Verkokung


Verkokung
Anthrazit (links) und Steinkohlen-Koks (rechts)
Kokerei Prosper in Bottrop: die letzte von der Deutschen Steinkohle (DSK) betriebene Bergwerkkokerei. Ansicht mit Löschturm und Niederdruckgasbehälter (Bauart Thyssen)

Koks (von engl. Coke) ist ein poröser, stark kohlenstoffhaltiger Brennstoff mit hoher spezifischer Oberfläche, der in Kokereien aus asche- und schwefelarmer Fettkohle (Braun- oder Steinkohle) durch Wärmeeinwirkung unter Sauerstoffabschluss (Pyrolyse) erzeugt wird.

Als Produkte des Pyrolyse- und Destillationsvorganges entstehen Pyrolysegase, Pyrolysekoks und kondensierbare Bestandteile (Wasser, Teer). Den Prozess der Umwandlung von Kohle in Koks bezeichnet man als Verkokung, das Produkt der Verkokung von Braunkohle heißt Grude. Werden Braunkohle-Briketts eingesetzt, entstehen sog. BHT-Briketts (von Braunkohlenhochtemperaturkoks).

Koks aus Kohle wird insbesondere als Brennstoff und als Reduktionsmittel bei der Eisenproduktion in Hochöfen eingesetzt. Steinkohle selbst ist dazu nicht geeignet, da bei ihrer Verbrennung zu viel Schwefel, Ruß und Rauch frei wird. Dies verunreinigt einerseits das gewonnene Eisen und führt außerdem zu einer relativ porösen Kohleschicht im Hochofen, die unter der Last darüberliegender Schichten schnell bricht und daher zu ungünstigen Vermischungen führt.

Der Vorgang der so genannten Verkokung von Kohle zu Koks findet in speziellen Industrieanlagen statt, die als Kokerei bezeichnet werden. Dabei werden die flüchtigen Bestandteile der Kohle entfernt, indem sie in einem Ofen unter Luftausschluss bei mehr als 1000 °C erhitzt wird, so dass der feste Kohlenstoff und die verbleibende Asche verschmelzen. Die flüchtigen Bestandteile der Kohle hingegen werden ausgetrieben und bilden das so genannte Kokereigas. Aus dem rohen Kokereigas werden weitere wertvolle Stoffe gewonnen, vor allem Steinkohlenteer, Rohbenzol, Schwefelsäure und ein Brenngas (Kokerei-Reingas), das früher als Stadtgas verwendet wurde und heute in jedem Stahlwerk ein wertvoller Energieträger ist.

Die Verkokung wurde 1713 in England entwickelt, ab 1740 wurden hier die Hochöfen mit Koks beschickt, eine Erfindung Abraham Darbys. 1796 wurde zum ersten Mal in Deutschland, im oberschlesischen Gleiwitz, Koks zur Hochofenbefeuerung eingesetzt. Im Ruhrgebiet wurde der erste Kokshochofen 1849 angefahren, gleichwohl wurde hier (auf der Zeche Sälzer und Neuack) bereits ab 1816 Kohle zu Koks verarbeitet. Vorher war jeweils Holzkohle in den Hochöfen eingesetzt worden.

Koks liegt nach dem Löschen (dem Abkühlen mit Wasser) in einer Körnung von 0 bis ca. 200 mm vor. Je nach Anwendungsgebiet wird Koks - gegebenenfalls nach Brechen - durch Sieben in Kokssorten klassiert. Man unterscheidet zwischen Hochofenkoks, Brechkoks und Koksgrus. Der Hochofenkoks (HK) wird in die Sorten HK 1 (> 80 mm), HK 2 (> 60 mm), HK 3 (> 40 mm) sowie HK 4 (> 20 bzw. 25 mm) unterteilt. Heute ist die Sorte HK 4 die gängige Hochofenkokssorte, wobei die untere Korngrenze bei 20 und die obere bei 100 mm festgelegt ist. Der Brechkoks (RK) wird in den Sorten RK 1 (100 - 60 mm), RK 2 (60 - 40 mm), RK 3 (40 - 20 mm), RK 4 (20 - 10 mm) sowie RK 5 (10 - 6 mm) hergestellt. Koksgrus hat üblicherweise eine Körnung von 10 - 0 mm.

Zur Feuerung im Haushalt ist Brechkoks 2 oder Brechkoks 3 üblich. Zu kleines Korn fällt durch den Rost, zu großes Korn kann das Nachrutschen behindern.

Im Hüttenwesen unterscheidet man Hüttenkoks, Gießereikoks (der etwas länger bei niedrigerer Temperatur verkokt wird) und Sonderkokse, sowie Bergwerkskoks (aus Steinkohle) und Braunkohlenkoks.

Koks hat einen Heizwert von 23-31 MJ/kg.

Wirtschaftliche Zukunft

Angesichts weltweit steigender Stahlproduktion ist eine dauerhaft höhere Nachfrage nach Koks zu erwarten. Nach Angaben der Berenberg Bank überstiegen in Deutschland die Ausgaben für den Import von Kohle mit 2,8 Mrd. Euro bereits die jährlichen Subventionen für die heimische Kohleförderung (2,1 Mrd. Euro).

Literatur

  • Walter Buschmann (Hrsg.): Koks, Gas, Kohlechemie. Geschichte und gegenständliche Überlieferung der Kohleveredlung. Klartext, Essen 1993, ISBN 3-88474-028-8
  • Michael Farrenkopf (Hrsg.): Koks. Die Geschichte eines Wertstoffes. 2 Bände. Deutsches Bergbau-Museum, Bochum 2003, ISBN 3-921533-90-2

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