Can Coal Mine Fires Be Extinguished?
By Greetz Remi (Language Dutch)

Profielwerkstuk Compleet true

Project:

Onderwerp: Verbranding van Steenkool

Vraagstelling: Wat zijn de reactieproducten van steenkool?

Hypothese: De waarschijnlijke reactieproducten zijn koolstofdi- en koolstofmonoxide, stikstof, roet, water en zwaveldioxide.

Begeleider: Ing. J.A. Vendeloo

Leerling: Remi van der Wijk

Uitvoering (1^e deel 12/03/08):

·        Als eerste hebben we geïnventariseerd wat de aanwezige spullen waren en stelden we een proefopstelling op (zie getekende bijlage).

·        We vulden de bolbuis met houtskool, er was geen steenkool aanwezig dus gebruikten we houtskool. We verwarmde het houtskool met de bunsenbrander en zette het aquariumpompje aan waardoor er een gasstroom ontstond.

·        Deze gasstroom leidden we door joodwater. Hierdoor zou joodwater reageren met zwaveldioxide en zou het joodwater ontkleuren. Het joodwater ontkleurde niet en dit komt doordat houtskool wordt gereinigd en dus wordt gezuiverd van alle zwavel.

·        Vervolgens leidde we het gas door helder kalkwater wat wel reageerde volgens de volgende reacties:

1.     CO₂ (g) + H₂O (l) ® H₂CO₃ (aq)

2.     H₂CO₃ (aq) + 2 OH^- (aq) ® CO₃^2- (aq) + 2 H₂O (l)

3.     Ca²⁺ (aq) + CO₃^2- (aq)® CaCO₃ (s)

Hierdoor werd het kalkwater troebel.

·        Na deze twee proeven is aangetoond dat koolstofdioxide ontstaat. Echter is nog niet aangetoond dat zwaveldioxide ontstaat. Bij het vervolg van de proef zou ik een CO-melder meenemen en een wat meer op steenkool gelijkende kool.

Uitvoering (2^e deel 26/03/08):

·        De proefopstelling van de vorige proef stond nog klaar dus die hoefden we niet meer op te stellen. Echter was er een probleem met de koolstofmonoxidemelder. Deze bleek defect te zijn en na een kort telefoontje werd afgesproken met de leverancier een nieuwe te zenden.

·        Hierna vulden we de bolbuis met fijngestampte kolen en zette er wederom een bunsenbrander onder. Na het aanzetten van het pompje stroomde een witte nevel door de buizen heen. Hierover later meer. Ook was een geelzwarte laag te zien op de bolbuis. Het gas werd geleid door joodwater wat mogelijk een klein beetje ontkleurde. Ook het heldere kalkwater werd wederom troebel.

·        Nadat we de pomp uit hadden gezet en de verbranding bijna uit was roken we aan het joodwater een lichte teer/zwavel geur. Er was ook een hele lichte verkleuring te zien. Ook na het helder maken van kalkwater door middel van salpeterzuur was er nog een lichte teer/zwavel geur te ruiken.

·        De aanslag kan een combinatie zijn van teer, onverbrande koolwaterstoffen en zwavel. De nevel zal ook een combinatie zijn van onverbrande koolwaterstoffen en andere onvolledig verbrandde gassen. Er zal dus wel zwaveldioxide ontstaan maar in mindere mate dan verwacht. Ook zal op 02/04/08 de koolmonoxidemelder getest worden die weer geleverd is door liff.

Uitvoering (3^e deel 01/04/08):

·        De proefopstelling stond er nog steeds dus was het slechts een kwestie van bijvullen van de kolen en een filter maken voor de onverbrande koolwaterstoffen die waren ontstaan vorige keer. Nadat alles klaar was gezet (zie bijlage), ontbrandden we op dezelfde manier als vorige keer de kolen. Wederom ontstond een teerachtig goedje op de bolbuis.

·        De koolmonoxidemelder begon vrij snel te piepen met een uitslag van boven de 999 ppm. Ook toen het gas niet direct op de melder werd geleid ging hij vrij snel piepen met een uitslag van 240 ppm. Bij deze uitslagen hadden wij echter moeten sterven wat niet is gebeurd. Vraag is daarom of de melder alleen op koolmonoxide reageert of ook op andere gassen. Deze vraag is niet te beantwoorden doordat we er niet achter kwamen hoe de melder werkte.

Conclusie:

De vraagstelling was welke verbrandingsproducten ontstaan bij de verbranding van steenkool. Ik dacht toen: zwaveldioxide, koolmono- dioxide, water en in geringe hoeveelheid stikstof.

Aangetoond is koolmono- en dioxide. Water moet wel ontstaan. Van zwaveldioxide is het niet helemaal zeker dat het ontstaat aangezien er een zeer kleine verkleuring was. Met spectrometer was dit misschien beter gegaan. Ook zijn er onverbrande koolwaterstoffen ontstaan.