Erlebnisgastronomie 300 m untertage – das ... - RDB eV

Es wird dargestellt, was geschieht,
wenn Kohlen, vor allem
Steinkohlen, und einige andere
Stoffe bei unterschiedlichen naturähnlichen
Bedingungen ununterbrochen
in Luft lagern [1].
Dass chemische Prozesse
stattfin den, ergibt sich aus den
damit verbundenen Änderungen
der Eigenschaften der Kohlen und
vor al lem aus gelegentlich auftretenden
Selbstentzündungen.
Da der Hauptbestandteil der Luft,
der Stickstoff, ein inertes Gas ist,
muss es sich bei den Prozessen
um Reaktionen mit Sauerstoff
handeln, also um Oxidationen.
Um zu quantitativen Aussagen darüber
zu kommen, kann man die
Erhö hung des Sauerstoffgehalts
der Kohlen ermitteln oder aber
eine bestimmte Koh lenmenge in
einem geschlos senen Gefäß einer
Luftmenge aussetzen und die
Abnahme des Sauerstoffgehalts
messen.
Das erste Verfahren wurde nicht
ange wandt, weil der Anstieg des
Sau erstoffgehalts der Kohlen kein
brauchbares Maß für die aufgenommene
Sauer stoffmenge ist,
denn die Kohlen geben gleichzeitig
mit der Sauerstoffaufnahme
Sauerstoff in Form von Kohlen-
Zur Verwitterung von Kohlen
Prof. Dr. Ernst Beier, Bochum*
oxiden und Bildungs wasser ab.
Die Kohlen wur den deshalb in
geschlossenen Behältern - Exsikkatoren
- mit Stutzen zur Gasentnahme
und Luftnachfüllung
gelagert, und die Sauerstoffaufnahme
und die Abgabe von Kohlenoxiden
wurden gasanalytisch
bestimmt. Um eindeutige Ergebnisse
zu erhalten, mussten die
Steinkohlen sehr lange gelagert
werden.
2 Kohlen wurden bei gasanalytischen
Begleituntersuchungen 37
Jahre lang Luft mit 97 % relativer
Feuchtigkeit ausgesetzt. Nach
Abschluss der gasanalyti schen
Messungen wurde an einigen
Kohlen untersucht, wie sich ihr
Gehalt an Flüchtigen Bestandteilen,
ihre Dilatation und ihr Heizwert
verändert haben.
Variiert wurden die Lagerzeit, die Temperatur,
die Luftfeuchtigkeit und der Sauer-
*Prof. Dr. Ernst Beier
RDB-Mitglied
Vormholzstraße 32
44801 Bochum
Tel.: 0234 / 70 11 98
E-Mail: Beier-Bochum@t-online.de
[1] Die Durchführung der Versuche wurde
zusammenfasend beschrieben in E. Beier:
Zur Oxidation von Steinkohlen und Pyrit. In:
Glückauf-Forschungshefte 61 (2000) Nr. 3,
Seite 88 bis 97.
Bergbau
stoffgehalt der Luft. Der mögliche Einfluss
eingeschleuster Mikroben wurde besonders
untersucht. Um den Umfang dieses
Aufsatzes möglichst gering zu halten, wurde
nur ein Teil der Ergebnisse graphisch
darge stellt.
Sauerstoffaufnahme von
Kohlen
Die Sauerstoffgehalte der Lagerluft
wurden mit einem Orsatgerät bestimmt,
mit dem Änderungen des Gehalts unter
0,1 Volumenprozent nicht erfasst werden
konnten. Um zu verlässlichen Aussagen
zu kommen, waren deshalb lange Lagerzeiten
erforderlich.
Sauerstoffaufnahme von Kohlen in
Abhängigkeit von der Lagerzeit
Eine größere Anzahl von Steinkohlen,
aber auch von anderen Stoffen, wurde bei
Raumtemperatur in Luft mit 97 % relativer
Feuchtigkeit gelagert. Alle Stoffe nahmen
mit abnehmender Ge schwindigkeit
Sauerstoff auf. Bild 1 zeigt die Sauerstoffaufnahme
einiger Stoffe in einem
Zeitraum bis zu 20 Jahren. Aus der Abflachung
der Kurven ergibt sich, dass die
Reaktionsgeschwindigkeit immer ge ringer
wird, sich also die Kohlesubstanz gegenüber
Sauerstoff immer mehr sta bilisiert.
Sauerstoffaufnahme in Abhängigkeit
von der Temperatur
Die Versuchseinrichtungen erlaubten
lediglich Untersuchungen im Bereich von
0 bis 60°C. Wie nicht anders zu erwarten,
stieg die Oxidationsgeschwindigkeit mit
steigender Temperatur an. Bei Steinkoh-
1 Sauerstoffaufnahme verschiedener Stoffe 2 Sauerstoffaufnahme in Abhängigkeit von der Temperatur
bergbau 11/2010 505