Meilerverfahren
Bei den Meilerverfahren wird ein Teil des Kohlgutes durch gezielte Luftzufuhr im Meiler (Reaktor) verbrannt. Die hierbei entstehenden heiBen Verbrennungsgase durchstromen das Kohlgut; dadurch findet eine Erwarmung und Trocknung statt. Durch diese Teil-Verbrennung des Kohlgutes sinken die Kohleausbeuten entspre — chend.
Der groBte Teil der weltweit produzierten Holzkohle wird in solchen Holzkoh — lemeilern hergestellt /12-32/. Regional haben sich verschiedene Formen entwi — ckelt. Sie werden nachfolgend kurz dargestellt.
Erdmeiler. In landlichen Gegenden von Entwicklungslandern werden haufig in der Nahe des Rohstoffs Erdmeiler errichtet, in denen Holzmengen von wenigen Kubikmetern verkohlt werden. Hierbei wird Scheitholz entweder in langliche oder runde Gruben eingebracht oder es werden mit Scheitholz runde Haufwerke mit mehreren Metern Hohe aufgesetzt. Unterirdische Erdmeiler werden in der Regel mit Wellblech abgedeckt, auf welches anschlieBend Erdreich zur besseren Abdich — tung aufgebracht wird. Bei oberirdischen Meilern wird auf den Scheitholzhaufen eine Laubschicht aufgebracht, die anschlieBend mit Erdreich abgedeckt wird.
Die Scheitholzhaufen werden so aufgesetzt, dass in der Mitte ein Freiraum ver- bleibt, der mit leicht entzundbarem Material (z. B. Reisig) gefullt wird. Um einen ausreichenden Luftzutritt in der Zundphase zu gewahrleisten, muss zusatzlich ein entsprechender Luftkanal freigehalten werden. Vor dem Zunden des Meilers werden an einigen Stellen — gleichmaBig uber den Meiler verteilt — Locher zum Aus — tritt der Schwelgase in die isolierende Erdschicht gestoBen. Nach dem Zunden des Meilers wird der Zuluftkanal so lange offen gehalten, wie heller Dampf aus den Abzugsoffnungen austritt. Erst wenn das Nachlassen der intensiven Dampfent — wicklung das Ende der Trocknungs — und Aufheizphase signalisiert (mit dem Ein — setzen der exothermen Umsetzungsreaktionen andert sich die Farbe des austreten — den Abgases in Richtung braun-gelb), wird der Zuluftkanal weitgehend geschlos — sen. Wenn nach einiger Zeit die Farbe der Schwelgase dann von braun-gelb nach eher farblos umschlagt, ist die Verkohlung im Meiler abgeschlossen. Der gesamte Meiler wird dann gut mit Erdreich abgedeckt, um den Zutritt weiterer Luft zu un — terbinden, damit es nicht zur Verbrennung der produzierten Holzkohle kommt. Es folgt die Abkuhlphase, die je nach MeilergroBe ein bis mehrere Tage dauern kann. Danach kann vorsichtig mit der Meileroffnung begonnen werden; eventuell noch vorhandene Glutnester mussen dabei moglichst sofort erkannt und abgeloscht wer — den.
Samtliche entstehenden Schwelgase aus dem Meiler werden bei den Erdmeilern in die Atmosphare abgegeben; dies fuhrt zu einer erheblichen Belastung der damit beschaftigten Personen und ist mit einer entsprechenden Umweltbelastung nicht nur in unmittelbarer Nahe des Meilers verbunden.
Die in Erdmeilern erzielbaren Ausbeuten liegen in der Regel zwischen 20 und 25 % bezogen auf die Trockenmasse des eingesetzten Holzes. Die Ausbeute hangt entscheidend ab von der Gute der Abdeckung, von der Feuchte des Kohlgutes und von dem Konnen des Kohlers, den Prozess zu kontrollieren. Fur die Holzkohleher — stellung in Erdmeilern sind auBer Sagen, Schaufeln und Sieben keine weiteren technischen Hilfsmittel notwendig. Dafur ist der Einsatz manueller Arbeit — unter z. T. extremen Bedingungen — sehr hoch. Naherungsweise mussen etwa 10 % der gesamten Verkohlungszeit fur das Errichten des Meilers, 30 % fur die Verkohlung, 40 % fur die Auskuhlung des Meilers und 10 % fur die Entnahme der Holzkohle veranschlagt werden. Da wahrend der Verkohlungs — und der Auskuhlphase nur Kontrollarbeiten anfallen, werden meistens mehrere Meiler zeitlich versetzt betrie — ben.
Holzkohle aus Erdmeilern enthalt normalerweise einen betrachtlichen Anteil an nicht vollstandig durchgekohlten Stucken. Bedingt durch die Abdeckung mit Erd — reich ist die Kohle oftmals verschmutzt; dies erhoht den Aschegehalt.
Gemauerte Meiler. Im Gegensatz zu Erdmeilern handelt es sich bei gemauerten Meilern um stationare Verkohlungseinrichtungen, die fur eine langere Betriebszeit eingerichtet werden und zu denen das Kohlgut hintransportiert werden muss. Die isolierende Erdschicht ist hierbei durch Wande aus Mauerwerk oder Lehm ersetzt.
Gemauerte Meiler mit rechteckiger Form hatten nur in Nordamerika fur eine kurze Zeit eine gewisse Bedeutung. Bedingt durch die hohe thermische Belastung der Gebaude durch die regelmaBigen erheblichen Temperaturwechsel entstehen leicht Undichtigkeiten am Meiler. Sie sind nur schwer zu vermeiden, da sich Mei — ler mit dieser Form meist ungleichmaBig erwarmen. Rechteckige Meiler haben sich deshalb am Markt nicht durchsetzen konnen.
In Brasilien, Argentinien und in Sudostasien werden — auch heute noch — runde gemauerte Meiler betrieben /12-32/. Sie haben im Vergleich zu rechteckigen Mei — lern den Vorteil, dass der Verkohlungsprozess insgesamt gleichmaBiger verlauft und wesentlich besser kontrolliert werden kann. AuBerdem halt die runde Bauform mit einer Kuppel als Dach dem standigen Wechsel der Temperaturen besser stand. Die verwendeten Baumaterialien (meist halbgebrannte Lehmziegel und eine Mi — schung aus Lehm und Holzkohleasche als Mortel) erleichtern das Ausbessern von Leckstellen, die sich zwangslaufig im Laufe der Zeit bilden.
Beispielsweise konnen in einem solchen gemauerten brasilianischen "Bienen- korb"-Meiler mit 5 m Durchmesser (Abb. 12.14), der mit lokal verfugbaren Mate — rialien gebaut werden kann, pro Charge ca. 20 t Holz verkohlt werden. Die Le — bensdauer eines derartigen Meilers betragt etwa 5 Jahre. Ein Verkohlungszyklus dauert etwa 11 bis 13 T age, wobei 1 bis 2 T age auf das Be- und Entladen entfal — len. Die Kohleausbeute bezogen auf die eingesetzte Holztrockenmasse liegt bei rund 25 % bei einem Wassergehalt von ca. 26 % im Kohlgut. In der Regel werden mehrere solcher Meiler parallel nebeneinander betrieben; fur den Betrieb von 36 Meilern sollen 10 Arbeiter ausreichend sein.
Transportierbare metallische Meiler. Um die hoheren Ausbeuten von gemauer — ten Meilern mit der Ortsungebundenheit von Erdmeilern zu kombinieren, wurden transportable Meilertypen (z. B. Mark V /12-30/) entwickelt. Sie bestehen aus aufeinander setzbaren, runden Metallsegmenten (Abb. 12.15), die mittels eines Lkw in die Nahe des Rohstoffes transportiert werden. Auch hier werden in der Regel mehrere Meiler parallel betrieben.
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Auch fur dieses Meilerverfahren gilt, dass generell nur vorgetrocknetes Holz (d. h. Wassergehalt um 26 %) eingesetzt werden sollte. Wird feuchteres Holz ver — wendet, erhoht sich die Verkohlungszeit erheblich bei gleichzeitiger Verminde — rung der Gesamtausbeute und der Holzkohlequalitat. Problematisch ist auch — wie bei allen Meilerverfahren — die Belastung des Personals und der Umwelt durch
luftgetragene Stofffreisetzungen, da rund ein Drittel des Holztrockengewichtes groBtenteils in Form von unverbrannten Kohlenwasserstoffen (d. h. Teerbestand — teile) an die Atmosphare abgegeben werden.