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Wärmekraftwerk Cercs. Katalonien

Kohle

Kohle

Kohle ist ein fossiler Brennstoff, mit dem fossile Energie durch Verbrennung gewonnen wird. Die thermodynamischen Eigenschaften von Kohle ermöglichen die Gewinnung einer großen Menge Wärmeenergie während des Verbrennungsprozesses.

Die Gewinnung von Kohle ist ein Prozess von mehreren Millionen Jahren, während der Verbrauch dieser Energieressource sehr schnell ist. Aus diesem Grund gilt Kohle als nicht erneuerbare Energiequelle.

Kohle ist ein Sedimentgestein organischen Ursprungs, schwarz oder dunkelbraun. Es wird hauptsächlich als fossiler Brennstoff wegen seines hohen Heizwertes verwendet, da es einen mehrheitlichen Kohlenstoffgehalt aufweist. Kohlen können anhand des in ihnen enthaltenen Kohlenstoffanteils klassifiziert werden, der sich auf den Anteil an Feuchtigkeit und Verunreinigungen bezieht. Nach diesem Kriterium können Torf, Braunkohle, Kohle und Anthrazit unterschieden werden.

Kohle-Anwendungen

Kohle wird hauptsächlich als primäre Wärmequelle in Industriekesseln und zur Stromgewinnung in den Kohlebrennkammern (Festbett oder Wirbelbett) der thermoelektrischen Anlagen verwendet. Es handelt sich also hauptsächlich um einen Brennstoff, der zu den fossilen Brennstoffen gezählt werden kann. 75% der weltweiten Kohle wird zur Stromerzeugung verwendet. Die globale Energieeffizienz von Kohlekraftwerken ist mit 25 bis 27% nicht sehr hoch.

Es hat auch andere mehr Minderheitennutzungen, darunter zum Beispiel Zementöfen und die Herstellung von Kokskohle aus Kohle zur Herstellung von Stahl.

Zwei zukunftsträchtige Technologien sind die Vergasung und die Kohleverflüssigung. Die erste ist älter, wurde bereits im 18. Jahrhundert zur Gewinnung von sogenanntem Wassergas verwendet und hat derzeit das Interesse, synthetische Finger aus gasförmigem Kraftstoff (synthetisches Erdgas, Wasserstoff usw.) zu erzeugen, die mehr beanspruchen Leicht zu lagern und zu transportieren, außerdem umweltfreundlicher als fester Kohlenstoff.

Die Kohleverflüssigung begann in Deutschland während des Zweiten Weltkrieges, um nicht von den anderen Ländern für Öl und seine Derivate abhängig zu sein, da sie keine Ölvorkommen, sondern Kohleminen hatten. Da weltweit kein Erdöl mehr verfügbar ist, wird diese direkte oder indirekte Technik von Tag zu Tag vorteilhafter. Außerdem können umweltfreundlichere Kraftstoffe hergestellt werden, die für den Einsatz in der Automobilindustrie besser geeignet sind. Der durch die Kohleverflüssigung gewonnene flüssige Brennstoff hat die doppelte Heizleistung der zu seiner Herstellung verwendeten Kohle.

Zusammensetzung der Kohle

Das Kohlenstoffelement erscheint in der Kohle in einem Prozentsatz von mehr als 50 Gew .-% und 70 Vol .-%. Das darin enthaltene Wasser (Luftfeuchtigkeit) ist variabel und stammt aus dem Wasser, das zum Zeitpunkt der Kohlebildung eingefangen wurde.

Weitere Bestandteile der Kohle sind Mineralstoffe (mehrere Silikate) und Karbonatmineralien (Siderit, Calcit und Aragonit). Pyrit ist ein Mineral mit Schwefel, das in Kohlen sehr häufig vorkommt. Es gibt geringe Mengen an Metallen wie Eisen, Uran, Cadmium und in sehr geringen Mengen Gold.

Methan ist ein Gas, das in Kohlebergwerken vorkommt und in unterirdischen Bergwerken zu gefährlichen Explosionen führen kann.

Herkunft der Kohle

KohleEs wird angenommen, dass der größte Teil der derzeitigen Kohle in der Karbonperiode (vor 280 bis 345 Millionen Jahren) der Primärära gebildet wurde. Auch im Perm, Trias und Jura bildeten sich große Vorkommen. In der Kreidezeit bildete sich Braunkohle. Derzeit findet in den Mooren eine Torfbildung statt.

Die Kohle aus Europa, Asien und Nordamerika wurde hauptsächlich in der auf tropischer Vegetation basierenden Kohle gebildet.

Die Kohle der südlichen Hemisphäre wurde mit kalter Klimavegetation (Tundra) gebildet. Die alten Pflanzen wurden durch die geologischen Veränderungen verdichtet, gehärtet, chemisch verändert und durch hohe Temperatur und Druck einem Metamorphoseprozess unterzogen.

Kohle aus der nördlichen Hemisphäre wurde in Feuchtgebieten gebildet, die als Karbonwälder bezeichnet werden. Wenn Pflanzen sterben und sich in Gewässern mit wenig Sauerstoff anreichern (anaerobe Medien), werden sie bakteriell abgebaut. Für die Bildung von Kohle ist es erforderlich, dass diese Bedingungen eine ausreichende Zeitdauer haben und unter sedimentären Bedingungen nicht erodieren.

Geschichte der Verwendung von Kohle

Die britischen Inseln (besonders reich an Kohle und wo die industrielle Revolution begann) sind der erste untersuchte Ort, an dem die Verwendung dieses fossilen Brennstoffs nachgewiesen wird.

Dort wurde im dritten Jahrtausend v. Chr. Festgestellt, dass es ein Bestandteil von Scheiterhaufen ist, und um 200 v. Chr. Gibt es auf demselben Gebiet Hinweise darauf, dass es gewerblich tätig ist und zum Trocknen von Getreide verwendet wird. Unter römischer Herrschaft wird die sporadische Verwendung von Kohle erwähnt, die jedoch bis zum Mittelalter keine relevante Bedeutung erlangte.

Die erste verbrauchte Kohle wurde einfach am Strand gesammelt. Als diese Quelle erschöpft war, musste sie in den Kohlebergbau. Es begann mit den ersten Anwendungen der Dampfmaschine, sowohl in der Industrie als auch im Transportwesen, insbesondere in Zügen und Schiffen, massiv eingesetzt zu werden. In diesen Fällen wurde die fossile Energie der Kohle in mechanische Energie umgewandelt.

Im 20. Jahrhundert, als Kohle ziemlich teuer wurde, wurden flüssige fossile Brennstoffe (Erdölprodukte) für den Transport bevorzugt, und ab der Mitte des Jahrhunderts stieg der Einsatz von Erdgas zugunsten von Öl und Gas. Kohle in der Industrie und Energiegewinnung. Kohle wird jedoch bereits im 21. Jahrhundert zur Gewinnung von Wärmeenergie und Elektrizität in Industriekesseln und Wärmekraftwerken verwendet.

Derzeit stellen Umweltverschmutzung und Nachhaltigkeit die Hauptprobleme dar, da es sich um eine natürliche Ressource handelt, die sich im Erschöpfungsprozess befindet.

Auswirkungen von Kohlenstoff auf die Umwelt

Wie andere fossile Brennstoffe stößt auch Kohle beim Verbrennen Kohlendioxid (CO 2 ) aus. Kohlendioxid ist ein Luftschadstoff, der als Haupttreibhausgas gilt, dh den Treibhauseffekt begünstigt. Darüber hinaus wird durch seine Extraktion das radioaktive Radon in der Luft erhöht, und je nach Art der Aufbereitung können Boden und Wasser durch nicht ordnungsgemäß aufbereitetes Abwasser verunreinigt werden.

Ein Kohlekraftwerk erzeugt außerdem Stickoxide (NO und NO2 ) und Schwefeldioxid (SO2 ), die sauren Regen verursachen. Stickoxide sind ebenfalls giftig. Schwefeldioxid kann durch Entschwefelung der Gase im Kalksteinstapel (CaCO3 ) erheblich reduziert werden , es entstehen dann jedoch erhebliche Gipsreste und mehr Kohlendioxid. Dieses Verfahren wird normalerweise nicht durchgeführt, wenn es aufgrund seiner hohen wirtschaftlichen Kosten nicht gesetzlich vorgeschrieben ist. Gips, Asche und andere feste Partikel, die in die Atmosphäre gelangen, können mit Filtern reduziert werden. Die Pflanze erhöht auch die natürliche Reihe von atmosphärischen radioaktiven Stoffen, hauptsächlich die der Radonfamilie.

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Geändert am: 30. Mai 2019