Kohlevergasung

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Viele Verwendungsmöglichkeiten der festen Kohle setzen voraus, dass sie in flüssige oder gasförmige Stoffe überführt werden kann. Hierzu gibt es zwei Möglichkeiten, mit Wasserdampf oder mit Luft.

Kohlevergasung mit Wasserdampf: Wasser- oder Synthesegas
Man leitet Wasserdampf über glühenden Koks, also über entgaste Kohle. Bei Temperaturen um 800-1000 °C wird das Sauerstoffatom ausgetauscht.


Die Gasmischung heißt Wassergas. Da es in chemischen Umsetzungen wie dem Fischer-Tropsch-Verfahren zur Synthese von Kohlenwasserstoffen und Alkoholen sowie von Ammoniak Verwendung findet, nennt man es auch Synthesegas.

Wichtig ist oftmals nur der Wasserstoff. Der muss für die meisten Zwecke frei von CO sein, denn CO ist für manche Katalysatoren ein Gift. CO hat man früher mit Kupfer(I)-Salzlösungen unter Komplexbildung herausgewaschen. Heute lässt man das Wassergas noch einmal mit Wasserdampf reagieren, diesmal aber an CO-unempfindlichen Katalysatoren. Dabei wird wieder ein O-Atom ausgetauscht.


Das entstehende CO2 kann leicht ausgewaschen werden.


Kohlevergasung mit Luft: Generatorgas
Man leitet Luft über glühenden Koks, der sich in großen Öfen („Generatoren“) befindet.


Nebenbei bildet sich auch CO2. Das setzt sich aber mit CO und C ins Gleichgewicht:


Diese Reaktion ist als Boudouard-Gleichgewicht bekannt. Durch geschickte Variation von Druck und Temperatur lässt sich die Gleichgewichtslage in Richtung auf Optimierung der CO-Ausbeute steuern (Prinzip von Le Chatelier).

Ziel der Herstellung von Generatorgas ist jedoch meistens die Gewinnung von Stickstoff. Den benötigt man zum Beispiel zur Ammoniak-Synthese nach Haber-Bosch. Dazu muss noch das für den aus metallischem Eisen bestehenden Katalysator „giftige“ CO wie oben geschildert mit Kupfer(I)-chlorid entfernt werden.


Last but not least
Heute gewinnt man den Wasserstoff vor allem durch Cracken von Methan. Der Kohlenstoff fällt als feiner Ruß an.

Den Stickstoff gewinnt man in erster Linie durch Verflüssigung und Destillation von Luft, wobei als Koppelprodukte noch Sauerstoff und die Edelgase anfallen.

Auch Membranverfahren zur Auftrennung der Luftbestandteile sind zunehmend im Kommen.

Dennoch sind die Verfahren zur Kohlevergasung noch nicht ganz abgeschrieben.


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Letzte Überarbeitung: 24. Juni 2010, Dagmar Wiechoczek