Titel: | Erster Bericht über die zur Dampfschifffahrt sich eignenden Steinkohlen; von den HHrn. Henry de la Beche und Dr. Lyon Playfair. |
Fundstelle: | Band 110, Jahrgang 1848, Nr. LI., S. 263 |
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LI.
Erster Bericht über die zur Dampfschifffahrt sich
eignenden Steinkohlen; von den HHrn. Henry de la Beche und Dr. Lyon Playfair.
Aus dem Mechanics' Magazine, 1848, Nr.
1285–1288.
(Beschluß von S. 221 des vorigen
Hefts.)
Ueber die Steinkohlen, welche sich zur Dampfschifffahrt
eignen.
Hinsichtlich der Auswahl der Steinkohlen zu den Versuchen beziehen wir uns auf Hrn.
Wilson's Schreiben im Anhang. Dasselbe enthält die
Aufschlüsse, welche sich Hr. Wilson auf einer Rundreise im Kohlendistrict von
Südwallis über die geeignetsten Kohlen verschaffen konnte. Dieser District wurde
gewählt, weil er alle Steinkohlensorten darbot, welche zum Schiffsgebrauch die
gesuchtesten sind.
Tabelle II enthält einen Auszug der Resultate
hinsichtlich des Verdampfungswerths der Kohlen; der specielle Charakter jeder Sorte
ist im Anhang beschrieben.
TabelleII. Die ökonomischen (praktischen) Werthe Werthe der
Steinkohlen enthaltend.
Textabbildung Bd. 110, S. 264/265
Namen der zu den versuchen
verwandten Steinkohlen.; Oekonomische Verdampfungskraft oder Anzahl der Pfunde
Wassers die durch 1 Pfd. Kohle von 212° F. aus verdampft wurden.; Gewicht
eines Kubikfußes der Kohle, wie sie zum Feuern diente. Pfunde.; Gewicht eines
Kubikfußes, nach der Dichtigkeit berechnet. Pfunde.; Verhältniß von B zu C, oder
des wirklichen zum theoret. Gewicht.; Procent-Unterschied zwischen den
theoretischen und den wirklichen Gewichten. Gewicht.; Procent-Unterschied
zwischen den theoretischen und den wirklichen Gewichten.; Raum, den eine Tonne
in Kubikfußen einnimmt. (Wirkliches Gewicht.); Resultate der Versuche über die
Cohäsionskraft der Steinkohlen, nach Procenten großer Kohlen.; Verdampfungskraft
der Kohle nach Abzug der brennbaren Substanz im Rückstand.; Gewicht des von
212° aus durch 1 Kubikfuß Kohle verdampften Wassers.; Relative
Verdampfung od. Anzahl der in 1 Stunde verdampften Pfunde Wassers. Mittel.;
Walliser Steinkohlen.; Graigola; Anthracite, Jones u. Comp.; Old Castle, Fiery
Vein; Ward's Fiery Vein; Binea; Llangennech; Pentrepoth; Pentrefelin; Duffryn;
Mynydd Newydd; Three Quarter Rock Vein; Cwm Frood Rock Vein; Cwm
Nanty-gros; Resolven; Pontypool; Bedwas; Ebbw Vale; Porth-mawr;
Coleshill; Schottische Steinkohle.; Dalkeith Jewel Flötz Dalkeith Coronation
Flötz; Wallsend Elgin; Fordel Splint; Grangemouth; Englis. Steink.; Broomhill;
Lydney (Dean-Forst); Slievardaghirischer Anthracit; Patentkohle.; Wylam's
Patentkohle; Bell's Patentkohle; Warlich's Patentkohle;
Diese Tabelle bezieht sich lediglich auf den ökonomischen (praktischen oder
wirklichen) Werth der untersuchten Steinkohlen und auf den durch eine Einheit der
respectiven Steinkohlen erzeugten Dampf, ohne jedoch eine Einheit der Zeit
vorauszusetzen. Die Details hinsichtlich der Zeit, welche ein sehr wichtiges Element
des Werths eines gegebenen Heizmaterials bildet, findet man in der II. Abtheilung des Anhangs.
TabelleIII. Die mittlere Zusammensetzung
durchschnittlicher Proben der Steinkohlen enthaltend.
Textabbildung Bd. 110, S. 266
Fundort oder Name der Steinkohle.;
Spec. Gewicht der Steinkohle.; Kohlenstoff.; Wasserstoff.; Stickstoff.;
Schwefel.; Sauerstoff.; Asche.; Proc. Kohks, welche jede Steink. hinterl.;
Walliser Steinkohlen.; Graigola; Anthracit; Oldcastle Fiery Vein; Ward's Fiery
Vein; in d. Asche enthalten.; Binea-Kohle; Llangennech; Pentrepoth;
Pentrefelin; Spur.; Duffryn; Mynydd Newydd; Threerquart. Rock Vein; Cwm Frood
Rock Vein; Cwm Nanty-gros; Resolven; in d. Asche enthalten.; Pontypool;
Bedwas; Ebbw Vale; Porth-mawr Rock Vein; Coleshill; Schottische
Steinkohlen.; Dalkeith Jewel Flötz; Dalkeith Coronat. Flötz; Spur.; Wallsend
Ellgin; Fordel Splint; Grangemouth; Engl. Stk.; Broomhill; Park End, Lydney;
Slievardagh (irisch); in d. Asche enthalten.; Auswärt Steink.; Formosa Island;
Borneo (Lab. Sorte); Borneo 3 Fuß flötz; Borneo 11 Fuß flötz;
Patent-Brennmatl.; Wylam's Patent-Brennmaterial; Bell's
Pat.-Brennmat.; Warlich's-Brennmat.; Spur.; in d. Asche
enthalten.
Die ökonomischen (praktischen) Resultate, welche man durch Verdampfung nach den
besten Verfahrungsweisen erhielt, betragen nur einen kleinen Theil des theoretischen
Resultats oder der Wärmemenge, welche wirklich erzeugt werden könnte. Es ist daher
der Controle wegen immer nothwendig, die von einer Steinkohle wirklich erhaltene
Wärmemenge mit der theoretischen zu vergleichen. Um diese Vergleichung anstellen zu
können, muß man die chemische Zusammensetzung der respectiven Steinkohlen kennen;
dieselbe enthält obige aus der IV. Abtheilung des
Anhangs zusammengestellte Tabelle III.
Die Chemiker weichen hinsichtlich des Verfahrens die theoretischen Heizwerthe der
Steinkohlen zu berechnen von einander ab; als ein annäherndes Gesetz aber gilt, daß ihre theoretischen Heizwerthe sich
verhalten wie die zu ihrer vollkommenen Verbrennung erforderliche
Sauerstoff-Menge. Letztere läßt sich nach Berthier
durch Glühen der Steinkohlen mit einem Uebermaaß reiner Bleiglätte bestimmen; aus
der Menge des von der Steinkohle reducirten Bleies läßt sich nämlich die zu ihrer
Verbrennung erforderliche Sauerstoffmenge berechnen und die Heizwerthe stehen in
geradem Verhältniß zu dieser Quantität. Die Sauerstoffmenge, welche erforderlich ist
um die brennbaren Bestandtheile zu verbrennen, läßt sich durch die
Elementar-Analyse noch genauer bestimmen; hiebei ergibt sich in der Regel ein
um 1/9 größeres Resultat als durch den Versuch mit Bleiglätte. Die Berechnung nach
der Elementar-Analyse gründet sich darauf, daß 6 Theile oder ein Aequivalent
Kohlenstoff 16 Theile oder 2 Aequivalente Sauerstoff zur Verbrennung erfordern,
während 1 Theil Wasserstoff 8 Theile Sauerstoff bedarf; man braucht also nur von dem
Wasserstoff eine dem in der Steinkohle enthaltenen Sauerstoff entsprechende Menge
abzuziehen, um die Berechnung auf diese Weise anstellen zu können.
Da die theoretischen Heizwerthe nur relative sind, ist es gut, sie auf die Heizkraft
des reinen Kohlenstoffs zurückzuführen, von welchem 1 Thl. 2,966 Theile Sauerstoff
zur Verbrennung erfordert und nach Despretz 78,15 Theile
Wasser vom Gefrierpunkt bis zum Siedepunkt erhitzen kann. Die Berechnung wird
dadurch vereinfacht, daß man jeden Theil des erhaltenen Bleies mit 2,265
multiplicirt, wodurch man unmittelbar das Gewicht Wassers erhält, welches durch eine
Einheit der zur Reduction der Bleiglätte verwendeten Steinkohle vom Gefrierpunkt bis
zum Siedepunkt erhitzt werden kann. Auf diese Principien gründet sich folgende
Tabelle.
TabelleIV, welche die theoretischen
Heizwerthe der Steinkohlen enthält.
Textabbildung Bd. 110, S. 268
Name der Steinkohle.; Menge des
durch 1 Th. Steinkohle reducirten Bleies.; Sauerstoff, welchen die Bleiglätte
durch 1 Th. Steinkohle verlor.; Sauerstoffmenge, welche der Kohlenstoff u.
Wasserstoff nach der Theorie erfordern.; Sauerstoffmenge, welche der Kohlenstoff
allein erfordert.; Relative Heizwerthe, Kohlenstoff zu 100 angenommen; aus A und
B berechnet.; Anzahl der Pfunde Wassers, die 1 Pfd. Steink. v. 32° auf
212° F. erhitzen kann; nach A berechn.; Walliser Steinkohlen.; Graigola;
Anthracit (Jones u. Aubrey); Oldcastle Fiery Vein; Ward's Fiery Vein; Binea
Kohle; Llangenech; Pentrepoth; Pentrefelin; Powell's Duffrin; Mynydd Nemydd;
Three-Quarter Rock Vein; Cwm Nanty-gros; Resolven; Pontypool;
Bedwas; Ebbw Vale; Porthmawr Rock Vein; Coleshill; Schottische Steinkohlen.;
Dalkeith Jewel Flötz; Dalkeith Coronation Flötz; Ellgin Wallsend; Fordel Splint;
Grangemouth; Broomhill (Englisch); Slievardagh (Irisch); Patent-Heizmt.;
Wylam's Patent-Heizmaterial; Bell's Patent-Heizmaterial; Warlich's
Patent-Heizmaterial
Hinsichtlich der praktischen Anwendung der Steinkohlen könnte eine solche Tabelle das
Experiment niemals ersetzen, weil die ökonomischen (praktischen) Werthe der
Steinkohlen auch durch zufällige Umstände bedingt sind, die mit ihrer physischen
sowohl als chemischen Beschaffenheit in Beziehung stehen. Diese Tabelle, obgleich
sie im Allgemeinen mit den praktischen Resultaten und Versuchen übereinstimmt und
dieselben bestätigt, weicht doch in einem oder zwei Fällen bedeutend davon ab, was
von den chemischen sowohl als den physischen Verschiedenheiten der Steinkohlen
herrührt. So kann — wenn bei der (trockenen) Destillation, welche in den
Oefen vor der Verbrennung der Steinkohlen stattfindet, eine große Menge ihrer
Bestandtheile in Gaszustand übergeht — hiebei so viel Wärme aufgewendet
werden, daß die durch ihre nachherige Verbrennung entwickelte Hitze oft nicht größer
ist, als die während der Gasbildung entzogene, in welchem Falle also
Thermo-Neutralität eintritt. Zur Ermittelung des Verhältnisses der fixen und
flüchtigen Bestandtheile in den verschiedenen Steinkohlen, wurde das in der
Abtheilung IV des Anhangs beschriebene sehr schwierige
und gut ausgedachte Verfahren befolgt. Wegen der Langwierigkeit und der möglichen
Fehler bei solchen Analysen, haben wir aber nur wenige Steinkohlensorten (nämlich
die in Tabelle V angegebenen) auf diese Art untersucht,
umsomehr da für die Anwendung der Kohlen zur Dampferzeugung, die Angabe der Procente
an Kohks, wie in Tabelle III, hinreicht.
TabelleV. Producte mehrerer
Steinkohlensorten bei der trockenen Destillation.
Textabbildung Bd. 110, S. 269
Namen.; Kohks.; Theer.; Wasser.;
Ammoniak.; Kohlensäure.; Schwefelwasserstoff.; Oelbildendes Gas u.
Kohlenwasserstoff.; Andere brennbare Gase.; Walliser Kohlen.; Graigola;
Anthracite, von Jones, Aubry und Comp.; Oldcastle Fiery Vein; Ward's Fiery Vein;
Binea; Llangennech
Es wurde vor einiger Zeit behauptet, daß der Verdampfungswerth einer bituminösen
Kohle durch den Verdampfungswerth ihrer Kohks ausgedrückt werde, weil die
Verbrennungswärme ihrer flüchtigen Producte sich in der Praxis nicht viel höher
ergebe, als die zu deren Verflüchtigung erforderliche Hitze. Wenn diese Annahme auch
nur nahezu richtig ist, so lassen sich die nützlichsten praktischen Resultate daraus
ableiten. Bei einem großartigen und zweckmäßigeren System der Gasfabrication könnten
die flüchtigen Destillationsproducte nicht nur zum Zweck der Beleuchtung, sondern
auch zum Heizen der Wohnungen benutzt werden, während die rückständigen Kohks sich
so vortheilhaft wie bisher in den Fabriken verwenden ließenIn diesem Fall dürfte der Destillationsproceß nicht so weit getrieben werden
als gegenwärtig, damit sowohl die rückständigen Kohks leichter brennen, als
das Gas reiner wird.; auf diese Weise würde auch der Rauch
vermieden, welcher gegenwärtig in unsern großen Städten so lästig ist. Man kann sich
durch die Analyse leicht überzeugen, ob die Leistung einer Steinkohle ihren fixen
Bestandtheilen (den Kohks) zu verdanken ist, wenn man den Nutzeffect bestimmt,
welchen letztere hervorbringen können. Man zieht nämlich den Gehalt der Kohle an
Asche von ihrem Kohksgehalt (Tabelle III) ab und
betrachtet den Rest als Kohlenstoff; multiplicirt man letztern mit seiner Heizkraft
13268 und dividirt mit 965,7, der latenten Wärme des Dampfs, so erhält man die
Anzahl der Pfunde Wassers, welche die Kohks für sich allein zu verdampfen vermögen,
ohne Beihülfe der flüchtigen brennbaren Bestandtheile der Steinkohle. Diese
Resultate sind in der Columne B der Tabelle VI mit dem wirklichen Nutzeffect der Steinkohle
zusammengestellt, und man wird daraus ersehen, daß, ungeachtet einiger auffallenden
Ausnahmen, welche zu erwarten waren, im Allgemeinen der Nutzeffect, welchen die
Kohks für sich allein geben können, wirklich größer ist als der bei Versuchen mit
der ursprünglichen Steinkohle erhaltene.
TabelleVI. ueber den wirklichen und den theoretisch moglichen
Nutzeffect der untersuchten Steinkohlen.
Textabbildung Bd. 110, S. 271
Name oder Fundort der Steinkohlen.;
Wirkliche Anzahl der Pfde. Wassers, welche durch 1 Pfd. Kohle in Dampf
verwandelt werden. — Praktisch.; Anzahl d. Pfd. Wassers, welche durch die
von der Kohle zurückgel. Kohks in Dampf verwandelt werden. — Theoret.;
Anzahl der Pfde. Wassers, die v. dem Kohlenstoff der Kohle in Dampf verwandelt
werden Theoretisch.; Anzahl der Pfde. Wassers, die v. dem Wasserstoff der kohle
in Dampf verwandelt werden können. — Theoret.; Gesammtzahl der Pfde.
Wassers, die von 1 Pfd. Kohle in Dampf verwandelt werden können. Theoretisch.;
Wirklich erzeugte Kraft oder Anzahl der Pfde., welche mit 1 Pfd. Kohle 1 Fuß
hoch gehoben werden könnten. — Aus der erhaltenen Wärme berechnet.;
kraft, welche erzeugt werden kann, oder Anzahl der Pfde., die mit 1 Pfd. Kohle 1
Fuß hoch gehoben werden können. Theoretisch.; Menge des Ammoniaks die dem
Stickstoffgehalt der Kohle entspricht.; Menge des schwefelsauren Ammoniaks, die
dem Stickstoffgehalt der Kohle entspricht.; Graigola; Anthracit, Jones, Aubrey
und Comp.; Oldcastle Fiery Vein; Ward's Fiery Vein; Binea; Llangennech;
Pentripoth; Pentrefelin; Powell's Duffryn; Mynydd Newydd; Three-Quarter
Rock Vein; Cwm Frood Rock Vein; Cwm Nanty Gros; Resolven; Pontypool; Bedwas;
Ebbw Vale; Porthmawr Rock Vein; Coleshill; Dalkeith Jewel Flötz; Dalkeith
Cornation; Wallsend Elgin; Fordel Splint; Grangemouth; Broomhill; Park End
(Lydney); Slievardagh (irisch); Formosa Island; Borneo (Labuan Sorte); Borneo 3
Fuß Flötz; Borneo 11 Fuß Flötz; Wylam's Patent-Heizmaterial; Warlich's
Patent-Heizmaterial; Bell's Patent-Heizmaterial;
Das ganze System der Kohksbereitung ist zur Zeit noch sehr unvollkommen. Außer den
flüchtigen brennbaren Stoffen, welche gar nicht verwerthet werden, geht dabei noch
eine ungeheure Menge Ammoniak rein verloren. Das Ammoniak aber und seine Salze
werden täglich gesuchter für die Landwirthschaft, und nur ihr verhältnißmäßig hoher
Preis verhindert ihre allgemeine Anwendung zu allen Arten des Getreidebaues. Auf
eine höchst einfache Weise können die gebräuchlichen Kohksöfen so abgeändert werden,
daß ein großer Theil des in Form von Ammoniak entweichenden Stickstoffs gewonnen
wird. Wir haben deßhalb der Tabelle VI die zwei Columnen
H und I beigefügt, worin
die Menge des Ammoniaks und die ihr entsprechende Menge schwefelsauren Ammoniaks
angegeben sind, welche je 100 Pfd. der respectiven Steinkohlen liefern können.
Bedenkt man, daß das schwefelsaure Ammoniak 13 Pfd. St. per Tonne kostet, und daß 100 Tonnen Steinkohlen beim Verkohksen im
Durchschnitt 6 Tonnen von diesem Salze liefern können, so ist die Vernachlässigung
desselben sehr zu tadeln.
Bei obiger Vergleichung des wirklichen Werths der Steinkohlen mit dem theoretisch
möglichen, ist vorausgesetzt, daß ihre Verbrennung unter Umständen erfolgt, wobei
aller Wärmeverlust verhütet wird. Der wirkliche Nutzeffect, welchen 1 Pfd.
Steinkohle bei dem angewandten Dampfkessel lieferte, läßt sich ausdrücken durch die
Anzahl von Pfunden, welche einen Fuß hoch (durch den erzeugten Dampf) gehoben
werden; letztere ergibt die einfache Formel:
W η × 965,7 ×
782 = x,
worin W das Wasser repräsentirt,
wovon η Pfunde durch ein Pfund Steinkohle verdampft werden. Diese Formel ist
von der Thatsache abgeleitet, daß η Pfunde Wassers, multiplicirt mit
965,7Der Coefficient der latenten Wärme des Dampfs bei 212° F. wird
gewöhnlich zu 1000° angenommen; obige Zahl aber ist den neuen
Versuchen Regnault's über diesen Gegenstand (Tab. I) entnommen., dem Coefficient
der latenten Wärme des Dampfs bei 212° F., die Anzahl der Pfunde Wassers
anzeigen, welche um 1° F. erhitzt würden; die Zahl 782 ergaben Versuche über
die mechanische Kraft, welche durch die Erwärmung eines Pfundes Wasser um 1°
F. erzeugt wird; welche Kraft den sorgfältigen Versuchen des Hrn. Joule über die Reibung des Oels, Wassers und Quecksilbers
zufolge = 782 Pfd., auf die Höhe von 1 Fuß gehoben, ist.
Den theoretischen Werth der Steinkohlen, nämlich die Anzahl der Pfunde Wassers,
welche ein Pfund des Brennmaterials in Dampf verwandelt, ergibt folgende Formel:
Textabbildung Bd. 110, S. 273
in welcher C die Menge des
Kohlenstoffs und H die des Wasserstoffs in einer Einheit
des Brennmaterials, h aber die Menge des Wasserstoffs
bezeichnet, welche dem in der Kohle enthaltenen Sauerstoff entspricht. Diese (nach
Dulong's Resultaten) mit ihren Heizkräften
multiplicirt, und mit der latenten Wärme des Dampfs dividirt, ergeben die Anzahl der
Pfunde Wassers, welche durch ein Pfund Steinkohle in Dampf verwandelt werden können.
Die so erhaltenen Zahlen können mittelst obiger Formeln in den Ausdruck der
mechanischen Kraft umgesetzt werden.
Die Resultate dieser Berechnungen sind in Tabelle VI
zusammengestellt.
Die besten Cornwall'schen Maschinen heben bekanntlich mit jedem Pfund verbrannter
Kohle 1,000,000 Pfd. auf 1 Fuß Höhe, daher nur etwa ein Achtel der wirklich erzeugten Kraft nutzbringend wird, oder nur ein
Eilftel oder Zwölftel der theoretisch möglichen Kraft praktische Anwendung findet.
Die Versuche welche mit Dampfkesseln hinsichtlich der Verdampfungskraft der
Steinkohlen angestellt wurden, gaben keine sehr übereinstimmenden Resultate. Smeaton verdampfte im J. 1772 mit einem Pfund
Newcastle-Kohlen 7,88 Pfd. Wasser von 212° F. aus; Watt kam im Jahr 1788 zu dem Schlusse, daß mit derselben
Menge Kohle 8,62 Pfd. Wasser verdampft werden können; und später (im J. 1840) fand
Wicksteed, daß mit 1 Pfd. Merthyr-Kohle 9,493
Pfd. Wasser von 80° F. aus verdampft werden könnten, was soviel ist als
10,746 Pfd. von 212° F. aus. Bei Versuchen mit dem Dampfkessel der Loam's Maschine in den vereinigten Gruben von Cornwallis
ergab sich (als Resultat einer sechsmonatlichen Dauer derselben), daß jedes Pfund
Steinkohle 10,29 Pfd. Wasser von 212° F. verdampfte; es wurden nämlich
234,210 Kubikfuß Wasser von 102° durch 700 Tonnen Steinkohle verdampft. Man
hat zwar behauptet, daß die Cornwallschen Dampfkessel mit 1 Pfd. Steinkohle 14 Pfd.
Wasser verdampfen; da dieß aber die größte theoretisch mögliche Quantität ist, so
ist es schwer zu begreifen, daß sie in der Praxis wirklich erreicht wurde.
Um uns zu überzeugen, inwiefern unser Dampfkessel den Cornwall'schen nachstehe, was
besonders die kleineren Dimensionen desselben und sein minder wirksamer Ueberzug
wahrscheinlich machten, ersuchten wir Hrn. Phillips mit
einer der besten Cornwall'schen Maschinen einige Versuche anzustellen, deren Resultate im Anhang,
Abtheilung II, mitgetheilt sind. Diese Versuche ergaben,
daß jedes Pfund Walliser Kohle, welche in ihrer Zusammensetzung der von Mynydd
Newydd entspricht, 11,42 Pfd. Wasser verdampft, daß folglich die verbesserten großen
Cornwall'schen Dampfkessel den bei unsern Versuchen angewandten Kessel fast um 20
Proc. übertreffen. Da jedoch die in diesem Berichte angegebenen Resultate nur
relative sind, so wird durch diesen Unterschied die Vergleichung nicht
beeinträchtigt.
Wir beabsichtigten diese Versuche auch auf die verschiedenen Patent-Heizstoffe
auszudehnen, konnten uns aber nicht die gehörige Anzahl derselben verschaffen,
obwohl wir uns deßhalb an die Patentträger wendeten. Von den Fabricaten der HHrn.
Wylam, Werlich und Bell sind die Resultate in den Tabellen mitgetheilt. Die
verschiedenen patentirten Heizmaterialien werden gewöhnlich in Backsteinform
verfertigt und eignen sich deßhalb gut zum Magaziniren, so daß, obgleich das
specifische Gewicht der Patentheizstoffe geringer als dasjenige der gewöhnlichen
Steinkohlen ist, dennoch wenige Kohlensorten wegen ihrer Gestalt und ihres
mechanischen Gefüges in einem kleinern Raume (per Tonne) aufgehäuft werden können.
Es werden jedoch viele dieser Patent-Heizmaterialien nicht mit
Berücksichtigung der nothwendigen Beschaffenheit für Kriegsdampfer verfertigt; man
pflegt sie nämlich durch Vermengen erdharziger oder theerartiger Substanzen mit
bituminöser Kohle zu bereiten. Um sie den besten Dampfkohlen ähnlich zu machen,
müßte man gerade ein entgegengesetztes Verfahren einschlagen, nämlich eine mehr
anthracitartige Kohle mit dem erdharzigen Cement vermengen. So wie gegenwärtig die
meisten dieser Kohlen bereitet werden, ist ein dichter undurchsichtiger Rauch der
Schornsteine beinahe nicht zu vermeiden, ein auf Kriegsschiffen sehr nachtheiliger
Umstand, weil er bisweilen auf eine gewisse Entfernung deren Stellung verräth.
Abgesehen von diesen und andern Uebelständen, eignen sich die sehr bituminösen
Sorten auch nicht für heiße Klimate und sind der freiwilligen Verbrennung ebenso
fähig wie gewisse Steinkohlensorten. Zur Vermeidung dieser Uebelstände wurden
gewisse Sorten der Patentheizstoffe einer Art Verkohksung unterzogen, wodurch sie
die gewünschten Eigenschaften in ziemlichem Grade erlangten. Uebrigens ist klar, daß
wenn die Patentheizstoffe mehr in Gebrauch für Kriegsdampfschiffe kommen sollen, sie
besonders zu diesem Zweck bereitet werden müßten. Man wird aus Tabelle II ersehen, daß die drei untersuchten Patentheizstoffe
den höchsten der erhaltenen Resultate entsprechen.
Bei Untersuchung der Steinkohlen hinsichlich ihrer Brauchbarkeit ist es von hoher
Wichtigkeit, über die von ihrer Aufhäufung und dem andauernden Einfluß hoher
Temperatur zu erwartenden Folgen sich genau zu unterrichten und zwar nicht nur
hinsichtlich ihres Verderbens, sondern auch hinsichtlich der Entwicklung
gefährlicher Gase bei ihrer fortschreitenden Veränderung.
Das Einschließen der Steinkohlen in eisernen Verschlägen (bunkers), wenn diese dem Einflusse von Feuchtigkeit zugänglich sind, und
vorzüglich wenn sie zufällig von Seewasser befeuchtet werden, hat ein baldiges
Zerfressenwerden des Eisens zur Folge. Diese Zerfressung scheint dadurch veranlaßt
zu werden, daß der Kohlenstoff oder die Steinkohle mit dem Eisen eine galvanische
Kette bildet und so die Oxydation befördert. Die Wirkung ist eine ähnliche, wie bei
Entstehung der knolligen Concretionen auf der Innenseite eiserner Wasserröhren, wenn
in diesen ein Stückchen Kohlenstoff, welches nicht chemisch mit dem Metall verbunden
und mit salzigem Wasser in Berührung ist, eine schnelle Zerfressung verursacht. Wo
man eine solche Zerfressung für möglich hält, reicht in der Regel eine mechanische
Beschützung des Eisens durch Ueberziehen mit römischem Cement oder Holz hin, oder
Tränken des Eisens mit einem trocknenden Oel, welches unter starkem Druck in dessen
Poren getrieben wird.
Neuere Untersuchungen der aus der Steinkohle sich entwickelnden Gase ergaben, daß dem
brennbaren Gase immer Kohlensäure und Stickgas beigemengt sind, woraus folgt, daß
die Steinkohle sich beständig mit dem Sauerstoff der Luft verbinden und fortwährend
zersetzen muß Diese Zersetzung ist lediglich eine Verbrennung ohne Flamme und stets
von Wärme-Entwicklung begleitet. Das während des Zersetzungs-Processes
an freier Luft sich entwickelnde Gas besteht hauptsächlich aus Kohlensäure, einem
dem thierischen Leben sehr nachtheiligen Gase. Es ist bekannt, daß diese Veränderung
der Kohle bei hoher Temperatur schneller erfolgt und daher in heißen Himmelsstrichen
gerne eintritt. Trockne befördert diese Veränderung der Kohle nicht, während
Feuchtigkeit sie rasch herbeiführt. Wenn Schwefel oder Schwefelkies in bedeutender
Menge in einer Steinkohle enthalten sind, welche unter dem Einfluß der Atmosphäre in
dieser Veränderung begriffen ist, so ist hiemit eine zweite mächtige Ursache der
Erhitzung gegeben, und wenn beide Erhitzungen der Kohlen zusammenwirken, so können
sie eine sogenannte freiwillige Verbrennung veranlassen.
Letztere Ursache ist dazu schon allein hinreichend, wenn eine ungewöhnliche Menge
Schwefel oder Schwefelkies vorhanden ist.
Das beste Mittel ihrer Verhütung in allen solchen Fällen besteht darin, für
vollkommene Trockne beim Einmagaziniren der Kohlen zu sorgen und eine Kohlensorte zu
wählen, die zu der erwähnten Zersetzung nicht geneigt ist. Es ist dieß ein für die
Dämpfschifffahrt so wichtiger Gegenstand, daß wir ihm unsere Aufmerksamkeit
fortgesetzt widmen werden.
Es wurden uns mehrere Steinkohlensorten von Formosa und Borneo zur Analyse
eingesandt, deren Resultate in folgender Tabelle enthalten sind. Die Quantität jeder
Sorte war aber so gering, daß über ihre Verdampfungskraft keine Versuche im Großen
angestellt werden konnten.
Textabbildung Bd. 110, S. 276
Name.; Kohlenstoff.; Wasserstoff.;
Stickstoff.; Schwefel.; Sauerstoff.; Asche.; Spec. Gewicht.; Insel Formosa;
Borneo, Labuan-Sorte; 3 Fuß Flötz; Borneo, 11 Fuß Flötz
Es sollen nun in Kürze einige der vorzüglichsten Punkte dieses Berichts hervorgehoben
werden. Wir haben gesehen, daß der wahre praktische Werth der Steinkohlen zur
Dampferzeugung durch eine Vereinigung von Eigenschaften bedingt ist, welche nur
durch sorgfältige und zeitraubende Versuche ermittelt werden können. Diese
Eigenschaften, die Kriegsdampfschiffe betreffend, sind folgende:
1) Die Steinkohle soll so brennen, daß die Dampferzeugung, wenn man dieß will,
schnell bewerkstelligt werden kann; mit anderen Worten, sie soll eine schnelle
Wirkung hervorbringen können.
2) Sie soll eine hohe Verdampfungskraft besitzen, d. h. mit geringem Kohlenverbrauch
viel Wasser in Dampf zu verwandeln vermögen.
3) Sie soll nicht bituminös seyn, damit nicht so viel Rauch erzeugt wird, daß die
Stellung von Kriegsschiffen durch ihn in Fällen verrathen wird, wo sie verheimlicht
bleiben soll.
4) Sie soll eine bedeutende Cohäsion ihrer Theilchen besitzen, damit sie durch die
beständige Reibung, welcher sie im Schiffe ausgesetzt ist, nicht in zu kleine Stücke
zerbricht.
5) Sie soll eine bedeutende Dichtigkeit mit einem solchen mechanischen Gefüge
vereinigen, daß sie in einen kleinen Raum leicht gestaut werden kann; bei Kohlen von
gleichen Verdampfungskräften beträgt in dieser Hinsicht der Unterschied oft über 20
Proc.
6) Sie darf keinen bedeutenden Gehalt an Schwefel und Schwefeleisen haben und sich
nicht fortschreitend zersetzen; beide Eigenschaften könnten ihre freiwillige
Verbrennung herbeiführen.
Es kommt nie vor, daß eine Steinkohle alle diese Eigenschaften vereinigt. Der
Anthracit z. B. hat eine sehr hohe Verdampfungskraft, eignet sich aber, weil er
schwer in Gluth zu bringen ist, nicht zum Hervorbringen einer schnellen Wirkung. Er
besitzt eine große Cohäsion seiner Theilchen, und zerbricht nicht leicht durch
Reibung; allein er ist keine Backkohle und würde daher im Ofen seinen Zusammenhang
verlieren, wenn das Schiff in einen Windzug (gale of
wind) geriethe; er gibt keinen Rauch, aber wegen der Intensität seiner
Verbrennung oxydirt und zerstört er sehr bald die Roststangen und Dampfkessel. Er
verbindet also mit einigen vorzüglichen Eigenschaften wieder Nachtheile, derentwegen
er unter gewöhnlichen Umständen nicht anwendbar ist.
Uebrigens ließen sich alle erwähnten Bedingungen in einem künstlichen Heizmaterial
vereinigen, nämlich einem Gemenge von Steinkohlen welche diese verschiedenen
Eigenschaften besitzen.
Die Berichterstatter rühmen schließlich die Bereitwilligkeit und Liberalität, mit
welcher mehrere öffentliche und Privat-Anstalten und Gesellschaften sie bei
ihren Versuchen unterstützten, nämlich durch Einräumung von Localitäten zu den
Versuchen, unentgeltliches Herleihen von Apparaten, unentgeltliche Lieferung von
Steinkohlen etc.