Titel: | Einiges über den Torf und dessen Anwendung für die Dampfschifffahrt. Von C. W. Williams. |
Fundstelle: | Band 72, Jahrgang 1839, Nr. XI., S. 31 |
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XI.
Einiges uͤber den Torf und dessen
Anwendung fuͤr die Dampfschifffahrt. Von C. W. Williams.
Aus dem London Journal of arts. Februar 1839, S.
293.
Williams's Versuche uͤber den Torf.
Da ich als Theilnehmer der Dubliner Dampfboot-Gesellschaft in hohem Grade bei
der Dampfschifffahrt interessirt war, und da ich mich namentlich viel mit ihrer
Einfuͤhrung auf den Fluͤssen Irlands, besonders auf dem Shannon,
beschaͤftigte, so richtete ich seit Jahren meine Aufmerksamkeit auf die
Benuzung des Torfes anstatt der Stein, kohlen. Ich wurde hiezu nicht bloß dadurch
gebracht, daß die Steinkohle in den fraglichen Gegenden schwer zu haben und
kostspielig ist, waͤhrend der Torf laͤngs der 100 Meilen, die der
genannte Fluß durchstroͤmt, in Menge zu haben ist; sondern weil die
Verwendung des Torfes als Heizmittel der Dampfboote fuͤr jene Gegenden
uͤberhaupt hoͤchst schaͤzbar und gewinnbringend seyn mußte. Die
in dieser Hinsicht gemachten Versuche scheinen mir nun in jeder Beziehung
genuͤgend ausgefallen zu seyn.
Die Haupthindernisse, welche sich bei der Anwendung des Torfes ergaben, waren theils
durch sein großes Volumen, theils dadurch bedingt, daß er bei feuchter Witterung so
viele Feuchtigkeit enthielt, daß seine Heizkraft dadurch beeintraͤchtigt
wurde. Diesen beiden Uebeln abzuhelfen und aus dem Torfe ein dichteres und trokneres
Brennmaterial herzustellen, war seit langer Zeit mein Streben.
Ich war bei den Forschungen, die ich hieruͤber anstellte, erstaunt
uͤber das magere Resultat, welches ich aus Buͤchern zu
schoͤpfen im Stande war, und uͤber die geringe Aufmerksamkeit, welche
bei uns sowohl von Gelehrten als von Praktikern diesem Gegenstande geschenkt worden,
waͤhrend auf dem Continente viele schaͤzbare Untersuchungen
uͤber die Eigenschaften und Varietaͤten des Torfes angestellt wurden.
Was die Mittel, das Volumen des Torfes zu vermindern, betrifft, so war in dieser
Hinsicht beinahe Nichts geschehen, und dasselbe laͤßt sich auch von der
Zubereitung des Torfes zu einem entsprechenden Heizmittel sagen.
Die Angabe, daß der Torf nicht bloß rasch eine sehr intensive Hize gibt, sondern daß
er auch Eigenschaften besizt, die ihn zu metallurgischen Zweken, und namentlich zur
Behandlung des Eisens sehr geeignet machen, trieb mich an, auch in dieser Beziehung
seiner Benuzung nachzugehen. Die bekannten Vorzuͤge und die hohen Preise des
mit Holzkohle ausgebrachten Eisens, wozu das schwedische gehoͤrt,
bestaͤrkten mich noch mehr hierin. Aus Torf bereitete Kohks mußten allem Anscheine nach, als
beinahe reine vegetabilische Kohle, Eigenschaften besizen, welche jenen der
Holzkohle analog waren, und frei seyn von den vielen dem Metalle nachtheiligen
Stoffen, welche in den Steinkohlen enthalten sind. Der Werth des mit Holzkohle
ausgebrachten Eisens im Vergleiche mit dem mit Steinkohlenkohks gewonnenen ist in
der That so groß, daß sich in London eine große Gesellschaft, die India Steel Company, gebildet hat, welche in Indien, wo
Holz noch leicht zu haben ist, mit solchem Eisen und Stahl erzeugen lassen will, und
die sich schmeichelt, durch Einfuhr dieses Produktes das schwedische Eisen zum
großen Theile zu verdraͤngen.
Ueber die Anwendung der Torfkohks zur Behandlung des Eisens fand ich mehrere von
Praktikern ausgestellte Zeugnisse in einer Abhandlung, die mir von Lord Downshire (welcher sich viel mit der Nuzbarmachung der
Torflager Irlands beschaͤftigte), eingehaͤndigt worden. Die
Wichtigkeit dieses Brennstoffes fuͤr den Schmiedebedarf kann nicht genug
hervorgehoben werden; denn vieler Schaden und vieles Unheil entsteht weniger durch
die Anwendung von minder gutem Eisen, als durch die Behandlung und Bearbeitung
desselben mit unreinen Steinkohlen und Kohks, wozu man in vielen Gegenden Englands
gezwungen ist. Es lassen sich hieruͤber allerdings keine Zahlen angeben,
allein der Schaden ist deßhalb nicht minder groß; er ist allen Eisen- und
Stahlarbeitern bekannt. Und doch, wenn irgend etwas an unseren Maschinerien bricht
und Ungluͤk daraus entsteht, ist man immer mit einem Tadel des Arbeiters bei
der Hand, waͤhrend die Schuld im Eisen oder in der Unreinheit des zu seiner
Bearbeitung verwendeten Brennmateriales zu suchen ist.
Ich verfiel bei den Untersuchungen uͤber die Bereitung der Torfkohks
natuͤrlich in den gewoͤhnlichen Fehler, daß ich den aus der Tiefe der
Torflager genommenen Torf wegen seiner groͤßeren Schwere fuͤr
geeigneter hiezu hielt, als den leichten an der Oberflaͤche befindlichen
Torf. Aus den tiefer gelegenen Torfschichten ließen sich allerdings mit
Huͤlfe passender Verkohkungsoͤfen hinreichend dichte Torfkohks
erzeugen; allein sie waren auch so unrein und enthielten eine so große Menge
unverbrennlicher und schaͤdlicher Stoffe, daß sie eine nachtheilige Wirkung
auf das Eisen ausuͤbten; besonders schien man dieß einer in ihnen vermutheten
Saͤure zuzuschreiben. Dagegen war ich im Stande aus den oberen Schichten,
namentlich da, wo sie aus Torfmoos bestanden, welches in der Zersezung noch nicht
weit gediehen war, eine aͤußerst reine Kohle, die bei der Verbrennung nur
eine sehr geringe Menge unnuͤzer und unschaͤdlicher Substanz
zuruͤkließ, zu gewinnen. Leider hat aber die obere Torfschichte eine so
poroͤse Textur, und eine solche Neigung wieder Feuchtigkeit an sich zu ziehen, und dadurch
bedeutend an Heizkraft zu verlieren, daß sich das Stechen derselben kaum rentirt,
selbst wenn man sie nur als Brennmaterial fuͤr den Hausbedarf benuzen will.
Die unteren Schichten, welche in Hinsicht auf Dichtheit nicht selten der Steinkohle
nahe kommen, erlangen diese Dichtheit zum Theile in Folge der allmaͤhlich
fortschreitenden Zersezung der vegetabilischen Faser, hauptsaͤchlich aber
durch den Jahrhunderte lang bestandenen Druk der daruͤber liegenden, manchmal
20 bis 30 Fuß diken Schichten. Diese große Dichtheit, so schaͤzenswerth sie
in vielen Hinsichten ist, erlangt der Torf aber nur auf Kosten seiner Reinheit und
seiner Heizkraft, indem er sich mit manchen fremdartigen und unverbrennlichen
Stoffen verbindet; wobei noch von den nachtheiligen chemischen Wirkungen dieser
Stoffe ganz Umgang genommen ist.
Ohne weiter hierauf eingehen zu wollen, ist es fuͤr unseren dermaligen Zwek
genug zu wissen, daß dieser Unterschied zwischen den oberen und unteren Schichten
aller Torflager wirklich besteht. Sehr deutlich ist dieß z.B. in dem Berichte des
Hrn. Griffith uͤber das 38 1/2 Fuß tiefe Torflager
von Allen auseinandergesezt. Es heißt naͤmlich in diesem Berichte, daß die
oberen Schichten bis auf 8 bis 10 Fuß Tiefe aus einem so losen und faserigen Filze
bestehen, daß man darin noch die verschiedenen Moose erkennen kann; daß ihr spec.
Gewicht, jenes des Wassers zu 1000 angenommen, nur 356 betraͤgt; daß sie aber
nur ein Procent unverbrennliche Asche geben. Je tiefer man kommt, um so dichter wird
die Masse, so daß sie zulezt einen muscheligen Bruch und einen der Steinkohle
aͤhnlichen Glanz hat, politurfaͤhig wird und eine sehr compacte,
inwendig glaͤnzende Kohle gibt. Das spec. Gewicht steigt von 356 auf 1236;
zugleich steigt aber auch das Verhaͤltniß der unverbrennlichen Asche bis auf
20 Proc. Je mehr der Torf an Dichtheit gewinnt, um so mehr verliert er also an
seinem Werthe als Brennmaterial, so zwar, daß man ihn aus diesem Grunde und wegen
des unangenehmen Geruches, den er in diesem Zustande beim Brennen entwikelt, selbst
nicht einmal zum Hausbedarfe gern hat.
Ich muß bemerken, daß ich die gepreßten Torfkohks, welche den Gegenstand der unten
folgenden Analyse bildeten, in einem kleinen Gemache in einem dem Joyce'schen aͤhnlichen Ofen vier Tage und Nachte
nach einander brannte, ohne daß ich durch uͤblen Geruch oder irgend eine
andere Unannehmlichkeit belaͤstigt worden waͤre.
Nachdem ich mich uͤberzeugt, daß die oberen und leichteren Torfschichten am
reinsten sind und bei gleichem Gewichte die hoͤchste Heizkraft besizen, blieb
mir die Aufgabe, Dichtheit mit Reinheit in Verbindung zu bringen. Dieß gelang mir
vollkommen, indem ich aus den leichtesten Torfschichten Kohks zu erzielen vermag, welche nicht bloß eine
doppelt groͤßere Dichtheit als die Holzkohle und eine den Steinkohlenkohks
gleichkommende Dichtheit haben, sondern auch die gehoͤrige Reinheit besizen.
Um den relativen Werth von gepreßtem Torfe, Torfkohks, Steinkohle, Steinkohlenkohks
und Holzkohle zu bestimmen, ersuchte ich den bekannten Chemiker Hrn. Everitt um eine genaue Analyse und um einen Bericht, den
ich hiemit vorlege.
Versuche uͤber den gepreßten Torf und die daraus
bereiteten Kohks.
Specifisches
Gewicht. Das spec. Gewicht des Wassers
zu 1000 angenommen, zeigte sich jenes
des gepreßten Torfes in den duͤnnsten und
am staͤrksten gepreßten Stuͤken
zu
1160
des gepreßten Torfes in den dikeren und
weniger gepreßten Stuͤken zu
910
der Torfkohks in den duͤnnsten und
am staͤrksten gepreßten Stuͤken
zu
1040
der Torfkohks in den dikeren und weniger
gepreßten Stuͤken zu
913
des Harzbrennmateriales (resin fuel) zu
1140
des Harzes allein zu
1110
der haͤrtesten und trokensten
Holzarten, wie des
Eichen-, Eschen-,
Ruͤsternholzes zu
800 bis 885
der leichteren Holzarten, wie des
Pappel-, Tannen- und anderen
derlei Holzes zu
383 bis 530
der aus harten Holzarten gewonnenen Kohlen
zu
400 bis 625
der Steinkohlen zu
1160 bis 1600
Hieraus ergibt sich, daß der am staͤrksten gepreßte Torf ein groͤßeres
spec. Gewicht hat, als das haͤrteste Holz und zwar im Verhaͤltnisse
von 1160 zu 885; daß er im Vergleiche mit den leichteren Holzarten ein beinahe um
das Doppelte groͤßeres spec. Gewicht hat; daß die aus ihm gewonnenen Kohks in
dieser Hinsicht die gewoͤhnlichen Holzkohlen um das Doppelte
uͤbertreffen. Im gewoͤhnlichen Leben rechnet man, daß 100 Pfd.
Holzkohle denselben Raum einnehmen wie 200 Pfd. Kohks; in Bezug auf die Torfkohks
duͤrfte beinahe dasselbe Verhaͤltniß gelten.
Heizkraft. Die gewoͤhnliche Methode in dieser
Hinsicht Versuche vorzunehmen beruht darauf, daß man gewisse Gewichtstheile der zu
vergleichenden Brennstoffe verbrennt, und dann bestimmt, wie viel Wasser ein jeder
derselben um eine bestimmte Anzahl von Graden erhizt oder wie viel Wasser er in
Dampf verwandelt. Diese Versuche fuͤhren jedoch nur, wenn sie in sehr großem Maaßstabe vorgenommen
werden, zu Resultaten, welche sich zur Anstellung von Vergleichen eignen. Berthier gibt als das Resultat der genauesten Versuche
an, daß ein bestimmtes Gewicht Holzkohle ein 78 Mal groͤßeres Gewicht Wasser
von 32 auf 212° F. zu erhizen oder 11,8 Mal sein Gewicht in Dampf zu
verwandeln im Stande ist: eine Angabe, welche nicht wesentlich von den Resultaten
abweicht, die J. Parkes aus seinen im Großen gemachten
Beobachtungen zog. Dagegen ist bekannt, daß man kaum den zehnten Theil dieses
Nuzeffectes erzielen kann, wenn man den Versuch mit Destillirblasen oder Kesseln
vornimmt, welche nur 5 bis 10 Gallons Wasser fassen. Ich bin hiernach
uͤberzeugt, daß derlei im Kleinen vorgenommene Versuche keine Resultate
liefern, aus denen man auch nur approximativ auf den relativen Werth der
Brennmaterialien zu schließen vermoͤchte. Selbst mit den besten Calorimetern
ist es, wenn nur ein Pfund Brennstoff verbrannt wird, hoͤchst schwielig, auch
nur bei zwei Versuchen eine genuͤgende Gleichfoͤrmigkeit zu erlangen.
Ich befolgte deßhalb zur Ermittelung des relativen Werthes der fraglichen
Brennstoffe das von Berthier empfohlene Verfahren.Man findet dieses Verfahren in den trefflichen Untersuchungen, welche Hr. Berthier uͤber einige Brennmaterialien
bekannt machte, und die im polyt. Journal Bd. LVIII, S. 391 nachzulesen sind.A. d. R.
Es wird nach den Resultaten beinahe aller Versuche angenommen, daß die
waͤhrend der Verbrennung irgend eines Brennstoffes erzeugte absolute Menge
von Waͤrme in genauem Verhaͤltnisse mit der waͤhrend der
Verbrennung verzehrten Sauerstoffmenge steht. Man hat also zur Ermittelung der
relativen Heizkraft verschiedener Brennmaterialien nur die Menge des Sauerstoffes,
die jedes derselben waͤhrend der Verbrennung verzehrt, zu bestimmen. Die
beste Methode hiezu ist eine abgewogene Menge des Brennstoffes mit in geringem
Ueberschusse genommener Bleiglaͤtte zu vermengen und zu pruͤfen, wie
viel Blei hiedurch reducirt wird. Daß sich diese Methode uͤbrigens nicht
fuͤr solche Brennstoffe eignet, die fluͤchtige Bestandtheile
enthalten, versteht sich von selbst. Nach Berthier, mit
dessen Resultaten auch meine Versuche großentheils zusammen stimmen, geben
10 Theile
reiner Kohlenstoff
340 Gr. Blei
10
–
gute Holzkohle
300 bis
323
–
10
–
trokenes Holz
120 bis
140
–
10
–
gute Kohks
260 bis
285
–
Ist das Princip, auf welchem diese Probirmethode beruht, richtig und praktisch
bewaͤhrt, so laͤßt sich hienach eine große Genauigkeit erzielen; denn da jeder einzelne
Gran Kohlenstoff 34 Grane Blei erzeugt, so wird jeder in Hinsicht der
Schaͤzung des Bleies begangene Fehler in Hinsicht auf den Kohlenstoff bis auf
1/54 vermindert.
Folgendes sind nun die Durchschnittsresultate von zweien und selbst von dreien
Versuchen, welche ich mit jedem einzelnen Brennstoffe anstellte, und bei denen das
reducirte Blei in zwei aufeinander folgenden Versuchen oft um nicht mehr dann 2
Grane, die nur 1/17 Grane reinen Kohlenstoffes entsprechen, differirte.
10 Theile Torfkohks von den oberen
Torfschichten
gaben
277 Gr. Blei
10 Theile
ddo. von
den unteren Torfschichten
–
250
–
10 Theile gepreßter Torf
–
137
–
Das Harz konnte wegen seines großen Gehaltes an fluͤchtigen Bestandtheilen
nicht auf diese Weise probirt werden; daher laͤßt sich auch dessen Heizkraft
nur durch einen Versuch im Großen gehoͤrig wuͤrdigen.
Die hier angegebenen Zahlen repraͤsentiren die relativen Quantitaͤten
Waͤrme, welche mit gleicher Quantitaͤt eines jeden der
angefuͤhrten Brennstoffe erzeugt werden koͤnnen. In allen jenen
Faͤllen, in welchen die Quantitaͤt der Waͤrme allein in
Betracht kommt, repraͤsentiren diese Zahlen also auch den relativen Werth der
Brennstoffe. Oft ist aber die Intensitaͤt der Waͤrme von
groͤßerer Wichtigkeit als die Quantitaͤt, und diese Intensitaͤt
ist großen Theils von der Dichtheit des Brennstoffes bedingt. So kann Holzkohle nie
einen so hohen Hizgrad erzeugen als die Kohks; dichte Torfkohks und
gewoͤhnliche Kohks hingegen halten sich, was diesen Punkt anbelangt, das
Gleichgewicht. Bei diesen Vergleichen wurde uͤbrigens auf die allenfalls in
den Brennstoffen enthaltenen fremdartigen Stoffe, die der Qualitaͤt des
Eisens schaden koͤnnten, gar keine Ruͤksicht genommen.
Um zu ermitteln in wie weit es wahrscheinlich ist, daß die Torfkohks Stoffe
enthalten, von denen in lezter Hinsicht ein Nachtheil zu besorgen waͤre,
verbrannte ich sie auf verschiedene Weise, wobei ich in keinem Falle einen Geruch
von schwefliger Saͤure zu bemerken im Stande war. Dagegen sind Schwefel oder
Schwefelmetalle gewoͤhnliche Bestandtheile der aus den Steinkohlen gewonnenen
Kohks; und diesen Bestandtheilen ist auch deren schaͤdliche Einwirkung auf
die eisernen Dampfkessel zuzuschreiben, indem diese Kohks bei ihrer Verbrennung
stets schwefligsaures Gas entwikeln.
Da auch die Menge und die Beschaffenheit der Asche zuweilen ein Punkt von Wichtigkeit
ist, so habe ich in dieser Beziehung gleichfalls eine sorgfaͤltige
Pruͤfung angestellt. Nach einem aus zwei Versuchen gezogenen Durchschnitt
gaben 1000 Gran Torfkohks, welche aus den oberflaͤchlichen Torfschichten
erzeugt worden, bei gaͤnzlicher Verbrennung aller ihrer kohligen Theile 5/100 Asche von
fahler Farbe, welche in 100 Theilen enthaͤlt:
Kochsalz
3,5
Kieselerde und Sand
15,0
Schwefelsauren Kalk
22,5
Kohlensauren Kalk
43,25
Bittererde und kohlensaure
Bittererde
15,00
Thonerde
0,75
––––––
100,00
Diese Asche, welche kein kohlensaures Kali enthielt, ist wegen ihres starken
Bittererdegehaltes merkwuͤrdig.
Ich bin nach meinen Versuchen der Ansicht:
1) daß die von mir untersuchten Torfkohks nichts enthalten, was bei der Verbrennung
dem Eisen schaͤdlicher werden koͤnnte, als die Holzkohle oder die
besten Kohks, man mag die Torfkohs zur Behandlung von Eisen oder zur Heizung von
Dampfkesseln benuzen.
2) daß sie bei gleichem Gewichte an Heizkraft den besten Kohks gleichkommen, und der
Holzkohle nur etwas Weniges nachstehen, wenn es sich lediglich um die
Quantitaͤt der Waͤrme handelt; daß sie aber, wenn der zur Aufbewahrung
noͤthige Raum und eine große Intensitaͤt der Hize in Betracht zu
ziehen kommt, den Vorzug vor der Holzkohle verdienen.
London, am 18. Januar 1839.
Thomas Everitt.
Der zu obiger Analyse verwendete Torf war aus dem Lancashire; vieler von dem
irlaͤndischen Torfe ist nach spaͤter von mir vorgenommenen Versuchen
noch reiner, indem er eine noch weit geringere Menge unverbrennlicher Stoffe
enthaͤlt.
Der von mir behandelte Torf und weine Torfkohks zeichnen sich, wie aus dem Berichte
des Hrn. Everitt hervorgeht, durch ihre große Dichtheit
aus, und diese Dichtheit, welche da, wo es auf Intensitaͤt der Hize ankommt,
von so hoher Wichtigkeit ist, laͤßt sich fuͤr geringe Kosten noch
hoͤher treiben, obschon ich den leichteren oberflaͤchlichen Torf
verwende.
Es ist in dem mitgetheilten Berichte ausdruͤklich bemerkt, daß bei der
Bestimmung der Quantitaͤt und Intensitaͤt der von den Torfkohks
entwikelten Waͤrme auf die allenfallsige Gegenwart eines fremdartigen dem
Eisen schaͤdlichen Stoffes nicht Ruͤksicht genommen ist. Die
Steinkohle sowohl als die aus ihr gewonnenen Kohks sind bekanntlich nicht frei von
Stoffen, welche im Ofen und in der Esse dem Eisen und dem Stahle schaͤdlich
werden. Die Torfkohks dagegen gewaͤhren in dieser Beziehung einen merklichen
Vortheil; das Eisen laͤßt sich mit ihnen nicht nur weit schneller auf die
Schweißhize bringen, sondern es arbeitet sich auch milder und erzeugt weit weniger
von dem der Schweißung so
nachtheiligen Hammerschlage. Ich habe mich uͤberzeugt, daß selbst das
schlechteste Eisen, wenn es in den Essen mit meinen Torfkohks behandelt wurde, an
Qualitaͤt gewann; und daß Kessel, welche damit geheizt worden, weit weniger
Schaden litten, als durch Steinkohlenkohks.
Mein Verfahren ist von um so groͤßerem Belange, als nach demselben jener Theil
der Torflager verarbeitet und nuzbar gemacht wird, den man bisher nicht einmal zum
Heizen der Stubenoͤfen verwenden konnte, und den man, da er sich auch nicht
zu landwirthschaftlichen Zweken benuzen ließ, fuͤr eine wahre Last und Plage
hielt.
Schluͤßlich bemerke ich noch, daß das Harzbrennmaterial (resin fuel), von welchem Hr. Everitt in seinem Berichte spricht, eine kuͤnstliche Kohle ist,
welche durch eine Saͤttigung der Torfkohks mit einer erdharzigen oder
bituminoͤsen Substanz erzeugt wird. Von den Eigenschaften dieses
Brennstoffes, und von den Zweken, zu welchen er verwendet werden kann, sowie auch
von einigen anderen Vortheilen, die man aus dem Torfe ziehen kann, behalte ich mir
vor, bei einer spaͤteren Glegenheit zu sprechen.Wir erinnern unsere Leser, daß das Dampfboot Liverpool seine Fahrt nach
Amerika zum Theile mit Torfkohks des Hrn. Williams zuruͤklegte, und daß hieruͤber sehr
guͤnstige Berichte in den englischen Blattern zu lesen waren. Wir
werden nicht saͤumen, das Verfahren des Erfinders mitzutheilen,
sobald dasselbe bekannt gemacht wird; denn fuͤr unser Vaterland,
welches durch das Steigen der Holzpreise endlich zur Benuzung seiner
ungeheuren Torflager getrieben zu werden scheint, duͤrften
unberechenbare Vortheile daraus erwachsen. Hr. Everitt ist als ein so tuͤchtiger und gruͤndlicher
Chemiker und Praktiker bekannt, daß in seine Angaben nicht wohl ein Zweifel
gesezt werden darf.A. d. R.