Konzentrationsangaben der Emissionen im Abgas

Umrechnung von Massenkonzentration in Volumenkonzentration von gasförmigen Stoffen

Der Begriff Konzentration bezeichnet den Anteil eines Stoffes an einem festen, flüssigen oder gasförmigen Gesamtgemisch.
Die Angabe der Konzentration kann als Massenkonzentration (g/m³) oder Volumenkonzentration (cm³/m³) erfolgen. Bei der Volumenkonzentration wird die Einheit ppm - parts per million (Teile pro Million) verwendet. Es entspricht somit 1 ppm = 0,0001% bzw. 1% = 10000ppm.
Bei der Angabe des Schadstoffes als Volumenanteil in Vol.-% oder in ppm ist darauf zu achten, dass die Angaben nur mit gleichem Sauerstoffsbezugwert direkt miteinander vergleichbar sind.
Nach der TA Luft sind die Rohabgasemissionen, zur besseren Vergleichbarkeit, als Masse des trockenen Abgases im Normzustand bei 273,15 K und 101325 Pa anzugeben.
Für Verbrennungsmotorenanlagen sind die Angaben auf einen Sauerstoffgehalt von 5 Vol.-% im Abgas zu beziehen.

Umrechnung auf Normzustand

Umrechnung eines Messwertes auf den Normzustand bei einer Temperatur von 273 K ( 0°C) und einem Druck von 101325 Pa (1013,25 mbar).

E norm = Emission bezogen Normzustand (mg/m³) E gem = gemessene Emission (mg/m³) T norm = Normtemperatur 273 (K) T gem = Temperatur während der Messung (K) p norm = Normdruck 101325 (Pa) p gem = gemessener Druck (Pa)

Umrechnung auf Bezugssauerstoffgehalt

Für die Umrechnung der Emission auf einen festgelegten Bezugssauerstoffgehalt, wird der Sauerstoffgehalt im Abgas zum Zeitpunkt der Messung benötigt.
Die Umrechnung des gemessenen Abgases auf einen festgelegten Sauerstoffbezugswert von 5 Vol.-% erfolgt nach folgender Formel.

E bez = Emission bezogen auf 5% Vol.-% Sauerstoffgehalt im Normzustand (mg/m³N) O gem = gemessener Sauerstoffgehalt während der Messung (%) E gem = gemessene Emission im Normzustand (mg/m³N) 21 = Sauerstoffgehalt der Luft (%)  5 = Sauerstoffbezugswert (%)

Umrechnung von ppm bzw. mg/m³_N

Die Umrechnung von Volumenkonzentration (ppm) in Massenkonzentration (mg/m³) erfolgt mit Hilfe der Molmasse und des Molvolumens.
Der Quotient aus Molmasse zu Molvolumen entspricht der Normdichte des jeweiligen Gases in kg/m³, die ebenso verwendet werden kann. Das Molvolumen im Normzustand von realen Gasen kann im Allgemeinen mit dem Wert 22,41 m³/kmol angesetzt werden.

E m = Massenkonzentration (mg/m³N) E v = Volumenkonzentration (ppm N) M m = Molmasse (g/mol) M v = Molvolumen (m³/kmol N) = 22,41 ρ = Normdichte (kg/m³)  N = Normzustand 273 K und 101325 Pa

Stoffwerte von Gasen

Stoff		Molmasse (g/mol)	Molvolumen (m³/kmol)	Normdichte (kg/m³)
Abgas trocken	5% O2	30,210	22,410	1,348
Abgas trocken	9,6% O2	29,840	22,410	1,332
Abgas feucht	5% O2	28,840	22,410	1,287
Abgas feucht	9,6% O2	28,820	22,410	1,286
Kohlenstoffmonoxid	CO	28,010	22,400	1,251
Stickstoff	N2	28,013	22,403	1,250
Stickstoffmonoxid	NO	30,006	22,410	1,339
Stickstoffoxyde (*1	NOx	46,006	22,410	2,053
Stickstoffdioxid	NO2	46,006	22,410	2,053
Kohlenstoffdioxid	CO2>	44,010	22,261	1,977
Schwefeldioxid	SO2	64,060	21,890	2,856
Sauerstoff	O2	31,999	22,392	1,429
Ozon	O3	47,998	22,41	2,142
Wasserstoff	H2	2,016	22,428	0,090
Methan	CH4	16,043	22,360	0,718
Äthylen	C2H4	28,054	22,245	1,261
Äthan	C2H6	30,069	22,191	1,355
Propan	C3H8	44,096	21,928	2,011
n-Butan	C4H10	58,123	21,461	2,708
Benzol	C8H6	78,108	22,002	3,550
Azethylen	C2H2	26,038	22,226	1,172
Schwefelwasserstoff	H2S	34,076	22,192	1,536
Wasserdampf	H2O	18,016	22,400	0,803
Luft		28,964	22,400	1,293
Helium	He	4,003	22,41	0,178

(*1 Bei Stickoxyde NO_x wird die Normdichte vonNO₂ angesetzt.

Umrechnung Abgasemissionswerte von ppm in g/kWh

EP m = Massenkonzentration auf P eff bezogen (g/kWh) E v = Volumenkonzentration (ppm) M m = Molmasse der Schadstoffkomponente (kg/kmol) M Abg = Molmasse Abgas (kg/kmol) m Abg = Abgasmassenstrom (kg/h) P eff = Motorleistung (kW) t = trocken f = feucht