Titel: | Ueber die Anwendung des Wasserdampfes zur Ersparung an Brennmaterial; von Dr. Andrew Fyfe. |
Fundstelle: | Band 66, Jahrgang 1837, Nr. XXVIII., S. 143 |
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XXVIII.
Ueber die Anwendung des Wasserdampfes zur
Ersparung an Brennmaterial; von Dr. Andrew Fyfe.
Aus dem Edinburgh new Philosophical Journal. Julius
1837, S. 173.
Fyfe, uͤber die Anwendung des Wasserdampfes etc.
Es ist schon lange bekannt, daß wenn Wasserdampf bei Ausschluß der Luft uͤber
rothgluͤhende Holzkohle geleitet wird, sich eine brennbare Gasart entbindet,
welche von einigen Chemikern als ein Kohlenwasserstoff betrachtet wurde. Ich habe
uͤber diesen Gegenstand Versuche angestellt, theils um die Zusammensezung der
Gasart auszumitteln, theils auch um zu erfahren, welche Wirkung der Wasserdampf auf
die gewoͤhnlichen Brennmaterialien waͤhrend ihrer Verbrennung hat.
Die Gasart, welche man erhaͤlt, wenn Wasserdampf uͤber
weißgluͤhende Holzkohle geleitet wird, wurde zuerst von Cruickshank und dann von Berthollet untersucht;
jener war geneigt sie als eine Verbindung von Kohlenstoff,
Wasserstoff und Wasser zu betrachten; 100
Kubikzoll derselben (welche 14,5 Gr. wiegen) enthalten naͤmlich nach ihm 4
Gr. Kohlenstoff, 1,3 Wasserstoff und 9 Wasser, waͤhrend Berthollet aus seinen Versuchen schloß, daß sie aus 5 Gewichtstheilen
Kohlenstoff und 4 Wasserstoff besteht. Aus diesen abweichenden Resultaten muß man
schließen, daß entweder die Zusammensezung des entstehenden Gases nach seiner
Bereitungsart eine verschiedene ist, oder daß die Versuche wegen der unvollkommenen
analytischen Methoden der damaligen Zeit auf irrige Folgerungen fuͤhrten.
Zu meinen Versuchen verschaffte ich mir das Gas dadurch, daß ich Wasserdampf durch
eine Porzellanroͤhre leitete, welche an einigen Stellen mit Holzkohle und an
anderen mit Kohks ausgestopft und in einem Ofen der Rothgluͤhhize ausgesezt
war; dabei gebrauchte ich jedoch immer die Vorsicht, daß ich die Roͤhre
einige Zeit im Gluͤhen erhielt, ehe ich den Dampf hineinstroͤmen ließ.
Das Gas wurde gewoͤhnlich uͤber einer Wasserwanne aufgefangen. Anfangs
war es etwas undurchsichtig, wurde aber bald durchsichtig. In Beruͤhrung mit
Kalkwasser verminderte es sein Volum und das Wasser truͤbte sich, ein Beweis,
daß es Kohlensaͤure enthaͤlt. In einem Falle, wo ich das Gas
uͤber Queksilber sammelte, betrug die Volumverminderung durch Kalkwasser 18
Proc. Nach Abscheidung der Kohlensaͤure war das specifische Gewicht des Gases
in der Regel ungefaͤhr 470; manchmal war es etwas groͤßer,
uͤberstieg jedoch nie 480. In Beruͤhrung mit Luft erhizt, verbrennt es
mit einer blauen Flamme, Kohlensaͤure und Wasser erzeugend, was beweist, daß es Kohlenstoff und
Wasserstoff enthaͤlt. Bei seiner Verbrennung unterscheidet es sich vom
leichten Kohlenwasserstoffgase (Sumpfluft) nicht nur im Aussehen der Flamme, sondern
auch dadurch, daß es ein anderes Verhaͤltniß von Luft und Sauerstoff
erfordert. Das leichte Kohlenwasserstoffgas laͤßt sich durch den elektrischen
Funken nicht mehr entzuͤnden, wenn es mit mehr als 2 1/4 Sauerstoff vermischt
ist, waͤhrend dieses Gas selbst mit seinem vierfachen Volum Sauerstoff
gemischt, noch entzuͤndet werden kann. Eigenthuͤmlich ist auch die
Wirkung des Platinschwamms auf dasselbe; treibt man naͤmlich das Gas gegen
den Schwamm, so wirken sie bei der gewoͤhnlichen Temperatur nicht auf
einander, ist aber der Schwamm vorher erhizt worden, so entzuͤndet er das
Gas. Auf ein Gemisch von gleichen Theilen Gas und Sauerstoff wirkt der Schwamm auch
nicht, ohne daß er vorher erhizt worden ist. Obgleich der Platinschwamm nicht
unmittelbar auf das Gas wirkt, so beginnt doch die Wirkung auch bei
gewoͤhnlicher Temperatur nach einiger Zeit, denn die Mischung explodirte mir
in einem Falle nach vier und in einem anderen nach zwei Tagen. Diese Versuche
beweisen also offenbar, daß sich das Gas in seinem Verhalten zum Platinschwamme vom
leichten Kohlenwasserstoffgase unterscheidet, denn wenn lezteres mit Sauerstoff
vermischt wird, so wirkt derselbe nach Henry selbst bei
einer Temperatur von 555° F. nicht darauf.
Vermischt man das Gas uͤber Wasser mit Chlor, so erfolgt keine Einwirkung
davon in der Dunkelheit; im Sonnenlicht aber bilden sich Salzsaͤure und
Kohlensaͤure. Die Verdichtung ist nicht immer gleich; in keinem Falle
verzehrt jedoch das Gas so viel Chlor wie der leichte Kohlenwasserstoff, welcher zur
vollstaͤndigen Verdichtung sein vierfaches Volum davon erfordert und dann
sein gleiches Volum Kohlensaͤure und acht Volume Salzsaͤure liefert,
von welchen lezteren vier durch den Wasserstoff des Wassers und eben so viele durch
den des Gases erzeugt werden. Das Gas, welches durch die Einwirkung von Wasserdampf
auf Kohks erhalten wurde, gab nie so viel Kohlensaͤure, daß sie sein halbes
Volum betrug und nicht viel mehr als sein gleiches Volum Salzsaͤure, daher es
offenbar nur sehr wenig Wasserstoff in Vergleich mit dem Kohlenwasserstoffgase
enthielt.
Die angefuͤhrten Versuche beweisen meiner Meinung nach genuͤgend, daß
das fragliche Gas nur sehr wenig Kohlenwasserstoff enthalten kann; da sich aber
sowohl bei seiner Verbrennung als bei der Einwirkung von Chlor Kohlensaͤure
bildet, so muß Kohlenstoff darin vorhanden seyn, und wenn dieser nicht mit
Wasserstoff verbunden ist, so laͤßt sich nur annehmen, daß er sich in
Verbindung mit Sauerstoff als Kohlenoxydgas darin befindet.
Daß die gasfoͤrmige Fluͤssigkeit bloß ein Gemisch von Kohlenoxyd und Wasserstoff
ist, laͤßt sich meiner Meinung nach auch nicht anders erwarten, wenn man den
Proceß waͤhrend ihrer Erzeugung und die oben angefuͤhrten Thatsachen
zusammenfaßt. Ich sammelte einmal das gasfoͤrmige Product, welches
Wasserdampf mit vorher stark erhizter Holzkohle liefert, uͤber Queksilber auf
und behandelte es mit Aezkali, das ihm 18 Proc. Kohlensaͤure entzog.
Wuͤrde sich nun aller Sauerstoff des Wasserdampfs mir Kohlenstoff zu
Kohlensaͤure und der Wasserstoff zu Kohlenwasserstoff verbunden haben, so
haͤtte die Kohlensaͤure 50 Proc. betragen muͤssen; die
Saͤure und der Kohlenwasserstoff haͤtten naͤmlich zu gleichen
Volumen vorhanden seyn muͤssen, weil das Wasser aus 1 Volum Sauerstoff und 2
Wasserstoff besteht, 1 Volum Sauerstoff aber 1 Kohlensaͤure und 2 Wasserstoff
ebenfalls 1 Kohlenwasserstoff liefern. Verbaͤnde sich aber auch der
Wasserstoff nicht mit Kohlenstoff, so muͤßte die Kohlensaͤure doch
33,3 Proc. betragen, oder das halbe Volum vom Wasserstoff, waͤhrend sie in
unserem Falle nur 18 Proc. betrug. Ziehen wir nun den Sauerstoffgehalt derselben von
dem ganzen Sauerstoffgehalte des Wasserdampfs ab, so bleiben 15,3 Proc.
uͤbrig, welche als Kohlenoxyd angenommen 30,6 von diesem Gase geben
wuͤrden, so daß also dann das Kohlenoxyd und der Wasserstoff nach Abscheidung
der Kohlensaͤure im ruͤkstaͤndigen Gas im Verhaͤltnisse
von 30,6 : 66,6 oder in runden Zahlen von 1 : 2 stehen muͤssen.
Daß dieses wirklich die Zusammensezung des Gases ist, beweist auch seine Verpuffung
mit Sauerstoff im Volta-Eudiometer. Obgleich die Resultate bei verschiedenen
Versuchen nicht ganz mit einander uͤbereinstimmten, so lieferte das Gas doch
in der Regel ungefaͤhr den dritten Theil seines Volums Kohlensaͤure.
Kohlenoxyd mit Sauerstoff verbrannt gibt aber sein gleiches Volum
Kohlensaͤure, so daß, wenn man annimmt, die gasfoͤrmige
Fluͤssigkeit enthalte ein Drittel ihres Volums Kohlenoxyd, sie gerade so viel
Kohlensaͤure liefern muß, als sie bei den Versuchen wirklich erzeugte. Ich
bin jedoch weit entfernt zu behaupten, daß das Gas immer genau in diesem
Verhaͤltnisse zusammengesezt ist, denn das abweichende specifische Gewicht
desselben und die verschiedenen Resultate, welche man bei seiner Behandlung mit
Chlor und bei seiner Verbrennung im Volta-Eudiometer erhaͤlt, beweisen
genuͤgend, daß das Verhaͤltniß zwischen Kohlenoxyd und Wasserstoff in
der Gasart differirt, was vielleicht von der verschiedenen Temperatur, wobei sie
entstand, oder von der
groͤßeren oder geringeren Geschwindigkeit, womit der Wasserdampf uͤber
die gluͤhende Kohle streicht, herruͤhrt.
Ich habe mich auch bemuͤht, den Sauerstoffgehalt des Gases zu erweisen und
brachte es daher, nachdem es von der hygrometrischen Feuchtigkeit befreit war, mit
Kalium in Beruͤhrung, welches bekanntlich das Kohlenoxydgas zersezt, indem es
ihm seinen Sauerstoff entzieht und Kohle absezt. Das Gas erlitt aber selbst im
Verlaufe mehrerer Tage durch Kalium nicht die geringste Veraͤnderung; durch
einen Gegenversuch uͤberzeugte ich mich jedoch, daß wenn man Kalium in
trokenes Kohlenoxydgas bringt, welches mit seinem doppelten Volum Wasserstoffgas
vermischt ist, es auch nach mehreren Tagen nicht im Geringsten veraͤndert
wird, daher man aus dem Versuche mit Kalium keineswegs schließen darf, daß das bei
Behandlung von Kohle mit Wasserdampf entstehende Gas sauerstofffrei ist.
Die vorhergehenden Versuche beweisen meiner Meinung nach zur Genuͤge, daß wenn
Wasserdampf uͤber gluͤhende Holzkohle geleitet wird, eine Gasart sich
entbindet, welche Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff, die beiden lezteren als Kohlenoxyd
enthaͤlt; auch liefert sie ja bei der Verbrennung Kohlensaͤure und
Wasser.
Dieß brachte mich auf den Gedanken, daß wenn man Dampf uͤber brennende
Holzkohlen oder Kohks, zu welchen die Luft freien Zutritt
hat, leitet, das Wasser wohl auch verzehrt werden und eine brennbare Gasart
bilden duͤrfte, welche dann die Hize waͤhrend der Verbrennung der
Kohlen noch verstaͤrken muͤßte, kurz, daß das Wasser, wenn ich mich so
ausdruͤken darf, auch verbrannt oder als Brennmaterial mit den gewoͤhnlich hiezu dienenden
Substanzen gebraucht werden koͤnnte. Um daruͤber Gewißheit zu
erhalten, ermittelte ich natuͤrlich zuerst, ob die Temperatur erhoͤht
wird, wenn man Wasserdampf uͤber brennende Kohls streichen laͤßt; zu
diesem Zweke wurde ein kleiner Ofen gebraucht, welcher an der Seite nahe am Boden
eine Oeffnung hatte, durch die ich eine mit einem Dampfkessel verbundene eiserne
Roͤhre einfuͤhrte. Nachdem der Ofen mit Kohks angeschuͤrt und in guten Zustand gebracht war, stellte ich
ein Gefaͤß mit Wasser daruͤber und notirte die Zeit, welche
erforderlich war, um dasselbe ins Kochen zu bringen; bei allen Versuchen benuzte ich
dann immer dasselbe Gefaͤß und Wasser von gleicher Temperatur (50°
F.). Folgendes ist das Resultat einiger Versuche, wobei das Gefaͤß zwei
Pinten Wasser enthielt.
Ohne Dampf.
Mit Dampf.
In 5 Min. 130° F.; in 10, 180°; 15,
200°; 20, 210°.
In 5 Min. 120°; 10, 185°; 13,
208°; kochte rasch in 14 Min.
In 5 Min. 145°; kochte in 10 1/2.
In 5 Min. 150°; kochte in 10;
Wieder so; deßgl. in 10.
kochte in 9.
Bei anderen Versuchen wurde nur eine Pinte Wasser genommen.
In 3 Min. 120°; 5, 160°; 7, 190°; 8
1/2 kochte es.
In 3 Min. 140°; 5, 190°; 6 1/2 kochte
es.
In 3 Min. 140°; 5, 190°; 6 1/4 kochte
es.
In 3 Min. 160°; in 5 kochte es.
Bei zahlreichen anderen Versuchen waren die Resultate immer dieselben, indem das
Wasser stets schneller ins Kochen kam, wenn Dampf durch den Ofen geleitet wurde, ein
Beweis, daß er die Hize verstaͤrkt. Folgende Versuche, wobei die Menge des in
einer bestimmten Zeit verdampften Wassers gemessen wurde, sprechen auch
dafuͤr. Es wurde dabei derselbe Ofen und Dampfapparat, aber ein kleineres
Gefaͤß zum Verdampfen des Wassers benuzt. Als Brennmaterial wurden Kohks
angewandt und die Pfanne enthielt eine halbe Pinte Wasser.
Ohne Dampf.
Mit Dampf.
In 2 1/2 Min. kochte es; in 8 Min. verlor es auf
dem Ofen 4 Unzen.
In 2 1/4, Min. kochte
es; in 8 Min. verlor es
5 Unzen.
Mit einer Pinte Wasser –
In 7 Min. kochte es; in 15 verlor es 4 1/2.
Unzen.
In 5 Min. kochte es; in 15 verlor es 7 Unzen.
In 4 Min. kochte es; in 12 verlor es 6 3/4.
In 3 3/4 Min. kochte es; in 12 verlor es 7 1/4.
Bei allen diesen Versuchen uͤberzeugte ich mich, daß bei Anwendung von
Wasserdampf die Luft freien Zutritt zu dem Brennmateriale
haben muß, weil sonst die Hize vermindert anstatt erhoͤht wird; wenn
dieses nicht der Fall war, kochte naͤmlich das Wasser in der Pfanne,
waͤhrend Dampf das Brennmaterial durchstrich, nicht so schnell, als bei
weggelassenem Dampfe.
Diese Versuche beweisen nun zwar, daß die Hize waͤhrend der Verbrennung von
Kohlen erhoͤht wird, wenn man diese von Dampf durchstreichen laͤßt; es
entsteht aber jezt die Frage, ob die gewonnene Waͤrme bloß in derjenigen
besteht, welche der Dampf zufuͤhrt, oder ob sie noch durch eine andere Quelle
erhoͤht wird. Um diese Frage durch Versuche zu loͤsen, mußte ich die
Dampfmenge, welche das Brennmaterial durchstrich, mit der aus dem
Abdampfgefaͤße entwichenen vergleichen. Bei einem Versuche, wo das Kochen
zehn Minuten lang unterhalten wurde, betrug der Unterschied in der verdampften
Wassermenge, je nachdem man Dampf durch das Brennmaterial leitete oder nicht, 2 3/4
Unzen, waͤhrend die Menge des durch das Brennmaterial geleiteten Dampfes nur eine halbe Unze
oder beilaͤufig ein Fuͤnftel davon ausmachte. Bei anderen Versuchen
stieg der Unterschied auf das Vierfache von der Menge des eingeleiteten Dampfes: er
betrug bald etwas mehr bald etwas weniger, nach der Geschwindigkeit, womit das
Wasser in dem Gefaͤß kochte. Im Allgemeinen kann ich sagen, daß auf jede Unze
in den Ofen geleiteten Dampfes vier Unzen Wasser in dem Gefaͤße mehr verdampften, als ohne hindurchgeleiteten Dampf
verdunstet waͤren, vorausgesezt daß der Dampf vorsichtig eingeleitet wurde; denn wenn man ihn in zu großer Menge
eintreibt, wird die Temperatur wie gesagt, nicht erhoͤh, wahrscheinlich weil
nicht aller Dampf zersezt und verzehrt wird.
Es kann wohl kein Zweifel daruͤber seyn, durch welchen Umstand bei diesen
Versuchen die Temperatur erhoͤht wurde; offenbar geschah es dadurch, daß die
Gasart, welche bei der Einwirkung des Wasserdampfs auf das Brennmaterial entstand,
sich entzuͤndete, waͤhrend sie den Ofen hinaufstrich, und gerade
deßwegen muß in den Ofen auch mehr Luft gelangen koͤnnen, als wenn das
Brennmaterial fuͤr sich allein angewandt wird. Daß die Gasart, welche der in
den Ofen geleitete Dampf erzeugt, wirklich verbrannt wird, beweist die
Veraͤnderung im Aussehen des Brennmaterials, denn kaum hat man Dampf
hinzugelassen, so steigen viele Flammen von ihm auf und diese verschwinden auch
augenbliklich wieder, wenn man den Dampf absperrt. Um diesen Versuch auffallend
anzustellen, muß man in ein dunkles Zimmer einen kleinen Ofen bringen, der oben
offen ist und worin das Brennmaterial rasch, jedoch ohne Flamme brennt; wenn der
Dampf von Unten in denselben geleitet wird, sieht man die Flamme mehrere Zoll
uͤber das Brennmaterial hinaufreichen.
Obgleich nun erwiesen ist, daß die Hize erhoͤht wird, wenn man Wasserdampf
durch das Brennmaterial leitet, wodurch also bei manchen Processen viel Zeit erspart
werden kann, so bleibt doch noch ein wichtiger Punkt zu untersuchen uͤbrig,
naͤmlich ob diese groͤßere Hize nicht durch einen groͤßeren
Brennmaterialverbrauch gewonnen wird, was man nach der Wirkung des Wassers auf
dasselbe auf den ersten Blik zu glauben geneigt seyn koͤnnte.
Ich hatte bei dieser Untersuchung mit einigen Schwierigkeiten zu kaͤmpfen, die
mich beinahe verleitet haͤtten die ganze Sache fahren zu lassen; denn
obgleich ich nach einigen Versuchen allen Grund hatte ein guͤnstiges Resultat
zu erwarten, so waren doch bei vielen die Resultate nicht nur nicht guͤnstig,
sondern gerade von der Art, daß wenn keine Fehlerquelle vorhanden gewesen
waͤre, sie zu der Folgerung gefuͤhrt haͤtten, daß mehr Brennmaterial
verzehrt wird und folglich dieses Verfahren mit keiner Ersparniß verbunden ist.
Bei meinen ersten Versuchen fand ich, daß das Brennmaterial wenn Dampf durch dasselbe
streicht, nicht schneller verzehrt wird, als wenn es ohne solchen verbrennt. So
waren bei einem Versuche, wo 32 Theile Kohks in den Ofen gebracht und die
Verbrennung anderthalb Stunden unterhalten wurde, nach Verlauf dieser Zeit 25 1/4
Theile verzehrt; und als ich dieselbe Menge Brennmaterial gleich lange mit Beihuͤlfe von Dampf brennen ließ, wurden nur 23
3/4 verzehrt. Bei anderen Versuchen erhielt ich aͤhnliche Resultate, indem
die Menge der verzehrten Kohks, wenn Dampf sie durchstrich, bald etwas weniger, bald
ziemlich eben so viel betrug. Nur in einem Falle war sie groͤßer und in
diesem Falle wurde doch nur 1/26tel des ganzen Brennmaterialverbrauchs mehr verzehrt.
Bei diesen Versuchen stand die Menge des verzehrten Brennmaterials in folgendem
Verhaͤltniß:
Mit Dampf.
Ohne Dampf.
Ueberschuß.
840
970
130
4840
5190
350
1330
1370
40
1330
1570
240
Verbindet man nun diese Thatsache mit den Resultaten der Versuche uͤber die
Menge des innerhalb einer gewissen Zeit verdampften Wassers, welche wie wir sahen
bei Anwendung von Dampf immer groͤßer ist, als ohne solchen, so hat man allen
Grund zu glauben, daß wirklich durch den Gebrauch von Dampf etwas gewonnen wird; als
ich aber die wirklich verdampfte Wassermenge mit dem angewandten Brennmaterial zu
vergleichen begann, fand ich sogleich, daß sie bisweilen nicht groͤßer und in
vielen Faͤllen sogar geringer war. Dieß ließ mich natuͤrlich irgend
eine Fehlerquelle vermuthen und als ich nun die Versuche vielfach und mit allen
erdenklichen Abaͤnderungen wiederholte, fand ich, daß gegen das Ende der
Operation, also wenn das Brennmaterial nahe erschoͤpft und folglich die
Temperatur verhaͤltnißmaͤßig niedrig ist, der Dampf der Zersezung zu
entgehen scheint. Dieß veranlaßte mich die Versuche auf eine andere Art anzustellen,
wo ich dann Resultate erhielt, wie ich sie erwartete. Die Methode, welche ich jezt
befolgte, war die, daß ich die Wirkung nicht so lange andauern ließ wie
fruͤher, ich mochte Dampf anwenden oder nicht, und den Ofen die ganze Zeit in
gutem Zustande zu erhalten mich bemuͤhte,
waͤhrend ich zuvor das Brennmaterial fast ganz sich verzehren ließ und
folglich zeitweise eine zu niedrige Hize hatte. Bei dieser Operationsweise fand ich
mit sehr wenigen Ausnahmen, daß eher weniger Brennmaterial verzehrt wurde, wenn man
Dampf durch dasselbe leitete, als ohne dieß, waͤhrend zugleich mehr Wasser in
dem Gefaͤß verdampfte.
Ich kam auch auf den Gedanken, ob die Verstaͤrkung der Hize, wenn man das
Brennmaterial von Dampf durchstreichen laͤßt, nicht großen Theils daher
kommen duͤrfte, daß dieser Dampf einzig als Geblaͤse wirkt, indem er eine große Menge Luft mit sich in den Ofen
zieht. Daß dieß aber nicht der Fall ist, davon uͤberzeugte ich mich durch
viele Versuche, wobei ich den Dampf auf verschiedene Weise in den Ofen leitete,
besonders aber auf die Art, daß ich die Dampfroͤhre an der Seite des Ofens
verkittete, so daß keine Luft mit dem Dampf in ihn gelangen konnte; in allen diesen
Faͤllen wurde naͤmlich die Hize ebenfalls verstaͤrkt. Ueberdieß
habe ich immer gefunden, daß wenn der Dampf sehr schnell
eingefuͤhrt wird, die Hize bei weitem nicht so stark wird, als wenn man ihn
langsam einstroͤmen laͤßt. Offenbar
muͤßte aber das Umgekehrte der Fall seyn, wenn der Dampf bloß als
Geblaͤse wirken wuͤrde.
Die bis jezt mitgetheilten Versuche sind meiner Meinung nach hinreichend um zu
beweisen, daß die Hize betraͤchtlich verstaͤrkt wird, wenn man Dampf
durch das Brennmaterial leitet, ohne daß deßhalb von lezterem mehr verbraucht
wuͤrde; daß in der That der Wasserdampf, waͤhrend er das Brennmaterial
durchstreicht, nicht bloß als eine Art Geblaͤse wirkt, sondern selbst
verbrannt wird, indem er sich in brennbare gasartige Producte verwandelt, die dann
verzehrt werden.
Man koͤnnte gegen die Anwendung des Dampfes allenfalls einwenden, daß eine
gewisse Menge Brennmaterial verschwendet werden muß, um das Wasser in Dampf zu
verwandeln. In vielen Faͤllen muß dieß auch der Fall seyn; in der Regel wird
man sich jedoch den Dampf durch die von den Oefen abgegebene Hize verschaffen
koͤnnen, ohne zu seiner Erzeugung noch besonders Brennmaterial aufzuwenden.
Selbst wenn dieß aber nicht der Fall ist, wird doch die Verstaͤrkung der Hize
durch eine verhaͤltnißmaͤßig geringe Menge Dampf die besonderen
Auslagen fuͤr die Verwandlung des Wassers in Dampf mehr als ausgleichen.
Warum sollte man aber, koͤnnte man fragen, das Wasser nicht geradezu in
fluͤssiger Form anwenden? Die Antwort darauf ist leicht; die
Fluͤssigkeit muß nicht nur in dem Augenblik, wo sie das Brennmaterial
beruͤhrt, dasselbe an dieser Stelle seines Waͤrmestoffs berauben und
so die Verbrennung dort sehr vermindern, wo nicht ganz aufheben; sondern sie kann,
indem sie unvollstaͤndig in Dampf verwandelt wird, auch nur unvollkommen auf das Brennmaterial
wirken und folglich nur theilweise selbst verbrannt werden. Dieß ist wohl auch der
Grund, warum das Verfahren die Hize zu verstaͤrken,
welches von mehreren Gasfabriken vor einiger Zeit empfohlen wurde und darin
besteht, ein Gemisch von Wasser und Theer in einem duͤnnen Strome auf das
Brennmaterial fallen zu lassen, fehlschlug. Das Wasser wird hier in einer
ganz anderen Absicht angewandt als bei der von mir vorgeschlagenen Operationsweise,
naͤmlich um der brennbaren Substanz des Theers Sauerstoff zu verschaffen; es ist jedoch wie ich schon gesagt habe, gar
nicht wahrscheinlich, daß bei dieser Anwendungsart desselben die Hize im Geringsten
erhoͤht werden sollte, denn selbst zugegeben, daß der Sauerstoff des Wassers
auf die brennbare Substanz wirkt, so muß er doch, indem er sich mit dem Kohlenstoff
verbindet und die Gasform annimmt, Waͤrme absorbiren und in diesem Zustande
dann zuruͤkhalten, waͤhrend wenn man Dampf anwendet, die latente
Waͤrme bereits erlangt ist und dann das durch Zersezung des Wasserdampfs
erzeugte Kohlenoxydgas und Wasserstoffgas (vorausgesezt daß die Luft freien Zutritt
hat) beim Hinaufstreichen durch den Ofen oxydirt oder verzehrt werden, und dadurch
ebenfalls Hize abgeben koͤnnen.
Es ist mir nur ein Fall bekannt, wo Wasserdampf in bestimmter Absicht mit
Brennmaterial in Beruͤhrung gebracht wurde und dieß geschah durch Hrn. Mushet an den Clyde Eisenwerken. Er erwaͤhnt im
VI. Band von Tilloch's Magazine, wo er von den
verschiedenen Methoden spricht, sich Geblaͤse fuͤr Hohoͤfen zu
verschaffen, unter anderen eines Verfahrens, wobei man Luft durch Pumpen in
Gehaͤuse treibt, die in Wasser umgestuͤrzt sind, so daß also die Luft
mit Feuchtigkeit gesaͤttigt werden muß. Obgleich man sich auf diese Art ein
stetig kuͤhles Geblaͤse verschafft, so ist diese Methode nach Mushet doch nicht zu empfehlen, indem nach seiner Angabe
durch die große Menge Feuchtigkeit, welche die Luft mit sich in den Ofen reißt, die
Hize an der Duͤse so stark wird, daß der beste feuerfeste Thon in Fluß kommt
und sogar die Seiten des Ofens nachgeben koͤnnen. Obgleich er aber hiemit die
Thatsache zugibt, daß die Hize verstaͤrkt wird, wenn man mit Feuchtigkeit
gesaͤttigte Luft in den Ofen gelangen laͤßt, so erklaͤrt er
doch den Umstand, daß die Hohoͤfen im Sommer kein so gutes Roheisen liefern
wie im Winter, gerade durch den hygrometrischen Zustand der Luft, indem er sagt sie
sey zum Verbrennungsproceß nicht mehr so geeignet, weil sie viel mehr Feuchtigkeit
aufgeloͤst enthalte. Durch den Feuchtigkeitsgehalt der
atmosphaͤrischen Luft erklaͤrt sich auch nach Mushet die merkwuͤrdige Erscheinung, daß das Roheisen im Sommer weniger
Kohlenstoff aufnimmt, als im Winter, selbst wenn es mit einer groͤßeren Menge
Brennmaterial reducirt wird; die eingeblasene Luft enthaͤlt naͤmlich
hoͤchst wahrscheinlich weniger Sauerstoff, und doch ist das Metall viel
weniger kohlenstoffhaltig als zu anderen Zeiten, was daher kommen kann, daß ein
Theil des Kohlenstoffs durch den Wasserstoff der Feuchtigkeit weggefuͤhrt
wird. Dieß veranlaßte Jemand, die Einfuͤhrung von Dampf in den Hohofen zu
versuchen, in der Hoffnung, daß dadurch die Sauerstoffmenge erhoͤht und so
die Verbrennung vollstaͤndiger wuͤrde. Dieser Versuch mißlang aber,
weil sich die Stellen, wo der Dampf hingelangte, sogleich abkuͤhlten und
uͤberdieß durch die erzeugte groͤßere Hize nach und nach die
Materialien, woraus der Ofen erbaut war, erweicht wurden. Der Zwek, wozu der Dampf
angewandt wurde, war in diesem Falle ein ganz anderer, als derjenige, wozu ich ihn
in Vorschlag bringe. Nach meiner Ansicht muß der Dampf, wenn er auf gehoͤrige
Art in den Ofen geleitet wird, die Hize durch die Verbrennung
seines Wasserstoffs erhoͤhen, waͤhrend er in dem oben
erwaͤhnten Falle in der Meinung benuzt wurde, daß er dieses durch Abgabe von Sauerstoff an das Brennmaterial bewirken
koͤnnte, was deutlich aus Hrn. Mushet's eigenen
Worten hervorgeht, denn er sagt, daß die Zersezung des Wassers, indem dasselbe eine
groͤßere Menge Sauerstoff liefert, die Wirkungen der Verbrennung
erhoͤht.
In der angefuͤhrten Abhandlung gibt Hr. Mushet
keineswegs zu, daß der ganze Betrag der Hize im Ofen im
geringsten groͤßer wird, sondern sie nimmt nach ihm nur an der Stelle, wo die
Zersezung des Wassers unmittelbar erfolgt, zu; das Wasser, welches den unteren
Schichten im Ofen Hize entzogen hat, wird bei seinem Aufsteigen zersezt und gibt
dann die Waͤrme, welche es fruͤher entzog, wieder ab, nebst der in
seinem frei gewordenen Sauerstoffe enthaltenen, so daß es in der That bloß die
Waͤrme von einem Theile des Ofens zum anderen fuͤhrt und folglich die
Summe der Hize im ganzen Ofen in der That nicht groͤßer wird. Hierin kann ich
jedoch nicht mit ihm uͤbereinstimmen, denn daß die Hize im Ganzen genommen
durch zwekmaͤßig eingeleiteten Dampf wirklich zunimmt, glaube ich durch die
oben erwaͤhnten Versuche hinreichend dargethan zu haben.
Sollte auch wirklich der Dampf in Hohoͤfen durch Entziehung von Kohlenstoff
nachtheilig wirken, so betrachte ich doch Mushet's
Angaben als wichtig, weil sie bestaͤtigen, was ich vorher erwaͤhnte,
daß naͤmlich der Dampf nicht in der Absicht angewandt werden darf, um der
brennbaren Substanz Sauerstoff zuzufuͤhren, waͤhrend im Gegentheil Luft oder mit anderen
Worten Sauerstoff mit dem Dampfe in hinreichender Menge zugelassen werden muß, so
daß die Verbrennung der entzuͤndbaren Zersezungsproducte des Wasserdampfes
unterhalten wird. Daher wurde auch in den Faͤllen, wo ich den Dampf in zu
großer Menge in den Ofen leitete und nicht zugleich eine entsprechende Menge Luft
zuließ, die Hize vermindert anstatt erhoͤht.
Ich habe auch einige Versuche mit Hochdrukdampf angestellt; derselbe stroͤmte
natuͤrlich mit großer Gewalt auf das Brennmaterial und der Erfolg war, daß
die Hize in der Naͤhe der Stelle, wo der Dampf eindrang, sich verminderte und
das Brennmaterial fast ganz ausloͤschte. Damals versuchte ich nicht, ob er
beim Aufsteigen durch den Ofen sich zersezen und verbrennen wuͤrde;
hoͤchst wahrscheinlich geschieht dieß aber, wenn die Temperatur hoch genug
ist und eine hinreichende Menge Luft zutritt. Derselbe Hochdrukdampf loͤschte
auch ein mit Kohks gefuͤlltes Waͤrmbeken fast ganz aus, wie es zu
erwarten war, da die Hize in demselben zur Zersezung des Dampfes und folglich zur
Verbrennung seiner entzuͤndbaren gasfoͤrmigen Producte nicht groß
genug war.
Nach den Resultaten, welche ich erhielt, waͤre es offenbar sehr
wuͤnschenswerth, daß an Werken, wo große Massen Brennmaterial verbraucht
werden, durch in großem Maaßstabe angestellte Versuche ermittelt wuͤrde, wie
weit die Ersparniß an Brennmaterial durch Anwendung von Dampf getrieben werden kann;
ich schlage dazu vor, Dampf von gewoͤhnlichem
Druke an verschiedenen Theilen des Ofens einzufuͤhren und zugleich Luft genug zuzulassen. Wenn dieses Verfahren
eine vortheilhafte Anwendung gestatten sollte, so verdiente dann auch untersucht zu
werden, ob es nicht gut waͤre, den Dampf durch Roͤhren, welche in die
Ofenmauern eingebettet sind, streichen zu lassen, um seine Temperatur bedeutend zu
erhoͤhen, ehe er zum Brennmateriale gelangt;
gerade so wie man nach Neilson's (gegenwaͤrtig in
allen englischen Eisenwerken eingefuͤhrter) Methode sich erhizte Luft
fuͤr die Hohoͤfen verschafft.