Thermische Verhältnisse bei der Verkohlung

UIllmanns Enzyklopädie der Chemischen Technik 1930

Thermische Verhältnisse bei der Verkohlung

Man kennt mehrere Erscheinungen aus der Praxis, die für einen exothermischen Verlauf der Verkohlung sprechen, so z. B. bei den finnischen Röhrenöfen. Diese sind gewölbte Öfen von etwa 250 m3, auf deren Boden ein Wärmeelement angeordnet ist Nach einer Feuerung von 5 Tagen ist die ganze Holzmasse völlig ausgetrocknet. Auf einmal fängt der Destillationsprozeß an und verläuft nun mit solcher Schnelligkeit (»der Ofen kocht«), und zwar ohne jede Wärmezuführung, daß die Verkohlung in etwa 5 h abgeschlossen ist. In dem sog. Carboofen können ähnliche Erscheinungen auftreten. Es kann sogar Druck entstehen: der Ofen »bläst«. Gerade wenn keine Feuerung stattfindet, erhöht sich die Temperatur von selbst. Auch bei der Meilerverkohlung kann man fast regelmäßig ähnliche Beobachtungen machen. Es kommt  ein Zeitpunkt, in welchem ein Druck in dem Meiler entsteht und infolgedessen eine Neigung zum Abwerfen der Bedeckung: der Meiler »wirft«. Vor, während und nach dieser Erscheinung hatten die Meilergase folgende Zusammensetzung:

Gase vor und währendEs fand somit ein wahrer Destillationsprozeß des Holzes mit reichlicher Bildung von Wasserdämpfen statt, welche sich in der Bedeckung kondensieren und diese dichter machen, wodurch der Innendruck erhöht werden mag.

Um die Sachlage zu ergründen, hat man auch eine vollständige Wärmebilanz aus den experimentellen Tatsachen berechnet, wobei die Reaktionswärme die bei 0° berechnete Wärmetönung .angibt. Um die freigewordene Wärme zu ermitteln, muß davon abgezogen werden die Wärmemenge, die verbraucht wird, um die Reaktionsprodukte auf etwa 225° zu erhitzen, vermindert umdie Wärmc, die verbraucht wind, um das Holz auf dieselbe Temperatur zu bringen. Beim Birkenholz wurde folgendes Resultat erhalten:

Birkenholz

Somit sind das bei der Destillation gebildete Wasser und Kohlendioxid thermisch die ausschlaggebenden Faktoren.

Die bei der Gewinnung der Retortenkohlen freiwerdende Wärme hat naturgemäß eine große praktische Bedeutung für der Verlauf der Verkohlung Es dürfen nicht zu große Mengen Holz gleichzeitig ausgetrocknet werden, sondern es soll immer wasserhaltiges Holz vorhanden sein, das zur Regulierung der Verkohlungsgeschwindigkeit dient, wobei die bei der Verteilung freiwerdende Wärme, die etwa auf 2 % der Verbrennungswärme geschätzt werden kann, zur Verdunstung von Wasser ausgenutzt wird. Die Verkohlungsgase, die mit etwa 100 °C aus dem Ofen oder der Retorte abgelassen werden, können deswegen nur wenig zur Austrocknung des Holzes dienen.

Aus den erwähnten thermischen Verhältnissen ersieht man somit, weshalb man bei Darstellung von. Retortenkohlen im allgemeinen bei etwa 400 °C als Endtemperatur stehen bleibt Die exothermische Reaktion ist eben bei dieser beendet; wollte man höher gehen, so würde die Reaktion eudotheimisch werden, was verhältnismäßig viel Wärme, erfordert Die eisernen Retorten leiden natürlich auch umsomehr, je höher die Temperatur ist. Der Produzent von Retortenkohlen ist daher immer geneigt, die Endtemperatur eher etwas unter 400 °C als darüber zu halten.

Es werden im allgemeinen neben den brennbaren Gasen etwa 15% vom destillierten Holz als Brennholz angewendet oder die entsprechende Menge Steinkohle.

Retorten

Die gewöhnlichste Form der Vorrichtung für Holzverkohlung in Deutschland, Österreich, Ungarn, Frankreich, Belgien und den Vereinigten Staaten ist die kleine, liegende, eiserne Retorte (Abb. 61—62).

Diese Retorten R haben etwa 1 tn Durchmesser, 3 in Länge und fassen etwa 3 m3. In der Abb. 61 ist ferner noch ersichtlich der Kastenkühler zur Kondensation der Destillate und die Leitung L, welche die unkondensierbaren Gase unter die Feuerung bei Z., leitet. Die Retorten werden paarweise auf jeder Seite der Feuerstätte eingemauert. Man hat Anlagen von 30—120 Stück Retorten.

An Stelle der Öfen mit liegenden Retorten werden auch vielfach solche mit stehenden Retorten (Abb.63) benutzt,die entweder feststehend oder beweglich

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