Die Teerölfeuerung. Von H. Schmolke. SCHMOLKE: Die Teerölfeuerung. Ein glänzendes Kapitel in der Geschichte des Gewerbefleißes ist die Gewinnung und Nutzbarmachung der Nebenprodukte des Steinkohlengases, und immer noch scheinen weiterzielende Arbeiten auf diesem Gebiet überraschende Erfolge bringen zu sollen. Vor allem ist die Anwendungsmöglichkeit der Destillationsprodukte des Teeres in den letzten Jahren bedeutend gestiegen. Zu ihrer Gewinnung wird etwa ⅘ des in Kokereien und Gasanstalten erzeugten Teers in eisernen Gefäßen, den sogen. Blasen, zur Verdampfung gebracht. Die im Temperaturintervall von 90 bis 400° entstehenden Dämpfe werden durch Abkühlung verdichtet und verwandeln sich zum Teil in eine grünlich-schwarze Flüssigkeit, das Teeröl. Als einziger fester Bestandteil bleibt nur das Pech übrig. Nach ihrem spezifischen Gewicht teilt man die Teeröle in Leicht-, Schwer- und Mittelöle ein. Besonders die letzteren mit dem Gewicht von 1 bis 1,1 kg/cdm werden in neuerer Zeit in vorteilhafter Weise als Brennstoff benutzt. Erst durch Erschließung dieses Verwendungsgebietes wurde die Absatzmöglichkeit für die in großen Mengen auf den Markt kommenden Erzeugnisse geschaffen, da der schon übliche Verbrauch des Teeröls zur Imprägnierung von Holz zum Schutz gegen Fäulnis und Wurmfraß längst durch die Produktion gedeckt war. In verdienstvoller Weise ist die Deutsche Teerölprodukten-Vereinigung in Essen bemüht, diesem Fortschritt durch Schaffung von Einrichtungen für Lagerung und Transport die Wege zu ebnen. Textabbildung Bd. 328, S. 617 Abb. 1. Zu einer einfachen Oelfeuerungsanlage gehört zunächst, wie Abb. 1 zeigt, ein Brennstoffbehälter, der meist hochgelegen angeordnet wird, damit das Oel der Verbrauchsstelle unter Druck zufließt. Das Füllen des Behälters aus dem Transportfaß erfolgt mittels einer Oelpumpe, deren Saugrohr ein biegsamer Metallschlauch ist, welcher, um das Eindringen von Unreinigkeiten zu verhindern, an seinem Ende ein Sieb trägt. Von dem Behälter aus gelangt das Oel durch das Rohr a zum Brenner. In diesem findet eine Zerstäubung mit Hilfe eines Preßluftstromes statt, der durch das Rohr b zur Düse gelangt und den flüssigen Brennstoff in kleine Teile zerlegt. Zur Erzeugung der erforderlichen Druckluft ist ein Kompressor oder Vertilator vorhanden. Da bei der Ausdehnung, welche die Luft bei der Zerstäubung erfährt, unter Umständen eine derartige Kälte entsteht, daß ein Einfrieren des Brenners zu befürchten ist, wird der Luftstrom in dem Ueberhitzer vorgewärmt. Weil ferner die Vergasung sehr von dem Flüssigkeitsgrad des Heizmittels abhängt, ist es praktisch, um unabhängig von der Außentemperatur zu sein, auch eine Vorwärmung des Oels anzuordnen. Diese kann leicht durch Einbau einer Rohrschlange in den Behälter erreicht werden, durch welche der Abdampf des Kompressors oder der Pumpe hindurchzieht. Eine weitere erwünschte Folge dieser Erhitzung ist die Verhinderung des Ausscheidens von Naphthalin, dessen Auftreten ein Verstopfen der_ Rohrleitungen zur Folge haben kann. Eine verstärkte Wirkung wird ferner erzielt, wenn man das Oelrohr vom Dampfrohr begleiten läßt und beide mit einem Wärmeschutz versieht. Da auch der Druck des zufließenden Brennstoffes auf die Zerstäubung von Einfluß ist, muß am Behälter ein Standglas oder Schwimmer vorhanden sein, um den Oelstand feststellen zu können. Zweckmäßig ist noch, eine Vorrichtung zu treffen, die es ermöglicht, den Behälter selbst unter Druck zu setzen und dadurch die Oelleitung auf einfachem Wege auszublasen. Unter Umständen ist eine erhöhte Anordnung des Behälters unmöglich in Rücksicht auf bauliche Verhältnisse oder infolge der großen Menge des Oels. In diesem Fall muß in die Leitung zwischen Behälter und Brenner eine Pumpe eingebaut werden, die den flüssigen Brennstoff zur Verbrauchstelle befördert. Abb. 2 zeigt eine derartige Anlage. Der tief gestellte, mit der Dampfrohrschlange versehene Behälter c trägt links den Füllstutzen und ist unten abgeschrägt, damit sich Unreinigkeiten an der tiefsten Stelle sammeln können. Eine Schlammpumpe, deren Saugrohr an dieser Stelle endigt, sorgt für die Reinigung. Etwas über dem Boden beginnt die Leitung des Oeles zur Düse. Sie trägt am Ende ein Sieb, um das Eindringen von Schmutz zu verhüten, und führt zur Pumpe, welche die Flüssigkeit zum Brenner befördert. Das Oeldruckrohr wird von einem Abdampfrohr begleitet. Sofern Preßluft vorhanden ist, kann die Beförderung des Brennstoffs zur Verbrauchstelle auch dadurch erfolgen, daß man den Behälter unter Druck setzt. Die Möglichkeit, bei dieser Anordnung den Behälter auch während des Betriebes füllen zu können, ist gegeben, wenn zwei Oelbehälter vorgesehen sind, die durch einen Dreiweghahn unabhängig an die Brennstoffleitung angeschlossen werden können. In dem Zuführungsrohr ist ein Manometer und ein Ueberlaufventil eingebaut Letzteres läßt bei Verringerung des Oelbedarfs und Entstehen von Ueberdruck einen Teil des Brennstoffs zum Behälter zurückfließen. Kurz vor dem Brenner findet nochmals eine Reinigung der Flüssigkeit statt. Damit die zu diesem Zweck getroffenen Vorrichtungen auch während des Betriebes gesäubert werden können, schaltet man die Dreiweghähne de und die Siebe fg in die Leitung ein. Das Oel hat nun die Möglichkeit, bei Ausschalten der rechten Seite das linke Sieb zu passieren und umgekehrt. Textabbildung Bd. 328, S. 617 Abb. 2. Von besonderer Wichtigkeit ist naturgemäß die Einrichtung der Heizdüse. Meist erfolgt in ihr, wie schon gesagt war, die Zerstäubung des Brennstoffs unter Zuleitung eines Preßluftstromes, der bisweilen durch Dampf ersetzt wird. Indessen finden sich auch Einrichtungen, bei denen auf die Verwendung eines Zerstäubungsmittels verzichtet wird. Wenn man den letztgenannten Fall ausscheidet, ergibt sich eine Einteilung der Brenner, deren Bau Abb. 3 erkennen läßt, in solche, die mit hohem Luftdruck von etwa 3 bis 5 m W. S., und solche, die mit niedrigem Druck von 0,3 bis 0,4 m W. S. betrieben werden. Ein Vertreter der ersteren Gattung ist die Düse des Systems Buess. Es ist bei dieser Konstruktion gelungen, das störende Geräusch, welches beim Arbeiten mit Hochdruckbrennern auftrat, zu beseitigen. Auch ist die Gefahr des Verstopfens geringer, die Wirkung der Flamme aber intensiver als beim Niederdruckbrenner. Dagegen weist letzterer eine höhere Ausnutzung des Brennstoffs auf, da er mit geringerem Luftüberschuß arbeitet. Ein Beispiel für diese Gattung ist die Düse der Lochnerwerke in Jena und Düsseldorf, die als Flachbrenner ausgebildet ist, um dadurch der Gefahr des Verstopfens vorzubeugen. Ohne Druck fließt das Oel dem Brenner der Aktiengesellschaft für Selasbeleuchtung in Berlin zu. Es wird hier durch den zur Zerstäubung notwendigen Luftstrom angesogen. Diese Vorrichtung zeichnet sich durch leichte Regulierbarkeit aus, da die Drosselung der Luft genügt, um ihre Ansaugefähigkeit zu verringern und dadurch auch den Zufluß des Brennstoffes zu vermindern. Besonders, wenn mehrere Brenner zur Anwendung gelangen, ist die Möglichkeit, die Temperatur einfach durch Aenderung des Luftdruckes zu regulieren, von Vorteil. Durch eine patentierte Vorrichtung derselben Firma wird während der Zündungsperiode eine große wirbelnde Flamme erzeugt, deren Verlöschen nicht zu befürchten ist. Vertauscht man den Hochdruckbrenner mit einer Kappe, so tritt die Druckluft in die Oelleitung ein, es erfolgt Zurückdrängen des Brennstoffs in den Behälter, und die Reinigung kann vor sich gehen. Textabbildung Bd. 328, S. 618 Abb. 3. Der Irinyi-Oelbrenner der Deutschen Oelfeuerungs-Gesellschaft in Hamburg arbeitet ohne Zerstäubungsmittel. Bei dieser Konstruktion fließt der Brennstoff durch eine Leitung in den Vergaser. Da bei Inbetriebsetzung der Vergaser kalt ist, erfüllt er zunächst nicht seinen Zweck, sondern das noch flüssige Oel tropft in eine Schale. Er wird hier entzündet und wärmt nun den Vergaser an. Auf diesem Weg wird bald eine Temperatur erreicht, die zur Ueberführung des zuströmenden Brennstoffs in Gasform genügt. Ein Flammenverteiler verhindert das Eintreten von Luft in die Vergasermündung und die vorzeitige Flammenbildung. Erst nach ihrem Austritt mischen sich die Oeldämpfe mit dem durch natürlichen Zug angesogenen Luftstrom und verbrennen mit einer das ganze Heizgehäuse durch wirbelnden Flamme. Diese dient nunmehr zur weiteren Erwärmung des Vergasers, nachdem die Vorwärmeflamme erloschen ist. Durch einen Schlitz treten die Verbrennungsgase sich fächerförmig ausbreitend in den Feuerungsraum. Als Vorzüge des Irinyi-Brenners sind zu nennen: Fortfall der Druckluftanlage und vollständigere Vergasung als bei Zerstäubung erreicht wird. Die von Prof. Josse in Charlottenburg vorgenommene Abgasanalyse zeigte einen Kohlensäuregehalt bis 15 v. H. und einen Wirkungsgrad weit über 90 v. H. In demselben Brenner konnte eine Mindestmenge von 1,2 l, eine Höchstmenge von 20 l Oel verbrannt werden. Diese guten Resultate werden bei Verstopfung der Leitung stark beeinträchtigt, so daß zur ausschließlichen Verwendung von filtriertem Oel zu raten ist. Die Hauptvorzüge, welche die beschriebenen Teerölfeuerungsanlagen gegenüber den bisher gebräuchlichen Kohlenfeuerungen besitzen, lassen sich folgendermaßen zusammenfassen. Es tritt vollkommene Verbrennung ein. Da nicht mit einem so hohen Luftüberschuß wie bei festem Heizmaterial gearbeitet wird, kann man eine reduzierende oder bei Bedarf auch eine oxydierende Flamme erhalten. Beim Schmelzen von Metallen ist diese Tatsache von der größten Wichtigkeit, da infolge des geringen Luftüberschusses der Abbrand bis auf 0,2 v. H. vermindert, und die schädliche Oxydation der Metalle vermieden wird. Gußstücke aus Oelschmelzöfen sind im allgemeinen dichter als solche, die aus Kokstiegelöfen gegossen wurden. Auch das Fehlen des schädlichen Schwefels spricht für die Verwendung der Oelfeuerung bei metallurgischen Prozessen, besonders bei der Herstellung hochwertiger Qualitätsstähle. Der Heizwert des Teers ist um 2000 bis 2500 Kalorien höher als der des Koks. Die Bedienung ist bequem. Es erübrigt sich das Anfahren des Brennstoffs und das Abfahren der Schlacke. Die Anlagekosten sind niedriger, der Raumbedarf geringer als bei Koksöfen oder Generatoranlagen. Verschmutzung durch Flugasche findet nicht statt. Daher ist bei Tiegelschmelzöfen das Anfressen der Tiegel nicht zu befürchten. Die Rauchentwicklung wird vermieden. Die Betriebsbereitschaft ist gesteigert. Jede Temperatur bis 2000° kann ohne Schwierigkeit erreicht und gehalten werden. Ein Vergleich in bezug auf die Wirtschaftlichkeit spricht sehr zu Gunsten der Teerölfeuerung. So kostete z.B. das Erwärmen von 1000 kg Radscheiben in einem Ofen mit Generatorbetrieb 3,76 My bei Verwendung von Teeröl 1,48 M. Die jährliche Ersparnis belief sich auf 10950 M bei 28200 M Gesamtbetriebskosten des Gasofens. Der Anlagepreis des letzteren betrug 20000 M und übertraf den der Teerölfeuerung um das Fünffache. Aehnliche Resultate lieferte ein Vergleich mit einem Schweißofen für festen Brennstoff. Seine Unterhaltung kostete 9760 M gegenüber 7100 M, die für eine gleichwertige Teerölanlage aufzuwenden waren. Es sei darauf hingewiesen, daß ein wirtschaftlicher Vergleich unter Zugrundelegung der Kosten einer Kalorie hinfällig ist, da bei Kohle kaum 50 v. H. des Heizwertes nutzbar gemacht wird, während man bei Verwendung von Oel vollkommene Verbrennung erreichen kann. Dabei ist die Verwendungsmöglichkeit der modernen Heizanlage nahezu unbegrenzt. Sie ist bei Oefen für metallurgische Zwecke, bei Schweiß- und Schmiedevorrichtungen, bei Siemens-Martinöfen und Roheisenmischern in gleicher Weise am Platz. Auch der Einbau der Düsen in bereits vorhandene Feuerstellen ist meist unschwer zu bewerkstelligen. Der Gedanke, die schwefelfreie, nicht oxydierende Flamme zur Erwärmung beim Härten zu benutzen, hat zu einer Reihe von Konstruktionen geführt, unter denen der leicht regulierbare Ofen der Firma Wilhelm Reichpietsch in Bochum Erwähnung verdient. Textabbildung Bd. 328, S. 619 Abb. 4.Vorderansicht Textabbildung Bd. 328, S. 619 Abb. 5.Seitenansicht Auch die in Abb. 4 und 5 dargestellte Feuerungsanlage von Poetter in Düsseldorf gewährleistet eine zweckmäßige Behandlung der wertvollen Qualitäts- und Spezialstähle, da die für Härten und Glühen vorgeschriebene Temperatur genau getroffen und ständig erhalten werden kann. Ein Hochdruckkapselgebläse von 1000 mm W.-S. liefert hier die zur Zerstäubung erforderliche Druckluft, deren Vorwärmung in einem auf dem Ofen montierten Apparat erfolgt. Das Oel wird durch eine Flügelpumpe in den gleichfalls über der Ofendecke befindlichen Behälter befördert. Durch Verwendung des Hochleistungsbrenners „Ideal“ wird ein sehr sparsamer Brennstoffverbrauch erzielt. Die Temperaturkontrolle erfolgt durch ein thermo-elektrisches Pyrometer. In den Flammenraum kann bei Werkzeughärtung eine Schamottemuffel eingesetzt werden. Ein weiteres Beispiel für die Verwendung ist der Schmelzofen System Buess. Wie Abb. 6 zeigt, wird der eigentliche Ofen a von zwei Lagerböcken b und c getragen und kann durch Handrad d und Schnecke e gekippt werden. Die Luft- und Oelzuführung f und g erfolgt ähnlich wie beim Konverter durch die Lagerachsen. Mittels des Rohres h gelangt die Preßluft durch den kastenartig gestalteten Boden i des Ofens zum Brenner. Durch diese Ausbildung des Ofenunterteils als Windkasten erzielt man einerseits Kühlung der Grundfläche, anderseits intensive Vorwärmung der Luft. Diese kann infolgedessen ihrerseits den ebenfalls unter dem Ofen befindlichen Oelvorwärmer k erhitzen. Aber noch einen anderen Vorzug bringt die Konstruktion mit sich. Während der Betriebspausen wird die im Bodenbehälter befindliche Luft besonders stark erwärmt, weil keine Frischluft zugeführt wird. Da der in Weißglut befindliche Tiegel außerordentlich empfindlich gegen Abkühlung ist, wird die bei Wiederaufnahme des Betriebes von Anfang an hocherhitzte Luft sehr zur Vergrößerung seiner Lebensdauer beitragen. Den Strom der Verbrennungsgase leitet die Düse radial gegen den auf dem Boden des Ofens stehenden Tiegeluntersatz l. Die Flammen werden dadurch geteilt und schlagen, den Tiegel völlig umhüllend, empor. Eine bei tangentialer Einführung der Gase eintretende Zerstörung der Ausfütterung wird somit vermieden, so daß erst nach mehr als 500 Schmelzungen ihre Erneuerung nötig ist. Ein vorzeitiger Verschleiß der Ausmauerung hätte unter anderem die unangenehme Folge, daß der Raum zwischen Tiegel und Wand allmählich erweitert würde, was die Ausnutzung der Heizgase beeinträchtigen müßte. Nach oben hin ist der Ofen durch einen ⊺-Eisenring m mit Schamottesteinen abgeschlossen, in dem sich eine Schaulochöffnung befindet. Er trägt einen Vorwärmer n für Tiegel und Schmelzgut. Dieser kann ebenso wie der Deckel abgehoben und zur Seite geschwenkt werden, um die Auswechslung des im Ofen befindlichen Tiegels zu ermöglichen. Textabbildung Bd. 328, S. 619 Abb. 6. Gegenüber der Düse befindet sich die Abschlackklappe n. Sie dient bei Tiegelbruch zur Entleerung. Tritt eine derartige Störung ein, so wird der Ofen gekippt, die Metallmasse sammelt sich am Boden an und nimmt die zur Verflüssigung nötige Wärme auf. Durch weiteres Kippen wird sie sodann durch die Schlackenöffnung ohne Verlust entfernt. Die Druckluft sorgt für gründliche Beseitigung aller Rückstände, indem sie den Ofen gewissermaßen ausbläst. Indessen nicht nur zu metallurgischen Prozessen dient die Teerölfeuerung. Auch als Krafterzeuger hat sie sich eine Stellung zu erringen gewußt. Schon vielfach ist diese Beheizungsart bei Dampfkesseln, besonders bei denen schnellfahrender Torpedoboote, zur Einführung gelangt und hat sich durch Verminderung des Heizpersonals und Verkleinerung der Lagerräume für das Brennmaterial bestens bewährt. Demgegenüber hat sich die Verwendung von Rohteer zu motorischen Zwecken als unvorteilhaft herausgestellt, weil die zähflüssige Masse die Düsen verstopft, und der Wassergehalt die Verbrennung in schädlicher Weise beeinflußt. Auch in volkswirtschaftlicher Hinsicht läßt sich die unmittelbare Benutzung von Rohteer nicht rechtfertigen, da mit ihr ein Verlust der durch die Weiterbehandlung gewinnbaren wertvollen Bestandteile verbunden ist, deren Nutzbarmachung trotz aller auf diesem Gebiet erreichten Fortschritte noch nicht abgeschlossen ist. Weitere Absatzgebiete scheinen sich in der Glasfabrikation und der chemischen Industrie zu eröffnen. Die auf 410000 t gesteigerte Jahresproduktion an Teeröl zeigt, daß die Gewinnung dieses Nebenerzeugnisses der Steinkohlengase einem bedeutenden Gewerbszweig die Existenzmöglichkeit gibt.