Vertiefung: Die Verkokung

Um einen Hochofen zu befeuern, muss die Kohle zunächst durch Verkokung zu Koks umgewandelt werden. Die Verkokung von Fettkohle erfolgt unter Luftabschluss. Bei Temperaturen zwischen 900 und 1.300 °C wird Kohle in Koksöfen erhitzt, um einen formstabilen Koks - vor allem für die Verwendung in Hochöfen - zu erzeugen. Man kann drei Phasen der Verkokung unterscheiden:

1. die Zone bis zur beginnenden Erweichung bei 350 °C,
2. die plastische Zone vom Beginn der Erweichung bis zur beginnenden Kohleverfestigung bei Temperaturen um 480 °C,
3. die Nachentgasungszone vom Beginn der Wiederverfestigung bis zur vollständigen Entgasung und Bildung eines geschmolzenen Kokses im Temperaturbereich über 480 °C (vgl. Franck/Knop 1979, S. 76).

Die Verkokung gehört zu den Verfahren der Kohleveredelung. Man unterscheidet zwei Phasen der Kohleveredelung. In jeder Phase gibt es verschiedene technische Verfahren, die je nach gewünschtem Endprodukt Anwendung finden können. Das folgende Schaubild soll den Vorgang der Verkokung verdeutlichen:

"Zunächst verdampft bei der Erhitzung das Wasser. Ab 100° C entweichen auch die eingeschlossenen Gase Sauerstoff, Stickstoff, Methan und Kohlenoxide. In der bei über 250° C einsetzenden Vorentgasung beginnt die Abspaltung leichtflüchtiger, gesättigter und ungesättigter Kohlenwasserstoffe. Bei ca. 350° C ist die Vorentgasung beendet. Die Kohle beginnt zu erweichen.

In dem Temperaturbereich zwischen 350 und 480° C, dem plastischen Bereich, findet die Koksbildung und die Entgasung statt. Die Verweilzeit in diesem Bereich ist weitgehend bestimmend für die endgültige Koksqualität und die Zusammensetzung der Entgasungsprodukte.

Ab 480° C setzt nach der Wiederverfestigung die Nachentgasung ein, wobei der Halbkoks den noch gebundenen Wasserstoff abgibt. Der Halbkoks schwindet mehr oder weniger stark je nach den Eigenschaften der Einsatzkohle. Dabei entsteht ein festes, dichtes, feinporiges Koksskelett mit einer Porosität von 40 - 60 %. Der Verkokungsvorgang ist ab 900° C abgeschlossen" (Franck/Knop 1979, S. 76).

Bei der Verkokung fallen außer Koks zahlreiche Nebenprodukte an. Zunächst konnte man die Nebenprodukte nicht nutzen und sah sie deshalb als Abfallstoffe an, denen man sich auf die eine oder andere Weise entledigen musste. Der anfallende Teer wurde in der Nähe der Anlagen abgekippt, die Gase wurden abgefackelt oder ungereinigt zur Beheizung der Koksöfen verwendet. Die Nutzbarkeit einiger dieser Nebenprodukte und ihrer Inhaltsstoffe, wie etwa des Benzols, Teers und Ammoniaks entdeckte man um die Mitte des 19. Jahrhunderts. Ihre industrielle Verarbeitung ließ allerdings noch bis ca. 1900 auf sich warten.