Im In der Durch Im
Kokscondensator Waschmaschine Laming's Kalkreiniger
Mittel
Kohlensäure 1 5 1 29
Schwefelwasserstoff -- 10 2 3
Ammoniak 5 5 -- --
Kohlenoxyd -- -- 32 --
Sauerstoff -- 3 -- --
Das ursprüngliche Volumen des Gases wird folglich immer kleiner und
zwar bleiben von den 1000 Kubikfuss rohem Gas nach dem Austritt aus
dem Kokscondensator noch 994 Kubikfuss
der Waschmaschine " 971 "
dem =Laming='schen Mittel " 936 "
dem Kalkreiniger " 914 "
dabei vorausgesetzt, dass die übrigen Bestandtheile des Gases keine
Veränderung erleiden, was mit Ausnahme von kleinen Mengen von Grubengas
und schweren Kohlenwasserstoffen in der That der Fall ist. Zu dem durch
Absorption allmälig abnehmenden Gasvolumen kommt aber in jedem
Reinigungsapparat ein gewisses Quantum von Sauerstoff und Stickstoff in
Gestalt von atmosphärischer Luft.
In 1000 Kubikfuss rohen Gases sind nach der sub a angeführten Analyse
zusammen 51 Kubikfuss Sauerstoff und Stickstoff enthalten. Diese Menge
vermehrt sich in
dem Kokscondensator um 4 Kubikfuss
der Waschmaschine " 20 "
dem =Laming='schen Mittel " 33 "
dem Kalkreiniger " 55 "
Hierdurch wird das Gesammtvolumen des Gases in jedem Apparate wieder
vergrössert, und zwar beträgt, wenn man die Schwankungen in der Menge
des Grubengases und der schweren Kohlenwasserstoffe in Betracht zieht,
das effective Gesammtvolumen des Gases von 1000 Kubikfuss nach dem
Austritt aus
dem Kokscondensator noch 999 Kubikfuss
der Waschmaschine " 990 "
dem =Laming='schen Mittel " 988 "
dem Kalkreiniger " 966 "
wobei vorausgesetzt wurde, dass Temperatur und Druck, während das Gas
durch die Reinigungsapparate ging, unverändert blieben.
[Sidenote: Vertheilung des Leuchtgases.]
=Die Vertheilung des Leuchtgases.= Das in dem Gasometer angesammelte Gas
wird den Consumenten auf zweierlei Weise zugeführt: entweder durch
Röhrenleitungen, oder in Schläuchen oder gasdichten Blechkasten durch
Transport auf der Axe. Die Vertheilung des Leuchtgases durch
=Röhrenleitungen= ist der bei weitem häufigere Fall. Der Druck, durch
welchen die Bewegung des Gases in den =Leitungsröhren= bedingt wird, ist
der einer bestimmten Wasserhöhe entsprechende Druck des Gasometers. Von
der Grösse dieses Druckes und von der Menge des Gases, welche in einem
bestimmten Zeitraume auf eine gewisse Entfernung durch die Röhre geleitet
werden soll, aber auch von dem specifischen Gewichte des Leuchtgases und
den Abweichungen der Röhre von der Horizontalen ist der Durchmesser
abhängig, welcher der Röhre gegeben werden muss, damit die Bewegung durch
die Reibung, welche das Gas in den Röhren erleidet, nicht verzögert und
daher in grösseren Entfernungen der Druck auf das fortbewegte Gas in dem
Grade vermindert werde, dass die Flammenhöhe des Brenners abnehme.
Die =Röhren zur Hauptleitung= (die Strassenleitung) sind aus Gusseisen
und werden 0,6-1,6 Meter tief in die Erde gelegt; für die kleineren
=Zweigleitungen= (die Häuserleitung) bedient man sich meist starker
schmiedeeiserner Röhren. Die gusseisernen Leitungsröhren bestehen aus
der =Röhre=, dem =Muff= oder dem =Kopf=. Letzteres ist eine Erweiterung
der Röhre und soll das Ende der nächstfolgenden Röhre aufnehmen. An
solchen Stellen, wo eine Abzweigung stattfinden soll, wird der
Röhrenleitung eine sogenannte =Spundröhre= (eine mit kurzem Muffansatz
versehene Röhre) eingefügt. Bei Strassenkreuzungen kommt eine Röhre mit
zwei Spundröhren zur Anwendung. Die Röhren werden, nachdem sie auf ihre
Gasdichte geprüft worden sind, mit einem Theeranstrich versehen und
=gasdicht= mit einander verbunden, indem der Raum zwischen dem
eingeschobenen Röhrenstück und der inneren Wand des Muffes mit einem
geeigneten Kitt ausgefüllt wird. Ungeachtet sorgfältiger Verdichtungen
des Röhrensystemes ist ein Verlust an Gas nicht zu vermeiden. In
einzelnen Gasanstalten beträgt die Leckage 15-20 Proc. Selbst bei gut
und sorgfältig angelegten Röhrensystemen macht der Gasverlust 5-7 Proc.
der Jahresproduktion aus. Die Hauptrohrleitungen müssen möglichst weit
sein, um in Folge geringerer Reibung des Gases das Ausscheiden des
Naphtalins und der flüssigen Kohlenwasserstoffe zu verhindern. Um die
während der Fortbewegung des Gases in der Röhrenleitung condensirten
Wasserdämpfe und flüssigen Kohlenwasserstoffe, welche nach ihrer
Verdichtung der Strömung des Gases Hindernisse bereiten, zu beseitigen,
bringt man in der Röhrenleitung und zwar an den tiefst gelegenen
Stellen derselben =Wassersammler= (Wassertöpfe, Siphons) an. Die
Ableitungsröhren in den Gebäuden und im Innern derselben sind, wie oben
bemerkt, aus Schmiedeeisen, oder weit häufiger aus Blei. Die Bleiröhren
haben den grossen Vortheil der höchst bequemen Handhabung, aber auch
den Nachtheil der Leichtschmelzbarkeit. Zinn-, Messing- und
Kupferröhren sind zu theuer und haben, was die beiden letzteren
betrifft, ausserdem grosse Schattenseiten, die Leitungsröhren aus
Messing nämlich platzen sehr leicht in der Naht, wenn sie gebogen
werden, die Kupferröhren dagegen werden von dem Gas, besonders wenn es
vom Ammoniak nicht sorgfältigst befreit wurde, wahrscheinlich in Folge
von Bildung von salpetriger Säure stark angegriffen. Auch bilden sich
in den kupfernen Röhren explosive Gemische, wie =Crova= gezeigt hat,
wesentlich aus =Acetylen-Kupfer= bestehend, welche zu gefährlichen
Explosionen Veranlassung geben können.
[Sidenote: Hydraulisches Ventil.]
=Hydraulisches Ventil.= Dort, wo das Hauptrohr der Röhrenleitung aus dem
Gasbehälter tritt, ist, wie bereits oben erwähnt, ein Hahn angebracht,
welcher das Gas im Gasbehälter sperrt, wenn es nicht ausströmen soll.
Statt dieses Hahnes bringt man besser ein sogenanntes =hydraulisches
Ventil= an, welches im Wesentlichen wie ein Gasometer eingerichtet ist.
Es besteht aus einem eisernen mit Wasser angefüllten Gefässe _I K L M_
(Fig. 295). Das Rohr _A_ communicirt direct mit dem Gasometer und das
Rohr _B_ mit dem Hauptrohr der Röhrenfahrt; über beiden Röhren befindet
sich die Trommel _C E F D_, welche durch Gewichte _x_ und _y_ balancirt
wird. Hängt man das Gewicht _y_ aus, so senkt sich die Trommel so weit,
dass die Scheidewand _H_ durch das Niveau des Wassers taucht. Ist dies
der Fall, so ist die Communication zwischen _A_ und _B_ unterbrochen.
[Illustration: Fig. 295.]
[Sidenote: Gasdruck-Regulator.]
Der =Gasdruck-Regulator= hat den Zweck den Zufluss des Gases aus dem
Gasbehälter zu den Leitungsröhren zu reguliren. Im Wesentlichen besteht
der Regulator aus einer Gasometerglocke, die mit einem Kegelventil
verbunden ist, das sich selbstthätig öffnet oder schliesst, je nachdem
für das Bedürfniss zu viel oder zu wenig Gas ausströmt. Stelle man sich
vor, in einem kleinen Gasometer sei die Mündung des Einströmungsrohres
durch eine Platte verschlossen, welche in der Mitte mit einer nach
unten abgeschrägten Oeffnung versehen ist, in der ein mit der oberen
Spitze beweglich im Mittelpunkt der Glocke befestigter Kegel spielt.
Bei einer gewissen Stellung der Glocke tritt durch die ringförmige
Oeffnung am Kegel so viel Gas ein, als gerade nöthig ist, um einen
bestimmten Druck in den Leitungsröhren zu unterhalten. Man kann nun
diese Stellung dadurch erreichen, dass der Glocke ein bestimmtes
Gewicht gegeben wird, was durch Gegengewichte oder durch einen
Schwimmkasten erreicht wird. Erleidet nun der Druck oder die
Geschwindigkeit des einströmenden Gases eine Veränderung, so tritt für
den Moment eine grössere Gasmenge unter die Glocke, als dem
Normaldrucke entspricht. Dadurch hebt sich aber die Glocke, wodurch in
Folge des gleichzeitig in die Höhe gehenden Kegelventils die
ringförmige Oeffnung am Kegel verengt wird; die Glocke muss demnach
wieder herabgehen und zwar so weit, bis Gewicht der Glocke und Druck
sich miteinander ins Gleichgewicht gesetzt haben. Nimmt der Druck im
Gaszuführungsrohr ab, so findet das Gegentheil statt, die Glocke senkt
sich, die ringförmige Oeffnung am Kegel vergrössert sich und es wird
durch vermehrtes Nachströmen von Gas der normale Druck wieder
hergestellt.
[Sidenote: Prüfung des Leuchtgases.]
=Die Prüfung des Leuchtgases.= In dem Leuchtgase, so wie in den Flammen
der flüssigen und festen Leuchtmaterialien, sind es die sich
ausscheidenden Kohlepartikelchen, welche im weissglühenden Zustande das
Leuchten der Flamme bedingen. Alle Einflüsse, welche entweder die
Ausscheidung derartiger Kohletheilchen verhindern, oder dieselben durch
chemische Einwirkung vernichten, nehmen der Gasflamme sofort die
Leuchtkraft. Zu diesen Einflüssen gehören 1) übermässige Zufuhr von Luft
oder Sauerstoff; lässt man eine Gasflamme im Sauerstoffgase brennen, so
findet man, dass deren Leuchtstoff vernichtet ist; das Nämliche findet
statt, wenn man das Gas wie bei dem =Erdmann='schen Gasprüfer und der
=Bunsen='schen Gaslampe =vor= der Verbrennung mit atmosphärischer Luft
mischt. 2) Kohlensäure in der Gasflamme; kommt glühende Kohle mit
Kohlensäure zusammen, so bildet sich bekanntlich Kohlenoxydgas (CO_{2} +
C = 2CO), welches nicht mit leuchtender Flamme verbrennt. Da das
Elaylgas (C_{2}H_{4}) im glühenden Zustande in Methylwasserstoff
(Sumpfgas CH_{4}) und Kohlenstoff (C) zerlegt wird, letzterer aber eine
äquivalente Menge Kohlensäure zu Kohlenoxydgas reducirt, so ergiebt sich,
dass das Kohlensäuregas die Hälfte seines Volumens an Elaylgas der
Leuchtkraft beraubt. Angenommen, ein Leuchtgas mit 6 Proc. Elaylgas
enthalte zugleich 6 Proc. Kohlensäuregas, so würde durch letzteres die
Leuchtkraft von 3 Proc. Elaylgas vernichtet werden, woraus folgt, wie
wichtig die möglichst vollständige Abscheidung der Kohlensäure in dem
Kalkreiniger ist.
Ueber die Beziehungen der Lichtstärke einer Gasflamme zu der Menge der
in der Flamme ausgeschiedenen Kohletheilchen liegen nur wenige
Untersuchungen vor, doch wird man der Wahrheit ziemlich nahe kommen,
nimmt man an, dass beide approximativ in directem Verhältnisse stehen,
dass mithin ein Gas um so mehr leuchtet, je grösser die Menge des in
der Flamme ausgeschiedenen Kohlenstoffes ist. Allerdings ist hierbei
nicht zu übersehen, dass die Temperatur, bis zu welcher die
Kohletheilchen in der Flamme erhitzt werden, auf die Leuchtkraft
wesentlich mit influirt; je höher der Hitzgrad der Flamme ist, desto
stärker wird sie unter sonst gleichen Verhältnissen leuchten.
Kohlenstoffreiche Gase und Dämpfe brennen bekanntlich mit röthlicher,
russender und wenig heisser Flamme, weil der Hitzgrad derselben nicht
genügt, die grosse Menge der ausgeschiedenen Kohlenstoffpartikelchen
bis zum Weissglühen zu erhitzen. Lässt sich nun auch durch vermehrte
Luftzufuhr (wie durch das Cylinderglas der Petroleum- und
Solaröllampen) die Temperatur der Flamme der Art steigern, dass keine
Russabscheidung mehr stattfindet und der ausgeschiedene Kohlenstoff
dadurch, dass er bis zum Hellweissglühen erhitzt wird, die Leuchtkraft
erhöht, so ist es doch mehr als wahrscheinlich, dass durch den
verstärkten Luftzug ein Theil des Kohlenstoffs zu schnell verbrennt und
dadurch unwirksam wird. Nehmen wir an, die Leuchtkraft einer Flamme sei
proportional der Menge des ausgeschiedenen Kohlenstoffes und
vergleichen wir die in dem gereinigten Leuchtgase vorkommenden
Kohlenwasserstoffgase, besonders die nach der Formel (CH_{2})n
zusammengesetzten, welche beim Glühen in Methylwasserstoff und in
Kohlenstoff zerfallen, so haben wir
1 Vol. Elayl C_{2}H_{4}, welches zerfällt in
1 " Trityl C_{3}H_{6}, " " "
1 " Ditetryl C_{4}H_{8}, " " "
1 Vol. Methylwasserstoff und 2 Vol. Kohlendampf
1,5 " " " 3 " "
1 " " " 4 " "
und können annehmen, dass die Lichtstärken dieser drei Gase sich
verhalten wie 2 : 3 : 4. Repräsentirt man die Lichtstärke des
Elaylgases durch 100, so ergeben sich für die Lichtstärken der im
gereinigten Leuchtgase enthaltenen Gase und Dämpfe folgende Werthe,
wobei die Dämpfe im idealen Zustande der Dichte bei 0° in Rechnung
gebracht sind:
Elayl 100 Butyl 350
Trityl 150 Acetylen 450
Ditetryl 200 Benzoldampf 450
Propyl 250 Naphtalindampf 800
Folgende Zusammenstellung giebt die Menge von Elaylgas an, welche durch
Imprägnation eines brennbaren Gases (Wasserstoff oder
Methylwasserstoff) mit den Dämpfen von Kohlenwasserstoffen bei 0° und
bei 15° zur Erzielung gleicher Lichtintensität ersetzt werden kann.
Imprägnation mit
bei 0° bei 15°
Propyldampf ist äquivalent 11,5 25,7 Vol. Elayl
Benzoldampf " " 9,63 23,7 " "
Naphtalindampf " " 0,116 0,016 " "
Werden mithin z. B. 100 Liter Wasserstoffgas bei 0° oder bei 15° C. mit
Benzoldämpfen gesättigt, so ist die so erzielte Leuchtkraft des
Gemisches gleich der, welche durch Mischen von 100 Liter Wasserstoffgas
mit 9,6 oder 23,5 Liter Elaylgas erzeugt worden ist.
Zur Sättigung von 100 Kubikfuss (engl.) Wasserstoffgas (oder
Methylwasserstoffgas) mit Kohlenwasserstoffdämpfen sind erforderlich
bei 0° bei 15°
von Propyldampf 500 1128 Grammen
" Butyldampf 17 58 "
" Benzoldampf 214,5 522 "
" Naphtalindampf 0,32 0,32 "
Wollte man daher, wie es bei dem Carburiren oder Carbonisiren des Gases
geschieht, Wasserstoffgas durch Sättigen desselben mit Benzoldämpfen in
Leuchtgas überführen, so würde man auf je 1000 Kubikfuss der ersteren
bei 0° 2145 Grm. und bei 15° 5220 Grm. Benzol nöthig haben.
[Sidenote: Methoden der Gasprüfung.]
Zur =Prüfung des Leuchtgases= auf seine Qualität und zur Ermittelung des
relativen Werthes desselben, wendet man in der Praxis gegenwärtig vier
Methoden und Apparate an, nämlich 1) die gasometrische Probe; 2) die
Beurtheilung des Gases aus dem specifischen Gewichte; 3) die
photometrische Probe; 4) den Gasprüfer =Erdmann='s.
1) Was die =gasometrische Probe= betrifft, so erfordert deren
Ausführung eine genaue Kenntniss der neueren, von =R. Bunsen=
herrührenden Methode der Gasanalyse[180]. Für unsere Zwecke genügt es
zu wissen, dass ein Gemenge von fast wasserfreier mit gewöhnlicher
concentrirter =Schwefelsäure= die schweren Kohlenwasserstoffe des
Leuchtgases zu absorbiren vermag. Die Trennung der schweren
Kohlenwasserstoffe erfolgt am vollständigsten, wenn man in eine
Eudiometerröhre ein Quantum Gas und in dieses eine mit einem
Platindraht verbundene, mit Schwefelsäure getränkte Kokskugel bringt,
welche in kurzer Zeit die genannten Kohlenwasserstoffe absorbirt. Um
den Kohlenstoffgehalt dieser Verbindungen, deren Menge sich aus der
Volumenverminderung des Gases ergiebt, zu erfahren, verbindet man das
Absorptionsverfahren mit zwei Verbrennungsanalysen, indem man das zu
analysirende Gas einmal für sich, das andere Mal, nachdem man daraus
die schweren Kohlenwasserstoffe entfernt hat, mit überschüssigem
Sauerstoffe (im Eudiometer mittelst des elektrischen Funkens) verbrennt
und die bei der zweiten Verbrennung erhaltene Kohlensäuremenge von der
bei der ersten Verbrennung gebildeten abzieht. Häufig bediente man sich
zur Absorption des =Chlors= und des =Broms=, welche mit den schweren
Kohlenwasserstoffen ölartige Flüssigkeiten bilden. Nach einer von =O.
L. Erdmann= herrührenden und von =C. O. Grasse=[181] beschriebenen
Methode der Analyse des Leuchtgases wird das von einem etwaigen Gehalte
an Kohlensäure befreite Gas, welches aus einem Gasometer ausströmt,
durch Einführung von Sauerstoff in die Flamme verbrannt; die hierbei
sich bildenden Mengen von Kohlensäure und Wasser werden aufgesammelt
und gewogen. 2) Die Beurtheilung des Werthes eines Leuchtgases aus =dem
specifischen Gewichte= geschieht in der Praxis sehr häufig und zwar mit
Recht, da die Erfahrung im Allgemeinen die höhere Leuchtkraft der
schwereren Gase bestätigt, obgleich daraus keineswegs der Schluss
gezogen werden darf, dass umgekehrt ein leichtes Gas nothwendig auch
schlechtes sein müsse. Das Leuchtgas nämlich besteht in einer Mischung
verschiedener Gasarten und Dämpfe von sehr verschiedenem spec. Gewichte
und zwar
Elaylgas von 0,976 spec. Gewicht
Methylwasserstoffgas " 0,555 " "
Wasserstoffgas " 0,069 " "
Kohlenoxydgas " 0,967 " "
Kohlensäure " 1,520 " "
[180] Anleitung zu einer technischen Leuchtgasanalyse giebt =Adolf
Richter=, Dingler's polyt. Journal (1867), Bd. CLXXXVI p. 394.
[181] Journal für prakt. Chemie (1867) CII p. 257.
Das spec. Gewicht der beigemengten Dämpfe ist, je nach der Natur des
dampfförmigen Stoffes, ein sehr verschiedenes, und doch sind es diese
Dämpfe, namentlich von Benzol, welche neben dem Elaylgase die
Leuchtkraft des Leuchtgases bedingen. Die Methode der Bestimmung des
spec. Gewichtes kann daher nur dann bei der Prüfung von Leuchtgasen
Anwendung finden, wenn man von der analogen Zusammensetzung der zu
untersuchenden und zu vergleichenden Gasarten (eine Folge der analogen
Zusammensetzung der zu ihrer Herstellung dienenden Kohlen) überzeugt
ist. Ein Apparat, dessen man sich zur Bestimmung des spec. Gewichtes
des Leuchtgases bedient, ist (nach der ursprünglichen Angabe von
=Bunsen=) von =Schilling= construirt worden. Derselbe stützt sich auf
den Satz, dass die spec. Gewichte zweier Gase, die unter gleichem
Drucke aus engen Oeffnungen in dünner Platte ausströmen, sich verhalten
wie die Quadrate ihrer Ausströmungszeiten. 3) Die =photometrische
Probe= von =Bunsen=, =Wight=, =Desaga= (und die Probe mit =Fr. Bothe='s
Tangenten-Photometer), die zur Werthermittelung des Leuchtgases häufig
angewendet wird, ist der ähnlich, die man zur Prüfung anderer
Leuchtmaterialien verwendet. Die photometrischen Messungen leiden an
grossen Unvollkommenheiten. Der Umstand namentlich, dass die
Beschaffenheit des Brenners von grösstem Einflusse auf die
Lichtentwickelung beim Brennen des Gases ist, macht die Beurtheilung
des Werthes eines Gases nach photometrischen Bestimmungen sehr
unsicher. 4) Der =Gasprüfer=, ein von =Erdmann= im Jahre 1860 in die
Gastechnik eingeführter Apparat zur Werthermittelung des Leuchtgases,
ist in seiner Handhabung sehr einfach und giebt hinreichend genaue
Resultate. In den gewöhnlichen Fällen der Prüfung eines Leuchtgases
(aus Kohlen), wo es sich um Vergleichung der Leuchtkraft verschiedener
Kohlengase oder eines Gases aus verschiedenen Zeiten des Betriebes
handelt, liefert der Gasprüfer an sich schon den Ausdruck für den Werth
desselben; in anderen selteneren Fällen ist er ein vorzügliches Mittel
der Controle für die auf photometrischem Wege erlangten Daten. Der
Gasprüfer beruht auf der Idee, den Werth eines Leuchtgases, welcher
wesentlich von der Quantität der in demselben vorhandenen schweren
Kohlenwasserstoffe abhängt, zu bestimmen aus der Menge atmosphärischer
Luft, welche einer Flamme von bestimmter Grösse zugeführt werden muss,
um ihr alle Leuchtkraft (alles weisse Licht) zu nehmen.
[Sidenote: Das Gas am Consumtionsorte.]
=Das Gas am Consumtionsorte.= Seitdem man in der Gasfabrikation das
ehedem gebräuchliche Verfahren, die Zahlung von Seiten des Gasconsumenten
nach den einzelnen Flammen zu erheben, durch das weit zweckmässigere
ersetzt hat, das Gas dem Volumen nach an den Consumenten abzugeben, hat
man allgemein die =Gasuhren= (Gasmesser, Compteurs) eingeführt, mittelst
deren das an einen jeden Gasconsumenten abgegebene Gasquantum (nach
Kubikfussen oder Kubikmetern) gemessen werden kann.
[Illustration: Fig. 296.]
[Illustration: Fig. 297.]
Die Gasuhren lassen sich in zwei Abtheilungen bringen, je nachdem man
dabei =ohne= oder =mit= Wasser oder einer anderen Sperrflüssigkeit
operirt. Erstere, die =trockenen Gasuhren=, in den meisten der
vorgeschlagenen Constructionen übereinstimmend mit ledernen Blasebälgen
oder anderen cylindrischen oder radförmigen Windgebläsen, obgleich die
ursprünglichen, waren lange Zeit ausser Gebrauch gesetzt, weil die
elastischen Wandungen und deren Scharniere leicht die nöthige
Beweglichkeit verloren, bis sie in neuerer Zeit (seit 1867) in
verbesserter Construction wieder auftraten und in Frankreich
gegenwärtig vielfach gebraucht werden. Was die =nassen Gasuhren=
anlangt, so kann man wieder solche unterscheiden, wo der Messapparat a)
wie bei der ersten im Jahre 1815 von =S. Clegg= construirten Gasuhr und
dem im Jahre 1861 von =Hansen= beschriebenen Gasmessapparat aus
abwechselnd vertikal auf- und absteigenden Glocken besteht, nach Art
der grossen Gasbehälter und wo die Sperrflüssigkeit nicht wie bei der
zweiten Art (b) zugleich das Messvolumen mit bestimmt; b) in seinem
Haupttheil aus einer mit Abtheilungen oder Kammern versehenen
cylindrischen Blechtrommel besteht, welche sich in einem grösseren
metallenen Gehäuse um eine horizontale Axe dreht (System der rotirenden
Trommel).
[Illustration: Fig. 298.]
[Illustration: Fig. 299.]
Die nasse Gasuhr mit rotirender Trommel ist 1817 von =Clegg= erfunden
worden; später wurde dieselbe von =Crosley= wesentlich verbessert. Eine
derartige Gasuhr von der gegenwärtig allgemein üblichen Construction
ist in den Figuren 296, 297, 298 und 299 abgebildet. Sie besteht aus
einem cylindrischen Gehäuse aus Weissblech oder aus Gusseisen, in
welchem sich eine auf einer Welle befestigte, vierkammerige Trommel,
die reichlich bis zur Hälfte im Wasser liegt, unter dem Drucke des
Gases und der, durch denselben zu gleicher Zeit bedingten ungleichen
Wasserstände der Gas aufnehmenden und Gas abgebenden
Trommelabtheilungen sich dreht, während die Axe der Trommel eine
Zählvorrichtung in Bewegung setzt, um die Zahl der Trommelumgänge,
somit das durchgegangene Gas, nach Kubikfussen zu zählen. Fig. 297
zeigt den Apparat, die Deckplatte weggedacht, welche den vorderen
Theil, der zur Aufnahme der Regulirvorrichtungen bestimmt ist,
verschliesst, Fig. 298 zeigt den Apparat in der =einen= Seitenansicht,
Fig. 298 in der anderen, Fig. 299 endlich giebt einen horizontalen,
über der Trommelaxe angenommenen Durchschnitt. _a_ ist das Gehäuse,
_a'_ die Trommel, _b_ die Trommelaxe, auf welcher die endlose Schraube
_c_ befestigt ist, die in das Rad _d_ eingreift und die Anzahl der
Trommelumdrehungen durch die Welle _e_ auf das Uhrwerk _f_ überträgt.
Durch _g_ tritt das Gas in den Kasten _h_, gelangt durch das Ventil _i_
in den Raum _k_, durch das gebogene Rohr _l_ in den vorderen Raum _m_
der Trommel und aus dieser in die einzelnen Trommelabtheilungen. Aus
den letzteren gelangt das Gas in den Raum _n_, in welchem es sich
ansammelt und geht durch das Rohr _o_ in die Privatröhrenleitung über.
_i_ ist das Schwimmerventil, _p_ der Schwimmer, _q_ das Wasserfüllrohr,
_r_ der Wasserkasten für überflüssiges Wasser und _s_ die Schraube zum
Ablassen desselben. Wird nun der Hauptbahn einer Privatröhrenleitung
geöffnet, so strömt das Gas in die Gasuhr; ist der Brennerhahn
geschlossen, so bleibt die Trommel ruhig liegen, sobald aber Gas
consumirt wird, rotirt die Trommel und das Uhrwerk registrirt das durch
die Uhr gegangene Gas. Das Uhrwerk hat eine decimale Uebersetzung, in
der Art, dass das erste Zifferblatt je 1, das zweite je 10, das dritte
je 100 u. s. w. Kubikfuss Gas registrirt, und mithin nur die durch die
Zeiger bezeichneten Zahlen hintereinander auszusprechen sind, um das
Gesammtquantum des durch die Gasuhr geströmten Gases auszudrücken.
Geben z. B. die Zeiger die Zahlen 5, 3, 5, 2 und 8 an, so sind 53,528
Kubikfuss Gas durch den Apparat gegangen. Alle die in neuerer Zeit
vorgeschlagenen Vorrichtungen, welche einen constanten Wasserstand in
der Gasuhr herbeizuführen bestimmt sind, werden sämmtlich mehr oder
minder überflüssig, sobald man zur Füllflüssigkeit nicht Wasser,
sondern eine andere nimmt, wie dies u. a. beim =Glycerin= der Fall ist,
welches ausserdem noch das Einfrieren der Gasuhren verhindert. Beim
Aufstellen derselben ist es überhaupt von Wichtigkeit, einen Ort zu
wählen, an welchem keine Gefahr für das Einfrieren des Füllwassers
vorhanden ist. Was die Dimensionen der Gasuhren betrifft, so hat man
grössere und kleinere, je nach der Anzahl der Flammen, für welche sie
bestimmt sind. Bei der kleinsten Sorte, welche für drei Flammen
bestimmt ist, beträgt der Durchmesser der Trommel 27 Centimeter, bei
10flammigen 45 und bei 20flammigen 50 Centimeter.
[Sidenote: Brenner.]
Die =Brenner=, aus denen das Gas ausströmt, um die Flamme zu bilden, sind
von Eisen (früher auch von Messing), Porcellan oder Speckstein. Letztere
führen den Namen =Lavabrenner=. Die Brenner aus Porcellan und Speckstein
haben vor denen aus Eisen den Vorzug, dass sich die
Gasausströmungsöffnungen nie, wie sonst bei Metall, durch Oxydation
verstopfen. Die Form, Schnitt- und Bohrweite der Brenner muss der
Qualität des Gases angepasst sein.
Je nach der Form der Flamme unterscheidet man =Strahl=- und
=Flachbrenner=. Bei dem Strahlbrenner strömt das Gas aus einer (oder
drei) senkrecht gebohrten feinen Oeffnung aus und bildet einen
Flammenstrahl von kreisrundem Querschnitt. Diese Flammenform ist für
die Leuchtkraft eines Gases die unvortheilhafteste, weil ein grosser
Theil der ausgeschiedenen Kohlepartikelchen im Innern der Flamme aus
Mangel an Sauerstoff nicht bis zum Glühen erhitzt wird. Bei dem
Flachbrenner bildet sich die flache Flamme durch einen Schnitt
(Schnittbrenner) oder durch zwei in den Brenner gebohrte Löcher, die
unter einem Winkel gegen einander geneigt sind (Zweiloch- oder
Manchesterbrenner).
Die hauptsächlichsten Arten der Gasbrenner sind folgende: 1) Der
=Einlochbrenner= besteht aus einem kurzen, hohlen Cylinder, der oben
durch eine mit einem feinen Loche versehene Deckplatte verschlossen
ist. Das untere Ende ist entweder konisch abgedreht oder mit einem
Schraubengewinde versehen. 2) Der =Dreilochbrenner= hat die nämliche
Einrichtung wie der Einlochbrenner, nur ist die Deckplatte mit drei
Oeffnungen versehen, welche entweder ein gleichschenkliges Dreieck
bilden oder auch in einer Linie neben einander stehen. 3) Der
=Schnitt=- oder =Schlitzbrenner= enthält im knopfförmigen Ende einen
mit der Säge gemachten Einschnitt. Die Flamme ist flach, mehr breit als
hoch, und findet bei der Strassenbeleuchtung häufige Anwendung. Der
Form der Flamme wegen nennt man diesen Brenner auch
=Fledermausflügelbrenner=. Wenn zwei Schnittbrenner so gegeneinander
geneigt sind, dass die beiden Flammen sich durchdringen und eine
einzige Flamme bilden, so hat man den =Zwillingsbrenner=, der mehr
Licht giebt, als die beiden einzelnen Brenner, aus denen er besteht,
für sich zu entwickeln vermögen. 4) Der =Manchesterbrenner=
(Zweilochbrenner, Fischschwanzbrenner) hat statt des Schlitzes des
Schnittbrenners zwei Oeffnungen, welche unter einem Winkel von 90°
gegeneinander geneigt sind, so dass die beiden aus ihnen antretenden
Gasströme sich gegenseitig abflachen und zu einer Flachflamme
vereinigen, welche mit ihrer Fläche nicht in der Ebene der beiden
Oeffnungen, sondern rechtwinkelig zu jener liegt. Der
=Hahnenspornbrenner=, jetzt nicht mehr üblich, enthält im knopfförmigen
Ende 3 bis 5 Oeffnungen, die so weit von einander stehen, dass 3 oder 5
getrennte Strahlen gebildet werden. 5) Bei dem =Argand='schen Brenner,
vorzugsweise zur Zimmerbeleuchtung sich eignend, besteht die Flamme aus
einer kreisrunden Reihe kleiner Strahlen, deren jeder aus einer
besonderen Oeffnung hervortritt. Der Brenner ist ein hohler Kranz, der
auf der oberen Seite mit feinen Oeffnungen versehen ist. 6) Der
=Dumas-Brenner= gleicht dem Argand-Brenner, nur ist die Flamme durch
einen Gasstrom gebildet, welcher aus einer kreisrunden Schnittöffnung
hervortritt.
[Sidenote: Gasleuchter.]
Die Fortsetzung und zu gleicher Zeit die Endpunkte der
Gasrohrleitungen, welche die Gasbrenner tragen, bilden die
=Gasleuchter=, von denen man Wandleuchter, Deckenleuchter (Pendants,
Hängeleuchter) und transportable Leuchter (Schlauchlampen), meistens
durch einen Gummischlauch mit dem Gasrohre verbunden, unterscheidet.
[Sidenote: Nebenprodukte der Kohlengasbereitung.]
Die =Nebenprodukte der Kohlengasbereitung=, durch deren Verarbeitung und
Verkauf dem Betrieb der Fabrik wesentlich Vorschub geleistet wird, sind
1) die Koks, 2) das Ammoniakwasser, 3) der Theer, 4) der Gaskalk, 5) der
Schwefel der =Laming='schen Mischung. Dazu kommt noch an einigen Orten
die Gewinnung von Berlinerblau (aus dem Cyancalcium der =Laming='schen
Masse, vergl. Seite 735) und die Abscheidung des Benzols aus dem Gase
(vergl. Seite 657).
Was zunächst 1) die =Koks= (Gaskoks) betrifft, so wird über deren
Verwendung in dem Abschnitte, welcher von den Brennstoffen handelt, das
Nöthige gesagt werden. Es sei hier nur bemerkt, dass die durch
Vergasung der Steinkohlen erzielten Koks leichter und schwammiger sind
als die in den Koksöfen erhaltenen und deshalb zur Zimmerheizung ein
sehr gesuchtes Material sind. 2) Das =Ammoniakwasser= oder das
=Condensationswasser= ist im Wesentlichen eine wässerige Lösung von
Ammoncarbonat (2 (NH_{4})_{2}CO_{3} + CO_{2}). Der Gehalt an
Ammoniaksalz ist selbstverständlich kein constanter, derselbe hängt ab
von dem Feuchtigkeitsgrade der zur Gasbereitung verwendeten
Steinkohlen, dem Stickstoffgehalte derselben und der bei der
Destillation eingehaltenen Temperatur. Je grösser der Wassergehalt der
Kohle, desto geringer der Gehalt des Ammoniakwassers an Ammoniaksalz,
je grösser der Stickstoffgehalt der Kohle, desto grösser wird im
Allgemeinen die Menge der Ammoniaksalze sein, die bei der Destillation
der Kohle sich bildet. Die Temperatur bei der Destillation und deren
Dauer ist ebenfalls von Einfluss auf die Menge der sich bildenden
Ammoniaksalze, je höher die Temperatur ist und je länger dieselbe
einwirkt, desto mehr wird der in den Steinkohlen enthaltene Stickstoff
als Ammoniak auftreten, während er ausserdem zum Theil als Anilin,
Lepidin, Chinolin etc., theils als Cyan auftritt. In der Steinkohle in
dem Zustande (mit etwa 5 Proc. hygroskopischem Wasser), wie sie in den
Gasfabriken Anwendung findet, ist 0,75 Proc. Stickstoff enthalten. 100
Kilogr. einer solchen Steinkohle können demnach im günstigsten Falle
nur 910 Grm. Ammoniak (NH_{3}) liefern. Im Durchschnitt hat man (vergl.
Seite 256) gefunden, dass 1 Kubikmeter Condensationswasser mindestens
50 Kilogr. trockenes Ammonsulfat ([NH_{4}]_{2}SO_{4}) giebt, sodass
zur Herstellung von 100 Kilogr. dieses Salzes 20 Hektoliter Gaswasser
hinreichen[182]. 3) Der =Steinkohlentheer=, vor etwa 15 Jahren noch
eine Quelle von Inconvenienzen für die Gasfabrik und deren Adjacenten,
hat seit 1858 eine grosse industrielle Bedeutung erlangt, insofern er
der Ausgangspunkt einer neuen und mächtigen Industrie, der
Theerindustrie, geworden ist[183]. Der Theer ist, wie bereits Seite 654
angeführt wurde, ein Gemenge von flüssigen Kohlenwasserstoffen (Benzol,
Toluyl, Propyl) mit festen (Naphtalin und Anthracen), ferner mit Säuren
(Carbolsäure, Kresylsäure und Phlorylsäure) und mit Basen (Anilin,
Chinolin, Lepidin u. s. w.); ausserdem finden sich darin nichtflüchtige
Harze und Kohle als asphaltbildende Bestandtheile. Die Menge und ganz
besonders auch die Beschaffenheit des Kohlentheers sind nicht nur
abhängig von der Art der Kohle, sondern auch von der Art und Stärke des
Erhitzens. Die Menge des Theeres ist um so grösser, je gleichförmiger
man erhitzt und je niedriger die dabei angewendete Temperatur ist. Der
Theer wirkt in Folge seines Gehaltes an Carbolsäure im hohen Grade
fäulnisswidrig. Man verwendet den Theer zum Anstrich von Eisen und
anderen Metallen, von Mauerwerk und auch von Holz. Zur Bereitung der
Theerpappe (Dachpappe) werden nicht unbedeutende Mengen von Theer
consumirt. Die Anwendung des Theeres zur Fabrikation der Briquetten
(Ziegel aus Koks- oder Kohlenklein und Theer), zur Färbung von
Steingutgeschirren, zum Conserviren der Bausteine etc. sei hier nur
beiläufig erwähnt. Vor wenigen Jahren noch suchte man den Theer, der
sich so zu sagen wider Willen des Fabrikanten bei der Gasbereitung
bildet, durch nochmaliges Erhitzen in Gas (Theergas) zu verwandeln,
ohne jedoch dabei namhafte Vortheile zu erzielen. Handelt es sich um
die Verarbeitung des Kohlentheers behufs der Isolirung der
Bestandtheile, so verfährt man auf folgende Weise: Zunächst befreit man
den Theer so viel als möglich von dem Condensationswasser. Zu dem Ende
erhitzt man den Theer längere Zeit bei einer Temperatur von 80-100° in
einer Blase von starkem Eisenblech, die mit Hut- und Kühlvorrichtung
versehen ist, um die mit den Wasserdämpfen übergehenden leichten
Kohlenwasserstoffe zu verdichten. Nach 36stündigem Erhitzen ist der
Theer entwässert und es wird zur Destillation desselben geschritten. Da
die flüchtigen Produkte nur geringe latente Wärme besitzen, so muss die
Destillirblase so niedrig als möglich sein. Der Helm muss sorgfältig
gegen jede Abkühlung geschützt sein. Die Blase ist an ihrem unteren
Theile mit einem Hahn versehen, durch welchen nach beendigter
Destillation das geschmolzene Pech abgelassen wird. In gewissen Fällen
ist es von Vortheil, auf die Erzeugung von Pech und Asphalt zu
verzichten und die Destillation so weit als möglich zu treiben. Der
Boden der Blase wird in diesem Falle bis zum Dunkelrothglühen erhitzt
und es bleibt eine poröse und glänzende Kohle zurück, die nach dem
Erkalten von der Blase leicht entfernt werden kann. Eine Destillation
von 750-800 Kilogr. Theer nimmt ungefähr 12-15 Stunden in Anspruch. Bei
Beginn der Destillation muss vorsichtig erhitzt werden, damit der Theer
nicht in lebhaftes Sieden geräth. In einigen Fabriken lässt man in
dieser Periode einen bis auf 110-112° erhitzten Strom von Wasserdämpfen
durch den Theer gehen, um die Dampfbildung der leichten Theeröle zu
befördern. Letztere erscheinen nach ihrer Verdichtung als ein
farbloses, leicht bewegliches Fluidum von 0,780 spec. Gewicht, welches
nach und nach bis auf 0,830 sich steigert. Die mittlere Dichte dieses
Produktes ist 0,830. Es bildet das leichte Theeröl. Das schwere
Steinkohlentheeröl geht von 200° an über.
[182] Eine Tonne Kohlen von Newcastle liefert gegen 45 Liter
Condensationswasser, von welchem 1 Liter 74-81 Grm. Ammonsulfat
giebt.
[183] Vergl. =G. Lunge=, Die Destillation des Steinkohlentheers,
Braunschweig 1867.
Das =leichte Theeröl= wird nochmals destillirt und das Destillat zuerst
mit concentrirter Schwefelsäure, dann mit Natronlauge behandelt und
endlich zum dritten Male rectificirt. Durch die Behandlung mit
Schwefelsäure sollen die vorhandenen basischen Körper (Ammoniak,
Anilin) und das Naphtalin entfernt werden, während durch die
Natronlauge die vorhandene Carbolsäure gebunden wird. Die Menge der
anzuwendenden Schwefelsäure beträgt 5 Proc. vom Gewicht des Theeröles,
die Menge der Natronlauge von 1,382 spec. Gew. (= 40° B.) etwa 2 Proc.
Die so erhaltene Flüssigkeit ist und bleibt an der Luft farblos und
bildet das =Benzol= oder =Benzin= des Handels, ein Gemenge
verschiedener Körper, in welchem Benzol, Toluol und Xylol die
Hauptbestandtheile ausmachen. Es wird (vergl. S. 657) in =Nitrobenzol=
übergeführt, welches den Ausgangspunkt zur Darstellung vieler
=Theerfarben= bildet. Das =käufliche Benzin= (Naphta), von welchem in
den meisten Fällen das eigentliche Benzol bereits getrennt ist, wird in
der Technik vielfach anstatt des Terpentinöles als Lösungsmittel von
Harzen, Fetten, Oelen, Kautschuk, Guttapercha, zum Carburiren des
Leuchtgases, als Schmiermittel u. dgl. angewendet. In England
unterscheidet man =Carburirnaphta=, =Auflösungsnaphta= und
=Brennnaphta=; letztere findet wie das Petroleum als Leuchtstoff in
Lampen Anwendung. Aus dem rohen leichten Theeröle, namentlich aus dem
bei der Destillation des Theeres zuerst übergegangenen Antheil, setzt
sich beim Abkühlen bis auf -10° =Naphtalin= ab, welches, wie Seite 665
gesagt worden ist, zur Herstellung von rothen, violetten, blauen und
gelben Farbstoffen (=Naphtalinfarben=), ausserdem auch seit einigen
Jahren zur Fabrikation von Benzoësäure Verwendung findet. Das =schwere
Theeröl= wird auf ähnliche Weise wie das leichte Theeröl durch
successive Behandlung mit concentrirter Schwefelsäure und mit
Natronlauge gereinigt, durch Rectification über ein Gemenge von
Eisenvitriol und Kalk von den widrig riechenden geschwefelten
Verbindungen befreit und durch fractionirte Destillation, indem man die
zwischen 150 und 200° übergehenden Antheile für sich auffängt, daraus
die Phenole oder das Steinkohlenkreosot (ein Gemenge von Carbol- oder
Phenylsäure, Kresylsäure und Phlorylsäure) darstellt, welches das
Material ist zur Bereitung der =Carbolsäure= (vergl. Seite 663) und der
=Pikrinsäure= (vergl. Seite 664), ferner blauer und rother Farben,
ausserdem auch zum Conserviren von Holz, von anatomischen Präparaten,
von gerbstoffhaltigen Extracten u. s. f. Anwendung findet. =Lunge=
erhielt aus einer Tonne Theer (= 20-1/4 Ctr. Zollgewicht)
50procentiges Benzol 2,88 Gallons = 13 Liter
Beste Naphta 2,69 " = 12 "
Brennnaphta 3,51 " = 15,8 "
Kreosotöl 83,25 " = 3,74 Hektoliter
Ammoniakwasser 3,0 " = 13,5 Liter
und 11-3/4 Ctr. Pech.
Der =künstliche Asphalt= (deutscher Asphalt, Theerpech) wird in grosser
Menge in der Firniss- und Lackfabrikation benutzt, ausserdem zur
Herstellung des Asphaltpflasters. Seit 1869 isolirt man aus dem
Kohlentheer das zur Alizarinbildung dienende =Anthracen= in grösster
Menge (vergl. Seite 667). -- Den Asphalt sowol als auch die schweren
Theeröle wendet man gegenwärtig nicht selten zur Darstellung von
Lampenruss an. 4) Der =Gaskalk= findet in Folge seines Gehaltes an
Calciumsulfhydrat zum Kalken der Häute in der Gerberei, wegen seines
Cyancalcium- und Schwefelcyancalciumgehaltes zur Bereitung von
Berlinerblau und Schwefelcyanpräparaten Anwendung. 5) Der in der
=Laming='schen Mischung sich findende =Schwefel= dient (wie Seite 217
erörtert wurde) an vielen Orten zur Darstellung von Schwefelsäure, die
somit unter den Nebenprodukten der modernen Gasfabrikation gleichfalls
zu nennen ist. Vortheilhafter möchte es sein, den freien Schwefel aus
der Masse durch Aussaigern mit Wasserdämpfen von 130° zu gewinnen. Auch
die Extraction der Masse mit Theeröl, welches den freien Schwefel löst,
ist mit Erfolg zur Abscheidung des Schwefels aus der =Laming='schen
Mischung in Anwendung gebracht worden.
[Sidenote: Zusammensetzung des Kohlengases.]
Als Beispiele der Zusammensetzung des =gereinigten Kohlengases= seien
folgende Analysen angeführt. 100 Raumtheile enthalten:
I. II. III. IV. V. VI. VII.
Wasserstoff 44,00 41,37 39,80 51,29 50,08 46,0 27,7
Methylwasserstoff 38,40 38,30 43,12 36,45 35,92 39,5 50,0
Kohlenoxyd 5,73 5,56 4,66 4,45 5,02 7,5 6,8
Elayl 4,13 5,00 } 4,75 4,91 5,33 3,8 13,0
Ditetryl 3,14 4,34 }
Stickstoff 4,23 5,43 4,65 1,41 1,89 0,5 0,4
Sauerstoff -- -- -- 0,41 0,54 -- --
Kohlensäure 0,37 -- 3,02 1,08 1,22 0,7 0,1
Wasserdampf -- -- -- -- -- 2,0 2,0
I und II Kohlengas von Heidelberg, III Kohlengas von Bonn, analysirt
von =H. Landolt=, IV und V Kohlengas von Chemnitz, analysirt von
=Wunder=, VI Londoner Kohlengas (1867), VII Londoner Cannelgas (1867).
[Sidenote: Holzgas.]
II. =Das Holzgas.= Wie Seite 724 angeführt wurde, beschäftigte sich der
französische Ingenieur =Lebon= schon im Jahre 1799 mit der Darstellung
von Leuchtgas aus Holz und construite seine Thermolampe. Dieser Licht und
Wärme spendende Apparat konnte aber nirgends sich behaupten und wurde
schnell überall wieder verlassen, wo er eingeführt worden war,
hauptsächlich wohl aus dem Grunde, weil das Leuchtvermögen des darin
verbrannten Gases ein schwaches war und mit dem Kohlengase, welches bald
nachher auftauchte, nicht entfernt concurriren konnte. Es ist kein
einziger Fall bekannt, dass das Holzgas =Lebon='s an irgend einem Orte
zur regelmässigen Beleuchtung benutzt worden wäre. =Dumas= bezeichnet
dies vollkommen richtig, wenn er hervorhebt, dass die Thermolampe keinen
Erfolg haben könnte, sei es nun der schwierigen Behandlung oder des
schwachen Lichtes wegen, welches dieselbe erzeugte; die darin gebildeten
Gase seien nur Grubengas und Kohlenoxydgas, die bekanntlich beide ein nur
schwaches Leuchtvermögen besitzen. 1849 wurde =M. v. Pettenkofer= in
München veranlasst, die Versuche zur Fabrikation des Leuchtgases aus Holz
wieder aufzunehmen. Er fand dabei vollkommen bestätigt, was =Dumas=
angiebt, dass nämlich bei der Temperatur der Verkohlung des Holzes nur
solche Gase entstehen, welche zu Beleuchtungszwecken keine Verwendung
finden können, weil ausser Kohlensäure und Kohlenoxyd nur
Methylwasserstoffgas, aber keine schweren Kohlenwasserstoffe sich bilden.
Werden aber die bei der Verkohlung des Holzes sich bildenden Dämpfe noch
weiter erhitzt, so entsteht eine grössere Menge Gas und es gehen
Zersetzungen unter Bildung schwerer Kohlenwasserstoffe vor sich, so dass
das Holzgas reicher daran ist, als das Kohlengas.
Wahrscheinlich wäre es längst schon gelungen, aus Holz ein leuchtendes
Gas darzustellen, da die Dämpfe aus demselben schon bei sehr niedriger
Temperatur, nämlich schon bei 150° sich bilden. Aus Steinkohlen
entwickeln sich bei dieser Temperatur weder Gas noch Dämpfe. Um den
Process bei der Bildung des Leuchtgases aus Holz genau zu verstehen,
hat man zunächst zu unterscheiden zwischen jener Temperatur, bei
welcher Holz in Kohle und in Dämpfe zerlegt wird -- =Temperatur der
Verkohlung= -- und zwischen derjenigen Temperatur, bei welcher die
entstandenen Dämpfe zu =permanentem Leuchtgas= zerlegt werden. Aus
Steinkohlen (Harz und Oel) wird in den gewöhnlichen Retorten der
Gasfabriken deshalb sofort ein brauchbares Leuchtgas erhalten, weil die
Dämpfe bei ihrer Bildung schon eine weit höhere Temperatur besitzen,
als die aus Holz sich entwickelnden Dämpfe, demnach nur wenig noch
höher erhitzt zu werden brauchen, um in Leuchtgas übergeführt zu werden
oder, mit anderen Worten, weil die Temperaturen der =Verkohlung= und
=Leuchtgasbildung= sich viel näher liegen als bei dem Holz. Die für die
Gasbereitung aus Kohlen geeigneten Apparate sind deshalb auch bei
weitem nicht ausreichend, um Holzgas darzustellen. Von den in dem
Holztheer sich vorfindenden kohlen- und wasserstoffreichen Körpern
haben einige für sich einen weit höheren Siedepunkt (200-250°), bei dem
sie sich, ohne chemische Zersetzung zu erleiden, destilliren lassen,
als diejenige Temperatur ist, bei welcher sie aus dem Holze entstehen.
In ihnen hauptsächlich ruht die Leuchtkraft und es müssen dieselben
durch noch höhere Temperatur zu kohlenstoffreichen permanenten Gasen
zersetzt werden. Bei der Holzgasbereitung hat man einen Raum für die
Zersetzung des Holzes, d. h. eine Retorte von der Form der gewöhnlichen
Gasretorten, und neben diesem Raum oder dieser Retorte einen zweiten
Raum, den =Generator=, für die Zersetzung der primitiv entstehenden
Dämpfe zu Leuchtgas. Zu dem Ende umgab man anfangs die Retorte, in
welcher das Holz verkohlt wurde, mit glühend erhaltenen Röhren, in
denen die Dämpfe behufs ihrer Umwandlung in Leuchtgas hin- und hergehen
mussten; gegenwärtig hat man aber allgemein diese complicirten Retorten
verlassen und bedient sich einfacher, aber grosser Retorten. Dieselben
sind im Verhältniss zu einer Ladung Holz (= 60 Kilogr.) sehr geräumig,
mit Leichtigkeit würden sie die dreifache Holzmenge fassen; sie bieten
deshalb den Holzdämpfen eine hinlänglich grosse glühende Fläche dar.
Es ist kein grosser Unterschied in der Quantität und Qualität des
Gases, wenn man verschiedene Holzarten zur Destillation verwendet; was
den Unterschied in der Menge betrifft, so ergiebt sich derselbe aus
Untersuchungen von =W. Reissig=, welcher Aspenholz (1), Lindenholz (2),
Lärchenholz (3), Weidenholz (4), Tannenholz (5) und Fichtenholz (6) zur
Holzgasbereitung benutzte:
50 Kilogr. (1) gaben an gereinigtem Gas 592 Kubikfuss
50 " (2) " " " " 620-640 "
50 " (3) " " " " 550 "
50 " (4) " " " " 660 "
50 " (5) " " " " 648 "
50 " (6) " " " " 564 "
und 9,9 Kilogr. Kohle
" 9-11 " "
" 12,5 " "
" 9,0 " "
" 9,5 " "
" 9,2 " "
Das ungereinigte Gas enthält grosse Mengen von Kohlensäure, wie
folgende von =v. Pettenkofer= ausgeführte Analyse von Holzgas aus
möglichst harzfreiem Fichtenholze zeigt:
Schwere Kohlenwasserstoffe 6,91
Methylwasserstoff 11,06
Wasserstoff 15,07
Kohlensäure 25,72
Kohlenoxyd 40,59
In 1 Vol. der schweren Kohlenwasserstoffe waren 2,82 Vol.
Kohlenstoffdampf. Die Kohlensäure wird aus dem rohen Gase durch
Kalkhydrat sorgfältig entfernt. Das gereinigte Holzgas ist nach
=Reissig='s Untersuchungen folgendermaassen zusammengesetzt:
(1) (2) (3) (4)
Schwere Kohlenwasserstoffe 7,24 7,86 9,00 7,34
Wasserstoffgas 31,84 48,67 29,76 29,60
Leichter Kohlenwasserstoff 35,30 21,17 20,96 24,02
Kohlenoxydgas 25,62 22,30 40,28 39,04
------------------------------
100,00 100,00 100,00 100,00
[Sidenote: Betrieb der Holzgasfabrikation.]
Ueber den =Betrieb der Holzgasfabrikation= mögen folgende Bemerkungen
genügen. Das zur Destillation zu verwendende Holz -- Föhren- und
Tannenholz -- wird in eine Trockenkammer, die hinter dem Retortenofen
liegt und vom Boden aus durch den aus dem Ofen in einen Kanal
strömenden Rauch erwärmt wird, gebracht und darin 24 Stunden lang
gelassen. Die Retorte wird mit 50-60 Kilogr. Holz beschickt und wie
gewöhnlich verschlossen. In 1-1/2 Stunden ist die Destillation
beendigt, und man erhält nach Entfernung der Kohlensäure durch Kalk
mindestens circa 16 Kubikmeter (nahezu 600 Kubikfuss) leuchtendes Gas.
An vielen Orten, wo die Holzgasbereitung eingeführt ist, zieht man es
neuerdings vor, mit dem Holze zugleich eine gewisse Menge schottischer
Bogheadkohle oder böhmischer Blattelkohle zu destilliren.
[Sidenote: Holzgasbrenner.]
Ein wichtiger Punkt ist bei dem Holzgase die Grösse der Oeffnungen an
den =Brennern=, da das spec. Gewicht des Holzgases durchschnittlich
nicht unter 0,70 beträgt, während das des Steinkohlengases in der Regel
nicht 0,5 erreicht. Diese Verhältnisse sind von Wichtigkeit für die
Form und den Umfang des Flammenkörpers. Je leichter das Gas, desto
leichter die Ausströmung und Ausdehnung in der Luft, je schwerer
dasselbe, desto träger das Ausströmen und Aufsteigen in der Luft. Ein
leichteres Gas wird beim Ausströmen die umgebende Luft weder
durchschneiden und trennen, während ein schwereres Gas sich im
Verhältniss mit der atmosphärischen Luft der Umgebung mehr reiben und
mischen wird. Damit diese Mischung mit Luft nicht einen der Leuchtkraft
nachtheiligen Grad erreiche, muss die Oeffnung an den Holzgasbrennern
wesentlich =breiter= sein als bei Kohlengas. Holzgas, aus
Kohlengasbrennern, die für einen stündlichen Verbrauch von 70-100 Liter
(3-4 Kubikfuss) berechnet sind, unter etwas starkem Drucke verbrannt,
giebt in der Regel eine kaum leuchtende Flamme, während das nämliche
Gas aus Brennern mit weiten Oeffnungen gebrannt, eine Leuchtkraft
entwickelt, welche die des gewöhnlichen Steinkohlengases übertrifft.
Nach Versuchen, die im Jahre 1855 von =v. Liebig= und =Steinheil=
angestellt wurden, ergab sich als Resultat für 4-1/2 engl. Kubikfuss
per Stunde
Steinkohlengas = 10,84 Normalwachskerzen,
Holzgas = 12,92 "
Demnach ist das Verhältniss der Leuchtkraft bei beiden Gasen
durchschnittlich Holzgas : Kohlengas = 6 : 5. Die Vortheile der
Holzgasbereitung liegen auf der Hand. Die Holzverkohlung ist zum
Beleuchtungsgeschäft herangezogen worden, und der weiteren Bedingung,
der Billigkeit, genügt das Holzgas lediglich dadurch, dass es mit einem
werthvollen und leicht verwerthbaren Produkt, der Holzkohle, entsteht.
Das Holz liefert für gleiches Gewicht weit mehr Gas und dieses in
beträchtlich kürzerer Zeit als die Steinkohle, während die Leuchtkraft
zu Gunsten des Holzgases steht. Ein wichtiger Vorzug des Holzgases ist
ferner die gänzliche Abwesenheit von Ammoniak und von
Schwefelverbindungen, so dass bei seiner Verbrennung niemals schweflige
Säure sich bilden kann. Bei Vergleichung der Herstellungskosten des
Steinkohlengases mit denjenigen des Holzgases hat sich die Thatsache
herausgestellt, dass überall, wo ein Centner ungeflösstes Nadelholz
wohlfeiler zu haben ist als ein Centner zum Vergasen taugliche
Steinkohle, die Beleuchtung mit Holzgas als die vortheilhaftere sich
empfiehlt. Auch das Anlagecapital und dessen Verzinsung sprechen zu
Gunsten der Holzgasbeleuchtung. Holzgasapparate nehmen ferner weniger
Raum in Anspruch als Kohlengasapparate und namentlich sind viel weniger
Retorten nothwendig, da die Destillation des Gases aus Holz
ausserordentlich schnell vor sich geht. Eine Retorte liefert in 24
Stunden an Holzgas 10,000 Kubikfuss, an Steinkohlengas 4000 Kubikfuss.
Als ein Nachtheil der Holzgasbeleuchtung sind der grosse Verbrauch an
Reinigungsmaterial, an Kalk, sowie die grossen Kosten für Vorbereitung
desselben anzuführen.
Der Holztheer (2 Proc. vom Gewicht des getrockneten Holzes) und der
Holzessig (100 Th. Holz geben 0,5-0,75 Th. trocknes Calciumacetat)
werden so gut als es die Localität gestattet, verwerthet, ersterer in
einigen Gasfabriken, wo es an einer geeigneten Verwendung fehlt, auch
unter den Retorten verfeuert.
[Sidenote: Torfgas.]
III. =Das Torfgas.= Wenn man Torf der trockenen Destillation unterwirft,
so erhält man genau so wie bei der Steinkohle Gas, wässeriges Destillat,
Theer und Kohle (Torfkohle), so erhielt z. B. =Vohl= bei der Destillation
eines lufttrockenen Torfes (Moortorf eines Hochmoores im Canton Zürich)
aus 100 Theilen
Gas 17,625
Theer 5,375
Wässeriges Destillat 52,000
Kohle 25,000
-------
100,000
Die Produkte der trocknen Destillation des Torfes sind:
Flüssige und feste { Turfol von 0,820 spec. Gewicht
Kohlenwasserstoffe { Schweres Oel (Schmieröl) von 0,885 spec. Gewicht
{ Paraffin
{ Kohlensäure
{ Ammoniak { Schwefelwasserstoff
{ Aethylamin { Cyanwasserstoffsäure
Basen { Picolin Säuren { Essigsäure
{ Lutidin { Propionsäure
{ Anilin { Buttersäure
{ Caespitin { Valeriansäure
{ Carbolsäure
{ Schwere Kohlenwasserstoffe
Gasförmige Produkte { Leichter Kohlenwasserstoff
{ Wasserstoffgas
{ Kohlenoxyd
Der Torfgaserzeugungsapparat ist der bei der Holzgasfabrikation
gebräuchliche. =W. Reissig=, welcher sich längere Zeit mit Versuchen
über die Fabrikation von Torfgas beschäftigte, wendete Specktorf aus
der Umgegend von München an, der sehr wenig Asche und 14-15 Proc.
Wasser enthielt. Im Durchschnitt gab 1 Ctr. (bayerisch) 426 Kubikfuss
(bayerisch) Gas (50 Kilogr. Torf entsprechen 337 engl. Kubikfuss). Die
Gasentwickelung geht im Anfange wie bei Holz rasch vor sich, doch nimmt
sie gleichmässiger und stetiger ab als bei diesem. Aus =Reissig='s
Versuchen und Analysen ergiebt sich, dass das Torfgas von vorzüglicher
Güte hergestellt werden kann. Gereinigtes Torfgas zeigte sich
zusammengesetzt aus
I. Schweren Kohlenwasserstoffen 9,52
Leichtem Kohlenwasserstoffgas 42,65
Wasserstoffgas 27,50
Kohlenoxydgas 20,33
Kohlensäure und Schwefelwasserstoff Spuren
------
100,00