Titel: | Neuerungen und Fortschritte in der Gasindustrie. |
Autor: | W. Leybold |
Fundstelle: | Band 267, Jahrgang 1888, S. 31 |
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Neuerungen und Fortschritte in der
Gasindustrie.
(Fortsetzung des Berichtes Bd. 266 S.
327.)
Neuerungen und Fortschritte in der Gasindustrie.
Ueber Theervergasung. W. Bäcker in Budweis (Journal für Gasbeleuchtung, 1887 Bd. 30 S. 910) macht
Angaben über Versuche betreffs Vergasung von Theer. 100k Theer mit 100k Koksmehl gemischt
sollen 50 bis 60cbm Gas von etwa 30 Kerzen
Lichtstärke gegeben haben und auſserdem 120 bis 125k Koks bester Qualität. Beim Mischen von 100k Theer mit 100k Kalkhydrat erhielt Bäcker angeblich 100cbm Gas von 30 Kerzen Lichtstärke, als Rückstand kohlensauren Kalk mit
Koks. Dieser Rückstand soll auch verwerthet werden können durch Ausbrennen und
Regeneration mit Wasserdampf. Es läſst sich also annehmen, daſs aus 100k Theer 50cbm
Gas und 20 bis 25k Koks entstehen; in Folge des
Kokszusatzes vermehrt sich der Koksgewinn auf 120k. Der Kalkzusatz soll den Gasgewinn von 50cbm auf 100 vermehren. Nach Bäcker verbindet
sich bei Kokszusatz der Kohlenstoff des Koks mit dem Wasserstoff des Theeres, bei
Kalkzusatz umgekehrt der Kohlenstoff des Theeres mit dem Wasserstoff des Kalkes
(eine bedenkliche chemische Spekulation. D. Ref.). Nach Angabe des Verfassers ist es
nicht mehr zeitgemäſs, die Retortenöfen mit Theer zu heizen, weil ein Gas von
minderer Leuchtkraft aus der Kohle producirt wird, und das Material, welches ein
intensiv leuchtendes Gas geben soll, zur Feuerung verwendet wird; eher wäre es zu
erwarten, daſs die Oefen mit Kohlengas geheizt und Theergas damit erzeugt würde. Bäcker bezeichnet das bisher aus der Kohle gewonnene
Gas nur als Abfall, während der eigentliche Leuchtstoff noch im Theer und dem Koks
stecken soll. Die früheren Versuche, Theer zu vergasen, sollen aus dem Grunde nicht
gelungen sein, weil nicht anzunehmen, daſs sich die Theerdämpfe mit den Stücken von
glühendem Koks, über welche sie geleitet werden, verbinden. Diese Verbindung könne
nur stattfinden, wenn die Zusatzmaterialien fein gemahlen und mit dem Theer innig
gemischt sind.
Wir haben schon früher darauf hingewiesen (vgl. Krämer
1887 266 328), daſs ein normal gewonnener Theer kein
gutes Gas mehr geben könne, weil die brauchbaren, lichtgebenden Bestandtheile eben
schon im Gas geblieben sind. In Budweis mag es aber wohl der Fall sein, daſs der
Theer noch leuchtkräftiges Gas gibt; das producirte Gas wird dafür um so schlechter
sein.
A. Grebel in Guise (Journal des
usines à Gaz, 1887 Bd. 11 S. 343) stellte genaue Versuche an über
Theervergasung in verschiedenen Mischungen des Theeres mit Koks und Sägespänen. Die
Mischungen waren:
1)
Theer
100k
4hl,74
Sägespäne
100k
Kalk
20k
––––
Gesammt
220k
Diese 220k wurden in 13
Retorten vergast, auf die Retorte etwa 17k.
2)
Theer
100k
5hl Koksstaub
250k
–––
35k.
Davon trafen auf die Retorte etwa 27k.
Die Destillation ging, wie später gezeigt wird, genügend rasch vor sich. Die
Steigrohre wurden bei beiden Destillationsversuchen nicht verstopft, die Absätze von
Theerpech und Naphtalin waren bedeutend geringer als bei der Vergasung von 120k Kohlen. Die erhaltene Gasmenge wurde
viertelstündlich notirt, ebenso viertelstündlich die Leuchtkraft gemessen; die
Leitung hierzu ging vom Ausgang der Reiniger aus. Folgende Tabelle enthält die
viertelstündliche Production, sowie die Mengen Gas, welche nothwendig sind, um im
französischen (Bengel) Normal-Argandbrenner 1 Kerze
Leuchtkraft zu erzeugen.
Zeit nach Beginn derVergasung
Production
Leuchtkraft
Mischung I
Mischung II
Mischung I
Mischung II
¼ Stunde ½ „ ¾
„1 „1¼ „1½ „1¾ „
19211611 6 2 1
310 5 2 1 1 1
30474949424243
33332927313131
Gesammt-ProductionLeuchtkraft im Mittel
76cbm–
21cbm–
– 42,9
– 31,4
Liter Gas proStundenkerze
Daraus ergibt sich, daſs die 100k Theer 21cbm Gas geliefert hatten, während die 100k Sägespäne von den 76cbm der ersten Mischung 55cbm
producirten. Die zur Herstellung von 1 Kerze Leuchtkraft in der Stunde nothwendige
Gasmenge beträgt bei Kohlengas 10l,4; hier dagegen
42l,9 bei Mischung I und 31l,4 bei Mischung II. Demnach ist die Leuchtkraft
kaum 25 Proc. bezieh. 33 Proc. des Kohlengases.
Weitere Versuche über die Theervergasung wurden nach dem
Journal des usines à gaz, 1887 Bd. 11 S. 318 in
einem Gaswerk in der Nähe von Paris ausgeführt.
1. Versuch. Zum Versuch dienten 5 runde Retorten in gutem Zustand.
Die Ladung betrug 400k, pro Retorte 80k. und war zusammengesetzt aus
Kohle aus Maries von guter
Beschaffenheit
375k
Gemisch aus
13k,36
Theer 9k,0 Sägespäne 2k,64 Kalk
25k
–––
400k
Das Laden geschah mittels der Lademulde. Die Dauer der
Destillation war 5 Stunden 10 Minuten. Die Gasausbeute betrug 128cbm. Die Leuchtkraft, am Jouanne'schen Apparat gemessen, wurde 45 Minuten nach Beginn des Versuches
zu 130mm Flammenhöhe = 1,23 Carcel gemessen, 3
Stunden 5 Minuten nach Beginn zu 100mm = 0,95
Carcel.
Die mittlere Gasausbeute aus der Kohle von Maries wurde in diesem
Gaswerk zu 31cbm pro 100k gefunden, für die Sägespäne 23cbm,1. Demnach berechnet sich:
Für
375k
Kohle
116cbm,250
Gas
„
9k
Sägespäne
2cbm,079
„
Der
Rest für 13k,36 Theer
9cbm,671
„
––––––––
128cbm Gas
und die Gasausbeute aus dem Theer zu 72cbm,38 pro 100k.
2. Versuch. Wie vorher wurde geladen eine Mischung von
Kohle aus Maries
125k
Kohle aus Ferfay
250k
Gemisch aus
13k,36
Theer 9k,6 Sägespäne 2k,64 Kalk
25k
––––
400k.
Die nachstehende Gasausbeute für Sägespäne ist zweifellos zu gering; denn dieselben
enthalten, abgesehen von der Feuchtigkeit, nach der chemischen Formel der Cellulose
72 G.-Th. Kohlenstoff auf 80 Sauerstoff und 10 Wasserstoff. 100k enthalten demnach 44k,44 Kohlenstoff, 6k,17 Wasserstoff und
49k,38 Sauerstoff. Das Gewicht des Cubikmeters
Wasserstoff zu 90g angenommen, würden 100k Sägespäne von diesem Gas allein 68cbm Gas liefern. Es ist diese Rechnung zwar nur
eine theoretische, doch sticht die Zahl 68cbm gar
zu sehr von der angegebenen 23cbm,1 ab: auſserdem
ist bei ersterer das entstehende Volumen Kohlensäure noch gar nicht berücksichtigt.
Die Gasausbeute aus dem Theer wird hierdurch sehr in die Höhe getrieben.
Der zur Vergasung beigemischte Theer wird sicherlich nicht ganz zerlegt, sondern
findet wich etwa zur Hälfte wieder in den Kühlapparaten. Derselbe ist seiner
leichter flüchtigen Bestandtheile beraubt und ohne jeden Werth.
Die Destillationsdauer war diesmal 4¾ Stunden. Viertelstündlich
wurde die Gasproduction und die Leuchtkraft, letztere mittels des Jouanne'schen Apparates in Millimeter Flammenhöhe,
abgelesen und folgende Zahlen erhalten:
Viertelstundennach Beginn
desVersuches
Gasproductioncbm
Leuchtkraftmm
1
11
–
2
8
–
3
8
135
= 1,28
Carcel
= 12,5
Vereinskerzen
4
7
130
= 1,23
„
= 12,1
„
5
8
120
= 1,14
„
= 11,2
„
6
6
117
7
7
115
8
7
113
= 1,07
„
= 10,5
„
9
7
110
10
6
110
11
6
105,5
= 1,00
„
= 9,8
„
12
7
105,5
13
6
105,5
14
6
100
= 0,95
„
= 9,3
„
15
5
95
= 0,90
„
= 8,8
„
16
5
95
17
4
95
18
4
95
19
4
95
–––––––––
122cbm
Die Kohle von Maries gibt 30cbm,
von Ferfay 29cbm Gas pro 100k. Danach berechnet sich
für
125k
Marles-Kohle
38cbm,750
Gas
„
250k
Ferfay-Kohle
72cbm,500
„
„
9k
Sägespäne
2cbm,079
„
„
13k,36
Theer, der Rest
8cbm,671
„
–––––––––––––
123cbm Gas
und eine Gasausbeute von 64cbm,90 pro 100k Theer.
Bei diesen Versuchen wurden etwa 3,5 Proc. an Theer zur Kohle beigemischt und diese
Zahl für praktisch befunden; nachdem die verwendeten Kohlen aber 4 bis 5 Proc. Theer
liefern, wird das producirte Theerquantum gar nicht voll verbraucht.
Es wäre von Interesse zu wissen, ob bei der Theervergasung nicht unangenehme
Störungen, wie z.B. Naphtalinverstopfungen, vermehrter Ruſsabsatz in den Steigrohren
u. dgl., beobachtet werden.
Das Journal of the Franklin Institute bringt einige
Versuche mit der Albo-Carbonlampe von Kitson und Co., sowie mit dem Siemens-Lungren-Regenerativbrenner, welche wir kurz wiedergeben:
1) Albo-Carbonlampe von Kitson und
Co.
Gasverbrauch pro Stunde
135,5
139,8l
Leuchtkraft in Kerzen (9 Kerzen = 1
Carcel)
29,7
41,10
Kerzenleuchtkraft pro Cubikmeter
carburirtes Gas
219
294
Naphtalinverbrauch pro 100cbm Gas
4,61k
Leuchtkraft des angewendeten
Gases im 140l (5 Cubik- fuſs)
Brenner
17,25
Kerzen
Kerzenleuchtkraft pro Cubikmeter
des angewendeten Gases
123
„
Die Carburation des Gases mittels Naphtalin vergröſserte hier die Leuchtkraft
desselben auf das Doppelte bis 2½ fache.
2) Siemens-Lungren-Regenerativbrenner.
Die angewendeten Modelle waren a) ein aufrecht stehender Brenner,
dem Siemens-Brenner ähnlich, ferner b) ein Brenner mit
nach abwärts gerichteter Flamme.
a) Siemens-Brenner mit aufrechter
Flamme, in horizontaler Richtung gemessen.
Leuchtkraft des angewendeten Gases
17,71
Kerzen
bei
140l
Kerzenleuchtkraft pro Cubikmeter
Gas
125
„
„
„
Drei Versuche ergaben:
Gasverbrauch pro Stunde
1445
1445
1355l
Leuchtkraft in Kerzen
364,65
463,11
396,52
Kerzenleuchtkraft pro Cubikmeter
Gas
252
320
292
b) Brenner mit umgekehrter
Flamme.
α) In horizontaler Richtung:
Gasverbrauch pro Stunde
464
504
487l
Leuchtkraft in Kerzen
124,71
155,84
157,62
Kerzenleuchtkraft pro Cubik- meter
Gas
269
309
323
Unter 45°:
Gasverbrauch pro Stunde
457
471
486l
Leuchtkraft in Kerzen
197,16
231,78
230,64
Kerzenleuchtkraft pro Cubik- meter
Gas
431
492
474
β) Senkrecht abwärts:
Gasverbrauch pro Stunde
452l
Leuchtkraft in Kerzen
223,86
Kerzenleuchtkraft pro Cubikmeter
Gas
495
Das zu den Lichtmessungen am umgekehrten Brenner verwendete
Stadtgas hatte eine
Leuchtkraft bei 140l Consum von
18,60
Kerzen
Kerzenleuchtkraft pro Cubikmeter
Gas
133
„
Ueber den Gebrauch des Kalkes bei der Vergasung von
Kohle. Ueber die Wirksamkeit des Cooper-Prozesses, des Zusatzes von Kalk zur Kohle bei der Gasfabrikation
behufs Bindung des Schwefels und vermehrter Entwickelung von Ammoniak sind die
Meinungen sehr getheilt. SpiceMr. Spice, A treatise on the purification of coal
gas, London 1884. stellte eine groſse Reihe von
amerikanischen und englischen Versuchen zusammen und es ist überraschend, neben Zunehmen des Ammoniaks um 100 Proc. auch Abnehmen bis zu 7 Proc. durch das Kalken angegeben zu
finden. Schon von Schilling sind Versuche über den
Einfluſs des Kalkens auf die bei uns üblichen Kohlensorten angestellt; er fand für
die verschiedenen Kohlen sehr verschiedene Resultate, nämlich bei der untersuchten
schlesischen und böhmischen Kohle, sowie bei der böhmischen Plattelkohle und
Falkenauer Braunkohle fast keine Zunahme an Ammoniak, dagegen ergab die westfälische
und Saarkohle etwa 11 Proc. mehr Ammoniak, die englische Kohle 31 Proc., die
sächsische 84 Proc.
Walton Clark versuchte (nach einem im Amerikanischen Gasfachmänner-Verein gehaltenen Vortrag)
das Kalken der Kohle im Groſsen; die Proben wurden in der Gasanstalt zu Jefferson
City mit englischer Kohle angestellt. Das Gas ging durch die in einer kleineren
Fabrik üblichen Apparate,
nämlich von der Vorlage durch einen 19m,5 langen
Kühler, aus U-förmigen Rohren zusammengesetzt, letztere von 200mm Weite, gelangt zum Exhaustor: dann folgt ein
Pelouze-Audouin-Apparat, ein vertikaler Luftkühler
und ein 6m hoher Koksscrubber. Eine Gruppe von 4
Reinigern zu 3qm,25 dient, mit Laming'scher Masse gefüllt, zur Entfernung des
Schwefelwasserstoffes aus dem Gase. Der Theer und das Gaswasser liefen zusammen in
die Theergrube und wurden dann getrennt: der angewandte Kalk wurde mit dem gleichen
Gewicht Wasser gelöscht und nach dem Erkalten auf die Kohlen geschüttet: beim
Mischen wurde noch dasselbe Volumen Wasser wie zuerst zugegeben. Auf diese Art trat
keinerlei Verlust an Kalk ein; durch das Lagern vor den Oefen kamen die gekalkten
Kohlen oft schon ganz getrocknet zum Laden. Der Versuch dauerte 25 Tage; in den
ersten 12 Tagen wurde die Kohle kleiner als sonst üblich geschlagen, dann wurde die
frühere Gröſse der Stücke wieder eingeführt. In Betreff der Ammoniakausbeute wurden
die besten Resultate bei stark zerkleinerten Kohlen erhalten. Das angewandte
Kalkquantum betrug anfangs 3 Proc. der angewandten Kohle, bald aber wurde 2,7 Proc.
als genügend befunden. Diese Menge Calciumoxydhydrat reicht hin, um die 1,13 Proc.
Schwefel in der Kohle in Sulfid umzuwandeln.
Die erhaltenen Resultate sind folgende:
Aus 1000k Kohle ohne Kalkzusatz
wurden 2k,36 Ammoniak erhalten, entsprechend 9k,13 reinem schwefelsaurem Ammoniak oder 9k,75 der gewöhnlichen Handelswaare.
1000k gekalkte Kohle ergaben
3k,30 Ammoniak, entsprechend 12k,79 schwefelsaurem Ammoniak; somit eine Zunahme
von 3k,66 schwefelsaurem Ammoniak. Die
Ammoniakausbeute wurde um 39,8 Proc. vermehrt.
100cbm Gas enthielten am Eingang
der Koksscrubber:
bei ungekalkter Kohle
887g
Schwefelwasserstoff
bei gekalkter Kohle
567
„
am Ausgang der Koksscrubber:
bei ungekalkter Kohle
656g
Schwefelwasserstoff
bei gekalkter Kohle
377
„
somit an letzterer Stelle eine Abnahme des
Schwefelgehaltes um 309g SH2 d. i. 47 Proc. Es ist dies eine wesentliche
Erleichterung für die Reinigungsmasse, welche ungefähr im selben Verhältniſs länger
ausdauert.
Der Kohlensäuregehalt ergab sich in 100cbm Gas am Ausgang der Koksscrubber:
bei ungekalkter Kohle
2943g
Kohlensäure
bei gekalkter Kohle
2340
„
somit eine Abnahme um
603g
= 20 Proc.
Die Gesammtmenge Schwefel im Stadtgas war bei ungekalkter Kohle 35g in 100cbm, bei
Kalkzusatz dagegen 15g, hatte also um 57 Proc.
abgenommen, der Gehalt an Kohlensäure um 22 Proc.
Zwei Proben Theerpech aus den Kühlern enthielten keinen Kalk. Der von der gekalkten
Kohle stammende Koks enthielt zahlreiche kleine weiſse Punkte von 0,5 bis 6mm Durchmesser, wechselnd, mit einem weiſslichen
Ring von 25mm und mehr Durchmesser.
Ein Reinigerkasten reinigte während der Probezeit um etwa 50 Proc. mehr Gas als sonst. Aber drei
Tage nach dem Beginn des Versuches beklagten sich die Ofenheizer über eine
Vermehrung der angeschmolzenen Schlacken am Host der Oefen. Sie brechen zwar
leichter ab als sonst beim Abstoſsen, die Arbeit ihrer Entfernung war weniger
mühsam, aber die Ansätze waren viel zahlreicher als früher. Der Rost muſste vor
jedem Aufschütten von Heizmaterial gereinigt werden.
Auſser den genannten Beobachtungen, Vermehrung des Ammoniaks,
Verringerung den Schwefels und der Kohlensäure im Gas, stellt Walton Clark fest, daſs weder
die Leuchtkraft noch die Gasausbeute sich irgendwie verändert halte. Auch
in der Heizkraft des Koks war irgend eine Veränderung nicht zu bemerken. (Nach Journal des usines à gaz, 1887 Bd. 11 S. 101.)
W.
Leybold.