Titel: | Neuerungen in der Gasindustrie. |
Fundstelle: | Band 280, Jahrgang 1891, S. 277 |
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Neuerungen in der Gasindustrie.
Neuerungen in der Gasindustrie.
Ueber die Umsetzung von Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von
Wasserdampf bei erhöhter Temperatur.
Von Coquillion und J. Henrivaux.
Bei der Untersuchung der Umsetzung von Kohlenwasserstoffen mit Wasserdampf durch
hellrothglühenden Platin- oder Palladiumdraht fand Coquillion, dass die Reaction C2H4 + 2H2O = 2CO +
4H2 vollständig vor sich geht und dass das
Gasvolumen sich hierbei vervierfachte. Es ist hierzu eine bestimmte hohe Temperatur
erforderlich, aber doch nieder genug, um weitere Zersetzungen nicht vor sich gehen
zu lassen. Der Versuch lässt sich zeigen, indem man in einem mit Quecksilber
gefüllten Messrohr 3 bis 4 cc Aethylen, C2H4, bringt und die Wände mit einigen Tropfen Wasser
anfeuchtet. Der Platin- oder Palladiumdraht, welcher zur Rothglut erhitzt werden
muss, findet seinen Platz im unteren Theil der Gasmenge und hat Verbindung mit dem
Quecksilber. So wirken die Rohrwände als Kühlung, sie werden nicht über eine
bestimmte Zeit dauert. Aethylen und Wasserdampf bilden Kohlenoxyd und Wasserstoff,
welche in die Höhe steigen und unverändertes Gas nach unten verdrängen, so dass
alles zur Umsetzung gelangt. Ist der Draht an der Spitze des Rohres angebracht, so
ändert sich der Vorgang, es bildet sich Kohlensäure und ein leichter Anflug von
Kohle am Draht.
Verf. begannen nun, diese Reactionen unabhängig von genanntem Versuch anzustellen;
ein Strom von Aethylen wurde mit Wasserdampf unter Einschaltung einer Mariotte'schen Flasche durch ein Porzellanrohr, mit
Porzellanscherben oder Bimsstein gefüllt, geleitet, welches im Verbrennungsofen auf
Rothglut erhitzt war. Das austretende Gas gelangte in Glocken über Wasser und wurde
der Analyse unterworfen. Bei den ersten beiden Versuchen war Wasserdampf bedeutend
im Ueberschuss, indem das Aethylen während des ganzen Versuchs durch kochendes
Wasser geleitet wurde. Bei dem dritten wurde, nachdem die Luft aus dem Rohr
ausgetrieben war, das Kochen eingestellt; bei letzterem Versuch trat das Gas durch
drei Rohre nach einander, welche im gleichen Ofen erhitzt wurden.
Die Analyse des Gases ergab die untenstehenden Zahlen:
Die Versuche 2 und 3 zeigen, dass mit steigender Temperatur die Kohlensäurebildung
zunimmt, welche Beobachtung durch Versuch 4 ihre Bestätigung findet. Dafür sinkt die
Bildung von Kohlenoxyd von 59,58 Proc. in Versuch 3 auf 32,04 herab. Das angewandte
Aethylen wurde nur bei 4 vollständig zersetzt, sonst blieb stets ein beträchtlicher
Theil übrig.
Es sei hier bemerkt, dass bei allen Versuchen der Kohlensäuregehalt des Gases zu
niedrig erscheint; das Gas wurde über Wasser aufgefangen, weil bei
Quecksilbersperrung der nöthige Druck zu hoch wurde und zu grosse Gasverluste
verursachte. Wasser löst bekanntlich Kohlensäure in beträchtlichem Maasse. So finden
wir, dass bei Versuch 3 75,28 Vol. Aethylen zersetzt wurden, während sich nur 59,58
Vol. Kohlenoxyd und 3 Vol. Kohlensäure vorfinden, zusammen 62,58 Vol. Da 1 Vol.
Aethylen sein gleiches Volumen Kohlenoxyd oder Kohlensäure liefert, und ersteres in
Wasser fast nicht löslich ist, so fehlen 12,70 Vol. Kohlensäure. Es sind also in
Wirklichkeit 15,70 Vol. Kohlensäure entstanden statt 8,0, wie die Analyse ergibt. Es
ändert sich deshalb die Production an Kohlensäure aus 100 Vol. angewandtem Aethylen
auf 38,55 Vol.;
1.
2.
3.
4. Versuch.
Kohlensäure
2,45
2,50
1,00
12,01
Vol.-Proc.
Kohlenoxyd
13,68
16,50
19,86
7,35
„
Unzerlegtes Aethylen
17,84
14,60
8,24
0,00
„
Wasserstoff
66,03
66,40
70,90
80,64
„
–––––
–––––
–––––
––––––––––––––––
100,00
100,00
100,00
100,00
Vol.-Proc.
1.
2.
3.
4. Versuch
Angewandtes Aethylen
475 cc
733 cc
1000 cc
4150 cc
Erzeugtes Gas
930 cc
1680 cc
3000 cc
18121 cc
Verhältniss der beiden
\frac{930}{475}=1,95
\frac{1680}{733}=2,30
\frac{3000}{1000}=3,00
\frac{18121}{4150}=4,36
Angewandte
Temperatur:
Hellroth-glut
Orangeroth-glut
Kirschroth-glut
Helle Weiss-glut
Das vollstän-dig zerlegteAethylenlieferte
Proc.
KohlenoxydWasserstoff
40,86197,43
57,13229,77
79,14282,54
32,04351,59
Vol.-Proc.„
100 Volumina Aethylen lieferten demnach:
Kohlensäure
4,78
5,75
3,00
52,37
Vol.
Kohlenoxyd
26,67
37,95
59,58
32,04
„
Unzerlegtes Aethylen
34,78
33,58
24,72
0,00
„
Wasserstoff
128,77
152,72
212,70
351,59
„
––––––
––––––
––––––
––––––––––––
195,00
230,00
300,00
436,00
Vol.
28,47 Vol.; 15,70 Vol.; 67,96 Vol. bei den Versuchen 1
bis 4.
Statt Wasser als Sperrflüssigkeit wurden Lösungen von Glaubersalz, Kalisalpeter,
Kochsalz, welche Kohlensäure weniger lösen als Wasser, angewandt, aber noch nicht
mit genügendem Erfolg. Dagegen bewährte sich Glycerin gut. Es wurde mit dieser
Flüssigkeit ein Versuch 5 angestellt, und zwar bei Kirschrothglut. Die Gase traten
durch sechs nach einander geschaltete Porzellanrohre, welche in zwei
Verbrennungsöfen erhitzt wurden. Während der Dauer des Versuchs wurden vier
Einzelproben entnommen, deren Analyse folgende Zahlen ergab:
1.
2.
3.
4. Probe-nahme
Kohlensäure
6,74
0,00
0,00
5,83
Kohlenoxyd
18,00
22,73
16,16
15,20
Unzersetztes Aethylen
15,26
8,15
7,08
16,32
Wasserstoff
60,00
69,12
76,76
62,65
––––––
––––––
––––––
–––––––
100,00
100,00
100,00
100,00
Die Zusammensetzung der gesammt erhaltenen Gasmenge war:
Kohlensäure
4,20
Kohlenoxyd
15,90
Unzersetztes Aethylen
13,90
Wasserstoff
66,00
––––––
100,00
Angewandtes Gasvolumen
2150 cc
Erzeugtes Gasquantum
6450 cc
Verhältniss
\frac{6450}{2150}=3,00
Angewandte Temperatur:
Kirschrothglut.
Das vollständig zerlegte Aethylen lieferte
Proc.
KohlenoxydWasserstoff
81,81339,00
Vol.-Proc.„
100 Vol. angewandtes Aethylen lieferte:
Kohlensäure
12,60
Vol.
Kohlenoxyd
47,70
„
Unzersetztes Aethylen
41,70
„
Wasserstoff
198,00
„
––––––––––––
100,00
Vol.
Es wurde also wenig mehr als die Hälfte des angewandten Aethylens zersetzt. Die Verf.
sind aber überzeugt, dass unter gewissen, noch aufzusuchenden Bedingungen die
Zerlegung vollständig und ohne Bildung von Kohlensäure vor sich gehen muss,
jedenfalls bei sehr langen Rohren und einer Temperatur, welche nicht weit von
Kirschrothglut liegt, sowie bei geringer Gasgeschwindigkeit. Bei dem Versuch 5
passirten 5,9 cc Aethylen in der Minute die Bohren; es war bei allen Versuchen sehr
schwierig, die Temperatur gleichmässig zu halten. War sie zu hoch geworden, so
musste nothgedrungen die Hitze verringert werden und zwar so, dass die Reaction
zwischen Aethylen und Dampf nur sehr wenig mehr vor sich ging. – Es wurde stets mit
überschüssigem Dampf gearbeitet; war dies nicht der Fall, so dissociirte sich
Aethylen, es bildete sich ein Russabsatz neben Wasserstoff. (Journal des usines à gaz, 1890 Bd. 14 S. 355.)
Ueber die Fabrikation von Ammoniumsulfat von H. Veevers.
In den englischen Patenten ist zuerst im J. 1781 die Rede von „flüchtigem
Alkali“ in den Producten der Kohlendestillation in einem Patent des Earl of Dundonald; es wurde demselben aber kein Werth
beigelegt. Das erste Patent der Verarbeitung von rohem Gaswasser stammt erst vom
Jahr 1837, von G. D. Midgley und J. Kyan. Den früheren Gastechnikern war das Gaswasser
eine grosse Last; es verunreinigte den Boden, tödtete in den Flussläufen die
Fische. An der See gelegene Gasanstalten leiteten dasselbe ins Meer. Die erste
Verarbeitung wurde in der Weise vorgenommen, dass in eisernen Pfannen das Gaswasser
mit Schwefelsäure abgedampft wurde, Wasserdampf, Schwefelwasserstoff und Kohlensäure
gingen in die Luft. Nach genügender Concentration krystallisirte ein braunes Salz
aus, das mit hölzernen Krücken aus den Pfannen gezogen wurde. Später wurden die
abziehenden Gase in Kamine geleitet, da ihr Entweichen im Raum zu grosse Belästigung
verursachte. Das erhaltene Salz war unschön und seine Herstellung brauchte zu viel
Heizmaterial. – Der nächste Fortschritt in der Fabrikation war das Abtreiben in
einem Destillationsofen mit um den Kessel geführten Feuerungskanälen. Die
abgetriebenen Gase wurden in einen bleibeschlagenen Sättigungskasten geleitet, in
welchem sich die Schwefelsäure mit Ammoniak sättigte; die Flüssigkeit wurde dann
abgedampft bis zur Krystallisation. Die Abgase traten in die Feuerung und wurden
dort zu Schwefligsäure verbrannt, welche in den Schornstein entwich. Bei dieser
Anlage wurde nur das flüchtige Ammoniak gewonnen, alles an Chlor, Rhodan u. dgl.
gebundene blieb im Abwasser. Die Fehler derselben lagen ausserdem in dem hohen
Brennmaterialverbrauch, sowie in häufigen Verstopfungen durch kohlensaures Ammoniak
und nachfolgende Explosionen.
Erst ein Patent vom Jahr 1832 von A. Coffey aus der
Spiritusindustrie wurde der Vorläufer der neueren continuirlichen
Ammoniakdestillationsapparate; deren Vortheile sind gute Ausnutzung der Wärme,
welche im directen Dampf zugeführt wird, und die Anwendung von Kalk zur
vollständigen Abtreibung des Ammoniaks. Die vom Sättigungskasten abziehenden heissen
Gase wärmen das zutretende Ammoniakwasser vor, so dass es zur Austreibung des
flüchtigen Ammoniaks wenig Hitze bedarf. Das Salz schlägt sich in den
Sättigungskästen fest nieder und wird mittels kupferner Schöpflöffel ausgezogen. Die
Anlage ist allgemein bekannt.Vgl. D. p. J., 1883 248
462.
Bis auf das Ausfischen des Salzes erschien dieselbe vollkommen; diese lästige Arbeit
lässt sich nicht durch ein Transportwerk ausführen. Deshalb versuchte Mr. Wilton in den Beckton
Works, London, mit gutem Erfolg, das Herausholen des Salzes mittels des
Dampfstrahlgebläses vorzunehmen. Das Salz sinkt in den tiefsten Theil des Kastens
und wird von da nach dem Ablauftrichter abgesaugt, von wo die Lauge wieder in den
Sättigungskasten herabläuft. Die Schwefelsäure wird mittels Dampfstrahlgebläses in
den Vorrathsbehälter gehoben, der Kalk wird mit demselben Apparat in die
Destillationsgefässe eingespeist, und die Anwendung auf das Ausziehen des Salzes
erscheint eine sehr glückliche. Ein Gebläse dient für vier Kästen und bringt das
Salz etwa 20 Fuss weiter in den Ablauftrichter. Jeden Tag hebt der eine Apparat 26 t
Salz. Die Einrichtung hat die tägliche Production um 20 Proc. erhöht. Die nöthige
Handarbeit ist um ⅔ gesunken, so dass statt drei Mann jetzt nur einer für je vier
Sättiger erforderlich ist. (Gas World, 1890 S.
717.)
Die landwirthschaftliche Verwerthung der Ammoniaksalze von G. Wagner.
Verf. unternahm mit Prof. MärckerVgl. 1890
277 267. zusammen Düngungsversuche mit
schwefelsaurem Ammoniak, um die Ausnutzung dieses Salzes wie auch des Chilisalpeters
auf verschiedenen Böden festzustellen und ferner zu ermitteln, ob und wie durch
Zugabe nitrificirender Körper wie Kalk, Mergel oder Thomasschlacke die Ausnutzung
des Ammoniumsulfats erhöht werden könne. Märcker
stellte Feldversuche an und stellte dabei fest, dass die Wirkung des schwefelsauren
Ammoniaks durch Beidüngung von Kalk bei Gerste, Hafer und Zuckerrüben gesteigert
wurde.
Um die Frage zu entscheiden, ob der Kalk hier direct wirkte oder in direct, indem er
Ammoniak schneller in Salpetersäure überführte, wurden Topfversuche mit weissem Senf
bei Anwendung eines Bodens, welcher aus halb Lehmboden und halb Hochmoorboden
zusammengesetzt war, angestellt, dabei wurde erhalten durch Salpeterdüngung 100 Th.
Erntesubstanz, mit Kalk dabei 102; mit Ammoniaksalzdüngung 28, unter Zusatz von Kalk
92 Th. Auf kalkarmem Boden wird also Salpeter nicht wesentlich, Ammoniakdüngung
dagegen wesentlich durch Kalk gefördert. Weitere Versuche zeigten, dass Kalk die
Bildung von Salpetersäure aus Ammoniak beschleunigt. Feuchter Lehmboden wurde mit
Ammoniaksalz mit und ohne Kalkmergel behandelt und fand sich, dass von 100 Th.
Ammoniakstickstoff
ohne Mergel
mit Mergel
nach
24
Tagen
31
Th.
61
Th.
„
36
„
54
„
80
„
„
48
„
60
„
83
„
„
60
„
74
„
85
„
in Salpetersäure umgewandelt waren.
Durch Feldversuche stellte Prof. Märcker fest, dass der
in Ammoniakform gegebene Stickstoff durchschnittlich einen geringeren Ertrag
lieferte als der in Form von Chilisalpeter gegebene. Die geringere Wirkung des
ersteren trat besonders bei Gerste, Kartoffeln und Zuckerrüben hervor. Verf. fand,
dass das Natron des Chilisalpeters es war, welches die bessere Wirkung im Vergleich
zu Ammoniaksalz bewirkte. Auf einem Boden mit wenig Alkali, auf welchem aber
Pflanzen gebaut werden, die viel Kali beanspruchen, wie Gerste, Kartoffeln,
rübenartige Gewächse, übt der Chilisalpeter in Folge seines Natrongehalts eine
bessere Wirkung aus als die entsprechende Menge Ammoniaksalz. Natron ist im Stande,
das Kali zum Theil zu ersetzen. Wendet man auf solchem Boden also Ammoniakdüngung
mit Zusatz von Steinsalz oder Kainit an, so wird die Wirkung wesentlich erhöht und
kommt der Salpeterwirkung fast gleich, übertrifft sie auch unter Umständen. Es ist
letzteres der Fall bei starken Regengüssen, welche Salpeter tief in den Boden
waschen, auf das vom Boden gebundene Ammoniak aber keine Einwirkung haben.
Genügender Gehalt des Bodens an Kalk, sowie Kali bezieh. Kali und Natron, ist also
für Ammoniakdüngung sehr wichtig. Hierzu sind im Kalk oder Mergelzusatz, in der
Anwendung von Kainit, Carnallit und anderen chlornatriumhaltigen Stassfurter Salzen
die Mittel gegeben. (Journal für Gasbeleuchtung, 1890
Bd. 33 S. 660.) (Vgl. 1890 277 267.)
Explosionen von Kohlenstaub in Briquettefabriken.
Der Jahresbericht der königl. preussischen Gewerberäthe für
1888 beschreibt zwei Fälle von grossen Kohlenstaubexplosionen in
Briquettefabriken. In der Fabrik zu Reichenwalde entstand bei vollem Betrieb eine
Explosion der Staubkohle im Sammelraume für die getrocknete Kohle, in Folge
deren die Front des Trockenhauses herausgeschleudert wurde und ein bedeutender Brand
in der Fabrik entstand. Ferner erfolgte eine solche in der Fabrik zu Fürstenberg a.
O., bei welcher weder Arbeiter noch Gebäude beschädigt wurden, da die Gebäude nach
den bestehenden Vorschriften ganz aus Stein und Eisen erbaut waren. Die Entzündung
der Staubkohle soll ihren Anfang in der unteren Zuführungsschnecke zum
Trockenelevator genommen und sich von dort durch denselben vorwärts nach dem
Sammelraume und rückwärts nach den beiden Trockenhäusern fortgepflanzt haben. In
Folge dessen fanden fünf Explosionen statt, im Trockenelevator, im Sammelraume, im
Pressraume und in den beiden Trockenhäusern; diejenige im Sammelraume soll die
stärkste gewesen sein. Von hier drang das Feuer nach unten in den Pressraum und
verursachte dort Explosion unter schwacher Detonation. Die Entzündungen in den
beiden Trockenhäusern sollen allmählich ohne Detonation vor sich gegangen sein. Nach
wenigen Minuten standen alle Räume, welche getrocknete Staubkohle enthielten, in
Feuer. (Jedenfalls zeigen diese Vorkommnisse wie auch Explosionen in Bergwerken, bei
welchen der Kohlenstaub häufig den Ueberträger auf den geringen Methangehalt bildet,
dass derselbe ein sehr feuergefährlicher Körper ist, der in Fabriken durch
Schutzmassregeln, wie starke Ventilation der Räume, unschädlich gemacht werden muss,
da seine Entstehung nicht zu vermeiden ist.)
Intensivlampen von L.
Diehl.
Textabbildung Bd. 280, S. 279Fig. 1.Wenhamlampe;
Gaso-Multiplex-(Bandsept-)Lampe; Siemenslampe (invert.) J Nr. 3.;
Sternlampe Verf. bestimmte die Lichtentwickelung verschiedener Intensivbrenner, sowie
deren Wärmeausstrahlung. Die Leuchtkraft wurde mit dem Elster'schen Winkelphotometer I gemessen, so dass die Lichtquelle 1;518 m über Schienenoberkante senkrecht über dem
linken Nullpunkt zu stehen kam. Die Helligkeit wurde bei verschiedenem Consum und in
verschiedenen Winkeln bestimmt, um den Consum zu finden, bei welchem die bestimmte
Lampe unter bestimmtem Winkel den grössten Lichteffect ergibt. Die gefundenen
Resultate wurden auf 100 1 reducirt behufs Vergleichung. Als Lichteinheit diente
stets die Hefner-Alteneck'sche Amylacetatlampe. Die
Leuchtkraft, reducirt auf 100 l in der Stunde, ist in nebenstehenden Curven (Fig. 1) dargestellt. Die Wärmeausstrahlung wurde in
fünf verschiedenen Entfernungen bestimmt. Folgende Tabelle enthält die sehr
interessanten Resultate der Versuche
Leuchtkraft und Wärmestrahlung.
Winkel
LeuchtkraftAmylacetat
AbstandvomBrenner
WärmestrahlungGrade Celsius
beinormalemConsum
auf 100 lreducirt
abgeleseneTemperatur
beinormalemConsum
auf100 lreducirt
I. Gaso-Multiplex-(Bandsept-) Lampe; 160 l Consum.
0°
30,20
18,75
0,15 m
39,0
19,1
11,9
30°
41,62
25,85
0,30 „
28,0
8,1
5,0
40°
42,45
26,37
0,50 „
25,0
5,1
3,2
50°
44,87
27,87
0,75 „
22,8
2,9
1,9
60°
45,25
28,11
1,00 „
–
–
–
70°
46,39
28,82
Zimmer-
–
–
–
80°
47,40
29,45
tem-
19,9
–
–
90°
44,17
27,44
peratur
–
–
–
II. Gaso-Multiplex-(Bandsept-) Lampe; 200 l Consum.
0°
43,43
21,61
0,15 m
39,5
20,1
10,0
30°
53,68
26,70
0,30 „
28,2
8,8
4,4
40°
56,17
27,95
0,50 „
24,6
5,2
2,6
50°
57,31
28,51
0,75 „
22,5
3,1
1,6
60°
58,15
28,93
1,00 „
21,3
1,9
0,9
70°
59,75
29,73
Zimmer-
–
–
–
80°
58,93
29,32
tem-
19,4
–
–
90°
45,15
26,94
peratur
–
–
–
III. Siemens-Lampe
(invert.) J. No. 3; 275 l Consum.
0°
66,60
24,30
0,15 m
50,0
29,0
10,6
30°
73,55
26,80
0,30 „
30,0
9,0
3,2
40°
75,61
27,59
0,50 „
25,6
4,6
1,7
50°
79,29
28,92
0,75 „
23,1
2,1
0,8
60°
79,78
29,13
1,00 „
21,9
0,9
0,3
70°
81,81
29,86
Zimmer-
–
–
–
80°
74,03
27,02
tem-
21,0
–
–
90°
73,83
26,95
peratur
–
–
–
IV. Stern-Lampe;
300 l Consum.
0°
84,68
27,99
0,15 m
49,2
27,4
9,1
30°
113,91
37,66
0,30 „
31,7
9,9
3,3
40°
110,11
36,40
0,50 „
26,1
4,3
1,4
50°
114,81
37,95
0,75 „
23,7
1,9
0,6
60°
111,63
36,90
1,00 „
22,4
0,6
0,2
70°
118,12
39,05
Zimmer-
–
–
–
80°
112,41
37,16
tem-
21,8
–
–
90°
106,92
35,64
peratur
–
–
–
V. Wenham-Sternlampe; 200 l Consum.
0°
30,43
15,11
0,15 m
38,3
19,8
9,8
30°
49,12
24,39
0,30 „
25,7
7,2
3,6
40°
49,46
24,56
0,50 „
22,6
4,1
2,0
50°
52,44
26,04
0,75 „
20,5
2,0
1,0
60°
61,63
30,60
1,00 „
19,3
0,8
0,4
70°
57,79
28,69
Zimmer-
–
–
–
80°
54,81
27,21
tem-
18,5
–
–
90°
50,14
24,89
peratur
–
–
–
(Journal für Gasbeleuchtung, 1890 Bd. 33 S. 382.)
welche Verf. noch auf andere Intensivbrenner ausdehnen
will.
(Fortsetzung folgt.)