Die Gewinnung: von Brenntorf nach dem Dr. Ekenbergschen Verfahren. Von Regierungsbaumeister Dierfeld. (Schluß von S. 186 d. Bd.) Die Gewinnung von Brenntorf nach dem Dr. Ekenbergschen Verfahren. In den vorhergehenden Teilen dieses Aufsatzes wurde über die Ergebnisse von Forschungen und Versuchen berichtet und die Grundzüge und Vorteile des Naßverkohlungsprozesses beschrieben; im folgenden wollen wir näher auf die Erzeugnisse bei diesem Prozeß eingehen. Die Preßkuchen können als das erste rohe Produkt angesehen werden. Sie enthalten einen Bruchteil mehr Feuchtigkeit als an der Luft getrockneter Torf, da 1/14 bis 1/7 des ursprünglichen Wassers darin zurückbleibt; der höhere Heizwert der Trockensubstanz gleicht diesen Nachteil aber aus. Der mittlere Wassergehalt von luftgetrocknetem Torf beläuft sich in Nordeuropa und Kanada auf ungefähr 25 v. H., während sein Heizwert von 2235 bis 4307 Kalorien f. d. kg schwankt und im Mittel 3463 Kalorien beträgt. In nassen Sommern hat der lufttrockne Torf aber auch oft einen Wassergehalt von 33–40 v. H., wenn dann überhaupt trockner Torf gewonnen werden kann. Obgleich die Preßkuchen nicht als Brennstoff verwandt werden sollen, ist es doch von Interesse, ihren Heizwert mit dem des luftrocknen Torfes zu vergleichen; zu diesem Zwecke wurden mehrere frische und luftgetrocknete Preßkuchen sowie luftgetrockneter roher Torf in der Maklerschen Bombe untersucht, mit folgendem Ergebnis (Tab. 10): Tabelle 10. Verhältnis zwischenTrockensubstanz undWasser in der Probe Kalorienf. d. kg Preßkuchen, frisch Naßverkohlt bei 220° C u. 50 at.     2 : 1 4008            „         „   200 „   „ 50  „ 1,66 : 1 3495            „         „   180 „   „ 40  „      1 : 1 2707            „         „   220 „   „ 40  „      1 : 1 3050 Preßkuchen, 1 Woche luftgetrockn. Naßverkohlt bei 220° C u. 50 at.      4 : 1 4785            „         „  180 „   „  50  „      4 : 1 4370 Roher Torf Luftgetrockn. b. 25 v. H. Wassergeh.      3 : 1 3546             „        „   33   „       „      2 : 1 3218             „        „   37,5         „ 1,66 : 1 2810 Ein Erzeugnis von höherer Vollkommenheit stellen die aus den Preßkuchen gewonnenen Briketts dar. Ihr Aussehen ist sehr ähnlich dem der Braunkohlenbriketts; sie haben eine glänzende, schwarze Oberfläche und sind sehr fest und hart. Während des Verkohlungsprozesses wird nämlich ein paraffinartiges Wachs frei im Betrage von 3–4 v. H., welches die bindende Substanz bildet. Für praktische Zwecke können die Briketts als wasserundurchlässig angesehen werden. Tab. 11 zeigt die Zunahme an Gewicht bei verschiedenen Briketts, die einige Zeit in Wasser getaucht wurden. Tabelle 11. Zunahme an Gew. i. v. H. nach1 Tage nach1 Woche Kleines Brikett mit vollkommen glatter    Oberfläche, bei 200° C verkohlt 0,4 0,7 Kleines Brikett mit vollkommen glatter    Oberfläche, bei 180° C verkohlt 0,7 0,9 Großes Brikett aus Torf, der bis 155°C    erhitzt wurde, Oberfläche rissig 0,6 0,8 Zum Vergleich: Braunkohlenbrikett 1,3 1,5 Brikett aus luftgetrocknetem Torf 3,5 6,1 Lancashirekohle 0,8 0,9 Steinkohle saugt nicht Wasser im wörtlichen Sinne auf, da das Wasser nur durch Kapillarwirkung in die Risse usw. der Kohle gelangt. Bei Braunkohlen- und Torfbriketts wird dagegen das Wasser aufgesaugt und gleichmäßig verteilt. Die Briketts aus naßverkohltem Torf brennen mit langer, leuchtender Flamme und sind leicht entzündbar; dünne Stücke können mit einem Zündholz wie Holz angebrannt werden. Ein Feuer von Briketts ähnelt mehr einem Feuer von Holzscheiten als einem Kohlenfeuer; es brennt bei gewöhnlichem Schornsteinzuge ohne Ruß und Rauch. Tab. 12 bringt einige Daten über die Zusammensetzung von Torfbriketts. Tabelle 12. Ver-kohlungs-temperaturin Grad C Aschein v. H. Wassergehaltin v. H. Heizwertin Kalorien Kleines Brikett 200 3,8   2,9 6280     „         „ 180 3,7   4,1 5754 Großes Brikett nach Prof. Lewes  Analyse 155   4,46 – 5136 Großes Brikett nach Pattinson und  Steads Analyse 155   4,93 – 5250 Zum Vergleich: Deutsches Brikett aus luftgetrockn.  Torf – 4,1 14,5 3910 Durchschnitts-Dampferkohle aus  England – 5,2   6,5 8000 Durchschnittskohle aus Deutschland – 6,1   6,5 7400 Braunkohlenbriketts – 9,1 12,6 4960 Belgische Steinkohlenbriketts – 6,2   7,5 7800 Das spezifische Gewicht der naßverkohlten Torfbriketts schwankt von 1,29 bis 1,35, während das Volumengewicht beträchtlich höher als das der Kohle ist. Eine Tonne Torfbriketts nimmt einen Raum von ungefähr 0,85 cbm ein, wogegen eine Tonne Steinkohle aus Newcastle 1,21–1,27 cbm erfordert. Der Heizwert von 1 cbm Torfbriketts und 1 cbm gewöhnlicher Kohle wird deshalb gleich sein, was besonders wichtig ist, wenn die Torfbriketts zum Heizen an Bord von Schiffen oder auf Lokomotiven gebraucht werden. Torfbriketts können unter Lokomotivkesseln ohne Aenderung von Feuerbüchse und Rost gebrannt werden. Bei einem Versuchsheizen auf der Lokomotive eines mit voller Geschwindigkeit fahrenden Güterzuges erzeugte 1 kg bei 155° C naß verkohlter Torfbriketts 6,2 kg Dampf von 9,2 at, gegenüber 6,7 kg Dampf derselben Spannung auf 1 kg gewöhnlicher Steinkohle. Am Schornstein war weder schwarzer Rauch noch Funkenauswurf sichtbar, im Aschkasten fanden sich 4,5 v. H. pulverige Asche, während sich Schlacke gar nicht bildete. Mit Briketts von höherer Verkohlungstemperatur würden noch bessere Ergebnisse zu erwarten sein. Bei vielen Versuchen wurde beobachtet, daß die verdampfende Wirkung eines Torfbrikettfeuers höher ist, als eigentlich nach dem Heizwert zu erwarten war. Wenn z.B. Torfbriketts mit einem Heizwert von 4000 Kalorien mit Steinkohle von 8000 Kalorien verglichen wurden, hatten sie nicht 50 v. H. des Heizeffektes der Steinkohle, sondern 60 v. H. Prof. Lewes erklärt diese bemerkenswerte Tatsache damit, daß Torf weniger Luft zur vollständigen Verbrennung braucht als Steinkohle, und die Heizkraft des Torfes deshalb in den Feuerungen des Dampfkessels besser ausgenutzt wird. Aus den Preßkuchen bezw. Torfbriketts läßt sich auch ein für metallurgische Zwecke brauchbares Erzeugnis in Gestatt von Torfkohle oder Torfkoks herstellen. In Europa sind gegenwärtig sechs Werke bekannt, wo Kohle oder Koks aus luftgetrocknetem Torf in Hochöfen verwandt werden, vier in Deutschland und Oesterreich und zwei in Rußland (Perm und Warschini, Ural). In keinem von diesen Werken wird aber Torfkohle ausschließlich benutzt, weil die Unsicherheit der Lieferung die Besitzer zwingt, außerdem einen beträchtlichen Vorrat von Holzkohle zu halten. Ein anderer Nachteil der Kohle aus luftgetrocknetem Torf ist ihre geringe Druckfestigkeit; sie kann sehr oft dem Gewichte der Erzladung im Hochofen nicht widerstehen. Um Torfkohle von hinreichender Festigkeit zu erzielen, muß guter, reifer Torf ausgewählt und einer besonderen Behandlung beim Trocknen unterworfen werden. Abgesehen von diesen Nachteilen hatte der Gebrauch von Torfkohle in Hochöfen sehr befriedigende Ergebnisse und wegen des niedrigen Schwefelgehalts ist sie ein ausgezeichneter Ersatz für Holzkohle. Da der Naßverkohlungsprozeß eine regelmäßige Lieferung von Torf ermöglicht, ist die Frage wichtig, ob durch Verkohlen oder Verkoken dieses Torfes ein für die Eisenindustrie brauchbares Erzeugnis geschaffen werden kann. Versuche ergaben, daß zwei verschiedene Produkte erhalten werden: aus Preßkuchen ein leichtes poröses Erzeugnis, das im Aussehen der Holzkohle ähnelt und welches wir im folgenden „Torfkohle“ nennen wollen, und ein sehr schweres, aus Torfbriketts gewonnenes Produkt, das wie Koks aussieht, ohne dessen große Poren zu besitzen, und als „Torfkoks“ bezeichnet wird. Bei den Versuchen wurden zuerst Retorten und große Eisentiegel mit 0,5–2,5 kg getrockneter, bei 180° C naßverkohlter Preßkuchen beschickt und direkt erhitzt. Retorten- und Tiegelprozeß ergaben kein günstiges Resultat, da die verkohlten Preßkuchen leicht mit den Fingern zu Pulver zerdrückt werden konnten. Bessere Ergebnisse wurden mit Preskuchen von 40–50 v. H. Wassergehalt erzielt; wenn das Erhitzen beim Tiegelprozeß sehr schnell vor sich ging, wurden große feste Stücke Torfkohle erhalten. Augenscheinlich ist dies einer chemischen Einwirkung des Wassers auf den Torf während des Prozesses zuzuschreiben. Um die Verkohlung unter ähnlichen Bedingungen, wie bei der Herstellung im Großen, zu prüfen, wurden drei Tiegel, gefüllt mit Preßkuchen von 5,20 und 40 v. H. Wassergehalt in einen Kopper'schen Koksofen mit Nebengewinnung gebracht. Die Deckel der Tiegel wurden fest mit Schrauben angezogen, die Tiegel mitten in die Ladung gesetzt und gut mit Kohlen umgeben. Als nach 26–28 Stunden die Koks ausgebracht, und die Tiegel untersucht wurden, ergaben die Preßkuchen mit 40 v. H. Wassergehalt die härteste und best zementierte Torfkohle; im ganzen waren alle drei Produkte nicht merklich von der im Tiegelofen erhaltenen Kohle verschieden. Die Ergebnisse aus 42 derartigen Versuchen sind in Tab. 13 kurz zusammengefaßt: Tabelle 13. Tiegelversuche Wassergehaltin v. H. Reinausbeutein v. H. Beschaffenheit derKohle   9 36,1 sehr schwach und bröcklig 50 32,4 hart   5 34,1 pulverig 20 33,7 schwach und bröcklig 40 32,9 hart Das Material für diese Versuche war bei 180° naßverkohlter Torf. Das Volumgewicht der erhaltenen Torfkohle war 0,20, entsprechend 200 kg f. d. cbm, während Durchschnittsholzkohle ein Volutngewicht von 0,14–0,16 hat. Analysen von drei Proben Torfkohle, die aus naßverkohltem Torf von verschiedenen Torflagern genommen wurden, hatten folgendes Ergebnis: Torf aus dem Torfmoorbezeichnet mit „S“v. H. „T“v. H. „L“v. H. Aschengehalt der Torfkohle 8,9 10,1 5,5 Schwefelgehalt der Torfkohle     0,042     0,06   0,05 Phosphorgehalt der Torfkohle   0,41     0,30   0,19 Nun wurden Versuche über die Druckfestigkeit der Torfkohle angestellt. Um regelmäßige Stücke für diese Versuche zu erhalten, wurden mit einer feinen Säge Würfel und rechteckige Prismen aus dem Material geschnitten, und, wie bei B ersichtlich, dem Drucke des am Ende des Hebelarms wirkenden Wasserballastes ausgesetzt. Das Wassergewicht wurde allmählich vergrößert, bis die Stücke zerdrückt wurden. Das Ergebnis enthält Tab. 14. Tabelle 14. Torfkohle Belastung bis zumBruch in kg/qcm Prisma ‖ erste Probe   42,5      „     ‖ zweite  „   37,3      „     ‖ dritte    „   39,3      „     ‖ vierte  „ (mit großen Poren)   19,6 Würfel ⊥ erste Probe   38,3      „     ⊥ zweite  „   39,1      „     ⊥ dritte    „             30      „     ⊥ vierte  „ (mit großen Poren)   22,6 Wenn die beiden Versuchsstücke mit den großen Poren als fehlerhaft ausgeschlossen werden, so war die Druckfestigkeit der Torfkohle im Durchschnitt gleich 37,8 kg f. d. qcm. Der Druck wirkte bei den mit || bezeichneten Proben in der Faserrichtung und bei den mit ⊥ bezeichneten im Winkel dazu. Zwei Proben Holzkohle wurden auf dieselbe Weise untersucht mit folgendem Ergebnis: Belastung bis zum Bruch in kg qcm Probe I Probe II Richtung des Druckes ‖ 56,5 86,6        „       „        „       ⊥   9,7 11,8 Druckfestigkeit im Mittel 33,2 49,2 Der große Unterschied zwischen diesen beiden Holzkohlen erschwert einen direkten Vergleich zwischen Holzkohle und Torfkohle, doch kann man wohl annehmen, daß Torfkohle fast die mittlere Festigkeit von Holzkohle erreicht. Da die Druckfestigkeit der Torfkohle nach obigen Versuchen noch verhältnismäßig gering ist, lag der Gedanke nahe, Torfbriketts zu verkoken. Um das beste harte „Torfkoks“ zu erhalten, müssen die Briketts langsam erhitzt werden, damit die Gase genügend Zeit zum Entweichen haben. Das Ergebnis war dann ein feinporiges Koks im Gewichte von 470–500 kg f. d. cbm, wogegen gewöhnliches Koks nur 360–450 kg f. d. cbm wiegt. Untersuchungen von 3 Proben hatten folgendes Resultat: Iv. H. IIv. H. IIIv. H. Gehalt an Asche   4,10   5,6 7,8      „     „  Phosphor   0,01   0,017   0,03      „     „  Schwefel   0,30   0,16   0,34      „     „  Kohlenstoff 88,1 84,4 –      „     „  Wasserstoff   1,9   2,6 – Stickstoff u. Sauerstoff, andere Bestandteile   6,7   7,4 – Der Heizwert f. d. kg ergab sich bei Torfkohle und Torfbriketts wie folgt: Torfkohle „S“ 7850 Kalorien „ „L“ 7600 „ Torfkoks „S“ 7300 „ „ „L“ 7700 „ Die Druckfestigkeit des Torfkoks wurde geprüft, wobei die Stücke wieder in regelmäßige Formen zersägt wurden. Torfkoks Belastung bis zumBruch in kg/qcm Würfel ⊥ 290     „      ‖ 397     „      ⊥ 230 Rechteckprisma ‖ 306           „              ‖ 253           „              ‖ 312 Druckfestigkeit im Mittel 298 Die bemerkenswerte Festigkeit des Torfkoks ermöglichte es, Stücke von der Form „A“ und „B“ (s. Fig. 10) auszuschneiden und auf Zugfestigkeit zu prüfen: Torfkoks Belastung bis zumBruch in kg/qcm Stück von der Form A 33     „      „     „     „    A (Oberfläche rissig) (16,6) fehlerhaft     „      „     „     „    B 32,9     „      „     „     „    B 34,5     „      „     „     „    B 46,5     „      „     „     „    B 30,7     „      „     „     „    B 38,6 Zugfestigkeit im Mittel 36 Koks von dieser Festigkeit wird unweigerlich die Last einer Ladung Eisenerz im Hochofen tragen, ohne zerdrückt zu werden. Textabbildung Bd. 325, S. 201 Fig. 10. Zum Schlusse bleibt noch über die Gewinnung von Gas aus naßverkohltem Torf zu berichten. Dr. Ekenberg vergaste 2 Proben von Preßkuchen in der Retorte und bestimmte den Heizwert des Gases mit dem Kalorimeter Simmance und Abady, mit folgendem Resultat: I. II. Ausbeute an rohem Gas f. d. t    (reduziert auf 760 mm und 0° C)   510 cbm 577 cbm Ausbeute an Torfkohle     45 v. H. 40,3 v. H. Heizwert des rohen Gases, brutto 4880 Kal. f. d.     cbm        „         „       „        „     nettoNach Abzug des kondensierten Wassers der Verbrennungsgase. 4145   „      „       „ Ausbeute an m. Pottasche gereinigt. Gase f. d. t (reduz. auf 760 mm u. 0° C)   462 cbm 523 cbm Heizwert des gereinigten Gases, brutto 5271 Kal. f. d. cbm        „        „           „             „     netto 4808   „   „      „ Fünf andere Versuche mit der Vergasung von Preßkuchen in einer Retorte mit Kondensatoreinrichtung, durch welche schwere Teeröle zu dem glühenden Inhalt zurückgeführt wurden, ergaben Gas von folgendem Heizwert: I. II. III. IV. V. Kalorien f. d. cbm. 6595 7068 7382 7096 7170. An die Messrs. Pattinson und Stead in Middlesbrough wurden Torfproben zur Untersuchung gesandt, die bei etwas niedrigerer Temperatur, als der obige Torf, verkohlt waren; das Ergebnis der Versuche ist nachstehend verzeichnet: Ausbeute an rohem Gas f. d. t 489,26 cbm Ausbeute an Koks 33,73 v. H. Leuchtkraft des Gases 18,45 Hefnerkerz. Ausbeute an m. Pottasche gereinigt. Gase 415,82 cbm Leuchtkraft dieses Gases 25,3 Hefnerkerz. Das aus naßverkohltem Torf erzeugte Gas ist praktisch frei von Schwefel, da der wenige im Torf vorhandene Schwefel in dem gewonnenen Teer und der zum Reinigen angewandten Pottaschenlösung verbleibt. Gewöhnliche Steinkohle ergibt eine Ausbeute von ungefähr 308 cbm f. d. t mit einem Heizwert von 5100–5800 Kalorien f. d. cbm und einer Leuchtkraft von ungefähr 19 Hefnerkerzen; man ersieht aus diesen Ziffern im Vergleiche zu den oben angegebenen, daß der naß verkohlte Torf wohl ernstlich als ein geeignetes Material zur Erzeugung von Heiz- und Leuchtgas in Frage kommt. In der Gasausbeute sind 2 t naßverkohlter Torf gleich 3 t der. besten Gaskohle und das nebenbei erzeugte Torfkoks wird höhere Preise als gewöhnliches Gaskoks erzielen, weil es ganz frei von Schwefel ist. Obige Zahlen zeigen auch, daß beim Betriebe eines modernen Verkohlungsofens mit Nebengewinnung, der ungefähr 140–168 cbm Gas f. d. verkohlte t Kohle erfordert, ein genügender Ueberschuß von Gas vorhanden ist, um Hitze und Kraft für eine vollständige Anlage zur Erzeugung naßverkohlten Torfes aus Rohtorf zu liefern. Vorstehende Untersuchungen, Berichte und Experimente zeigen, daß zur Ausnutzung von Torfmooren durch den neuen Prozeß folgende Kombinationen von Anlagen je nach den verschiedenen Erfordernissen in Frage kommen: Fabrikation von Torfbriketts für allgemeine Zwecke. a) Naßverkohlungsanlage b) Brikettieranlage c) Gaserzeuger mit Ammoniumwiedergewinnung d) Gasmaschinenkraftanlage (Siehe Fig. 7–9, Plan einer Torfbrikettfabrik) Fabrikation von Torfkohle a) Naßverkohlungsanlage b) Verkokungsofen mit Nebengewinnung und Ammoniumwiedergewinnung d) Gasmaschinenkraftanlage Fabrikation von hartem Torfkoks für Hochöfen a) Naßverkohlungsanlage b) Brikettieranlage c) Verkokungsofen mit Nebengewinnung d) Gasmaschinenkraftanlage Erzeugung von Gas für Beleuchtungszwecke a) Naßverkohlungsanlage b) Gaswerk, wie jetzt für Kohle im Gebrauch c) Gasmaschinenkraftanlage Erzeugung von elektrischem Licht und Kraft (besonders bei hohem Stickstoffgehalt des Torfes zu empfehlen) a) Naßverkohlungsanlage b) Gaserzeuger mit Ammoniumwiedergewinnung c) Elektrische Dynamos, durch Gasmotoren betrieben. Jede einzelne dieser Kombinationen ist für industrielle oder öffentliche Zwecke von Bedeutung, da sie außer billigem und gutem Brennstoff und Koks auch Gas und Elektrizität zu Kraft- und Lichtzwecken bei billigen Herstellungskosten liefern. Besonders bei der Erzeugung von elektrischem Strom eröffnet der Naßverkohlungsprozeß neue Gebiete, da es wohl möglich ist, Elektrizität ebenso billig aus einem Torflager als aus einer vorhandenen Wasserkraft zu erzeugen, ja sogar noch billiger, wenn der Stickstoffgehalt des Torfes 1,3 v. H. übersteigt. Wie wichtig eine rationelle Ausnutzung der meist ödliegenden Torfmoore wäre, geht schon aus der Aufmerksamkeit hervor, die alle Staaten dieser Frage widmen; in Preußen besteht z.B. der staatlich unterstützte „Verein zur Förderung der Moorkultur“, der es sich zur Aufgabe gestellt hat, aus den großen ungenutzten Torfmooren Preußens durch Besiedelung usw. wenigstens eine ganz bescheidene Rente zu ziehen.