Was ist Kohleverbrennung?
Kohleverbrennung ist ein Prozess, bei dem bestimmte Arten von Sedimentgesteinen oder metamorphen Gesteinen verbrannt werden, um Wärmeenergie zu erzeugen. Die Hauptverwendung für die Verbrennung von Kohle ist die Feuerung von Kesseln in Kraftwerken, obwohl sie auch zu anderen Zwecken wie zum Beispiel zum Heizen und zur Versorgung mit Lokomotivenkraft verbrannt wurden. In Ländern wie den Vereinigten Staaten werden nur etwa 10% des gesamten Kohleverbrauchs pro Jahr für andere Zwecke als die Stromerzeugung verwendet. Jedes Jahr werden Milliarden Tonnen Kohle verbrannt, was etwa der Hälfte des weltweit erzeugten Stroms entspricht.
Es gibt verschiedene Arten von Kohle und Kohlevorläufern, die alle gebildet werden, wenn bestimmte biologische Materialien über längere Zeiträume sehr hohen Drücken ausgesetzt sind. Die meisten dieser Materialien wurden als Brennstoff verwendet, von Torf bis Anthrazitkohle. Hohe Kohlenstoffkonzentrationen machen Kohle leicht brennbar und lassen sie länger brennen als Materialien wie Holz. Subbituminöse und bituminöse Kohlen werden als Sedimentgesteine eingestuft und enthalten mehr Verunreinigungen als der härtere, metamorphe Anthrazit. Alle drei werden üblicherweise zum Betreiben von Kohlekraftwerken verwendet.
Wenn Kohle als Teil eines Energieerzeugungsprozesses verbrannt wird, wird sie typischerweise zuerst zu Feinstaub pulverisiert. Der Kohlenstaub wird dann in einem Ofen gezündet, der an einen Kessel angeschlossen ist. Die Verbrennung von Kohle kann zu großer Hitze führen, wodurch sich das Wasser im Kessel in Dampf verwandelt. Der Dampf kann dann verwendet werden, um Turbinen zu aktivieren, die in der Lage sind, Elektrizität zu erzeugen.
Eines der Hauptnebenprodukte der Kohleverbrennung ist Asche, die die Form von Boden- oder Flugasche annehmen kann. Viele der in der Kohle enthaltenen Verunreinigungen können in Form von Flugasche aus einem Kraftwerk entweichen, wenn keine geeigneten Maßnahmen ergriffen werden, während andere in der Bodenasche eingeschlossen sind. Beide Aschesorten können für die Verwendung in Zement zurückgewonnen oder in die Grundverunreinigungen wie Aluminium und Eisen abgetrennt werden, obwohl manchmal auch Uran und andere spaltbare Materialien gefunden werden. Eine Möglichkeit, die Aschemenge zu reduzieren, besteht darin, eine Aufschlämmung aus Wasser und Kohle anstelle von Staub aus der Luft zu verbrennen.
Neben der Stromerzeugung wird die Kohleverbrennung auch für verschiedene andere industrielle Anwendungen eingesetzt. Eine gebräuchliche Verwendung für Kohle ist die Umwandlung in Koks, einer kohlenstoffreichen Substanz. Bei der Verkokung werden bestimmte Kohlearten sehr hohen Temperaturen ausgesetzt, ohne dass ausreichend Sauerstoff für eine vollständige Verbrennung vorhanden ist. Koks hat mehrere Verwendungszwecke, ist jedoch für den Betrieb von Hochöfen bei der Stahlerzeugung von wesentlicher Bedeutung.