Kohle Flashcards
Wofür stehen die Bezeichnungen “roh”, “an”, “wf”, “waf” und “wmf”?
- Roh: Zustand der Brennstoffprobe zum Zeitpunkt der Probenahme
- Analysenfeucht (an): Zustand der – in der Regel – analysenfein aufgemahlenen Kohleprobe zum Zeitpunkt der Untersuchung (hygroskopische Proben können Feuchte aus der Luft aufnehmen)
- Wasserfrei (wf): Zustand der Probe komplett ohne Wasser
- Wasser- und aschefrei (waf): wasserfreie Kohle wird verascht und der Ascheanteil in Abzug gebracht (≠ wmf)
- Wasser- und mineralstofffrei (wmf): Reinkohle - Vorsicht: Anorganische Komponenten verhalten sich bei Verbrennung unterschiedlich!
Welche Grundlegenden Verfahren kenne Sie aus der Vorlesung zur Kohleverwertung?
- Brikettierung
- Verkokung, Schwelung
- Verstromung
- Verflüssigung
- Vergasung
Nennen Sie die Produkte der einzelnen Verfahren.
• Brikettierung
o Formkoks, marktfähige Brennstoffe
• Verkokung, Schwelung
o Schwelkoks, Hüttenkoks, Rohgas (Weiterbehandlung zu Kokereigas, Öl/Benzin oder Kohlenwertstoffe)
• Verstromung
o elektrische Energie
• Verflüssigung
o Öl, Benzin
• Vergasung
o Schwachgas, Synthesegas, SNG (Weiterbehandlung zu Wasserstoff, Öl, Benzin oder SNG)
Welche Bedingungen müssen von einem abgelagerten, organischen und inkohlten Stoff erfüllt sein, damit er als Kohle bezeichnet wird?
- Wassergehalt unter 75 %
* Keine freie Cellulose mehr vorhanden
Ordnen Sie absteigend hinsichtlich des Anteils an flüchtigen Bestandteilen: Flammkohle, Weichbraunkohle, Anthrazit, Esskohle, Fettkohle, Gaskohle.
• Weichbraunkohle
o Flammkohle
Fettkohle
Esskohle
AnthrazitWodurch lässt sich der Grad der Inkohlung sehr genau bestimmen?
Durch die vorliegenden Maceralgruppen
Nennen Sie die Ihnen aus der Vorlesung bekannten Macerale der Weichbraunkohle.
- Huminit
- Liptinit
- Inertinit
Nennen Sie die Ihnen aus der Vorlesung bekannten Macerale der Steinkohle.
- Vitrinit
- Exinit
- Inertinit
Zeigen Sie auf, woraus die Macerale der Steinkohle entstanden sind.
- Vitrinite aus holzigem Material
- Exinit aus Harzen, Wachsen, Sporen, Pollen, oder Algenkörpern
- Inertinit aus Asche oder verbranntem Material
Nennen Sie mögliche Unterscheidungsmerkmale der Kohlen.
- Brennwert
- Gehalt C, H, O
- Wassergehalt der Rohkohle
- Flüchtige Bestandteil
Welche Prozessparameter haben Einfluss auf die geochemische Inkohlung?
- Temperatur
- Dauer der Erhitzung
- Druck (geringere Bedeutung)
Wie ist der Reflexionsgrad definiert?
- Reflexionsgrad (auch –vermögen) Rm ist das Verhältnis von Intensität des reflektierten Lichts zur Intensität des senkrecht auf den Prüfkörper einfallenden Lichts
- Er dient der Bestimmung des Reflexionsgrades durch Vergleich mit einer bekannten Eichsubstanz
Nennen Sie die Ihnen aus der Vorlesung bekannten Produkte, die aus Braunkohle entstehen können.
- Strom
- Briketts
- Staub
- Wirbelschichtkohle
- Koks
- Künstliches Erdgas
- Kraftstoffe
- Synthesegas
Welche hauptsächlichen organischen Bestandteile von Braunkohle kennen Sie?
- Bitumen (Wachse und Harze; langkettige KW, aliphatisch & aromatisch)
- Huminsäuren (frei oder gebunden als Humate)
- Restkohle: 10 – 40 % (wf) bei Weichbraunkohlen, bis zu 99 % (wf) bei Glanzbraunkohlen (Humine, Polymerbitumina, Lignin etc.)
Welche hauptsächlichen anorganischen Bestandteile von Braunkohle kennen Sie?
• Mineralstoffe
o Pflanzenasche aus anorganischen Bestandteilen der kohlebildenden Pflanzen
o Metallerden der Humate
o Nebengestein (Berge), z.B. Sand, Ton, Kalk
o Chloride, Sulfate, Sulfide
• Wasser
Definieren Sie Asche und beschreiben Sie die verschiedenen Aschetypen.
• Definition: Als Asche wird der anorganische Rückstand beschrieben, der nach der Verbrennung eines biogenen Festbrennstoffs zurückbleibt.
• Aschetypen:
o Pflanzenasche
o Metallerden
o Chloride
o Sulfatschwefel/Sulfidschwefelverbindungen
o Berge
Weshalb ist ein hoher Aschegehalt nicht wünschenswert?
- Minderung des Heizwertes
- Ansintern der Asche an Wärmetauscherflächen
- Umweltschutz (Flugstaub)
- Verschlechterung des Veredlungsverhaltens
- Abrieb an Veredlungsmaschinen
- Transportkostenerhöhung
Welchen Nutzen hat der Nassdienst?
- Abtrennen von Steinen und Holzfasern
- Selektive Zerkleinerung (<6,3 mm mittels Hammermühle)
- Klassieren
- Fördern
Welche Trocknervarianten kennen Sie aus der Vorlesung?
- Tellertrockner (veraltet)
- Röhrentrockner
- Wirbelschichtrocknung
Weshalb wird die Braunkohle nicht unter 10 Gew.-% Restfeuchte getrocknet?
Selbstentzündungsgefahr
Weshalb zeigt die Braunkohle bei der Schwelung einen so hohen Massenverlust und wie äußert sich dieser?
• Durch den relativ hohen Anteil an flüchtigen Bestandteilen und Wasser
• 5 Phasen:
o Vorwärmphase (20-105 °C)
o Trocknungsphase (105-220 °C) - Eigenwasser ist vollständig ausgetrieben
o Vorentgasungsphase (220-465 °C) - Teerbildung ab 270 °C
o Hauptentgasungsphase (465-830 °C) - Teerbildung abgeschlossen bei 550-600 °C, Wasserstoffentweichung vermehrt ab 600 °C
o Nachentgasungsphase (>830 °C)
Beschreiben Sie das Herdofenverfahren kurz.
- Zerkleinerung, Trocknung und Klassierung der Braunkohle
- Aufgabe der Kohle (0-6 mm, 16 Gew- % Wassergehalt) über zwei Fallrohre durch Außenrand der Herdplatte
- Verschieben der Kohle zum Zentrum und Wenden der Kohle nach jeder halben Drehung durch Wendeschaufeln
- Erreichen des Austragsschachts nach ca. 45 Minuten
- Weitgehend vollständige Verbrennung der freigesetzten flüchtigen Bestandteile zur Wärmebereitstellung für den Prozess (Abgastemperatur ca. 1250 °C)
- Wirkungsgrad: 80-83 %
Wo wird Herdofenkoks (HOK) eingesetzt?
• Rauchgasreinigung
o Müll- und Sondermüllverbrennung, Prozessgasreinigung
o Adsorption von Schwermetallen, Schwefelwasserstoff, Geruchsstoffe, Kohlenwasserstoffe
• Abwasserreinigung
o Biotechnologie (z.B. Biologische Abwasserreinigung)
o Trinkwasseraufbereitung
• Metallurgische Prozesse
o Reduktionsmittel
o Aufkohlung von Stahl- und Gießereiprodukten
Wie viele Tonnen Braunkohle werden in Deutschland pro Jahr gefördert und zu welchen Anteilen wird sie als Kraftwerkskohle und in der Veredelung eingesetzt?
- Förderung: ca. 175 Mio. Tonnen pro Jahr
- Kraftwerkskohle: 92 %
- Veredlung: 8 %
Klassifizieren Sie die Braunkohlearten gemäß H2O-Gehalt, Hu und Reflexionsvermögen (nach Gothan, Pietzsch, Petrascheck, Donath und Lissner)
Vgl. Abbildung
Für welche Anwendungsgebiete eignet sich Braunkohlenstaub?
- Zuschlagstoff in der Zement- und Kalkherstellung
- Straßenbaustoff
- Erzeugung von Prozessdampf und –wärme durch Verbrennung
Erläutern Sie den Gewinnungsprozess von Montanwachs
- Zerkleinerung und Trocknung der Braunkohle
- Extraktion des Montanwachses mittels Bandextraktor und Toluol als Lösungsmittel (ca. 80 °C)
- Trennung von Toluol und Montanwachs in Verdampferanlage und Rückführung des Toluols
- Fraktionierung des Montanwachses
- Toluolentfernung aus der Kohlefraktion mittels Dampfbeheizung (Desolventizer); anschließend Kondensation des Toluol-Wasserdampf-Gemischs, Dekantieren und Rückführung des Toluols
