Benutzer:BirgitLachner/Chemie-Buch I zum Lehrplan in Rheinland-Pfalz/Feuer und Brandbekämpfung/Die Pyrolyse von Holz

Holz ist ein bei uns nachwachsender Rohstoff mit vielen positiven Eigenschaften und daher ist es auch vielseitig sind verwendbar. Zum einen wird es als Baumaterial für Möbel, für Verpackungsmaterial und Papier und auch als Konstruktionsholz im Bauwesen. Gleichzeitig ist Holz aber auch ein wichtiger Energieträger. Normalerweise denkt man in diesem Zusammenhang nur an die Verbrennung von Holz. Mit Hilfe der Pyrolyse kann man jedoch ebenfalls die Energie, die im Holz enthalten ist, auf eine andere Art und Weise nutzen.

Ein großer Vorteil für unsere Wirtschaft ist, das Holz in Mitteleuropa umweltfreundlich produziert wird und im Vergleich zu anderen Roh- und Werkstoffen eine sehr gute Ökobilanz aufweist. Daher muss Holz auch nicht umständlich herantransportiert werden.

Eyperimente zur Pyrolyse

BEGRIFF Pyrolse

Die Pyrolyse bzw. pyrolytische Zersetzung (von altgriechisch πῦρ pyr ‚Feuer‘ und λύσις lýsis ‚(Auf)Lösung‘) ist eine Aufspaltung organischer Verbindungen durch hohe Temperaturen (200–900 °C) aber unter Sauerstoff-Ausschluss.

Ältere Bezeichnungen für die Pyrolyse sind Brenzen, trockene Destillation, zersetzende Destillation oder Entgasung. Der Wortstamm "Brenz-" in den Namen chemischer Verbindungen wie Brenzcatechin und Brenztraubensäure geht hierauf zurück.

EXPERIMENT 1 - Holzgas aus dem Fingerhut/Alubecher

https://www.zeitbild.de/wp-content/uploads/2010/12/ZB_Wissen_ABs_Biomasse_Holzgas.pdf

EXPERIMENT 2 - Pyrolyse im Reagenzglas

https://www.gymnasium-ettenheim.de/faecher/nwt/06_holzvergasung.doc

Auswertung zu Experiment 2

Aus Buchenholz entsteht durch Pyrolse bei etwa 350°C, etwa 19% brennbares Holzgas, etwa 25% Holzgeist und es bleibt als Rest Holzkohle.

Verlgeich von Holz mit anderen Brennstoffen

Brennstoff	C(%)	H(%)	O(%)	N+S(%)	Heizwert kJ/kg
Holz (lufttrocken)	50,0	6,0	44,4	–	15 100
Torf (lufttrocken)	59,0	6,0	33,0	2,0	14 700
Braunkohle	74,0	5,5	18,5	2,0	16 800
Steinkohle	88,5	4,2	5,1	2,2	30 400
Erdöl	84,0	13,0	3,0	–	42 000
Spiritus	52,0	13,0	35,0	–	27 000
Dieselöl	87,0	13,0	–	–	41 800
Benzin	85,0	15,0	–	–	42 600
Heizöl	86,0	14,0	–	–	43 000

Aufgaben zum Verständnis

AUFGABE XX - Verkokung von Steinkohle

Koks ist ein poröser, stark kohlenstoffhaltiger Brennstoff, der in Kokereien bevorzugt aus Steinkohle durch Wärmeeinwirkung unter Sauerstoffabschluss (Pyrolyse) erzeugt wird. Der Vorgang der Verkokung von Kohle zu Koks findet in speziellen Industrieanlagen statt, die als Kokereien bezeichnet werden. Dabei werden die flüchtigen Bestandteile der Kohle entfernt, indem diese in einem Ofen unter Luftausschluss bei mehr als 1000 °C erhitzt wird, so dass der feste Kohlenstoff und die verbleibende Asche verschmelzen.

Koks aus Kohle wird insbesondere als Brennstoff bei der Eisenproduktion in Hochöfen eingesetzt, da es weniger Verunreinigungen enthält.

Nach Erhitzen in Kokerei-Ofen muss die Kohle erst einmal gelöscht werden.

Fragen:

1. Warum muss das Erhitzen der Kohle unter Luftabschluss geschehen?
2. Obwohl die Kohle im Ofen unter Luftabschluss erhitzt wurde, und damit nicht brennen kann, muss sie (wie im Bild zu sehen) gelöscht werden. Warum ist das so?

LÖSUNG Aufgabe 2.3b

... Kommt noch ...