Nach =Karmarsch= sind ihrem absoluten Wärmeeffect nach

100 Kilogr. gelber Torf = 94,6 Kilogr. lufttrocknem Fichtenholz,

100 " brauner " = 107,6 " " "

100 " Erdtorf = 104,0 " " "

100 " Pechtorf = 110,7 " " "

100 Kubikmeter gelber Torf = 33,2 Kubikmeter Fichtenholz,

100 " brauner " = 89,7 " "

100 " Erdtorf = 144,6 " "

100 " Pechtorf = 184,3 " "

Mit diesen Resultaten stimmen auch die von =Brix= erhaltenen überein.

=Karsten= giebt an, dass bei Siedeprocessen

2-1/2 Gewichtstheil Torf = 1 Gewichtstheil Steinkohle,

4 Volumen " = 1 Volumen "

Die =Verdampfungskraft= des Torfes ist nach =A. Vogel= folgende:

Wasser. Verdampfungskraft.

Lufttrockner Faserstoff 10 Proc. 5,5 Kilogr.

Maschinentorf 12-15 " 5-5,5 "

Presstorf 10-15 " 5,8-6,0 "

[Sidenote: Neue Verwendung des Torfes.]

Der Torf hat seit etwa zwanzig Jahren eine neue Anwendung dadurch

gefunden, dass man seine Produkte der trocknen Destillation auf

Leuchtmaterialien (Paraffin, Torfkreosot, Solaröl) verarbeitet. Die

Gewinnung des Paraffins aus irländischem Torf im Grossen wurde schon

1849 von =Reece= versucht; fortgesetzte Versuche von =Kane= und

=Sullivan= ergaben das Resultat, dass 1 Tonne (= 20 Ctr.) Torf ungefähr

1,36 Kilogr. Paraffin, 9 Liter eines zur Beleuchtung geeigneten

flüchtigen Oeles und 4,54 Liter eines fixen Oeles liefere, welches als

Maschinenschmiere Anwendung finden könne. Nach =Wagenmann= liefert ein

Torf von der Hebrideninsel Lewis 6-8 Proc. Theer, und zwar 2 Proc.

Photogen, 1,5 Proc. Solaröl und 0,33 Proc. Paraffin.

Torfkohle.

[Sidenote: Torfkohle.]

In vielen Gegenden Deutschlands steht die Verwendung des Torfes als

Brennmaterial in keinem Verhältniss zu den vorhandenen Torflagern; grosse

Strecken Torfmoore liegen fast unbenutzt oder werden doch nicht in einem

solchen Umfange ausgebeutet, als die vorhandene Menge und die

Wiedererzeugung des Torfes gestatten. Der Grund davon liegt in der

Unbequemlichkeit, welche mit der Verwendung des Torfes verknüpft ist:

sein Volumen ist im Vergleich zu seiner Heizkraft meist ein sehr grosses,

bei seiner Verbrennung erzeugen sich unangenehm riechende Produkte,

welche den Torf zur Zimmerheizung fast unbrauchbar machen. Man sucht

daher den Torf dadurch zu verbessern, dass man ihn in =Torfkohle=

verwandelt.

Die Zusammensetzung der Torfkohle ist wegen der schwankenden

Zusammensetzung der Torfsorten eine sehr verschiedene.

Die Zusammensetzung der äussersten Glieder lässt sich auf folgende

Weise ausdrücken:

Torfkohle, Torfkohle,

erste Qualität. schlechteste Qualität.

Kohlenstoff 86 34

hygroskopisches Wasser 10 10

Asche 4 56

Ueber den absoluten und specifischen Wärmeeffect der Torfkohle lässt

sich nach den wenigen Daten, die vorliegen, keine sichere Angabe

machen. Gewöhnliche Torfkohle kommt in ihrem specifischen Wärmeeffect

dem der Holzkohle sehr nahe, im übrigen steht sie in den meisten Fällen

bezüglich ihrer Brauchbarkeit hinter der Holzkohle zurück, weil sie

wegen ihrer geringen Dichtigkeit und der grossen Menge staubförmiger

Asche kein intensives Feuer zu geben vermag. Der Benutzung in

Schachtöfen steht ihre leichte Zerdrückbarkeit entgegen, indem sie sich

leicht, namentlich in den tieferen Theilen des Schachtes, zu einer

dichten Masse zusammenballt, welche der Gebläseluft den Durchgang

erschwert und den Schmelzprocess in Unordnung bringt. Dagegen bedient

man sich bei Herd-, Pfannen- und Kesselfeuerungen der Torfkohle mit

vielem Erfolg. Die aus verdichtetem Torf dargestellte Torfkohle hat

eine so grosse Festigkeit und Dichtigkeit, dass dieselbe für den

Metallurgen von sehr grosser Wichtigkeit werden kann, wenn ihre

Herstellung ohne zu grosse Kosten ausführbar ist.

Die Braunkohlen.

[Sidenote: Braunkohle.]

Eben so wie der Torf ist die =Braunkohle= ein durch nasse Vermoderung

verändertes Holz, wobei jedoch der wesentliche Unterschied stattfindet,

dass der Zersetzungsprocess bei der Braunkohle viel weiter vorgeschritten

ist, als beim Torfe. Berücksichtigt man allein die Eigenschaften, so

lässt sich nicht wohl eine Grenze zwischen Braunkohle und Steinkohle

ziehen; nur die geologischen und paläontologischen Verhältnisse des

Vorkommens vermögen Anhaltepunkte für die Bestimmung einer fossilen

Kohlenart zu liefern. Es lässt sich in dieser Hinsicht allgemein sagen,

dass jede fossile Kohle, welche jünger ist als Kreide, und in Formationen

über derselben vorkommt, Braunkohle zu nennen ist; jede Kohle, die in

Formationen sich findet, welche älter sind als Kreide, ist als Steinkohle

zu bezeichnen. Da der Stickstoffgehalt der Steinkohlen weit grösser ist

als der der Braunkohlen, so lässt sich darauf eine Reaction gründen,

durch welche man Steinkohle in sehr vielen (jedoch nicht in allen) Fällen

leicht von Braunkohle unterscheiden kann. Letztere, in ihrer

Zusammensetzung der Cellulose weit ähnlicher als die Steinkohle, liefert

beim Erhitzen in einem Probirglase Dämpfe, die durch vorherrschenden

Holzessig sauer reagiren, während bei gleicher Behandlung von Steinkohle,

durch vorwaltendes Ammoniak und durch Ammoniakbasen (Anilin, Lepidin

etc.) ammoniakalisch reagirende Dämpfe gewonnen werden. Nach einer andern

Probe soll man die zu untersuchende Kohle im fein gepulverten Zustande

mit Kalilauge erhitzen; Steinkohle lässt die Flüssigkeit farblos,

Braunkohle färbt sie meist durch Bildung von Kaliumhumat braun, doch sind

hiervon ausgenommen die Braunkohlen der nördlichen alpinen

Tertiärformation, sobald sie den Charakter der Fettkohle annehmen. Ein

anderer charakteristischer Unterschied zwischen Steinkohle und Braunkohle

ist (nach =E. Richter= und nach =Hinrichs=) der, dass erstere beim

Trocknen bei 115° allmälig bis zu einem gewissen Minimum an Gewicht

verliert, dann aber wächst das Gewicht wieder in Folge einer Oxydation.

Braunkohle zeigt diese Gewichtszunahme nicht.

Nach dem verschiedenen Zersetzungsgrade unterscheidet man mehrere

Varietäten der Braunkohle: 1) die =fasrige Braunkohle= (fossiles oder

bituminöses Holz, Lignit) von dem Ansehen des Holzes, in dem nicht

selten Stamm-, Ast- und Wurzelstücke deutlich erkennbar sind; 2) die

=gemeine Braunkohle= bildet derbe spröde Massen von muscheligem Bruche.

Bei glänzendem Bruche nennt man sie Gagat; 3) die =erdige Braunkohle=

oder =Erdkohle= ist, wie schon ihr Name andeutet, eine mit erdigen

Substanzen gemengte dunkelbraune Braunkohle. Zur Theerschwelung (für

Solaröl und Paraffin) geeignete Braunkohle findet sich in Deutschland

besonders in Preussen (bei Weissenfels und Zeitz, Oschersleben, Saarau

in Schlesien) und im Königreich Sachsen (in der Nähe von Borna), sie

führt den Namen »Schmierkohle«.

Sehr häufig findet sich in den Braunkohlen Schwefelkies (und zwar die

rhombische Varietät als Vitriolkies). Ist in derselben die Menge der

kiesigen und erdigen Bestandtheile überwiegend, so entsteht daraus die

=Alaunerde=, mit welchem Namen auch ein mit Bitumen und Schwefelkies

gemengter Thon bezeichnet wird. Der Aschengehalt der Braunkohlen ist

ein sehr verschiedener. Im Durchschnitt lässt sich der Aschengehalt der

Braunkohlen zu 5-10 Proc. annehmen. Die Asche besteht wesentlich aus

Thonerde, Kieselerde, Kalk, Magnesia, Eisen- und Manganoxyd. Das

hygroskopische Wasser kann bei frisch geförderten Kohlen bis zu 50

Proc. steigen, beträgt aber im lufttrocknen Zustande durchschnittlich

20 Proc., so dass, wenn man den allerdings sehr schwankenden

Aschengehalt unberücksichtigt lässt, lufttrockne Braunkohle etwa

zusammengesetzt ist aus

Kohle 48-56 Proc.

Wasserstoff 1-2 "

chemisch gebundenem Wasser 31-32 "

hygroskopischem Wasser 20 "

Die Brennbarkeit der Braunkohle ist geringer als die des Holzes, ihre

Flammbarkeit steht zwischen der des Holzes und der Steinkohle. Die

Braunkohlen geben im Allgemeinen folgenden Wärmeeffect:

[A] = Absol.

[B] = Specif.

[C] = Pyrom.

[D] = 10 Proc.

hygrosk.

---+----

|

Braunkohle | Wasser

-----+---- | +-----

| | | [A] [B] [C]

Lufttrockne faserige mit 20 Proc. und ohne Asche 0,48 0,55 1800

" " " " 20 " " " " [D] " 0,43 -- --

" erdige " " 20 " " " " ohne " 0,61 0,79 1975

" " " " 20 " " " " [D] " 0,55 -- --

" muschelige " " 20 " " " " ohne " 0,69 0,88 2050

" " " " 20 " " " " [D] " 0,62 -- --

Gedarrte faserige " " 20 " " " " ohne " 0,61 -- 2025

" " " " 20 " " " " [D] " 0,55 -- --

" erdige " " 20 " " " " ohne " 0,76 -- 2125

" " " " 20 " " " " [D] " 0,69 -- --

" muschelige " " 20 " " " " ohne " 0,85 -- 2200

" " " " 20 " " " " [D] " 0,76 -- --

Aus dieser Tabelle geht hervor, dass lufttrockne Braunkohlen gedarrtes

Holz an absolutem und pyrometrischem Wärmeeffect und an specifischem

Wärmeeffect das beste Holz um mehr als das Doppelte übertreffen.

Die =Verdampfungskraft= der Braunkohlen ist folgende:

Wasser. Asche. Verdampfungskraft.

Böhm. Braunkohle 28,7 Proc. 10,6 Proc. 5,84 Kilogr.

Bituminöses Holz 23,7 " 3,9 " 5,76 "

Erdkohle 47,2 " 4,8 " 5,55 "

Stückkohle 47,7 " 3,1 " 5,08 "

[Sidenote: Anwendung der Braunkohle.]

Die Anwendbarkeit der Braunkohle als Brennmaterial ist beschränkter als

die der Steinkohle, da sie für solche Zwecke, für welche die backenden

Steinkohlen besonders brauchbar sind, nicht benutzt werden kann. Die

Braunkohlen sind namentlich zu Rostfeuerungen, z. B. in chemischen

Fabriken und Salinen, so wie als Heizmaterial für Stubenöfen brauchbar.

Die erdige Varietät lässt sich indessen oft nur dann zur directen

Feuerung benutzen, wenn sie zuvor eingesumpft und in Formen, gleich den

Ziegeln, meist mit Hülfe von Maschinen, gestrichen und getrocknet

worden. Die Praxis hat gezeigt, dass frisch geförderte Braunkohlen den

gelagerten vorzuziehen sind, indem letztere, selbst bei Abwesenheit von

Schwefelkies, bei längerem Lagern unter dem Einflusse der Luft und der

Feuchtigkeit eine langsame Verbrennung erleiden, wodurch sie an

Brennkraft einbüssen. Eine wichtige Anwendung haben die Braunkohlen

darin gefunden, dass man sie der trocknen Destillation unterwirft und

auf Paraffin und Solaröl verarbeitet.

Die Steinkohlen.

[Sidenote: Steinkohlen.]

Die =Steinkohle= (oder Schwarzkohle) ist nächst den Eisenerzen und dem

Steinsalze das wichtigste anorganische Naturprodukt, welches der Bergmann

aus der Tiefe zu Tage fördert. Die Eisenproduktion, die grosse Mengen

Brennstoff consumirenden Gewerbe, würden nie die gegenwärtige Ausdehnung

erreicht haben, wenn nicht die Steinkohle den nöthigen Brennstoff

geliefert hätte. Die Steinkohlen dienen zur Heizung und zur Produktion

von Kraft. Wohlfeile Steinkohlen sind daher auch gleichbedeutend mit

wohlfeiler Arbeitskraft und bilden somit eine der wichtigsten Grundlagen

der modernen Industrie.

Die Steinkohlen sind mumisirte und verkohlte Ueberreste einer längst

untergegangenen Flora, deren hundertfältig über einander gepresste Stämme

gegenwärtig regelmässige, oft viele Quadratmeilen ausgedehnte

Gebirgsschichten bilden. Ueber den Process, welcher bei der

Steinkohlenbildung stattfand, existiren mehrere Ansichten. Die einfachste

Ansicht ist wohl die, dass ein sehr langsamer, durch die Erdwärme

unterstützter und durch den Druck der aufliegenden Gebirgsschichten

modificirter Zersetzungsprocess, welcher auf eine immer reinere

Darstellung des Kohlenstoffs hinarbeitete, die Hauptrolle gespielt hat.

Daher ist der Anthracit fast reiner Kohlenstoff, während die

verschiedenen Varietäten der Steinkohle noch um so mehr bituminöse und

flüchtige Substanzen enthalten, je weniger weit ihre Zersetzung

fortgeschritten ist. Der Wasserstoff und Sauerstoff entweicht mit

Kohlenstoff verbunden als Kohlenwasserstoffgas (Grubengas,

Methylwasserstoff), als Erdöl und als Kohlensäure. Der Anthracit in

seiner vollendetsten Form ist als dasjenige Produkt zu betrachten, in

welchem der Zersetzungsprocess, durch welchen Braun- und Steinkohle sich

bilden, sein Ende erreicht hat.

Kohlenstoff Wasserstoff Sauerstoff

Cellulose 52,65 5,25 42,10

Torf von Vulcaire 60,44 5,96 33,60

Lignit 66,96 5,27 27,76

Erdige Braunkohle 74,20 5,89 19,90

Steinkohle (secundäres Gebirge) 76,18 5,64 18,07

" (Kohlenformation) 90,50 5,05 4,40

Anthracit 92,85 3,96 3,19

Bei der durch die Ausbreitung der Dampfkraft und Abnahme des Holzes als

Heizungsmaterial stark gesteigerten Consumtion der Steinkohlen ist es von

Interesse, einen Ueberblick zu gewinnen über die noch vorhandenen

Steinkohlenschätze der Erde. Die grössten Steinkohlenbecken Europas sind

1) in =England=[194] das im Süden von Wales, welches 4 geographische

Meilen breit und 20 Meilen lang ist, ferner das im Norden bei Leeds,

Manchester und Sheffield, an welches sich die Becken von Newcastle und

von Schottland anschliessen; 2) in =Belgien= das Kohlenrevier von Lüttich

(Maas-Bassin), das von Charleroi und Namür (Sambre-Bassin) und das von

Mons; 3) in =Frankreich= das der Loire (St. Etienne und Rive de Gier),

von Valenciennes, von Creuzot und Blanzy, von Aubin (Aveyron), von Alais

(Gard); 4) in =Deutschland= das schlesische Becken, das Saarbecken, das

Kohlenrevier an der Ruhr, die Kohlenbassins bei Zwickau und im

Plauen'schen Grunde u. s. w.; 5 in =Oesterreich= die böhmischen Becken zu

Pilsen, Brandau und Schlan. Aber das grösste dieser europäischen Becken

verschwindet ganz, wenn man sie mit denjenigen vergleicht, welche in

=Nordamerika= vorkommen. Das ausgedehnteste der nordamerikanischen Becken

ist dasjenige, welches in einiger Entfernung südwestlich vom See Erie

seinen Anfang nimmt und sich über die Staaten Pennsylvanien, Virginien,

Kentucky, Tennessee, bis an den Fluss Tennessee fortsetzt. Es trägt den

Namen Apalachisches Kohlenfeld, hat eine Breite von 37 und eine Länge von

130 geographischen Meilen, während die Oberfläche 2800 geographische

Quadratmeilen einnimmt. Um weniges kleiner sind die Becken von Illinois,

von Canada und Michigan.

[194] Die Steinkohlenproduktion in Grossbritannien ist sehr im Steigen

begriffen. Sie betrug

1860 80 Millionen Tons à 20 Ctr.

1862 81 " " "

1864 92 " " "

1866 101 " " "

1868 104 " " "

1869 108 " " "

[Sidenote: Accessorische Bestandtheile der Steinkohle.]

Unter den accessorischen Bestandtheilen der Steinkohlen ist

erwähnenswerth der Schwefelkies, welcher entweder als eigentlicher

tesseraler Schwefelkies oder als rhombischer Strahl- oder Vitriolkies

eine zwar gewöhnliche, aber unliebe Beimengung desselben bildet, indem

er durch seinen Schwefelgehalt die Kohle zu gewissen Feuerungszwecken

untauglich macht, theils durch seine Vitriolescirung die Kohle

auflockert und zersprengt, sogar Selbstentzündungen der Flötze und

Lager verursachen kann. Nächst dem Schwefelkies erscheinen nicht selten

Bleiglanz, Kupferkies und Zinkblende. Alle diese Sulfurete sind wohl

aus den entsprechenden Sulfaten entstanden, welche, in Wasser gelöst,

die Steinkohlenflötze durchdrangen und durch die Einwirkung der

organischen Substanz reducirt wurden. Von erdigen Mineralien sind

besonders Kalkspath, Braunspath, Gyps, Baryt, Schieferthon, der thonige

Sphärosiderit und der Kohleneisenstein oder Blackband (ein inniges

Gemenge von Eisenspath, Kohle und etwas Kieselthon), eines der

wichtigsten Mineralien der carbonischen Formation, zu erwähnen.

[Sidenote: Eintheilung der Steinkohlen.]

In technischer Hinsicht theilt man die Steinkohlen nach ihrem Verhalten

im Feuer ein in: 1) =Backkohlen=, deren Pulver, in einem Tiegel erhitzt,

schmilzt und zu einer gleichförmigen Masse zusammenbackt; 2)

=Sinterkohlen=, deren Pulver nur zu einer festen Masse sich vereinigt,

ohne eigentlich zu schmelzen; 3) =Sandkohlen=; wenn das Pulver keinen

Zusammenhang bekommt. In England unterscheidet man nach der Benutzung

=drei= Sorten Kohle, nämlich 1) die =Gaskohle= (_gaz coal_), 2) die

=Hauskohle= (_household coal_), 3) die =Dampfkohle= (_steam coal_).

Wenn wir diese Eintheilung beibehalten, so zeigt die elementare

Zusammensetzung, verglichen mit ihrem chemischen und physikalischen

Verhalten, dass die =Backkohlen= entweder ein aus Kohlenstoff und

Wasserstoff bestehendes Bitumen enthalten, oder, was wahrscheinlicher

ist, dass eine solche Verbindung bei höherer Temperatur aus ihnen sich

bilde; dass die in den Sinterkohlen vorhandene grössere Sauerstoffmenge

die Quantität dieses Bitumens verringert, aber seine Bildung nicht

verhindert. Bei den Sandkohlen bildet sich dieses Bitumen in noch

geringerer Menge. Neuere Untersuchungen jedoch bestätigen diese Ansicht

nicht, dass mit der Zunahme des Sauerstoffs die Eigenschaft des Backens

abnehme und die sauerstoffärmsten Kohlen stets Sandkohlen seien. Es

sind Steinkohlen gefunden worden, die fast gleiche Zusammensetzung,

aber trotzdem ein sehr verschiedenes Verhalten in der Hitze

zeigen[195].

[195] =E. Richters= hat neuerdings ein Verfahren zur vergleichenden

Bestimmung der Backfähigkeit verschiedener Steinkohlen

beschrieben. Vergl. Dingler's polyt. Journ. Bd. 195 p. 72.

[Sidenote: Anthracit.]

Der =Anthracit= oder die =Kohlenblende= ist, wie schon erwähnt, als

dasjenige Produkt des Zersetzungsprocesses, durch welchen überhaupt

Steinkohlen gebildet werden, zu betrachten, in welchem jener Process sein

eigentliches Ziel und Ende erreicht hat. Der Anthracit findet sich im

Uebergangsgebirge vorzugsweise zwischen den Schichten des Thonschiefers

und der Grauwacke, sowie zwischen Glimmerschiefer und auf solchen Gängen,

welche jene Formation durchsetzen. Der Anthracit ist ein völlig

unkrystallinischer Körper, wodurch er sich vom Graphit unterscheidet. Er

ist tiefschwarz, spröde, von muschligem oder doch unebenem Bruche, brennt

mit wenig leuchtender, aber rauchloser Flamme, erweicht im Feuer nie,

decrepitirt aber häufig darin.

=Jacquelain= erhielt bei der Analyse folgender Anthracite nachstehende

Resultate:

Kohlenstoff. Wasserstoff. Sauerstoff. Stickstoff. Asche.

aus Swansea 90,58 3,60 3,81 0,29 1,72

" Sablé 87,22 2,49 1,08 2,31 6,90

" Vizille 94,09 1,85 " 2,85 1,90

" d. Isère-Dep. 94,00 1,49 " 0,58 4,00

Man hat die Brauchbarkeit des Anthracits als Brennmaterial lange Zeit

verkannt. Er lässt sich indessen bei zweckmässiger Behandlung,

besonders bei kräftigem Gebläse, vortheilhaft auf mannichfache Weise

benutzen. In Swansea und Pennsylvanien wendet man den Anthracit als

Reductionsmittel der Eisenerze in Hohöfen (Anthracithochöfen) an. Man

benutzt ausserdem den Anthracit beim Kalkbrennen, Ziegelbrennen, in

Salinen, selbst für häusliche Zwecke als Brennmaterial.

[Sidenote: Backkohle.]

Die =Backkohle= ist ausser ihrem Verhalten in der Hitze, wobei die

zerriebene Kohle zusammenbackt und ein dichtes, geflossenes Koksstück

bildet, durch dunkelschwarze Farbe und leichte Entzündlichkeit

charakterisirt. Bezeichnet man (mit =Fleck=) den Procentgehalt an

Kohlenstoff in der aschenfreien Kohlensubstanz mit C, den disponiblen

Wasserstoff mit W_{1}, den gebundenen Wasserstoff mit W; den Sauerstoff

und Stickstoff mit S, so ist (C + (W + W_{1}) + S = 100). W_{1} berechnet

sich aus der Annahme, dass 8 Proc. Sauerstoff 1 Proc. Wasserstoff binden,

mithin ist W_{1} = 5/8 und dieser Werth von dem Gesammtwasserstoffgehalt

abgezogen, liefert als Differenz den disponiblen Wasserstoff = W. Die

Eigenschaft eine Kohle zu backen und geflossene Koks zu liefern, ist

dadurch bedingt, dass auf 100 Th. Kohlenstoff nicht weniger als 4 Th.

disponibler Wasserstoff kommen. Sie eignen sich besonders zur

Leuchtgasfabrikation (=Gaskohle=), wenngleich =Fleck= als Gaskohle im

weitesten Sinne jede Kohle ansieht, welche auf 1000 Th. Kohlenstoff

mindestens 20 Th. gebundenen Wasserstoff enthält. Da nun aber der Werth

einer solchen Gaskohle gleichzeitig von dem disponiblen Wasserstoff

abhängt, durch dessen Gegenwart die Leuchtkraft des Gases in Folge

gelöster flüchtiger Kohlenwasserstoffe erhöht werden muss, so kann man

Kohlen mit 2 Th. gebundenem und 4 Th. disponiblem Wasserstoffe (auf 100

Th. Kohlenstoff) als =beste= Kohlensorte und mit dem Namen =Back-= und

=Gaskohle= bezeichnen.

Wegen ihres grossen Wasserstoffgehaltes lassen sie sich leichter

entzünden als die übrigen beiden Steinkohlensorten und geben aus diesem

Grunde die längste Flamme. Sehr stark backende Kohlen eignen sich für

sich allein für Flammenfeuer nicht, weil sie in Folge ihres starken

Aufblähens den Rost verstopfen und dadurch den Luftzug hindern, und

weil sie wol eine schnelle, aber keine anhaltende Hitze geben. Dagegen

ist Backkohle besonders gut anwendbar zum Schmieden des Eisens

(=Schmiedekohle=, _charbon de forge_, _houille maréchale_, _smith

coal_); weil sie während des Brennens zu einer Masse zusammensintert,

durch welche die Gebläseluft zusammengehalten, der Wärmeeffect

gesteigert und an Brennmaterial gespart wird.

Die =Sandkohle= ist die geringste Kohlensorte; sie ist sehr

sauerstoffreich, schwindet stark beim Verkoken und hinterlässt aus

kleinen Stücken bestehende, sandige Koks. Sie enthalten weniger als 40

Th. disponiblen Wasserstoff. Sie wird vorzugsweise in Fällen angewendet,

wo es sich weniger um die Art des Feuers, als um möglichste Billigkeit

handelt, wie beim Ziegel- und Kalkbrennen.

Die =Sinterkohle= hat eine mehr ins Eisengrau gehende Farbe; Oberfläche

und Bruch sind oft sehr glänzend. Sie ist weit schwieriger entzündlich

als die Backkohle und enthält sehr häufig viel Schwefelkies; sie eignet

sich ganz vorzüglich zur Entwickelung von schneller und zugleich

anhaltender Hitze und passt deshalb für den Flammen- und

Schachtofenbetrieb, für Tiegelschmelzungen, unter Kesselfeuerungen u. s.

w. Bei der Verkokung verändern sie ihr Volumen nur wenig, sinken im

Koksofen schwach zusammen und geben bei wenig Gasausbeute auch lockere

gesinterte Koks. Sie enthalten in der verbrennlichen Substanz auf 100 Th.

Kohlenstoff weniger als 4 Th. disponiblen und weniger als 2 Th.

gebundenen Wasserstoff. An die Sinterkohlen schliessen sich gewisse

Anthracite an, obgleich die eigentlichen Anthracite als natürliche Koks

ausser aller Beziehung zu dem Verkokungs- und Vergasungsprocesse stehen.

In dem Wasserstoffgehalt der organischen Masse der Steinkohlen und

dessen Verhältniss hat man, wie aus Vorstehendem folgt, einen

Gradmesser zur Beurtheilung ihrer physikalischen Eigenschaften nach

ihrer chemischen Zusammensetzung. Es enthalten

Backkohlen auf 100 C über 4 W_{1}, unter 2 W

Back- und Gaskohlen " 100 C " 4 W_{1}, über 2 W

Gas- und Sandkohlen " 100 C unter 4 W_{1}, " 2 W

Sinterkohlen " 100 C " 4 W_{1}, unter 2 W

Nimmt man den Gehalt an hygroskopischem Wasser in der Steinkohle zu 5

Proc. und den durchschnittlichen Gehalt gleichfalls zu 5 Proc. an, so

ergeben sich für die mittlere Zusammensetzung folgende Zahlen:

Kohlenstoff 69-78

Wasserstoff 3- 4

Chemisch gebundenes und hygroskopisches Wasser 13-23

Asche 3

Die Steinkohlenasche ist ein Gemenge von Mineralstoffen, welches nach

den mechanischen und chemischen Einflüssen, denen die kohlenbildenden

Vegetabilien ausgesetzt waren, der Qualität und Quantität nach nicht

nur in den fossilen Kohlen verschiedenen Alters, sondern auch in

demselben Kohlenflötze wechseln kann; es hat die qualitative

Zusammensetzung der Braunkohlenasche und besteht wesentlich aus

Thonerdesilicat oder aus Gyps und Schwefeleisen, ausserdem auch noch

aus Kalk und Magnesia an Kohlensäure gebunden, Eisen- und Manganoxyd,

sowie aus geringen Mengen von Chlor und Spuren von Jod. An Thonerde

reiche und an Kieselerde arme Aschen sind unschmelzbar; solche, in

welchen ein hoher Kieselerdegehalt bei mangelndem Eisenoxyd

vorherrscht, fritten, ohne zu schmelzen, ein Gehalt an Eisenoxyd- und

Kalisilicaten macht die Aschen leicht schmelzbar, bedingt vermehrte

Schlackenbildung und führt durch Einhüllung von Kohletheilchen Verluste

an Brennstoff und dadurch Verminderung der Brennkraft herbei. Die

wirkliche Aschenmenge (wohl zu unterscheiden von dem

Verbrennungsrückstand in Rostfeuerungen) variirt zwischen 0,5 und 20

bis gegen 30 Proc. Durch die =nasse Aufbereitung= der Steinkohlen vor

der Verkokung wird ein Theil der Mineralbeimengungen entfernt.

[Sidenote: Wärmeeffect.]

Der Wärmeeffect von Steinkohlen von mittlerer Zusammensetzung, ihr

specifisches Gewicht und ihre Zusammensetzung sind in folgender Tabelle

zusammengestellt:

[A] = Kohlenstoff

[B] = Waserstoff

[C] = Chem. geb. Waser

[D] = Hygrosk. Wasser

[E] = Asche

[F] = absoluter

[G] = specifischer

[H] = pyrometrischer

[I] = 1 Theil reducirt Blei

[J] = 1 Theil erwärmt Wasser von 0-100° C.

[K] = Spec. Gewicht

Zusammensetzung. Wärmeeffect.

[A] [B] [C][D][E] [F] [G] [H] [I] [J] [K]

Anthracit 85 3 2 5 5 0,96 1,44 2350° 26-33 60,5-74,7 1,41

Backkohle 78 4 8 5 5 0,93 1,17 2300° 23-31 52,8-72 1,13-1,26

Sinterkohle 75 4 11 5 5 0,89 1,16 2250° 19-27 44-61,6 1,13-1,30

Sandkohle 69 3 18 5 5 0,79 1,06 2100° 21-31 50-71 2,05-2,34

In der Praxis nimmt man an, dass das Heizvermögen einer guten

Steinkohle dem der Holzkohle nahe komme und das des trockenen Holzes um

das Doppelte übertreffe. Bei Schmelzprocessen verhält sich die

Heizkraft von Steinkohlen zu Holz dem Volumen nach wie 5 : 1, dem

Gewichte nach wie 15 : 8. Nach den Versuchen von =Karsten= sind in

Flammenöfen in der Wirkung

100 Volumen Steinkohle = 700 Volumen Holz,

100 Gewichtsth. " = 250 Gewichtsth. "

bei Siedeprocessen

100 Volumen Steinkohlen = 400 Volumen Holz = 400 Volumen Torf

100 Gewichtsth. " = 160 Gewichtsth. " = 250 Gewichtsth. "

[Sidenote: Verdampfungskraft der Steinkohlen.]

Die Verdampfungskraft der Steinkohlen bildet für eine technische

Untersuchung den allerwichtigsten Gesichtspunkt. Sie erscheint als der

Ausdruck von drei Factoren, nämlich 1) dem Gehalt an hygroskopischem

Wasser, 2) dem Gehalt an unverbrennlichen Theilen, 3) der

Zusammensetzung der organischen Substanz. Da, wie =Hartig='s Versuche

ergeben haben, die Verdampfungskraft der verbrennlichen Substanz bei

den meisten Steinkohlen gleich (= 8,04-8,30 Kilogr. Dampf) ist, so kann

man den Verdampfungswerth einer Kohle einfach durch eine Wasser- und

Aschenbestimmung erfahren. Nach =W. Stein= kann die praktische

Nutzleistung der Steinkohlen zu 2/3 der aus der chemischen

Zusammensetzung berechneten angenommen werden.

Die nutzbare Verdampfungskraft der in Süddeutschland gebräuchlichen

Steinkohlensorten ist nach Versuchen im Laboratorium und nach

Heizversuchen folgende:

Nutzbare

Asche. Verdampfungskraft

Ruhrer Kohle I. Qualität 5,0 7,2

Zwickauer Pechkohle I. " 6,06 6,45

" " II. " 15,41 5,61

Böhmische Kohle I. " 6,6 5,8

" " II. " 6,9 4,9

" " III. " 10,3 4,2

Saarkohle 21,50 6,06

Stockheimer Kohle I. " 6,3 2,72

" " II. " 8,4 3,86

[Sidenote: Bogheadkohle.]

Unter dem Namen =Bogheadkohle= oder Torbane-Hill-Kohle versteht man eine

in Bathgate bei Edinburgh und auf den Hebriden in grosser Menge sich

findende fossile Kohle, welche eben so wie die auf der Pankrazzeche

unweit Pilsen in Böhmen vorkommende =Blattelkohle= eine der

Sigillarienzone angehörende, der Cannelkohle verwandte Steinkohle ist, in

welcher grosse Mengen von bituminöser Substanz angehäuft sind. Sie

liefert nur geringe Koks und giebt bei der trocknen Destillation

Paraffin, Solaröl und Photogen, während die eigentliche Steinkohle

Anthracen, Naphtalin und Benzol liefert. 100 Th. Bogheadkohle enthalten

Kohlenstoff 60,9 65,8

Stickstoff 0,7 0,7

Wasserstoff 9,1 9,1

Schwefel 0,3 0,1

Sauerstoff 4,3 5,4

Wasser 0,3 0,5

Asche 24,1 18,6

Die Bogheadkohle findet sowol als Brennmaterial, sowie zur Gasbereitung

(1 Ctr. giebt mehr als 800 Kubikfuss Gas) und Fabrikation von Paraffin

und Solaröl Anwendung. Der Bogheadkohle ähnlich sind die ebenfalls in

Schottland vorkommenden Kohlen, die =Wemysskohle=, die

=Lanarkshirekohle= und die =Rigside-Kohle=.

Petroleum als Brennstoff.

[Sidenote: Petroleum als Heizmaterial.]

Das =Petroleum= (worunter hier nicht allein das natürliche Erdöl zu

verstehen ist, sondern auch durch Destillation von fossilen Kohlen und

bituminösem Schiefer erhaltene flüssige Kohlenwasserstoffe) ist unter

gewissen Bedingungen als Heizmaterial sehr beachtenswerth. Das spec. Gew.

dieses Oels schwankt zwischen 0,786 und 0,923 bei 0°. Der

Ausdehnungscoëfficient für 1°C. liegt zwischen 0,00072 und 0,000868; die

Kenntniss desselben ist für die Praxis von Wichtigkeit. Die in der

nordamerikanischen Dampfmarine mit Petroleum angestellten Versuche sind

günstig ausgefallen; ein Dampfer mit Petroleum geheizt, kann die See

unter Dampf dreimal so lang, mit weniger Arbeit und grösserer Oekonomie

halten, als mit einem gleichen Gewicht Steinkohlen. Da das Petroleum bei

seiner Verbrennung keinen Rauch, sondern nur einen wässrigen Dunst

bildet, so fallen auch die Rauchkamine weg. Da das Petroleum bis zu 14

Proc. Wasserstoff enthält, so erhält man durch Condensation der

Verbrennungsgase ein grosses Quantum reinen Wassers, welches bei

Seedampfern sehr gut als Speisewasser verwendet werden kann. Die bei

dieser Condensation frei werdende Wärme kann zum Vorwärmen des

Speisewassers benutzt werden. Nach den Versuchen von =H. Deville= ist ein

Heizer überflüssig, da die Zufuhr des Petroleums zur Feuerung mit grosser

Leichtigkeit zu reguliren ist.

Nach =Fr. Storer= verdampft 1 Kilogr. rohes Petroleum 10,36 Kilogr.

Wasser, während 1 Kilogr. Anthracit nur 5,1 Kilogr. Wasser verdampft.

(Die theoretische Verdampfungskraft des reinsten Petroleums ist 18,06

Kilogr., denn geht man von der procentischen Zusammensetzung des

Petroleums aus, so ist

C 0,86 . 8080 = 6948

H 0,14 . 34462 = 4824 11772

----- -----

11772 W.-E. und 652 = 18,08 Kilogr.

Nach den ausgedehnten Versuchen =H. Deville='s (1866-1869) ist die

Heizkraft verschiedener Petroleumarten in Wärmeeinheiten ausgedrückt

beispielsweise folgende:

Schweres Oel aus Westvirginien 10180 W.-E.

Leichtes Oel aus Westvirginien 10223 "

Leichtes Oel aus Pennsylvanien 9963 "

Schweres Oel aus Ohio 10399 "

Oel von Java (Rembang) 10831 "

Oel von Java (Cheribon) 9593 "

Oel von Java (Sarabaya) 10183 "

Petroleum von Schwabweiler (Elsass) 10458 "

Petroleum von Ostgalizien 10005 "

Petroleum von Westgalizien 10235 "

Rohes Schieferöl von Autun 9950 "

In neuerer Zeit haben =R. Foote=, =Wyse=, =Field= und =Aydon=, ferner

=H. Deville=, =Dorsett= und =Blyth= etc. Dampfkesselfeuerungen für

Petroleum construirt, die jedenfalls die Beachtung der Pyrotechniker

verdienen. Seit einiger Zeit wird das Petroleum anstatt Alkohol als

Heizmaterial bei Kaffeemaschinen und ähnlichen Kochapparaten der

Haushaltung mit Vortheil benutzt.

Koks.

[Sidenote: Koks.]

Unter =Koks= versteht man die durch Verkokung der Steinkohle dargestellte

Kohle, welche, je nachdem Back-, Sinterkohle oder Sandkohle zu ihrer

Darstellung gedient hatte, als =Backkoks=, =Sinter-= und =Sandkoks=

unterschieden werden. Mit dem Namen =Gaskoks= bezeichnet man die bei der

Bereitung des Leuchtgases aus Steinkohlen in den Retorten

zurückbleibenden Koks.

Das =Verkoken=, sehr häufig, obgleich fälschlich, =Abschwefeln=

genannt, hat zum Zweck: 1) den Kohlenstoffgehalt zu vergrössern, um mit

dem Koks eine höhere Temperatur als mit den Steinkohlen hervorbringen

zu können; 2) die während des Brennens, namentlich zum häuslichen

Gebrauch, unangenehm riechenden Bestandtheile zu entfernen; 3) den

Steinkohlen die Eigenschaft zu benehmen, in der Hitze teigig zu werden,

wodurch, besonders bei der Anwendung in Schachtöfen, die Gebläseluft

durchzudringen verhindert wird; 4) einen Theil des Schwefels des in den

Steinkohlen häufig enthaltenen Schwefelkieses zu entfernen. Vor dem

Verkoken der Steinkohlen ist häufig eine =nasse Aufbereitung= der

Kohlen erforderlich. Die Kohlenflötze sind nämlich vielfach von Klüften

durchzogen, welche im Laufe der Zeit mit Mineralstoffen (namentlich

Thonschiefer und Eisenkies) sich ausgefüllt haben. Auch sind die

Thonschichten, zwischen denen die Flötze eingebettet liegen, nicht

scharf von der Kohle abgegrenzt, vielmehr findet eine Durchdringung

beider in der Lettenkohle statt, welche äusserlich kaum von der Kohle

sich unterscheidet, jedoch nur 30-50 Proc. verbrennliche Substanz

enthält und deshalb kaum noch zu den Brennstoffen zu rechnen ist. Da

das den Kohlen anhängende Gestein (Berg) nach dem Verbrennen die

Aschenmenge vergrössert und die Asche verschlackbar macht, wodurch

leicht Kohlenstücke eingehüllt und bei Rostfeuerungen die Roststäbe

leicht verstopft werden können, da überdies beim Ausschmelzen von Erzen

die Aschenbestandtheile nachtheilig einwirken können, so hat man in

neuerer Zeit vielfach Apparate eingerichtet, um durch nasse

Aufbereitung die specifisch leichteren Kohlen durch Schlämmen von dem

Eisenkies, dem Thonschiefer etc. zu befreien, ehe man sie dem Verkoken

unterwirft. Da das spec. Gewicht des anhängenden Gesteines ungefähr

dreimal so gross ist als das der eigentlichen Kohle, so wird sich, wenn

man grob zerkleinerte Kohle, wie sie bei der Förderung aus den Gruben

neben der groben Kohle in grosser Menge als =Gruss=, =Grubenklein= oder

=Förderkohle= gewonnen wird, in einen tiefen Wasserbehälter schüttet,

das schwerere und unreine zuerst am Boden absetzen und ausgeschieden

werden können. Da aber in der Praxis seichtere Behälter leichter zu

handhaben sind, so giebt man diesen den Vorzug und lässt darin die

Kohle durch wiederholte Stösse zum Schweben und Absitzen gelangen. Die

verschiedenen Schlämm- und Waschapparate haben dieselbe Einrichtung,

wie sie zur nassen Aufbereitung von Erzen Anwendung finden. Es hat sich

gezeigt, dass bei diesem Verfahren aus Kohlen mit 10-12 Proc.

Aschebestandtheilen 4-5, ja selbst 7-8 Proc. ausgeschieden wurden,

wobei aber freilich nicht ausser Acht zu lassen ist, dass bei der

Aufbereitung 7-8 Proc. Kohle zu Staub zertrümmert werden und abgehen.

=Bessemer= wendet zur Kohlenaufbereitung anstatt des Wassers eine

Lösung von Chlorcalcium etc. an, die ein solches spec. Gewicht hat,

dass die Kohlen darauf schwimmen, das anhängende Gestein aber darin zu

Boden sinkt. Der beim Aufbereiten der Steinkohlen bleibende Rückstand

wird, wenn er reich an Schwefelkies ist, geröstet und zur

Schwefelsäurefabrikation verwandt (vergl. Seite 226).

Das =Verkoken der Steinkohlen= geschieht wie die Holzverkohlung in

Meilern, in Haufen, in Oefen oder in Retorten. Im letzteren Falle, der

uns hier nicht beschäftigt, beabsichtigt man, die sich entwickelnden

flüchtigen Produkte (Leuchtgas, Ammoniakwasser, Theer) aufzufangen. Aber

auch beim Verkoken in Oefen sucht man (wie z. B. in dem =Knab='schen

Ofen) eine Nebengewinnung von (für die Fabrikation der Theerfarben so

wichtig gewordenem) Theer und von Ammoniaksalzen.

[Illustration: Fig. 313.]

[Sidenote: Meilerverkokung.]

Die =Meilerverkokung= ist der Meilerverkohlung sehr ähnlich. Man mauert

auf der Kohlenmeilerstätte eine etwa 1-1,5 Meter hohe Esse auf, welche

dem später errichteten Meiler als Quandelschacht dient. Diese Esse hat

einen Durchmesser von 0,3 Meter und ist mit mehreren Reihen Zuglöchern

(Fig. 313) versehen, durch welche der Canal mit der Kohlenmasse in

Verbindung bleibt. Die grösseren Steinkohlenstücke (Wände) legt man rings

um die Esse, die kleineren nach der Peripherie zu, wodurch der Meiler

sich abrundet. Die Zwischenräume der grösseren Stücke werden mit

Steinkohlenklein (_Cinder_) ausgefüllt. An der Sohle des Meilers bildet

man von der Peripherie nach der Esse führende Züge oder Luftkanäle. Auf

die Sohle des Essenschachtes wirft man trockne Holzspäne und zündet sie

von oben an. Der Meiler bleibt so lange im Treiben, so lange noch Rauch

entweicht; danach wird die Essenmündung durch den eisernen Deckel

verschlossen und die Mündungen der Zugkanäle werden mit Lösche bedeckt.

In England beschleunigt man die Abkühlung durch Anwendung von kaltem

Wasser; es soll dadurch ausserdem eine vollständigere Entschwefelung der

Koks bewirkt werden. Die =Haufenverkokung= ist der Haufenverkohlung ganz

ähnlich.

[Sidenote: Ofenverkokung.]

=Ofenverkokung.= In neuerer Zeit nimmt man das Verkoken der Steinkohlen

immer mehr und mehr in eigentlichen Oefen vor, weil hier die Leitung des

Feuers leichter und ein zu starkes Verbrennen der Kohle eher zu vermeiden

ist -- die Koksausbeute ist deshalb meist grösser. Man hat den Koksöfen

sehr verschiedene Constructionen gegeben, theils entweichen die Gase und

Dämpfe aus ihnen ganz unbenutzt, theils sind die Oefen der Art

eingerichtet, dass die brennbaren Gase zum Erhitzen der zu verkokenden

Steinkohlen dienen (zuweilen verwendet man die Verkokungsgase zur

Dampfproduktion für den Betrieb der Hohofengebläse oder der

Fördermaschinen). Die hierher gehörigen Oefen zerfallen in solche mit

Luftzutritt und in solche ohne Luftzutritt. Von den letzteren ist als

Beispiel der =Appolt='sche Koksofen anzuführen, welcher im Wesentlichen

als eine Art stehender Gasretorte zu betrachten ist, welche nur

Oeffnungen zum Abzug der entwickelten Gase besitzt. Bei einer anderen Art

Oefen will man aus den Gasen und Dämpfen vor ihrer Verbrennung den

Kohlentheer (der seit dem Entstehen der auf die Theerverarbeitung sich

stützenden neuen Industriezweige eine solche Wichtigkeit erlangt hat,

dass an einzelnen Orten die Theerproduktion so lucrativ sein kann wie die

Erzielung von Koks) und Ammoniaksalze gewinnen; als Beispiel der

letzteren Art von Oefen sei der =Knab='sche Ofen beschrieben.

[Illustration: Fig. 314.]

Von den =geschlossenen= Koksöfen älterer Construction sei der zum

Verkoken von Stückkohlen auf dem Eisenhüttenwerk Gleiwitz in Schlesien

angeführt, welcher Fig. 314 im Verticaldurchschnitt abgebildet ist. Der

cylindrische, oben mit einer durchlochten Wölbung versehene Koksraum

_A_ ist an seinen Wänden mit Registeröffnungen _o, o, o_ versehen,

welche von aussen mittelst passender Stöpsel verschlossen werden

können. Auch in der Ofensohle befinden sich solche Oeffnungen, wodurch

dieselbe zu einer Art Rost wird. Mit grösserem Vortheile wird indessen

die Sohle massiv gebaut, wenn man dafür sorgt, dass die unterste Reihe

der Registeröffnungen unmittelbar über der Ofensohle ausmündet. Das

Einsetzen der zu verkokenden Steinkohlen geschieht theils durch die

Gewölbeöffnung _b_, theils durch die Thüre _a_; zuerst kommen grössere

Stückkohlen, wobei jedoch eine in der Thüröffnung ausmündende Zündgasse

zur Aufnahme von brennenden Kohlen frei gelassen wird. Nachdem der Ofen

bis zum unteren Theil des Ableitungsrohres _r_ gefüllt ist, wird die

Thüre bis auf die Mündung der Zündgasse vermauert, werden alle

Registeröffnungen mit Ausnahme der untersten Reihe geschlossen, wird

auch die Oeffnung des Gewölbes mit dem eisernen Deckel _d_ bedeckt.

Sobald sich die Steinkohlen durch die unterste Reihe der

Registeröffnungen in orangefarbener Glut zeigen, schliesst man diese

und öffnet die darüber befindliche Reihe, was nach etwa 10 Stunden der

Fall ist, nach abermals 10 Stunden schliesst man die zweite Reihe der

Registeröffnungen, nach 16 Stunden die dritte und nach 3 Stunden die

vierte. Der vollkommen verschlossene Ofen bleibt 12 Stunden zur

Abkühlung stehen; alsdann öffnet man die Thüre _t_, zieht die glühenden

Koks mit Haken heraus und löscht sie sogleich mit Wasser ab. Der

vorstehend beschriebene Gleiwitzer Ofen fasst 35-40 Ctr. Steinkohlen;

nach einem Durchschnitte von mehreren Monaten erhält man damit 53

Gewichtsprocente und 74 Gemässvolumprocente Koks. Die Gase und Dämpfe

entweichen durch das Rohr _r_ nach einem Verdichtungsapparat, welcher,

für je zwei Verkokungsöfen gemeinschaftlich, die Theerdämpfe condensirt

und aufnimmt, die Gase aber entweichen lässt. 1 Ctr. Kohlen giebt gegen

10 Liter Theer.

[Illustration: Fig. 315.]

Die =Verkokung von Staubkohlen= geschieht auf überwölbten Herden, nach

Art der Backöfen gebaut. Der Abfall der Kohlen an den Gruben

(Grubenklein, Fettschrot, Schrot) lässt sich durch das Verkoken sehr

vortheilhaft verwerthen, wenn der Abfall von Backkohlen herrührt, weil

die Theilchen beim Erhitzen zusammenbacken und einen eben so cohärenten

Koks liefern als die Stückkohlen. In vielen Fällen müssen die

Staubkohlen vor dem Verkoken (wie bereits oben bemerkt) durch die nasse

Aufbereitung von dem anhängenden Gestein befreit werden, da viele

Koksconsumenten jetzt ausschliesslich solche gereinigte Koks verlangen

und sich ein Maximum von Asche z. B. 6 Proc. garantiren lassen.

[Illustration: Fig. 316.]

[Illustration: Fig. 317.]

[Illustration: Fig. 318.]

Die Construction der Verkokungsöfen der Staubkohlen ist ziemlich

verschieden. Bei der Leipzig-Dresdener Eisenbahn bedient man sich der

Fig. 315 im verticalen Durchschnitte gezeichneten Oefen. Der

Verkokungsraum ist 3,3 Meter hoch und an der Sohle 3,3 Meter breit. Die

1 Meter hohe und eben so breite Thüröffnung kann durch die eiserne Thür

_d_ verschlossen werden, in deren oberem Theile sich vier neben

einander liegende Zuglöcher befinden. Der Schornstein _b_ ist etwas

höher als 1 Meter. An jeder Seite der Thüröffnung ist im Mauerwerk ein

eiserner Haken _e_ befestigt, welche eine Eisenstange halten, auf die

der Arbeiter beim Ausziehen das Gezähe stützt. In einem solchen Ofen

werden 50 Dresdener Scheffel Staubkohlen[196] in 3mal 24 Stunden

verkokt. Bei dieser Quantität werden feste und dichte Koks erhalten;

verringert man den Einsatz und sonach auch den Druck, so erhält man

leichtere Koks. Der auf dem Steinkohlenwerke zu Zaukerode bei Dresden

benutzte Koks-Backofen hat folgende Construction (Fig. 316). Die Sohle

des Verkokungsraumes ist kreisförmig und spitzt sich nur gegen die

Thüröffnung ein wenig zu; die Breite der Sohle beträgt 3,6 Meter. Die

verschiedene Höhe der verticalen Seitenwände des Verkokungsraumes wird

durch das cylindrische Gewölbe _c_ bestimmt, das an seinen höchsten

Stellen über 3,08 Meter über der Herdsohle liegt. Die Dämpfe und Gase

entweichen durch zwei gegen 1,3 Meter hohe Schornsteine ins Freie. Die

gusseiserne Thüre besteht aus zwei Flügeln, welche die Thüröffnung aber

nicht ganz verschliessen, sondern den obersten Theil derselben offen

lassen, wodurch die Luft in das Innere des Ofens treten kann. _e_ ist

einer der bereits (Fig. 314) erwähnten eisernen Haken.

[196] 1 Dresdner Scheffel = 103-8/10 Liter.

In den Koksbereitungsanstalten an der Saar und bei Sulzbach, so wie

früher auch auf einigen lothringischen Eisenhütten bedient man sich

beistehend (Fig. 317 im Verticaldurchschnitt und Fig. 318 im

Grundrisse) abgebildeter Steinkohlen-Backöfen, die sich von den älteren

Koksbacköfen, bei welchen der Luftzutritt durch Thürspalten und

Schornsteine stattfindet, dadurch vortheilhaft unterscheiden, dass ein

geregelter Luftzutritt durch Gewölböffnungen vorhanden ist. Die Sohle

des Verkokungsofens ist eiförmig; ihr Längendurchmesser beträgt 3

Meter, ihr Breitendurchmesser 2 Meter, die grösste Höhe des Ofenraumes

nur 1 Meter. Der 1,75 Meter hohe Schornstein dient auch zugleich zum

Einschütten der Staubkohlen. Eigenthümlich ist bei diesem Ofen die

Vertheilung des Luftzuges. In der Höhe von etwas über 0,3 Meter über

der Herdsohle läuft ein hufeisenförmiger Zugkanal um den Ofenraum, der

zu beiden Seiten der Thüre _t_ in _o'_ und _o'_ ausmündet; die in diese

Oeffnungen strömende Luft vertheilt sich durch neun Querkanäle und

strömt in den Ofenraum. Die Thüre _t_ verschliesst die Oeffnung fast

vollkommen. Ein Einsatz von 1-1,25 Kubikmeter (40 bis 50 Kubikfuss)

Backkohlenklein wird in diesem Ofen 30 bis 24 Stunden verkokt.

[Illustration: Fig. 319.]

[Illustration: Fig. 320.]

Unter denjenigen Koksöfen neuerer Construction, bei welchen die beim

Verkoken entweichenden Gase verbrannt werden, um die hierbei frei

werdende Wärme zum Verkohlen selbst zu benutzen, steht der Koksofen

von Gebr. =Appolt= mit in erster Linie. Der erste dieser Oefen ward

1855 zu St. Avold (Lothringen) errichtet. Er unterscheidet sich von den

bisher beschriebenen Koksöfen durch drei Punkte: zunächst durch die

Form eines stehenden Schachtes, ferner dadurch, dass dieser Schacht von

aussen geheizt wird, endlich dadurch, dass, wie schon oben bemerkt, die

Erhitzung des Ofenschachtes nur durch die bei der Verkokung sich

entwickelnden und angezündeten Dämpfe und Gase geschieht. Fig. 319

zeigt den Verticaldurchschnitt, Fig. 320 den Horizontaldurchschnitt

nach der Linie 1 bis 2. Damit die Hitze besser in die Mitte der

Schächte _a a_ dringe, sind dieselben von länglich viereckigem

Querschnitte (0,45 und 1,24 Meter bei 4 Meter Tiefe) und zur besseren

Ausnutzung der Wärme sind je 12 Schächte in zwei Reihen zu einem

Gesammtofen vereinigt. Die einzelnen Schächte, deren Wände durch hohle

Räume _b_ getrennt sind, sind unter sich und mit dem Mantel durch

Bindesteine verbunden; die hohlen Räume communiciren mit einander. Jede

Abtheilung hat zwei Oeffnungen, eine obere, durch welche die

Steinkohlen eingeschüttet werden, und eine untere, mit einer

klappenartigen eisernen Fallthüre verschlossen, durch welche man die

Koks herausfallen lässt. In dem unteren Theile der Seitenwand der

Abtheilungen sind zwischen den Steinen enge Spalten _e_ angebracht,

durch welche die Gase und Dämpfe abziehen, welche in den hohlen Räumen,

unter Mitwirkung von Luft, die durch _f f_ einströmt, verbrannt werden.

Die durch diese Verbrennung erzeugte Hitze bewirkt die Verkokung der im

Innern der Abtheilungen befindlichen Steinkohle. Die verbrannten Gase

strömen durch die Canäle _g_ und _h_ ab. Durch die Schieber _R_ wird

der Zug regulirt. Die Canäle _g_ münden in einen horizontalen Canal

_i_, die Canäle _h_ in einen solchen _j_. Die beiden Canäle _i_ und _j_

vereinigen sich in der Esse _k_. Die Abtheilungen des Ofens sind (Fig.

319) an ihrem oberen Ende durch stufenweise vorspringende Steine

verengt, sodass nur eine kleine Oeffnung übrig bleibt, welche durch

einen gusseisernen Deckel verschlossen wird. Dieser Deckel ist in der

Mitte mit einem Rohr versehen, durch welches man einen Theil der gas-

und dampfförmigen Destillationsprodukte ableiten kann. Eine über jeder

Reihe von Ofenabtheilungen angebrachte Eisenbahn nimmt den Wagen auf,

welcher jedesmal die 25 Ctr. Steinkohlen, welche die Beschickung einer

Abtheilung bilden, derselben zuführt. In dem massiven Mauerwerk

unterhalb des Ofens sind zwei Canäle _u_ angebracht, in welche auf

Eisenbahnen die Wagen geschoben werden, welche die Koks aufnehmen

sollen. Bei dem Betriebe des Ofens bringt man Holzfeuer in die

Abtheilungen und schüttet Steinkohlen darauf. Das Innere des Ofens

erhitzt sich dabei rasch durch Verbrennung der Gase, welche durch die

Spalten _e_ aus den Abtheilungen entweichen. Hat der Ofen die genügende

Hitze erlangt, um die Zersetzung der Steinkohle und die Verbrennung der

flüchtigen Produkte zu bewirken, so beschickt man diese Abtheilung mit

25 Ctr. Steinkohle, worauf man die obere Oeffnung durch Aufsetzen des

Deckels und Lutiren desselben dicht verschliesst. Zwei Stunden später

wird dieselbe Operation bei der zweiten Abtheilung ausgeführt u. s. f.,

bis man nach 24 Stunden alle zwölf Abtheilungen beschickt hat. Nach

Ablauf dieser Zeit ist die Verkokung der Steinkohlen in der ersten

Abtheilung beendigt und man schreitet zum Ausziehen der Koks. Nach der

Entleerung derselben wird die Abtheilung von Neuem mit Kohlen

beschickt u. s. w. Zwei Stunden später wird die zweite Abtheilung in

gleicher Weise entleert und frisch beschickt u. s. f.

Die =Appolt='schen Oefen sind ziemlich theuer zu erbauen (er kommt auf

15,000 Frcs. zu stehen, während ein gewöhnlicher einfacher Koksofen mit

1800-3000 Frcs. herzustellen ist), aber ein jeder liefert auch täglich

gegen 240 Ctr. Koks und, da fast kein Abbrand stattfindet, 66 bis 67

Proc. Koks aus Kohlen (von Duttweiler), die in liegenden Oefen

höchstens 61 Proc. Koks gegeben hätten. Ein Uebelstand des

=Appolt='schen Ofens liegt darin, dass die Oefen in der Mitte mehr

Hitze bekommen als die äusseren und also mit der nämlichen Kohle einen

viel dichteren Koks liefern, ein Umstand, welcher bei der Verwendung

des Koks zu metallurgischen Processen störend auftritt.

Von anderen Constructionen von Koksöfen, bei denen die sich

entwickelnden Gase und Dämpfe zum Verkoken selbst Anwendung finden,

seien kurz folgende angeführt: der Ofen von =Marsilly= hat ein

geschlossenes Gewölbe, ist aber zum Abzug der Dämpfe und Gase mit einem

Fuchs in der Rückwand versehen, durch welchen die flüchtigen Produkte

unter die Sohle des Ofens gehen und dieselben bei ihrer Verbrennung

heizen. Aehnlich ist die Construction des Ofens von =Jones=, doch

findet bei ihr der Unterschied statt, dass die Verbrennung der

Koksofengase zum Theil wieder in den Verkokungsraum zurückgedrängt

wird. Diese Einrichtung, nur bei sehr mageren Kohlen zulässig,

schliesst eine theilweise Verbrennung der Koksmasse nicht aus,

beschleunigt aber, sofern die Atmosphärengase erwärmt in den Ofen

treten, den Verkokungsprocess wesentlich. Nach dem Principe der

Doppelröstöfen sind die Doppelkoksöfen von =Frommont= und von

=Gendebien= construirt. Die Oefen =Frommont='s, seit einer Reihe von

Jahren ausser an der Maas in Belgien, auch in Saarbrücken und

Westphalen in Anwendung, sind Etagenöfen, in welchen die Gase aus dem

unteren Verkokungsraum durch eine Anzahl Oeffnungen an der oberen Wand

und durch eine gleiche Anzahl Canäle zu dem oberen Herd aufsteigen und

sodann auf der anderen Seite gemeinschaftlich mit den Gasen des oberen

Ofens bis unter die Sohle des unteren Ofens streichen und ausserdem

noch ihre Wärme an die Hinterwand und die Seitenwand abgeben, ehe sie

in den Schlot gehen. Die Oefen von =Gendebien= unterscheiden sich von

den =Frommont='schen nur dadurch, dass je ein oberer Ofen über zwei

unteren in der Mitte steht. Sie sind vorzüglich an der Sambre in

Anwendung. Während bei den beiden vorhergehenden die Oefen über

einander stehen, stehen bei dem von =Smet= construirten Koksofen die

zusammenwirkenden Oefen neben einander, wodurch eine sorgfältigere

Ausnutzung der brennbaren Gase erzielt werden kann.

Von eigenthümlicher Construction ist der Koksofen von =Dubochet=, von

dem Ingenieur =Powel= 1851 in der =Dubochet='schen Gasfabrik construirt

und in Deutschland, namentlich vor dem Bekanntwerden der =Appolt='schen

Oefen auf den Verkokungswerken des Saarbeckens vielfach in Anwendung.

Der Ofen von =Dubochet-Powel= ist ein Röhrenofen mit geneigten Herden

und besteht aus zwei flachen über einander liegenden Theilen mit stetig

geneigter Curve, die durch Thüren von einander getrennt sind. Der obere

Theil ist der eigentliche Destillationsofen, die hier entweichenden

Gase werden unter den Ofen hingeleitet und durch zugeleitete Luft

vollständig verbrannt, wodurch die zur Verkokung erforderliche Hitze

hervorgebracht wird. Nach beendigter Verkokung fallen die Koks in den

unteren Theil des Ofens, den Kühlofen, um von hier aus nach dem

Erkalten entleert zu werden. Vor ihrem Austritt in den Schornstein

führt man die Verbrennungsgase in eine seitlich angebrachte

Dampfkesselanlage, welche den Dampf zur Aufbereitung der Kohlen

liefert.

Ein gewisses, wenn auch nicht völlig gerechtfertigtes Aufsehen hat in

den letzten Jahren, wie oben erwähnt, der Koksofen von =Knab= gemacht.

Anstatt, wie es bei dem =Appolt='schen Ofen der Fall ist, die

Koksofengase direct zur Verkokung zu verwenden, scheidet =Knab= vorher

die Theerbestandtheile und das Ammoniakwasser ab. Zu dem Ende

entweichen die Gase und Dämpfe durch einen im Ofengewölbe befindlichen

Abzugscanal und gelangen von da in zwei grosse mit Koks gefüllte

Blechtonnen, worin sie fast alles Theerwasser absetzen; hierauf ziehen

sie in ein Röhrensystem, aus welchem von Zeit zu Zeit Röhren in

Wasserbehälter führen, in welchen der Rest von Theer- und

Ammoniakwasser zur Abscheidung gelangt. Die Gase ziehen hierauf wieder

nach dem Ofen zurück und treten in den Feuerraum, wo sie in einem

ringförmigen Brenner verbrannt werden, in dessen Mitte die

erforderliche Luftmenge tritt. Das Aufsaugen der Gase aus dem Ofen und

das Durchtreiben derselben durch die Condensers, sowie das Zurückleiten

der vom Theer und Ammoniak befreiten Gase geschieht durch

Glockenexhaustoren, wie man sie früher in der Gasfabrikation verwendet

und heute noch zuweilen in der Papierfabrikation bei der Entwässerung

des endlosen Papierblattes durch Luftdruck und in der Essigfabrikation

zur Entfernung der entsauerstofften Luft und zur Verdichtung der Dämpfe

in dem Sperrwasser benutzt. Nach der Angabe von =Gaultier de Claubry=

werden in den Kokswerken der =Société de carbonisation de la Loire= bei

St. Etienne in 88 Oefen täglich 150 Tonnen Steinkohle in Koks

übergeführt. Die Ausbeute in 100 Theilen ist folgende:

Grober Koks 70,00 Theer 4,00

Kleiner Koks 1,50 Ammoniakwasser 9,00

Abfallkoks 2,50 Gas 10,58

Graphit 0,50 Verlust 1,92

Ob die Qualität der in den =Knab='schen Oefen erhaltenen Koks den

Anforderungen des Eisenbahnen- und Hohofenbetriebes entspricht, muss

dahingestellt bleiben, da allen Erfahrungen zufolge alle in

geschlossenen Gefässen neben Leuchtgas und Theer gewonnenen Koks durch

mürbe Beschaffenheit und geringe Güte sich auszeichnen.

Die =Verkokung von Staubkohlen= geschieht auf überwölbten Herden, nach

Art der Backöfen gebaut. Der Abfall der Kohlen an den Gruben

(Grubenklein, Fettschrot, Schrot) lässt sich durch das Verkoken sehr

vortheilhaft verwerthen, wenn der Abfall von Backkohlen herrührt, weil

die Theilchen beim Erhitzen zusammenbacken und einen ebenso cohärenten

Koks liefern als die Stückkohlen.

Die aus den Koksöfen oder Retorten gezogenen Koks werden entweder mit

Wasser abgelöscht oder durch Bedeckung mit Asche gedämpft. Ersteres

Verfahren ist bis jetzt fast überall eingeführt, es beansprucht den

geringeren Raum, erfordert weniger Arbeit und giebt dem Koks ein

besonderes silberglänzendes Ansehen. Die Nachtheile der Ablöschung mit

Wasser bestehen darin, dass man dem Koks einen Stoff zuführt, dessen

demnächstige Beseitigung (Verdampfung) beim Verbrennungsprocesse eine

grössere Menge Wärme in Anspruch nimmt, und ferner darin, dass

gewissenlose Producenten durch das über Erfordern zugeführte

Löschwasser das Gewicht des Koks zum Nachtheil der Käufer vermehren.

Die Wasseraufnahmefähigkeit der drei Hauptschichten der

Koksbeschickungen ist eine sehr verschiedene. Die schaumigere, poröse

Kopfschicht nimmt bis zu 120 Proc. ihres Gewichtes an Wasser auf. Die

Hauptmasse der Beschickung, die Mittelschicht, bindet nur bis zu 1-1/2

Proc. und endlich die Fussschicht bis zu 13 Proc. ihres Gewichtes an

Löschwasser. Im Durchschnitt kann man annehmen, dass Koks, denen eben

nur das zum Ablöschen erforderliche Wasser zugeführt wird, dadurch um 6

Proc. seines Gewichtes zunimmt. Gedämpfter Koks, kalt in Wasser

geworfen, bindet nicht 1/3 so viel Wasser, wie der in glühendem

Zustande mit Wasser abgelöschte.

[Sidenote: Eigenschaften und Brennwerth der Koks.]

Die Koks bilden, wenn sie zweckmässig dargestellt worden sind, eine

gleichartige, dichte und feste Masse, die schwer zu zerbrechen und zu

zerdrücken ist und keine allzugrossen Blasenräume enthalten darf. Koks,

aus backenden Stückkohlen in Meilern dargestellt, zeigen

blumenkohlähnlich gewundene Contouren. Die Farbe ist schwarzgrau bis

eisengrau, der Glanz ein matter Metallglanz. Schwefel soll sich in gutem

Koks nur in sehr geringer Menge finden. Der Schwefel findet sich in der

Steinkohle bekanntlich als Schwefel- oder Eisenkies; während des

Verkokens destillirt aber nur ein Theil des Schwefels ab und es bleibt

eine niedrigere Schwefelungsstufe des Eisens zurück, welche noch fähig

ist, an erhitztes Eisen und Kupfer Schwefel abzugeben und demnach

Metallgegenstände (Rohrstäbe, Dampfkessel) zu zerstören, oder auf das

Schmelzprodukt (Roheisen) einzuwirken.

[Sidenote: Zusammensetzung und Brennwerth der Koks.]

Die mittlere Zusammensetzung guter gewöhnlicher Koks ist folgende:

Kohlenstoff 85-92 Proc.

Asche 3- 5 "

Hygroskopisches Wasser 5-10 "

Wegen ihrer Dichte und des Mangels an brennbaren Gasen ist die

Brennbarkeit der Koks so gering, dass sie zu ihrer Entzündung starke

Glühhitze und zum Fortbrennen einen gepressten Luftstrom verlangen.

Nach einer grossen Anzahl auf preussischen Hütten angestellter Versuche

sind bei einem mit erhitzter Luft stattfindenden Hohofenbetriebe:

100 Gewichtstheile Koks = 80 Gewichtstheilen Holzkohlen,

100 Volumen " = 250 " "

Bei den Versuchen von =Brix= lieferte 1 Kilogr. Koks von

oberschlesischer Steinkohle (bei einem Gehalte von 5,9 Proc. Wasser und

2,5 Proc. Asche) 7,15 Kilogr. Dampf.

Künstliche Brennstoffe.

[Sidenote: Künstliche Brennstoffe.]

Unter =künstlichen Brennstoffen= versteht man ein ursprünglich

pulverförmiges Brennmaterial, in der Regel Hüttenabfall, wie

Steinkohlenklein, Sägespäne, welchem man durch Vermischen mit einem

Bindemittel, gewöhnlich mit Theer oder Thonbrei, und Pressen eine

geeignete Form, in der Regel die von Ziegeln gegeben hat. In gewisser

Hinsicht gehören die gepressten Torfziegel und die in Formen gestampfte

und getrocknete ausgelaugte Lohe (Lohkuchen, Lohkäse) hierher.

[Sidenote: Peras.]

Erwähnenswerth ist die =künstliche Stückkohle= oder die =Peras=, deren

Darstellung aus Klein, von backenden Kohlen seit einer Reihe von Jahren

von dem Ingenieur =Marsais=, Director der Steinkohlengruben zu St.

Etienne, eingeführt worden ist. Das Wesentliche des Verfahrens besteht

darin, dass man das Kohlenklein zuerst wäscht, um sowohl die schweren

Verunreinigungen, wie Kies und Steine, als auch die abschlämmbaren Theile

wie Thon und Erde abzuscheiden. Die durch diesen Scheideprocess gewonnene

reinere Kohle wird zum Abtropfen in Haufen gebracht, hierauf mit Hülfe

von cannelirten Walzen zu Pulver gemahlen, das Pulver getrocknet, noch

warm mit 7-8 Proc. eingedicktem Steinkohlentheer vermischt und die heisse

Masse in Formen gepresst, wodurch Ziegel mit abgerundeten Ecken, je etwa

20 Pfd. schwer, erhalten werden, welche nach dem Erkalten eine ziemliche

Härte besitzen. Die Peras zerbrechen nicht so leicht wie die meiste

natürliche Stückkohle; sie lassen sich weit besser magaziniren, indem 1/5

an Raum gespart wird. Den Peras an die Seite zu stellen sind die

=Patentkohlen= von =Wylam= und von =Warlich=.

Hierher gehört auch die =geformte Holzkohle= (Pariser Kohle), welche

seit ungefähr 15 Jahren von =Popelin-Ducarre= in Paris in den Handel

gebracht wird; sie besteht aus Holzkohle, welcher man durch Beimischen

von Holztheer und Verkohlung des letzteren Cohärenz ertheilt hat. Die

Holzkohle wird mit 8-12 Proc. Wasser versetzt und zwischen glatten

Walzen zu einem gröblichen Pulver gemahlen. 100 Kilogr. Kohlenpulver

werden mit 33-40 Liter Steinkohlentheer durchknetet; die durchknetete

Masse wird darauf in einer eigens hierzu construirten Maschine in die

Form von Cylindern gebracht. Die geformten Kohlencylinder werden 36-48

Stunden lang an der Luft ausgetrocknet und darauf in Muffelöfen

verkohlt. Die geformten Kohlen haben vor den gewöhnlichen Kohlen den

Vorzug, dass sie wenig zerreiblich, daher leicht transportabel sind,

mehr Hitze geben, langsamer und regelmässiger verbrennen; ein Stück,

einmal angezündet, brennt an der Luft fort, was bekanntlich die Koks

nicht thun.

[Sidenote: Kohlenziegel oder Briquettes.]

Stark backende Kohlen können auch ohne Zusatz von Pech aus Kohlentheer

durch starkes Pressen (unter hydraulischen Pressen oder durch Formräder)

zu einer cohärenten Masse vereinigt werden, wenn man sie in

verschlossenen Gefässen bis auf 260-400° C., d. h. bis zu dem Punkte

erhitzt, bei welchem sie zu erweichen beginnen, und sie nochmals einem

starken Druck aussetzt. Der bituminöse Theil der Kohle wird hierbei

hinreichend flüssig, um für das Uebrige das Bindemittel zu geben. Auf

diese Weise werden die =Kohlenziegel=, =Brennsteine= oder =Briquettes=

dargestellt, und zwar in einer für Kesselfeuerungen oder den häuslichen

Gebrauch passenden Grösse, wodurch den Consumenten die Mühe des

Zerkleinerns erspart wird[197]. Es hat sich herausgestellt, dass die

Briquettenfabrikation vortheilhaft mit der Theerdestillation behufs der

Herstellung von Benzol, Carbolsäure, Naphtalin, Anthracen und Asphalt

combinirt werden kann.

[197] Vergl. =Th. Oppler=, Die Fabrikation der künstlichen Brennstoffe,

insbesondere der gepressten Kohlenziegel oder Briquettes. Berlin

1864; ferner Jahresbericht der chem. Technologie 1864 p. 760;

1866 p. 333; 1868 p. 800.

Gasförmige Brennmaterialien.

[Sidenote: Gasförmige Brennmaterialien.]

Die Benutzung gewisser =brennbarer Gase= und =Gasgemenge als

Brennmaterial= bei hüttenmännischen Processen ist schon seit einer Reihe

von Jahren vorgeschlagen worden, jedoch erst in neuester Zeit in der

Metallurgie, wie in der chemischen Technik überhaupt, zur Ausführung

gelangt. Die gegenwärtig als Brennmaterial angewendeten Gase sind

entweder =Gichtgase= oder =Generatorgase=. Mit dem ersteren Namen

bezeichnet man nicht nur die der Gicht eines Eisenhochofens entströmenden

Gase, sondern überhaupt eine jede Flamme, welche aus einem

hüttenmännischen Ofen (z. B. Koksofen) unbenutzt entweicht. Die

Zusammensetzung der Gichtgase richtet sich selbstverständlich nach der

Art des angewendeten Brennstoffes, nach der Temperatur und dem Druck der

Verbrennungsluft und nach der Höhe über der Form, in welcher die Gase

aufgefangen wurden. Sie sind stets Gemenge von Kohlenoxyd,

Kohlenwasserstoffen, Wasserstoff, Kohlensäure und Stickstoff, bei

Anwendung von Steinkohlen oder Koks enthält das Gasgemenge auch Ammoniak.

Die =Generatorgase= sind brennbare Gase, welche in einem besonderen Ofen,

dem =Generator=, aus festen Brennstoffen (mit oder ohne Mitwirkung eines

Gebläses) erzeugt worden sind. Sie finden bei den verschiedensten

technischen Processen Anwendung, indem dadurch Gelegenheit gegeben ist,

Brennmaterialien geringster Qualität nutzbar zu machen. Nach =Ebelmen=

haben diese Gase dem Gewichte nach folgende Zusammensetzung:

Generatorgase aus

Holzkohlen. Holz. Torf. Koks.

Stickstoff 64,9 53,2 63,1 64,8

Kohlensäure 0,8 11,6 14,0 1,3

Kohlenoxyd 34,1 34,5 22,4 33,8

Wasserstoff 0,2 0,7 0,5 0,1

In England wurde nach =Percy= mehrere Jahre lang auf Eisenhütten ein

Gasgemisch angewendet, das man durch Einleiten von Hochdruckdämpfen in

mit Koks angefüllte rothglühende Retorten erhält. Die =Siemens='schen

Regeneratoren mit Gasfeuerung (_regenerative-gas-furnace_), welche

Seite 22 und 310 bereits beschrieben wurden, gehören gleichfalls

hierher. Sie haben in der Gasbereitung, bei Schweissöfen, Puddelöfen,

besonders auch bei der Zinkgewinnung etc. schon ausgedehnte Anwendung

gefunden.

[Sidenote: Heizgas.]

In neuerer Zeit denkt man an vielen Orten, so z. B. in Berlin, an die

Beschaffung von =wohlfeilem Gas für Heizzwecke= (Heizgas). Seit einem

Jahrzehnd etwa sind verschiedenartige Gasfeuerungen vielfach in

Gebrauch gekommen, und dieselben würden wegen ihrer Reinlichkeit und

Bequemlichkeit sicher noch weit mehr Verwendung finden, wenn nicht

einerseits das gewöhnliche Leuchtgas zur ausgedehnteren Verwendung als

Heizmaterial zu theuer wäre, und andererseits die Gaserzeugungsapparate

(wie die oben genannten =Siemens='schen) beim Betriebe im Kleinen nicht

ungenügende Resultate gäben. Die Beschaffung von billigem Gas für

Heizzwecke erscheint demnach äusserst wünschenswerth. In Berlin ist

gegenwärtig die Gründung einer Anlage zur Beschaffung von Heizgas unter

technischer Leitung von =C. Westphal= und =A. Pütsch= im Werke. Es wird

beabsichtigt, das Gas in Fürstenwalde, fünf Meilen von Berlin, aus

Braunkohlen darzustellen und dann in einer Röhrenleitung nach der

Hauptstadt zu schaffen. Es sollen dazu in Fürstenwalde zwölf

Retortenhäuser von je 35 Meter Länge und 21 Meter Tiefe mit 70 Oefen zu

je 10 Retorten gebaut werden; die Retortenöfen sollen mittelst

=Siemens='scher Regenerativfeuerungen geheizt werden. Zur Beförderung

des in Condensatoren von Theer, Wasser etc. gereinigten Gases nach

Berlin ist eine Röhrenleitung von 1,3 Meter Weite bestimmt, in welche

das Gas mittelst vier Gebläsemaschinen gepresst wird. Die Gebläse

werden durch vier Dampfmaschinen, deren jede 360 Pferdestärken hat,

aber bis zu 500 Pferdekräften leisten kann. Der Gasdruck in der Leitung

soll 1,5 Centimeter Wasser betragen, da dieser verhältnismässig hohe

Druck die Anwendung von Röhren mit geringerem Durchmesser gestattet und

auch sonst vortheilhafter erscheint als ein schwächerer. Die Leitung

soll aus 5 Meter starkem Eisenblech hergestellt und über dem Boden

hingeführt werden, wobei sie in geeigneten Zwischenräumen von

gemauerten Pfeilern getragen werden soll, so dass sie leicht untersucht

und reparirt werden kann. Bei 5 Meter Wasserdruck wird die Leitung 407

Kubikfuss Gas pro Sekunde abführen. In Berlin soll das Gas in 12

Gasometern von je etwa 750,000 Kubikfuss Fassungsraum angesammelt

werden, um dann nach den verschiedenen Theilen der Stadt ganz ähnlich

wie Leuchtgas vertheilt zu werden. -- Nach den Versuchen von =Ziureck=

lässt sich aus den Fürstenwalder Braunkohlen ein für Heizzwecke sehr

gut geeignetes Gas darstellen. Bei einem specifischen Gewicht von

0,5451 besteht dasselbe aus:

Wasserstoff 42,36 Proc.

Kohlenoxyd 40,00 "

Sumpfgas 11,37 "

Stickstoff 3,17 "

Kohlensäure 2,01 "

Condensirbare Kohlenwasserstoffe 1,09 "

------------

100,00 Proc.

Wenn diese Mischung beim Betrieb regelmässig erhalten werden kann, so

dürfte das Gas seinem Zwecke vollständig entsprechen; 3000 Kubikfuss

desselben sind nach den Versuchen in Bezug auf Heizkraft gleich einer

Tonne Braunkohle oder gleich 1/3 Tonne Steinkohle[198]. Es soll zu

ungefähr 5 Sgr. pro 1000 Kubikfuss verkauft werden, wonach also die

Heizkraft einer Tonne Steinkohlen nicht höher als 1-1/2 Thlr. zu stehen

käme. Die Werke sind vorläufig auf eine jährliche Produktion von 9500

Mill. Kubikfuss oder etwa 2-2/3 Mill. täglich berechnet, wodurch der

Bedarf an Heizmaterial etwa für die halbe Stadt gedeckt werden würde.

[198] 1 Tonne = 275-300 Pfund.

Die Heizanlagen[199].

[Sidenote: Allgemeines.]

Unter =Heizung= verstehen wir das Erwärmen eines hohlen Raumes nebst den

darin befindlichen Gegenständen durch die bei der Verbrennung der

Brennmaterialien erzeugte Wärme. Der hohle Raum sei nun ein Zimmer, ein

Kessel, ein Glashaus der botanischen Gärten u. s. w. Es ist die Aufgabe

der Technik (in diesem Falle =Pyrotechnik=), durch die Verbrennung eines

Brennmaterials behufs der Heizung nicht nur eine möglichst grosse

Wärmemenge, sondern auch einen möglichst hohen Wärmegrad zu entwickeln

und diese Wärme auch so vollständig als möglich zu verwerthen. Um durch

die Verbrennung eines Brennstoffes den absoluten und specifischen

Wärmeeffect so weit als thunlich zu erreichen, muss die Verbrennung eine

vollständige sein, es darf nicht nur kein brennbarer Theil der

Verbrennung entgehen, es müssen auch Vorkehrungen getroffen werden, dass

jeder verbrennliche Theil durch die Verbrennung die höchste

Oxydationsstufe erreiche. Wie wichtig für die Praxis das letztere ist,

geht daraus hervor, dass

1 Th. Kohlenstoff bei seiner Verbrennung zu Kohlenoxyd

2480 Wärmeeinheiten

1 " " " " " " Kohlensäure

8080 "

liefert. Damit die Verbrennung eine vollständige sei, muss dem brennenden

Körper die erforderliche Menge Sauerstoff in Gestalt von atmosphärischer

Luft zugeführt und die ihres Sauerstoffes theilweise beraubte und mit den

Verbrennungsprodukten beladene Luft beständig fortgeführt werden. Ein

solcher Luftzug kann entweder durch natürliche Luftcirculation oder durch

künstliche Mittel, nämlich durch =Saugen= oder durch =Pressen=

hergestellt werden. Im ersteren Falle werden die gasförmigen

Verbrennungsprodukte durch =Exhaustoren= hinweggesaugt, wodurch neue Luft

nachzuströmen veranlasst wird, im zweiten Falle wird durch ein =Gebläse=

Luft eingepresst und dadurch das Verbrennungsprodukt entfernt. Fast alle

Heizungen im engeren Sinne finden bei natürlichem Luftzuge statt.

Alle Heizungsanlagen bestehen aus drei Theilen, dem =Feuerherd=, dem

=Heizraum= und dem =Schornstein=. Der =Herd= (Feuerherd) ist der Ort,

in welchem durch Verbrennung eines Brennmaterials zu Zwecken der

Heizung Hitze erzeugt wird. Der =Heizraum= ist der Ort, in welchem die

erzeugte Wärme zunächst ihre Wirkung äussern und ihre Benutzung finden

soll, und der =Schornstein= endlich ein in der Regel verticaler,

seltener schräg oder in mehrfacher Richtung ansteigender Canal, in

welchen mittelst eines kleinen engen Canals (=Fuchs=) die verbrannten

Gase abgeleitet werden, während zugleich durch den Schornstein das

Nachströmen frischer Luft auf das Brennmaterial bewirkt wird.

Der =Herd= oder =Feuerherd= kann sehr verschiedene Beschaffenheit

haben. Die roheste und mangelhafteste Einrichtung, welche auch nur bei

sehr brennbaren Materialien, wie Holz und Torf, möglich ist, besteht

darin, das Brennmaterial flach auf dem Herde auszubreiten und einen

Luftstrom durch eine Oeffnung in der Ofenthüre hinzuleiten; sie ist

deshalb mangelhaft, weil eine grosse Menge Luft, ohne mit dem

Brennmaterial in Berührung zu kommen oder zur Unterhaltung des Feuers

beizutragen, durch den Ofen hindurchzieht und einen grossen Theil der

Wärme mit sich fortführt. Die zum vollständigen Verbrennen des

Brennmaterials erforderliche Luft soll durch das Brennmaterial

strömen. Zu diesem Zwecke ist die Unterlage für das Brennmaterial

durchbrochen und besteht aus mehreren parallel neben einander gelegten

Stäben von feuerfestem Thon oder Eisen, dem =Rost=. Der Raum unterhalb

des Rostes heisst der =Aschenraum= oder =Aschenfall=; obgleich seine

Bestimmung nicht nur die ist, die Asche aufzunehmen, sondern auch dem

Roste und dem Feuerherde Luft zuzuführen. Zu dem Feuerungsraume führt

seitwärts oder von oben eine Oeffnung, das =Schürloch=, durch welches

Brennmaterial aufgeworfen wird; diese Feuerungsmethode trägt den

Uebelstand, dass beim Oeffnen des Schürloches kalte Luft über den Rost

gelangt, wodurch eine Abkühlung der Luft in dem Schornstein, also

Verminderung des Zuges und Rauchbildung, mit anderen Worten

Brennstoffverlust stattfindet. Die in neuerer Zeit construirten

=Treppenroste=, bei welchen die eisernen Stäbe zwischen den

Seitenwänden des Feuerungsraumes treppenförmig in gewissen

Zwischenräumen über einander liegen, haben den genannten Uebelstand

nicht. Bei einem schwefelhaltigen Brennstoff werden die Roststäbe

leicht zerstört; man lässt deshalb meist über dem eigentlichen Roste

einen künstlichen Rost von zusammengesinterter Asche sich bilden,

welcher auch die Verbrennung von Kohlenklein gestattet. Da nicht zu

allen Perioden einer Heizung ein gleich starker Luftzug erfordert wird,

so hat man Vorrichtungen zur Regulirung des Zuges; diese sind: 1) eine

Schornsteinklappe, durch welche mit Hülfe einer Zugstange die obere

Schornsteinmündung mehr oder weniger gesperrt werden kann; 2) ein

Schieber oder Register im Fuchse oder in dem Schornsteine; 3) eine

Thüre vor dem Aschenfalle.

[199] Unentbehrliche Werke über Pyrotechnik sind: =C. Schinz=, Die

Wärme-Messkunst, Stuttgart 1858; ferner =E. Péclet=, Traité de la

chaleur; troisième édition, Paris 1861-62, 3 Volumes, und

speciell für Zimmeröfen die Badische Gewerbezeitung, redigirt von

=H. Meidinger=.

[Greek: a]) _Die Heizung von Wohnungen._

[Sidenote: Heizung von Wohnungen.]

Die Heizung von Wohnungen und öffentlichen Gebäuden, mit welcher

entsprechende Ventilation verbunden sein muss, kann auf verschiedene

Weise vor sich gehen; je nach dem Umstande, ob strahlende oder geleitete

Wärme die Heizung bewirkt, und nach der verschiedenen Construction der

Heizungsapparate, unterscheidet man 1) Kaminheizung, 2) Ofenheizung, 3)

Luftheizung, 4) Canalheizung, 5) Heisswasserheizung, 6) Dampfheizung, 7)

Gasheizung.

[Sidenote: Directe Heizung.]

Eine =directe= Heizung von Räumen durch Verbrennung von Holz und anderem

Brennstoff auf offenem Herde, in Kohlenpfannen und kleinen Oefen ohne

Schornstein ist wohl die erste und älteste Heizungsmethode gewesen.

Mitten in den Hütten befindet sich ein Herd, dessen Rauch durch eine im

Dache befindliche Oeffnung abzieht. Ziemlich häufig trifft man in den

grösseren Städten Frankreichs die üble Gewohnheit, das Zimmer durch eine

Kohlenpfanne zu heizen, wodurch die Luft nicht nur verschlechtert,

sondern sogar zum Athmen gänzlich untauglich wird. Es ist daher die

unmittelbare Erwärmung der Luft durch Brennmaterialien unter allen

Umständen gefährlich.

[Sidenote: Kaminheizung.]

Die =Kaminheizung= ist seit langer Zeit in Gebrauch; sie gründet sich auf

Erwärmung der Luft durch unmittelbare Ausstrahlung der Wärme des Feuers.

Sie ist unstreitig die unvollkommenste Heizungsart, da bei ihr ein

ausserordentlich grosser Luftwechsel stattfindet, indem in das Kamin

nicht allein die zur Unterhaltung des Feuers erforderliche Luft

einströmt, sondern auch über die Flamme viel erwärmte Luft in den

Schornstein geht, wodurch eine hermetische Abschliessung des Zimmers zur

Vermeidung der Abkühlung nicht möglich wird, denn sobald die grosse

Quantität der in den Schornstein einströmenden Luft nicht durch neue,

durch Fenster und Thüren eindringende Luft ersetzt wird, entsteht ein

niederwärts gehender Zug in dem Schornsteine und das Kamin fängt an zu

rauchen. Die Kaminheizung eignet sich deshalb in ihrer ursprünglichen

Gestalt nur für Länder, welche mildes Klima oder Brennmaterial im

Ueberfluss haben. Die Annehmlichkeit dieser Heizungsart, das Feuer

beobachten und selbst unterhalten zu können, der fortwährende Luftwechsel

und die Construction der Kamine, welche gestattet, die Füsse fortwährend

warm zu halten, während der übrige Körper kühl bleibt, welche ferner

erlaubt, aus dem Heizapparate eine Zimmerdecoration zu machen, alle diese

Umstände sind wohl der Grund, dass man in England und zum Theil auch in

Frankreich die Kaminheizung beibehalten hat. Die Heizung mittelst

strahlender Wärme durch Kamine hat in ihrer ältesten, einfachsten und

unvollkommensten Form folgende Einrichtung: Am unteren Theil der Mauer,

in welcher der Schornstein in die Höhe geht und unmittelbar unter dem

Schornstein befindet sich eine Nische, in der das Feuer brennend erhalten

wird. Später hat man die Kamine dadurch verbessert, dass man sie weniger

tief in die Mauer legte, damit ihre Wirkung sich mehr auf die Zimmerluft,

als auf die Kaminwände erstreckte, dass man den oberen Theil der Nische

dort, wo er in den Schornstein tritt, möglichst verengt und sowohl diese

Rauchöffnung, als auch die vordere grosse Oeffnung nach dem Zimmer zu

mittelst Schieb- und Flügelthüren verschliesst.

Um neben der strahlenden Wärme auch einen Theil der geleiteten zu

benutzen, ohne jedoch dem Kamine das Eigenthümliche zu benehmen, hat

man den unmittelbaren Abzug der erwärmten Luft aus der Feuernische in

den Schornstein verhindert und eine Circulation der erwärmten Luft,

ähnlich wie bei den Zimmeröfen, hergestellt. Durch diese Combination

von Ofen mit Kamin entstandenen Feuerungen heissen =Ofenkamine=. Unter

ihnen zeichnen sich die von =Franklin=, =Desarnod= und =Curandeau= aus.

[Sidenote: Ofenheizung.]

Die =Ofenheizung= ist die bei weitem gebräuchlichste. Man verlangt von

einem rationell construirten Ofen (Zimmer- oder Stubenofen), dass er

brennstoffschonend sei, daher die möglichst vollkommene Verbrennung des

Brennmaterials zulasse; dass so viel als möglich die aus dem

Brennmaterial entwickelte Hitze an die Ofenwände und den Ofenkörper

abgegeben werde und so wenig als möglich in den Schornstein entweiche;

dass der Zimmerraum auf einer gleichmässigen Temperatur erhalten werde,

und dass gehörige Ventilation dieses Raumes vorhanden sei. Da der

Zimmerofen frei in dem zu heizenden Räume steht, so wird sowol die

strahlende, als auch die geleitete Wärme realisirt und es geht in der

That von dem Brennstoffe blos die Wärme verloren, welche mit den

Verbrennungsgasen abzieht. Der Wärmeverlust wird durch verlängerte

Rauchkanäle verringert, wobei jedoch zu bedenken ist, dass der Rauch mit

einer Temperatur mindestens von 75° in den Schornstein entweichen muss,

damit der erforderliche Zug stattfinde. Es ist zweckmässig, den Ofen vom

Zimmer aus zu heizen; gegen die Heizung von aussen gewährt sie den

Vortheil einer fortwährenden Lufterneuerung und Brennstoffersparniss,

weil beim Heizen von innen diejenige erwärmte Luft, welche beim Heizen

von aussen durch die Ausdehnung durch Thüren- und Fensterfugen entweicht,

nun zur Heizung des Ofens benutzt wird; wird durch den Zug des von innen

geheizten Ofens das Einströmen von kalter äusserer Luft durch die Fugen

befördert, so wird auch dadurch das Entweichen von innen erwärmter

verhindert.

Die Materialien, aus welchen unsere Zimmeröfen construirt werden, sind

Gusseisen, Eisenblech und gebrannter Thon (Kacheln und Ziegel). Das

=Eisen= nimmt als Wärmeleiter die Hitze leicht auf; da die Dicke der

Ofenwände in der Regel gering ist, so geht die Hitze des verbrennenden

Brennmaterials leicht und rasch in die Umgebung über. Die eisernen

Oefen haben dagegen den Nachtheil, im rothglühenden Zustande die Luft

im geringen Abstande vom Ofen übermässig zu erhitzen, wozu noch kommt,

dass die Luft in der Nähe eines eisernen Ofens eine chemische

Veränderung erleidet und wie bereits =Deville= und =Troost= 1868

nachgewiesen haben, in Folge der Durchdringlichkeit des Gusseisens für

Kohlenoxydgas 0,0007-0,0013 ihres Volumens an Kohlenoxyd aufnehmen

kann.

Der =gebrannte Thon= eignet sich demnach als Ofenmaterial besonders

dann, wenn es sich um eine gleichmässige Heizung handelt; so rasch und

reichlich diesem Material auch die Wärme dargeboten werden mag, stets

wird es die Wärme bei weitem langsamer und nur nach und nach abgeben.

=Gemischte Oefen=, bei welchen der Heizkasten aus Eisen und der Aufsatz

aus Kacheln besteht, vereinigen in gewisser Hinsicht die Vortheile der

eisernen und der Kachelöfen, indem durch den eisernen Feuerraum die

Heizung des Zimmers beschleunigt wird, der obere aber zum Aufspeichern

der Wärme dient.

Handbuch der chemischen Technologie Achte Auflage · 第 140 / 167 题