Quelltext der Seite Schwelerei (Kohle)

Eine '''Schwelerei''' (auch '''Schwelwerk''') ist eine industrielle Anlage zur [[Kohleveredlung]], in der bei Temperaturen von 400 bis 650 °C unter Luftabschluss die Umwandlung von [[Braunkohle]] oder [[Steinkohle]] zu [[Urteer|Schwelteer]], [[Mittelöl|Mittel-]] und [[Leichtöl]], [[Schwelgas]] und [[Grude (Koks)|Grudekoks]] erfolgt. Der Vorgang der '''Verschwelung''' wird auch '''Tieftemperaturverkokung''', allgemein ''[[Pyrolyse]]'' genannt.

== Technologie ==
{{Hauptartikel|Pyrolyse}}

Schwelung ist die thermische [[Kohleveredlung|Veredlung von Kohle]], in deren Ergebnis Gase ([[Kohlenoxid]]e, [[Wasserstoff]], [[Methan]]), flüssige Produkte ([[Teer]]) und [[Koks]] entstehen. Diese thermische Umwandlung wird zur Abgrenzung von der üblichen [[Kokerei|Verkokung]] auch ''Tieftemperaturverkokung'' genannt. Wie bei der Verkokung fallen bei der Schwelung Koks, Teer, wässrige Kondensate und Gase an.<ref name="Brand">Leo Brand (Hrsg.): ''Forschungsberichte des Wirtschafts- und Verkehrsministeriums Nordrhein-Westfalen. Herstellung und Untersuchung von Steinkohlenschwelteer.'' Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, 1953, S. 4, 8 f, 43.</ref> Verschwelung findet bei Temperaturen von 400 bis 650 °C, Verkokung bei Temperaturen von 800 bis 1100 °C statt.<ref>[https://braunkohle.de/glossareintrag/braunkohlenverkokung-bzw-verschwelung/ Braunkohlenverkokung bzw. -verschwelung] [[DEBRIV]], abgerufen am 7. Oktober 2023.</ref> Zwar unterscheiden sich Verkokung und Schwelung nicht grundsätzlich voneinander; infolge der unterschiedlichen Prozesstemperaturen führen sie jedoch zu verschiedenen Produkten. So enthält Teer aus der Verkokung hauptsächlich [[Aromaten]], während Schwelteer sehr reich an [[Aliphaten]] ist.<ref name="Osteroth">Dieter Osteroth: ''Von der Kohle zur Biomasse: Chemierohstoffe und Energieträger im Wandel der Zeit.'' Springer-Verlag, 1989, S. 91–97.</ref>

== Produkte ==
Der in Schwelereien gewonnene [[Teer]] wird [[Urteer|Schwelteer]], Urteer, Primärteer, auch [[Teer#Gewinnung|Braunkohlenteer]] beziehungsweise [[Steinkohlenteer]] genannt. Dieser Teer kann durch direkte oder indirekte [[Hydrierung]] oder [[Destillation]] zu [[Motorenbenzin|Benzin]], [[Dieselkraftstoff|Dieselöl]], [[Heizöl]], [[Paraffin]], [[Pech (Stoff)|Teerpech]], [[Phenole]]n und [[Pyridin]]basen weiterverarbeitet werden. Als Rückstandsprodukte können in Schwelereien auch [[Mittelöl]]e, die direkt als [[Dieselkraftstoff]]e Verwendung finden, und/oder [[Leichtöl]]e zur Herstellung von [[Motorenbenzin]] erzeugt werden. [[Schwelgas]] ist ein weiteres mögliches Produkt, welches als [[Stadtgas]] und im eigenen Schwelwerk als [[Heizgas]] genutzt werden kann. Bei der Verschwelung bleibt nach dem Abtrieb des Teers in den Schwelöfen Schwelkoks (auch Halbkoks oder [[Grudekoks]] genannt) zurück, der als [[Brennstoff]] dient oder in Generatoren zu [[Synthesegas]] umwandelbar ist.<ref name="Osteroth" /><ref name="Gölzau">Kultur- und Heimatverein Weißandt-Gölzau 1990 e.&nbsp;V. (Hrsg.): ''Weißandt-Gölzau, Wirtschaftsstandort mit Tradition'', Horizont Projekt, 2007, S. 3 f.</ref>

== Geschichte ==
[[Datei:LBS MH03-1860.jpg|mini|Schwelerei und Tagebaugruben bei [[Deuben (Teuchern)|Deuben]], um 1927 (Neubau 1936, Stilllegung 1990)]]
[[Datei:Schwelwerkgölzau.jpg|mini|Schwelwerk [[Gölzau]], 1928 (Stilllegung 1965)]]
[[Datei:Kraft- und Schwelwerk Wölfersheim 1929.jpg|mini|[[Kraftwerk Wölfersheim|Braunkohlen-Schwel-Kraftwerk]] der Hessen-Frankfurt AG (HEFRAG) in [[Wölfersheim]], 1929 (Stilllegung 1954)]]

Während sich die Hochtemperaturverkokung aus den Bedürfnissen der Eisen- und Stahlindustrie, des Hochofenbetriebs, entwickelte, war insbesondere in Deutschland das primäre Ziel der Verschwelung, aus Stein- und Braunkohlen möglichst viel flüssige Produkte zu erhalten. Die Anfänge der Schwelerei gehen bis ins 17. Jahrhundert zurück. Zu dieser Zeit wurden in [[Meiler (Ofen)|Erdmeilern]] für die Pyrolyse überwiegend Holz, aber auch schon Steinkohle zur Erzeugung von Teer und Koks verwendet. Die Erträge waren gering, sodass von einer so weit zurückliegenden Schwelindustrie keine Rede sein kann.<ref name="Osteroth" />

In England führte 1851 der Chemiker [[James Young (Chemiker)|James Young]] die Schwelerei von [[Bogheadkohle]] in einem eigens errichteten Werk ein. Sein Verfahren zur trockenen Destillation von Steinkohle und [[Ölschiefer]] bei tiefen Temperaturen wurde in England und den Vereinigten Staaten patentiert. In den nächsten zehn Jahren entstanden in nordamerikanischen Hafenorten Schwelereien und Ölraffinerien, die importierte Bogheadkohle nach dem Young-Verfahren verarbeiteten.<ref>Wolfgang Scheinert: ''Die Grube Messel als Mineralölwerk: Ölschieferabbau und -verarbeitung vor dem UNESCO-Welterbe-Titel.'' In: ''Mitteilungen'', Bd. 24, Gesellschaft Deutscher Chemiker/Fachgruppe Geschichte der Chemie, Frankfurt/Main, 2014, S. 136.</ref> Diese Industrie fand in den 1870er Jahren einen frühen Abschluss, als die Verwendung von texanischen Erdöl einsetzte.<ref name="Brand" />

In Deutschland starteten ab den 1820er Jahren verschiedene Schwelereien, die teils mit bituminösem Schiefer, teils mit [[Blätterkohle]] oder Bogheadkohle sowie Braun- und Steinkohle betrieben wurden.<ref name="de Grahl">Gustav de Grahl: ''Wirtschaftliche Verwertung der Brennstoffe als Grundlage für die gedeihliche Entwicklung der nationalen Industrie und Landwirtschaft.'' Oldenbourg, 1923, S. 104–105.</ref> Allerdings verlief die Entwicklung in Deutschland vollkommen unabhängig von England und den USA.<ref name="Brand" />

1855 eröffnete die Sächsisch-thüringische AG für Braunkohlenverwertung im [[Zeitz-Weißenfelser Braunkohlerevier]] die erste deutsche industrielle Schwelerei nebst Paraffin- und Mineralölfabrik in [[Gerstewitz]]. Dem folgte die Schwelerei Anna-Antonie bei [[Deuben (Teuchern)|Deuben]] (1857–1931), die Berlin-Wildschützer Paraffin- und Mineralölfabrik (1857–1884) in Wildschütz (heute ein Ortsteil von [[Teuchern]]) und zahlreiche weitere Unternehmen, womit sich das Zeitz-Weißenfelser Braunkohlerevier zur „Wiege der deutschen [[Kohlechemie|Carbochemie]]“ und zu einem Pyrolysezentrum entwickelte. Die Hauptprodukte waren [[Leuchtöl]], Paraffine, Teer und Mineralöle.<ref>Dirk Hackenholz: ''Die elektrochemischen Werke in Bitterfeld, 1914-1945. Ein Standort der IG-Farbenindustrie AG.'' LIT Verlag Münster, 2004, S. 46.</ref><ref>[https://www.agreement-berlin.de/wp-content/uploads/2017/04/doku-18_Zeitz-Weissenfels.pdf Mitteldeutsches Braunkohlenrevier, Wandlungen und Perspektiven, Heft 18, Zeitz/Weißenfels, S. 13.] LMBV, abgerufen am 7. Oktober 2023.</ref>

Zwischen 1822 und 1940 gingen allein im Raum Weißenfels-Zeitz 43 Schwelereien in Betrieb.<ref name="LMBV 11" >[https://agreement-berlin.de/wp-content/uploads/2020/01/Doku_Veredlung_Mideu-Sued_20200131_Web.pdf Braunkohlenveredlung in Mitteldeutschland] LMBV, abgerufen am 9. Oktober 2023.</ref> 1909 wurden hier 16,3 Millionen [[Hektoliter]] Kohle zu 62.363 Tonnen Teer verschwelt.<ref name="de Grahl" /> Doch ein Großteil dieser Anlagen wurde zu Beginn des 20. Jahrhunderts schon wieder stillgelegt, da Aktiengesellschaften kleinere Unternehmen verdrängten.<ref name="LMBV 11" /> Im Jahr 1919 liefen in Deutschland 31 Braunkohlenschwelereien, die zusammen 79.000 Tonnen Teer und 435.000 Tonnen Grudekoks herstellten.<ref name="Neumann">Bernhard Neumann: ''Lehrbuch der Chemischen Technologie und Metallurgie. 3. Auflage. Brennstoffe Anorganische Industriezweige.'' Springer-Verlag, 1939, S. 202–204.</ref>

Ab dem Jahr 1914 arbeitete das neu gegründete [[Kaiser-Wilhelm-Institut für Kohlenforschung]] intensiv auf dem Gebiet der Steinkohlenschwelung. Während des Ersten Weltkriegs wurden infolge des Erdölmangels innerhalb kürzester Zeit mit staatlichen Mitteln fünf Steinkohleschwelanlagen errichtet, vier im [[Ruhrgebiet]], eine in Hamburg. Auch diese Werke lehnten sich in keiner Weise an englische oder US-amerikanische Vorbilder an: Ziel war nicht wie in England oder in den USA die Gewinnung von Schwelkoks, sondern die Gewinnung von [[Urteer]], der zu [[Marinedieselöl]] und anderen Kraftstoffen verarbeitet werden konnte.<ref name="Brand" />

Die fünf Steinkohleschwelwerke arbeiteten mangels ausgereifter Technologie unwirtschaftlich, weshalb kurz nach dem Ersten Weltkrieg ihr Abbruch erfolgte. Infolge der [[Autarkie#Weimarer Republik|Autarkiebestrebungen in der Weimarer Republik]] wurde ab Beginn der 1920er Jahre die Forschung und Entwicklung der Kohleveredlung erheblich intensiviert. Den Durchbruch zu Großleistungs-Schwelanlagen bei der Verarbeitung von Braunkohle brachte der [[Lurgi]]-Spülgas-Schwelofen, dessen Entwicklung 1925 aufgenommen wurde.<ref name="Osteroth" /> Moderne Schwelwerke entstanden zu dieser Zeit in verschiedenen deutschen Braunkohlerevieren; 1929 existierten 21 Braunkohleschwelereien in der [[Provinz Sachsen]], drei in [[Volksstaat Hessen|Hessen]], drei in [[Anhalt]] und je eine in [[Freistaat Sachsen|Sachsen]], [[Land Thüringen (1920–1952)|Thüringen]], [[Freistaat Oldenburg|Oldenburg]] und [[Volksstaat Württemberg|Württemberg]].<ref>[https://www.statistischebibliothek.de/mir/servlets/MCRFileNodeServlet/DEAusgabe_derivate_00001384/Wirtschaft_und_Statistik-1931-01.pdf ''Wirtschaft und Statistik'', Januar 1931, S. 5.] [[Statistische Bibliothek]], abgerufen am 10. Oktober 2023.</ref>

Auch Steinkohleschwelanlagen waren 1929 in Deutschland in Betrieb; sie arbeiteten unter Bewegung des Schwelguts, hauptsächlich in Drehöfen der Firmen [[Bauwerke in Bockenheim#Maschinenfabrik Fellner & Ziegler|Fellner & Ziegler]] und [[Thyssenkrupp#Thyssen AG|Thyssen]], befanden sich aber insbesondere im Ruhrgebiet bei [[Friedrich Krupp AG|Krupp]] und auf [[Zeche Mathias Stinnes]] in einem neuen Abschnitt der Entwicklung.<ref>Deutsche Chemische Gesellschaft (Hrsg.): ''Chemisches Zentralblatt, Band 4.'' Verlag Chemie, 1921, S. 605.</ref><ref name="Spausta" >Franz Spausta: ''Treibstoffe für Verbrennungsmotoren.'' Springer-Verlag, 1939, S. 33–34, S. 184.</ref> Die Grundlagenforschung der Steinkohlenschwelerei war eng mit den Chemikern [[Franz Fischer (Chemiker)|Franz Fischer]], [[Hans Tropsch]] und [[Fritz Müller (Chemiker)|Fritz Müller]] verknüpft, die in der Verbindung von Schwelung und [[Fischer-Tropsch-Verfahren|Kohlenwasserstoff-Synthese]] beziehungsweise [[Bergius-Pier-Verfahren|Hydrierverfahren]] eine optimale Ausnutzung des Chemierohstoffes Kohle sahen.<ref>Waldemar Scheithauer, Edmund Graefe: ''Die Schwelteere. Ihre Gewinnung und Verarbeitung.'' Springer-Verlag, 1922, S. 215.</ref><ref name="Fritz Müller">[https://www.deutsche-biographie.de/sfz66427.html Müller, Fritz] Deutsche Biographie, abgerufen am 23. Oktober 2023.</ref> So ergaben die späteren [[Hydrierwerk|Hydrier- und Synthesewerke]] weit höhere Ausbeute als herkömmliche Schwelverfahren, wobei einige der Werke mit den eigentlichen Prozess der Kunstölerzeugung gekoppelt waren.<ref>[https://anno.onb.ac.at/pdfs/ONB_ovw_19370206.pdf Wilhelm Mautner: ''Deutschlands Selbstversorgung mit Mineralölen.'' In: ''Der Oestereichische Volkswirt'' vom 6. Februar 1937, S. 368.] [[ANNO]], abgerufen am 24. Oktober 2023.</ref>

Von den deutschen Steinkohlen eigneten sich die Kohlearten aus dem [[Saarrevier]] und dem [[Oberschlesisches Industriegebiet|Oberschlesischen Revier]] ''nicht'' für die Hochtemperaturverkokung, wohl aber für die Verschwelung. Im Ruhrgebiet fanden sich besonders gute Steinkohlevorkommen für die Verschwelung im nördlichen Teil der [[Emscher]] und der [[Lippe (Fluss)|Lippe]].<ref name="Spausta" /> Die Verschwelung von Steinkohle gelangte erstmals 1937 auf den Anlagen der [[Krupp Treibstoffwerk]]e in [[Wanne-Eickel]] zur großindustriellen Durchführung.<ref name="Brand" /> In Kombination mit einer [[Fischer-Tropsch-Verfahren|Fischer-Tropsch-Anlage]] gingen hier 67 Otto-Hoffmann-Regenerativ-Koksöfen und eine großtechnische Schwelanlage mit sechs Krupp-Lurgi-Schwelöfen ([[Durchsatz]] 200.000 t/a) in Betrieb.<ref name="Fritz Müller"/><ref>[https://media.essen.de/media/histiorisches_portal/historischesportal_dokumente/bergbau/20140725_Bergbau_Nordviertel.pdf Karlheinz Rabas, Karl Albert Rubach: ''Bergbauhistorischen Atlas für die Stadt Essen.'' In: Historisches Portal Essen, Bergbau, S. 3.] Historischer Verein für Stadt und Stift Essen e.&nbsp;V., abgerufen am 24. Oktober 2023.</ref> Der Otto-Hoffmann-Regenerativofen konnte mit eigenem Gas beheizt werden und erzeugte noch Überschussgas, das weiterverkauft als [[Leuchtgas]] hohe Zusatzgewinne versprach.<ref>[https://www.ruhr-uni-bochum.de/wug/forschung/aktuell/kokerei.html Aufstieg und Blüte der deutschen Kokereiindustrie] Ruhr-Universität Bochum, abgerufen am 24. Oktober 2023.</ref> In der Folge nahmen verschiedene Unternehmen den Betrieb von leistungsstarken Steinkohlenschwelereien auf, unter anderem [[Hoesch-Benzin]] in Dortmund, [[Schaffgotsch-Benzin]] in Schlesien und [[Grube Heinitz|Zeche Heinitz]] bei [[Neunkirchen (Saar)]].<ref name="Spausta" />

In den deutschen Braunkohleschwelwerken wurden ab 1935 nur noch Schwelöfen von Lurgi verbaut.<ref name="Osteroth" /> Im gleichen Jahr ging in [[Böhlen (Sachsen)|Böhlen]] bei Leipzig eines der größten deutschen Schwelwerke in Betrieb. Mit einem [[Durchsatz]] von 1,5 Millionen Tonnen [[Brikett]]s konnte diese Schwelerei jährlich 200.000 Tonnen Braunkohlenteer erzeugen, während der Großteil des Grudekokses zur Staubkohlenfeuerung in das gleichzeitig errichtete Böhlener [[Kohlekraftwerk|Großkohlekraftwerk]] und zur [[Vergasen|Vergasung]] in [[Winkler-Generator]]en zur [[Synthesegas]]herstellung gelangte. In unmittelbarer Nähe errichtete die [[Brabag]] eine große [[Bergius-Pier-Verfahren|Bergius-Pier-Anlage]] zur Weiterverarbeitung des gewonnenen Schwelteers.<ref name="Neumann" />

Während beim Bergius-Pier-Verfahren alle in Frage kommenden festen, flüssigen, wasserstoffarmen und wasserstoffreichen Rohstoffe (Stein- und Braunkohle, Teere, Koks, Schwelkoks, Schieferöle etc.) verarbeitet werden konnten, basierte das Fischer-Tropsch-Verfahren damals in erster Linie auf der Umwandlung fester Brennstoffe (vor allem Schwelkoks) in Synthesegas.<ref>Franz Spausta: ''Treibstoffe für Verbrennungsmotoren. Erster Band. Flüssige Treibstoffe und ihre Herstellung.'' Springer-Verlag, 1953, S. 184.</ref> Neben Hydrier- und Synthesewerken entstanden zwischen 1935 und 1945 in Deutschland noch weitere Großschwelereien, die Tagesleistungen von mehreren Tausend Tonnen Schwelkohle besaßen. Allein in deutschen Braunkohleschwelwerken arbeiteten 96 Lurgi-Schwelöfen, die zusammen jährlich 1,1 Millionen Tonnen Teer erzeugen konnten.<ref name="Osteroth" /> 1938 wurde in [[Espenhain]] der Grundstein für einen der damals größten Industriekomplexe Deutschlands gelegt. In kurzer Zeit realisierte die [[Aktiengesellschaft Sächsische Werke|ASW]] das gigantische Bauvorhaben und errichtete zwischen 1938 und 1944 die bis dahin größte Brikettschwelerei der Welt und das modernste Kraftwerk Deutschlands.<ref name="LMBV 11" />

Nach 1945 fand die Verschwelung von Kohle in den [[Westzone]]n zunehmend keine Anwendung mehr, da jener erfolgreiche Verdrängungsprozess durch Erdöl und Erdgas einsetzte, dem im Westen Deutschlands bis auf die Hochtemperatur-Kokereien alle thermisch-chemischen Kohleveredlungsanlagen innerhalb kurzer Zeit zum Opfer fielen.<ref>[[Manfred Rasch]]: ''Industrielle thermisch-chemische Kohlenveredlung.'' In: [[Günter Bayerl]]: ''Braunkohleveredelung im Niederlausitzer Revier. 50 Jahre Schwarze Pumpe.'' Waxmann Verlag, 2009, S. 65–66, 72.</ref>

In der [[DDR]] wurden Schwelwerke mangels Erdöl zur Treibstoffgewinnung bis 1990 betrieben. Die giftigen und übelriechenden Schwelerei-Abwässer waren eine Hauptursache der Umweltbelastung, insbesondere in den Flüssen. Beim [[Abriss (Bauwesen)|Rückbau]] der ehemaligen Kohleindustrieanlagen der DDR im Zuge der deutschen Wiedervereinigung gehörten die Schwelwerke zu den an erster Stelle stillgelegten Betriebsteilen.<ref name="Gölzau"/> Zu den größten Schwelereien zählten bis 1990 das [[Kombinat Espenhain]], das [[Industriekraftwerk Deuben]] sowie die Werke in Böhlen und [[Rositz]].<ref>Jochen Bethkenhagen: ''DDR und Osteuropa: Wirtschaftssystem, Wirtschaftspolitik, Lebensstandard. Ein Handbuch.'' Springer-Verlag, 2013, S. 71.</ref>

== Literatur ==
* [[Waldemar Scheithauer]]: ''Die Schwelteere. Ihre Gewinnung und Verarbeitung.'' Springer-Verlag, 1922.
* [[Oskar Simmersbach]], Gustav Schneider: ''Grundlagen der Koks-Chemie''. Springer-Verlag, 1930.
* Hans-Joachim von Alberti: ''Böhlener Schwelfibel. Der Braunkohlenschweler. Ein Handbuch für Schwelerei – Maschinisten und Praktikanten.'' Verlag Wilhelm Knapp, 1951.

== Einzelnachweise ==
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[[Kategorie:Chemisch-technisches Verfahren]]
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[[Kategorie:Kohleverschwelung]]
[[Kategorie:Kohletechnische Anlage]]