Kohlevergasung: Mit Druck und Höllenhitze

Aus Kohle lassen sich Chemierohstoffe und Sprit gewinnen. Freiberger Forscher wollen die dazu nötige Vergasung im Schlackebad optimieren, um diesen Energieträger wieder konkurrenzfähig zu machen.

Bringen ein Hufeisen an der Versuchsanlage an (v. l.): Envirotherm-Geschäftsführer Dr. Georg Daradimos, Sachsens Staatsminister Sven Morlok und Professor Dr. Bernd Meyer, Direktor des Instituts für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen (IEC).

Foto: TU Bergakademie Freiberg

Bis in die Achtzigerjahre des vergangenen Jahrhunderts gab es eine Reihe von Kohlevergasungsanlagen in Deutschland. Die ersten entstanden in den Dreißigerjahren. Angesichts der Kosten des Rohstoffs und des Siegeszuges von Erdöl und Erdgas endete die Weiterentwicklung. Nur in China und Südafrika wird diese Technik noch industriell in großem Stil genutzt.

Jetzt geht es auch in Deutschland wieder los: Im sächsischen Städtchen Freiberg ist eine Kohlevergasungsanlage in Betrieb gegangen, in der eine neue, Kosten sparende Technik entwickelt wird. Kohlereiche Länder wie China, Südafrika, die USA, Australien und Kanada hätten damit eine konkurrenzfähige Alternative zu Gas und Öl. Denn aus dem Vergasungsprodukt, einem Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid lassen sich Treibstoffe und eine Vielzahl von chemischen Produkten herstellen, deren Basis heute Erdöl ist.

20 Meter hohe Testanlage

Das Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg hat gerade eine gut 20 Meter hohe Testanlage in Betrieb genommen, in der eine neue Art der Kohlevergasung erprobt und optimiert wird. Herzstück ist ein zwölf Meter hoher Schlackebadvergaser.

Im Schlackebadvergaser untersuchen die Wissenschaftler das Ascheverhalten unter realen Prozessbedingungen.

Quelle: TU Bergakademie Freiberg

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Dieser ist im unteren Bereich mit flüssigem mineralischem Material gefüllt, die eine ähnliche Zusammensetzung wie Lava hat. Die Temperatur liegt bei höllischen 1200 bis 1600 Grad Celsius. In dem Reaktor herrscht ein Druck von 40 bar, also 20 Mal so viel wie in einem Autoreifen. Mit Kohle beschickt wird er mit Hilfe einer Schleuse, in der Druck aufgebaut wird. Sind 40 bar erreicht wird sie in den Vergaser befördert. Der zur Entstehung von Synthesegas, also einer Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid, benötigte Wasserdampf wird in den Reaktor gepresst.

Das Produkt wird gereinigt und weiterverarbeitet. Schadstoffe wie giftige Schwermetalle sammeln sich in der Schlacke, die kontinuierlich aus dem Vergaser tropft. Sie landet in einem Wassertank, in dem sie zu kleinen Kügelchen erstarrt, die als Straßen- oder Landschaftsbaumaterial verwendet werden können. Die Schwermetalle sind in den glasartigen Kügelchen sicher und dauerhaft verwahrt.

Geeignet auch für Biomasse

Während des Betriebs können die Freiberger Forscher Schlackeproben aus dem Vergaser ziehen. Damit wollen sie das Fließverhalten der flüssigen Steine erkunden, das bei Unregelmäßigkeiten den Betrieb solcher Vergaser beeinträchtigt. Außerdem wollen sie mit verschiedenen Rohstoffen experimentieren. Eingesetzt werden sollen diverse Steinkohle- und Braunkohlesorten sowie Biomasse, für die bisher jeweils speziell ausgelegte Vergaser nötig sind. Die Datenbasis, über die die Forscher zum Schluss verfügen, soll den Bau optimierter Anlagen ermöglichen.

Ein Beitrag von:

Wolfgang Kempkens

Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.