Erlebnisgastronomie 300 m untertage – das ... - RDB eV
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Es wird dargestellt, was geschieht,<br />
wenn Kohlen, vor allem<br />
Steinkohlen, und einige andere<br />
Stoffe bei unterschiedlichen naturähnlichen<br />
Bedingungen ununterbrochen<br />
in Luft lagern [1].<br />
Dass chemische Prozesse<br />
stattfin den, ergibt sich aus den<br />
damit verbundenen Änderungen<br />
der Eigenschaften der Kohlen und<br />
vor al lem aus gelegentlich auftretenden<br />
Selbstentzündungen.<br />
Da der Hauptbestandteil der Luft,<br />
der Stickstoff, ein inertes Gas ist,<br />
muss es sich bei den Prozessen<br />
um Reaktionen mit Sauerstoff<br />
handeln, also um Oxidationen.<br />
Um zu quantitativen Aussagen darüber<br />
zu kommen, kann man die<br />
Erhö hung des Sauerstoffgehalts<br />
der Kohlen ermitteln oder aber<br />
eine bestimmte Koh lenmenge in<br />
einem geschlos senen Gefäß einer<br />
Luftmenge aussetzen und die<br />
Abnahme des Sauerstoffgehalts<br />
messen.<br />
Das erste Verfahren wurde nicht<br />
ange wandt, weil der Anstieg des<br />
Sau erstoffgehalts der Kohlen kein<br />
brauchbares Maß für die aufgenommene<br />
Sauer stoffmenge ist,<br />
denn die Kohlen geben gleichzeitig<br />
mit der Sauerstoffaufnahme<br />
Sauerstoff in Form von Kohlen-<br />
Zur Verwitterung von Kohlen<br />
Prof. Dr. Ernst Beier, Bochum*<br />
oxiden und Bildungs wasser ab.<br />
Die Kohlen wur den deshalb in<br />
geschlossenen Behältern - Exsikkatoren<br />
- mit Stutzen zur Gasentnahme<br />
und Luftnachfüllung<br />
gelagert, und die Sauerstoffaufnahme<br />
und die Abgabe von Kohlenoxiden<br />
wurden gasanalytisch<br />
bestimmt. Um eindeutige Ergebnisse<br />
zu erhalten, mussten die<br />
Steinkohlen sehr lange gelagert<br />
werden.<br />
2 Kohlen wurden bei gasanalytischen<br />
Begleituntersuchungen 37<br />
Jahre lang Luft mit 97 % relativer<br />
Feuchtigkeit ausgesetzt. Nach<br />
Abschluss der gasanalyti schen<br />
Messungen wurde an einigen<br />
Kohlen untersucht, wie sich ihr<br />
Gehalt an Flüchtigen Bestandteilen,<br />
ihre Dilatation und ihr Heizwert<br />
verändert haben.<br />
Variiert wurden die Lagerzeit, die Temperatur,<br />
die Luftfeuchtigkeit und der Sauer-<br />
*Prof. Dr. Ernst Beier<br />
<strong>RDB</strong>-Mitglied<br />
Vormholzstraße 32<br />
44801 Bochum<br />
Tel.: 0234 / 70 11 98<br />
E-Mail: Beier-Bochum@t-online.de<br />
[1] Die Durchführung der Versuche wurde<br />
zusammenfasend beschrieben in E. Beier:<br />
Zur Oxidation von Steinkohlen und Pyrit. In:<br />
Glückauf-Forschungshefte 61 (2000) Nr. 3,<br />
Seite 88 bis 97.<br />
Bergbau<br />
stoffgehalt der Luft. Der mögliche Einfluss<br />
eingeschleuster Mikroben wurde besonders<br />
untersucht. Um den Umfang dieses<br />
Aufsatzes möglichst gering zu halten, wurde<br />
nur ein Teil der Ergebnisse graphisch<br />
darge stellt.<br />
Sauerstoffaufnahme von<br />
Kohlen<br />
Die Sauerstoffgehalte der Lagerluft<br />
wurden mit einem Orsatgerät bestimmt,<br />
mit dem Änderungen des Gehalts unter<br />
0,1 Volumenprozent nicht erfasst werden<br />
konnten. Um zu verlässlichen Aussagen<br />
zu kommen, waren deshalb lange Lagerzeiten<br />
erforderlich.<br />
Sauerstoffaufnahme von Kohlen in<br />
Abhängigkeit von der Lagerzeit<br />
Eine größere Anzahl von Steinkohlen,<br />
aber auch von anderen Stoffen, wurde bei<br />
Raumtemperatur in Luft mit 97 % relativer<br />
Feuchtigkeit gelagert. Alle Stoffe nahmen<br />
mit abnehmender Ge schwindigkeit<br />
Sauerstoff auf. Bild 1 zeigt die Sauerstoffaufnahme<br />
einiger Stoffe in einem<br />
Zeitraum bis zu 20 Jahren. Aus der Abflachung<br />
der Kurven ergibt sich, <strong>das</strong>s die<br />
Reaktionsgeschwindigkeit immer ge ringer<br />
wird, sich also die Kohlesubstanz gegenüber<br />
Sauerstoff immer mehr sta bilisiert.<br />
Sauerstoffaufnahme in Abhängigkeit<br />
von der Temperatur<br />
Die Versuchseinrichtungen erlaubten<br />
lediglich Untersuchungen im Bereich von<br />
0 bis 60°C. Wie nicht anders zu erwarten,<br />
stieg die Oxidationsgeschwindigkeit mit<br />
steigender Temperatur an. Bei Steinkoh-<br />
1 Sauerstoffaufnahme verschiedener Stoffe 2 Sauerstoffaufnahme in Abhängigkeit von der Temperatur<br />
bergbau 11/2010 505