Spezifisches Gewicht von Steinkohle und ihre Besonderheiten

Kohlelagerstätten entstehen im Erdinneren. Dies geschieht durch die Ansammlung pflanzlicher Reste, die der Zersetzung und dem Druck von Gesteinsschichten ausgesetzt sind. Die am besten geeignete Umgebung für die Lagerung dieses Rohstoffs ist ein sumpfiges Torfgebiet, das sich durch Verschiebungen tektonischer Platten gebildet hat. Steinkohle erfährt in ihrer Struktur erhebliche chemische Veränderungen: Sie reichert sich mit Kohlenstoff an und verliert Feuchtigkeit, Sauerstoff und flüchtige Bestandteile. Mineralische Beimengungen der Kohle werden durch kohlebildende Stoffe und mineralische Neubildungen dargestellt. Sie nehmen die Form feiner Dispersionen, kleiner Kristalle, dünner Zwischenschichten, Linsen und Konkretionen an. Infolge komplexer Prozesse entsteht ein fester, schwarzer, brennbarer Gesteinsstoff.

Steinkohle besitzt eine Reihe physikalischer Besonderheiten:

• fest;
• dicht;
• mechanisch widerstandsfähig;
• die Fähigkeit gelifizierter und lipoider Bestandteile, sich beim Erhitzen in eine plastische Masse zu verwandeln und ein poröses Koks­material zu bilden.

Die oben angegebenen Werte beschreiben die Dichte der Kohlesubstanz oder des stückigen Materials. Für Lagerung, Lieferung und die Berechnung eines Laderaums ist die Schüttdichte wichtiger: Wegen der Hohlräume zwischen den Stücken wiegt 1 m³ Steinkohle in der Praxis meist weniger als ein dichter Würfel ohne Zwischenräume. Steinkohle ist für die industrielle Nutzung geeignet, wenn der Aschegehalt nicht höher als 30% ist.

Das wichtigste Kriterium für diesen mineralischen Rohstoff ist der Heizwert. Steinkohle zeichnet sich durch eine hohe Wärmeabgabe aus, doch der Wert hängt von Sorte, Feuchtigkeit und Aschegehalt ab. Für die trockene aschefreie Masse werden meist etwa 30,5 - 36,8 MJ/kg angegeben; im Betriebszustand kann der tatsächliche Heizwert durch Feuchtigkeit und Asche deutlich niedriger liegen. Die Zusammensetzung der Steinkohle hängt vom Entstehungsort der Lagerstätten ab und umfasst eine Reihe komplexer Bestandteile:

Der Gehalt der oben genannten Bestandteile variiert je nach Sorte der Steinkohle. Mineralische Beimengungen sind beim Verbrennungsprozess gefährlich, und einige Verbindungen besitzen schädliche krebserregende Eigenschaften.

Anwendungsbereich von Steinkohle

Steinkohle wird in vielen Produktionsbereichen breit eingesetzt:

• Elektroenergiewirtschaft;
• Schwerindustrie der Metallurgie (Koks);
• chemische Industrie;
• Herstellung von Konstruktionsmaterialien;
• Hydrierung (aromatische Produkte);
• Brennstoff- und Energiewirtschaft (synthetischer, gasförmiger und flüssiger Brennstoff);
• Herstellung von stickstoffangereicherten Düngemitteln;
• Herstellung von Wachs und Kunststoffen.

Berechnungen von Volumen und Masse der Steinkohle

Aufgrund der umfangreichen Nutzung dieses Rohstoffs besteht eine begründete Notwendigkeit, das volumetrische Gewicht von Steinkohle zu kennen. Das spezifische Gewicht von Steinkohle wird in zwei Typen unterteilt:

• spezifisches Gewicht von Steinkohle mit natürlichem Aschegehalt;
• spezifisches Gewicht der aschefreien Masse.

Für industrielle Zwecke ist diese Unterteilung bei der Berechnung des Bedarfs an Brennstoffkomponenten äußerst wichtig.

Das spezifische Gewicht von Steinkohle hat folgende Berechnungsformel:

Spezifisches Gewicht von Steinkohle = Gewicht der festen Partikel ⁄ Volumen der festen Partikel

Das spezifische Gewicht kann sich je nach Art des Kohlegesteins, Aschegehalt und Feuchtigkeit des Materials ändern.