Glühende Steinkohle

Kennwerte von Steinkohle Welche Bedeutung haben sie?

Bei der Auswahl von Brennstoffen wird man heutzutage mit vielerlei Begriffen konfrontiert. Einige davon helfen dabei, die Qualität einzuschätzen. Die für Kohle relevanten Kennwerte sind der Wassergehalt, der Aschegehalt und der Schwefelgehalt. Umso besser dieser Werte sind, desto einfacher und sauberer verbrennt die Kohle. Die für Brennstoffe gültigen Normen orientieren sich unter anderem auch an diesen Kennzahlen. Sie bestimmen somit, welche Kohle für Eigenheime gut geeignet ist und welche für die industrielle Nutzung passend ist.

Wassergehalt – umso niedriger, desto hochwertiger

Steinkohle enthält an sich weniger Wasser als Braunkohle. Das macht sie zum beliebteren, aber auch teureren Brennstoff. Grob gesagt wird der Verbrennungsvorgang ineffizienter, wenn der Wassergehalt in der Kohle höher ist. Viele Nutzer empfinden den durch den Wassergehalt abgesenkten Brennwert jedoch nicht als Nachteil. Auch leicht feuchte Steinkohle erzeugt noch hohe Temperaturen. Man muss zudem seltener nachlegen, wenn sich der Brennvorgang verlängert. Im klassischen Sinne nass kann Kohle nicht werden, da Feuchtigkeit bei ihr nicht bis zum Kern vordringen kann. Ist Steinkohle äußerlich feucht geworden, verschlechtert sich ihre Qualität nicht. Vielmehr befeuchten manche Nutzer die Kohle beim Anbrennen absichtlich, damit sie leichter Feuer fängt.

Chemisch betrachtet wird der Wasserstoffgehalt mit zunehmender Inkohlung geringer, da der Gehalt an Kohlenstoff steigt. Während der Wasserstoffgehalt bei Braunkohle noch bei 8 Prozent liegen kann, ist er bei Anthrazit auf 3,75 Prozent gesunken. Der Wassergehalt wird bei der Untersuchung der flüchtigen Bestandteile mitbestimmt, die für die Einteilung in Kohlearten nötig ist. Dazu wird eine Probe auf 900°C erhitzt. Anschließend wird die Menge der frei werdenden Gase bestimmt. Der Wasserstoff, der entweicht, stammt aus dem ursprünglichen Pflanzenmaterial, das während der Inkohlung verdichtet wurde. Mit Abnahme des Wassergehalts steigt der Brennwert der Kohle. Braunkohle mit einem Anteil von 60 Prozent flüchtiger Bestandteile hat beispielsweise einen Brennwert von nur 7 MJ/kg , während der mittlere Brennwert der Fettkohle schon mit 34,5 bis 35,6 MJ/kg angegeben wird. Das hochwertige Anthrazit hat generell einen Brennwert von mindestens 35,0 MJ/kg.

Kennwerte bei der Verbrennung: Aschegehalt

Wenn Kohle verbrennt, entstehen verschiedene Rückstände. Diese nichtbrennbaren festen Bestandteile werden als Aschegehalt bezeichnet. Der Wert der Verbrennung hat somit eine große Bedeutung für die Asche, die daraus entsteht. Umso geringer die Menge der Asche ist, desto weniger Ablagerungen wird man im heimischen Heizkessel oder Ofen finden. Die Heizanlage kann länger ohne Probleme funktionieren, wenn der Aschegehalt des Brennstoffs niedrig ist und wenig bis keine Verschmutzung in der Anlage anfallen. Ein geringerer Ascheanteil beim verbrannten Feststoff steht für eine höhere Qualität des Ausgangsstoffes. Für Zertifizierungen wird die Menge des Verbrennungsrückstandes unter festgesetzten Bedingungen gemessen. Den Aschegehalt gibt man in Gewichts-Prozent, welche sich auf die Trockensubstanz beziehen, an. Nach DIN 51719 gilt jener anorganische Rückstand als Asche, der bei Verbrennung von Kohle bei 815 °C im Ofen verbleibt. Er besteht aus Sulfaten, Silikaten, Oxiden und Phosphaten sowie Aluminium-, Erdalkali-, Eisen- und Alkalisalzen.

Besonders bei industriell eingesetzter Kohle, etwa im Kohlekraftwerk, enthält die Asche zudem Schwermetalle – unter anderem Quecksilber und Arsen – sowie Thorium und Uran als radioaktive Elemente. Dies bereitet vor allem in Ländern mit schwachen geringen Umweltschutzvorschriften Probleme. Gesundheitsgefährdende Luftverschmutzungen und Smog gehen zu weiten Teilen auf die Nutzung von Kohle als Energieträger zurück. Für die heimische Verwendung muss dies nicht befürchtet werden, da die modernen Heizanlagen bessere Filter besitzen und gute Kohle, die einen geringen Aschegehalt hat, auch für Normalverdiener erschwinglich ist. Wer reine Kohle zum Heizen nutzt, profitiert vom geringen Aschegehalt. Insbesondere bei Anthrazitkohle fällt kaum noch Asche an. Aufgrund ihrer Bestandteile kann diese leider nicht – wie die Asche von Brennholz - als Dünger im Garten genutzt werden. Sie sollte stattdessen im völlig erkalteten Zustand in der Restmülltonne entsorgt werden. Dazu nutzt man am sichersten eine Schaufel und Handschuhe, um Verbrennungen durch unter der Asche versteckte, noch heiße Glut zu vermeiden.

Der Schwefelgehalt von Kohle

Ein weiterer Kennwert, der von hoher Bedeutung ist und mit der Verbrennung und dem Umweltschutz in Zusammenhang steht, ist der Schwefelgehalt. Kohle beinhaltet gebundenen Schwefel, weil sie ein ein fossiler Brennstoff ist. Aufgrund ihrer Entstehung bestehen fossile Brennstoffe aus abgestorbenen Lebewesen, die wiederum in Eiweißen gebundenen Schwefel enthalten. Verbrennt man Kohle, so entsteht Schwefeldioxid. Dieses ist unter anderem deshalb gefährlich, weil es in der Atmosphäre zu Schwefelsäure wird. Diese fiel auch hierzulande früher als „saurer Regen“ hinab. Seit den 1980ern wurden die Grenzwerte und Filteranlagen diesbezüglich verbessert, sodass die schwefelbezogenen Umweltschäden zurückgingen. Wichtig sind in diesem Zusammenhang die Rauchgasentschwefelungsanlagen, die Abgase von Schwefeldioxid reinigen. Dennoch sollte jeder beim Kohlekauf auf einen möglichst geringen Schwefelgehalt achten. Als besonders ökologisch gilt übrigens das Anzünden von oben, bei dem das Anbrennholz die oberste Schicht bildet, sodass es langsam nach unten abbrennt, wobei kaum sichtbarer Raum entsteht.

Im Allgemeinen besteht Kohle zu etwa 0,2 % bis 3% aus Schwefel. Einige Kohlearten können jedoch höhere Schwefelanteile haben. Im Zweifelsfall sollte man sich beim Hersteller informieren um die Bedeutung der einzelnen Arten besser kennen zu lernen. Einen Hinweis auf den Gehalt von Schwefel und anderen flüchtigen Bestandteilen bietet der Grad der Inkohlung. Je höher der Heizwert der Kohle ist, desto niedriger sind im Normalfall die Anteile von Wasserstoff, Sauerstoff und Schwefel. Braunkohle unterscheidet sich qualitativ also im Heizwert und im Schwefelgehalt von Steinkohle. Auf der sicheren Seite ist man in Umwelthinsicht auch mit Koks, der aus asche- und schwefelarmer Fettkohle gewonnen wird.

Fazit

Wassergehalt, Aschegehalt und Schwefelgehalt sind nützliche Kennwerte zur Beurteilung der Qualität von Kohlearten. Brennstoffe sind umweltverträglicher und haben einen höheren Heizwert, wenn sie einen geringen Anteil flüchtiger Bestandteile haben. Daher macht es ergänzend Sinn, auf die Bedeutung des Kohlenstoffgehalts eines angebotenen Brennstoffs zu achten. Dieser ist höher, wenn die enthaltenen fossilen Pflanzen älter sind. Umso länger Kohle Zeit hat, unter der Erde zu entstehen, desto größer wird ihr Brennwert.

Tipp

Kohle von hoher Qualität lässt sich problemlos online bestellen und auf einfache Weise liefern. Die Lagerung der Kohle gestaltet sich leichter als jene von Brennholz, da Kohle nicht durchfeuchten und verrotten kann. Dies macht sie zu einem idealen Brennstoff für Orte, an denen nur gelegentlich geheizt wird oder an denen die Kohle eine Ergänzung zu einem anderen Brennstoff darstellt. Um die guten Eigenschaften hochwertiger Kohle optimal zu nutzen, sollte man die Heizanlage regelmäßig warten lassen und sie sachgemäß bedienen.

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