Kohlearten - Entstehung und Veredlung - so erstellen Sie eine Übersicht

So entstehen die Kohlearten

• Wie Sie aus dem Chemieunterricht wissen, enthalten Kohlesorten wenig freien Kohlenstoff. Er beträgt bei Steinkohle 10% und ist in Braunkohle geringer vorhanden.
• Kohlesorten bestehen neben Kohlenstoff auch aus anderen Elementen. Merken Sie sich, dass in der Verbindung auch Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel enthalten ist.
• Die Kohlearten sind durch bakterielle Zersetzung unter Luftabschluss vorwiegend aus Pflanzen entstanden. Merken Sie sich, dass dieser sehr lange Zeit erstreckende Prozess Inkohlung genannt wird.
• Der Grad der Inkohlung bei den Kohlearten nimmt von Anthrazit über die Steinkohle bis zur Braunkohle ab.
• Notieren Sie, dass die Kohlearten in unterschiedlichen Erdschichten und Tiefen zu finden sind.
• Die Kohlearten werden durch die Ursprungspflanzen bestimmt. Achten Sie darauf, dass auch noch andere Faktoren bei der Entstehung der Kohlearten eine Rolle spielten. Steinkohle unterlag durch geologischen Veränderungen einem hohen Druck und hohen Temperaturen, bei der Braunkohle war dies nicht der Fall.
• Merken Sie sich, dass die Kohlearten zu unterschiedlichen erdgeschichtlichen Zeitpunkten und aus verschiedenen Pflanzen entstanden. Anthrazit und Steinkohle entstanden vor 300 Millionen Jahre im Karbon aus Bärlappgewächse und Schachtelhalme, wobei zusätzlich Farne und Siegelbäume bei der Entstehung von Steinkohle beteiligt war.
• Beachten Sie, dass Braunkohle erst vor 40 Millionen Jahre im Karbon bis Tertiär entstand. In dieser Zeit wuchsen schon Sumpfzypressen, Mammutbäume, Kiefern und Fichten und waren daher zusätzlich die Ursprungspflanzen für diese Kohlesorte.
• Kohlearten haben einen unterschiedlichen Heizwert und Wassergehalt. Dies bedeutet für Sie, dass Anthrazit mit dem geringsten Wassergehalt von 1% den höchsten Brennwert mit 35000 kJ/kg hat, die Braunkohle das meiste Wasser mit 50 bis 60% enthält und damit nur einen Brennwert 12100 kJ/kg vorweist. Die Steinkohle hat unterschiedliche Brennwerte. Sie liegen zwischen 25100 bis 35600 kJ/kg. Sie werden bemerken, dass dies auch mit dem Wassergehalt von 1% bis 4% zusammenhängt.

So wird die Kohle veredelt

• Die verschiedenen Kohlearten werden als Rohkohle gefördert. Merken Sie sich, dass die Kohle erst durch Veredlung verwendet werden kann.
• Aus den Kohlesorten Steinkohle und Braunkohle können Briketts hergestellt werden. Während die Steinkohlebriketts aus Steinkohlenstaub durch Beimengung von Steinkohlenteerpech gepresst werden, nutzt man bei den Braunbriketts Rohkohleanteile, die durch Zerkleinerung und Siebung einen Durchmesser von 2 - 4 mm haben. Merken Sie sich, dass diese Teile getrocknet werden müssen, sodass nur noch ein Wassergehalt von 10 - 20% vorhanden ist. Danach werden sie nach einer Abkühlung auf 40°C ohne Bindemittel gepresst.
• Eine weitere Veredlung der Kohlearten ist die Entgasung. Merken Sie sich, dass man darunter die chemische Zersetzung der Kohle durch Erhitzen unter Luftabschluss versteht. Durch dieses Verfahren entsteht zum einen Koks und zum anderen gasförmige Produkte, die sich nach Abkühlung als Teere niederschlagen.
• Die Entgasung unterscheidet sich in die Verschwelung und Verkokung der Kohlearten. Beachten Sie, dass die Steinkohle sowohl verschwelt als auch verkokt wird, während bei der Braunkohle nur eine Verschwelung durchgeführt wird.
• Bei der Verschwelung der Steinkohle als eine der Kohlearten erhält man vorwiegend flüssige Produkte wie Kohlenwasserstoffe für die Benzinherstellung. Die Nebenprodukte Schwelgas und Schwelkoks werden wenig genutzt. Beachten Sie, dass die Temperatur bei der Verschwelung bei 400 - 600 °C liegen muss, um aus einer Tonne Steinkohle 110 m³ Gas, 750 bis 800 kg Koks und 8 kg Teer zu erhalten.
• Für die Verschwelung der Braunkohle als eine der Kohlearten benötigt man Braunkohlebriketts. Sie werden auf 600 - 700°C erhitzt. Es entsteht dabei 15% Schwelgas, das mit Wassergas vermischt wird und als Stadtgas verwendet werden kann. Merken Sie sich, dass bei der Verschwelung von Braunkohle 50 - 60% Schwelwasser entsteht und damit nur noch bis zu 35% andere Produkte, wie Braunkohlenteer und Grudekoks, erzeugt werden.
• Die Kohlearten können vollständig in Generator- und Wassergas vergast werden. Beachten Sie, dass das Generatorgas einen geringen Heizwert hat. Wassergas wird für wichtige Synthesen verwendet.