Holzkohle, Koks und Ruß

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1 Holzkohle, Koks und Ruß

2 Inhaltsverzeichnis Holzkohle Definition Herstellung Herkömmlich Industriell Verwendung Koks Was ist Koks Ruß Geschichte Gewinnung von Koks Verkokung Verwendung Definition Eigenschaften Ökologische Aspekte Verwendung Herstellung Früher Heute

3 Holzkohle Definition Holzkohle ist ein fester Brennstoff Es entsteht unter Luft abschluss oder ohne Sauerstoff zufuhr bei 275 C (Pyrolyse). Die Temperatur steigt dabei von selbst auf 350 bis 400 C an. Als Rückstand erhält man neben gasförmigen Zersetzungsprodukten und etwa 35 % Holzkohle. Holzkohle schlägt beim späteren Verbrennen keine Flammen und brennt mit einer höheren Temperatur als Holz.

4 Herstellung 1. Holz wird zu einem Meiler aufgestapelt 2. Wird mit Erde oder Grasnarben fast luftdicht abgeschlossen 3. Der Meiler wird mit Glut von der Mitte aus entzündet 4. Während des exothermen Verkokungsprozesses werden die Luftlöcher nach und nach wieder verschlossen um ein Abbrennen zu vermeiden 5. Nach 4 5 Tagen wird der Meiler auseinander geworfen, mit Wasser gelöscht und die Holzkohle gesammelt

5 Herstellung Produkte der Holzkohleherstellung: 30 40% Holzessig 25 30% Kohle 10 15% Holzteer 10 15% Holzgas

6 Holzkohle: Eigenschaften & Verwendung 1. Hauptsächlich h wird Holzkohle als Grillkohle verwendet. 2. Holzkohle wird in der Halbleitertechnik eingesetzt. 3. Bei Stahlhärtung 4. Feiner Fi Holzkohlestaub wird zu Kohlebriketts verarbeitet Zusammensetzung von Holzkohle: Kohlenstoff ca. 83% Wasserstoff 3% Sauerstoff 6% Stickstoff 1% Wasser 6% Asche 1%

7 Was ist Koks?

8 Geschichte 1713: Entwicklung in England (Abraham Darby) 1796: erste Verkokung in Deutschland, im oberschlesischen Gleiwitz 1849: erste mal im Ruhrgebiet

9 Gewinnung von Koks Gewinnung aus Fettkohle durch hpyrolyse nicht jede Kohle ist geeignet Kokskohle: k Wassergehalt lt8 12 %, Schwefel < 1 % Fl. Bestandteile 25 % Luftabschluss oft werden Destillationsöfen eingesetzt Produkte der Pyrolyse: Pyrolysegase Pyrolysekoks Kondensierbare Bestandteile: Wasser, Teer und Schwefel

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11 Verwendung Brennstoff ZurFeuerung in Hochöfen und Gießereien Zur Feuerung im Haushalt (Brechkoks) Bei Eisenherstellung als Reduktionsmittel Einspeisung des Gasas in das Ferngasnetz Gewinnung von Teer, Benzol und Ammoniak

12 Was ist Ruß?

13 Definition Schwarzer, pulverförmiger Feststoff (sog. Nanopartikel mit d p =10 300nm) Je nach Verwendungszweck k( (und dqualität) )80 99,5% Kohlenstoffgehalt P d ktd ll tä di V b Produkt der unvollständigen Verbrennung von Kohlenwasserstoffen

14 Definition

15 Eigenschaften Große spezifische Oberfläche (je nach Güte zwischen m²/g) Elektrisch leitfähig lifähi Verbessert mechanische Eigenschaften von Kautschuk

16 Eigenschaften Bildet Agglomerate Ausprägung der Eigenschaften abhängig von Produktionsbedingungen di (Temperatur, Druck, Sauerstoffgehalt, usw. während der Herstellung)

17 Ökologische Eigenschaften Zwischenprodukt der unvollständigen Verbrennung: Polzyklische Aromatische Kohlenstoffe (PAK) Einfluss auf den Treibhauseffekt (stärker als CO 2 )

18 Verwendung 95% als Füllstoff für die Gummiindustrie (Reifen, Förderbänder, usw.) In der Elektroindustrie i Elektrodenmaterial Kathodenherstellung von Zink Kohle Batterien Druckfarben, Lacke, Photokopien

19 Verschiedene Rußtypen Bezeichnung Abkürzung ASTM Code Anmerkung Super Abrasion Furnace SAF N 110 sehr abriebfester Typ Intermediate S.A.F. ISAF N 220 Ruß für Reifenlaufflächen ISAF Low Modulus ISAF LM N 234 ISAF Variante mit besseren Verarbeitungseigenschaften Super Conductive Furnace SCF N 294 elektrisch leitfähiger Typ High Abrasion Furnace HAF N 330 HAF Low Structure HAF LS N 326 für Haftmischungen verwendete Type und Verbrauchmaximierung HAF High Structure HAF HS N 347 ähnlich wie N 220 Fine Furnace FF N 440 US Type (in Europa nicht gebräuchlich) Extra Conductive Furnace XCF N 472 nicht mehr gebräuchlicher Typ FEF Low Structure FEF LS N 539 Fast Extrusion Furnace FEF N 550 Einsatz z.b. in Profilen FEF High Structure FEF HS N 568 High Modulus Furnace HMF N 601 US Type (in Europa nicht gebräuchlich) GeneralP Purpose rposefurnace GPF N 660 Karkassenruß SRF Low Modulus, non staining SRF LM NS N 762 Type für nicht verfärbende technische Artikel Semi Reinforcing Furnace SRF N 770 Multi Processing Furnace MPF N 785 selten eingesetzte Type Fine Thermal FT N 880 US Type (in Europa eher nicht gebräuchlich) Medium Thermal MT N 990 inaktivster Typ

20 Verwendung Herstellung elektrisch leitfähiger Druckerfarben (Sicherheitsmerkmal) Graphierter Ruß als Füllstoff in Trennsäulen p der Gaschromatographie(GSC)

21 Herstellung (früher) Verbrennung von Harzen und Pflanzenölen in speziellen ill Öfen (ebenfalls Verwendung in Farben)

22 Herstellung (heute) Unvollständige Verbrennung oder Pyrolyse von Kohlenwasserstoffen Verfahren: 98% im Furnace Prozess Sonstige: Acetylenruß, Flammruß und das Thermalrußverfahren

23 Herstellung (Furnace Prozess)

24 Herstellung (Furnace Prozess) 1. Heißgaserzeugung 2. Mischung 3. thermische Zersetzung 4. Abschrecken

25 Quellen schule h l wirtschaft.de/materialien/umaterial/kis/degussa kalscheuren.pdf p// p / tv.de/img/93/938121/o_1000_680_680_ jpg portal.de/lexikon.php?lexid= Microsoft Enzyklopedia