en voulant vérifier les valeurs pci agricole j'ai vu du monde qui les cherchait

voila ce que j'ai

<..table..>



Réaction n°3 par eric le 23/03/2005 à 14h10

pour information le ble se recolte a 15% d umiditee .Que dégage en co2 un ble a 15% d umiditee comparé a du fioul.smile

Réaction n°2 par Econologie le 29/10/2004 à 23h04

Je n'ai pas les chiffres exacts du PCI du blé mais il doit etre équilvalent au PCI du Bois (à 30% d'humidité) à 2800 kcal/kg soit 11700 kj/kg...aux spécialistes de répondre plus précisément...
Je pense qu'au mieux il sera équivalent au bois sec : 4350 kcal/kg soit 18200 kJ/kg.

Soit bien loin du charbon et du fioul...mais le blé est renouvelable, lui !


Réaction n°1 par f.recherche le 28/10/2004 à 16h42

en campagne , on parle de chaudière à blé énéergétique.Or, vous ne donnez aucune indication sur la valeur calorifique du blé , et ni le TEP.serait-il possible d'avoir des références à ce sujet.



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