Titel: | Polytechnische Schau. |
Autor: | Sander |
Fundstelle: | Band 341, Jahrgang 1926, S. 181 |
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Polytechnische Schau.
(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge
– nur mit Quellenangabe gestattet.)
Polytechnische Schau.
Gewinn aus Kohle. Ueber dieses Thema machte Direktor
K. Loebinger bei einem von der AEG veranstalteten Vortragsabend vor einer
zahlreichen Zuhörerschaft interessante Mitteilungen. Ausgehend von der derzeitigen
Krise im deutschen Kohlenbergbau und der Belastung unserer, gesamten Wirtschaft
erörterte der Vortragende die heutigen Gestehungskosten und Verkaufspreise für
Stein- und Braunkohle und zeigte an Hand von bildlichen Darstellungen, in wie hohem
Maße die Braunkohle vor der Steinkohle bezüglich ihres Wärmepreises im Vorsprung ist
(10 Mill. WE kosten heute in Form von Rohbraunkohle 14,15 RM., in Form von
Fördersteinkohle dagegen 22,– RM.). Dieser Vorsprung wirkt sich jedoch für den
Kohlenverbraucher meist nur in recht geringem Umfang aus, da für die wasserreiche
Braunkohle die gleichen Frachtsätze gelten wie für die hochwertige Steinkohle. Der
Wettbewerb der einzelnen Brennstoffe untereinander im Hinblick nicht nur auf die
Frachtkosten, sondern auch auf ihren feuerungstechnischen Wirkungsgrad wurde noch
näher besprochen, wobei der Vortragende zu dem Ergebnis kam, daß z.B. ein Kraftwerk
in Halle zweckmäßig nur mit Rohbraunkohle, ein solches in Erfurt nur mit
Braunkohlenbriketts betrieben werden kann, daß dagegen ein Kraftwerk in Eisenach
etwa auf der Grenze liegt, wo die Steinkohle bereits in den engsten Wettbewerb mit
dem Braunkohlenbrikett tritt.
Eine neue Möglichkeit der Gewinnsteigerung aus Kohle bietet sich in der Oelgewinnung
auf dem Wege der Verschwelung. Bei der Verschwelung der Braunkohle wird ein der
Steinkohle fast gleichwertiger Halbkoks gewonnen, der sich hervorragend zum Betrieb
der immer mehr in Anwendung kommenden Staubfeuerungen eignet. Die Verwendung von
Braunkohlenhalbkoks ist z.B. gegenüber Ruhrsteinkohle noch weit jenseits der halben
Grubenentfernung wirtschaftlich. In Mitteldeutschland ist die Verschwelung von
Braunkohle bekanntlich schon seit mehr als 60 Jahren in Anwendung, doch fällt in dem
hier ausschließlich benutzten Rolle-Ofen ein erheblicher Teil der aus der Kohle
herausdestillierenden Oele der Zersetzung anheim, so daß die aus der mitteldeutschen
Schwelindustrie dem Markte zufließenden Oelmengen nicht sehr groß sind. Will
man die höchstmögliche Oelmenge aus der Kohle gewinnen, so darf man sie nicht
wesentlich höher als auf 500° erhitzen und muß zugleich dafür Sorge tragen, daß die
gebildeten Teerdämpfe sofort nach ihrer Entstehung in kühlere Zonen abgeführt
werden, wo sie gegen nachträgliche Zersetzung geschützt sind. Nach diesem Grundsatz
ist in den letzten Jahren eine ganze Reihe von Schwelöfen konstruiert worden, die
man in 2 große Gruppen einteilen kann: 1. Oefen mit unmittelbarer Beheizung
(Spülgasverfahren) und 2. Oefen mit mittelbarer Beheizung (Heizflächenverfahren).
Während die Oefen der ersten Gruppe sich nur für stückige Kohle, nicht aber für
mulmige Braunkohle eignen, haben manche Oefen der zweiten Gruppe, und zwar besonders
die liegenden Drehöfen, den Nachteil, daß sie einen Teer liefern, der durch
Flugstaub stark verunreinigt und daher minderwertig ist.
Textabbildung Bd. 341, S. 181
Abb. 1.
Von der Kohlenveredlung G. m. b. H., Berlin, einer unter Führung der AEG 1923
gegründeten Studiengesellschaft, wurde in den letzten Jahren ein neuer lotrechter
Drehofen gebaut und eingehend erprobt, der sich gegenüber den bestehenden Bauarten
durch hohen Durchsatz, geringen Kraft- und Unterfeuerungsbedarf, sowie dadurch
auszeichnet, daß er einen völlig ausgeschwelten, gleichmäßigen und wasserfreien
Halbkoks, sowie einen wasser- und staubfreien Urteer in einer der
Laboratoriums-Schwelanalyse vollständig gleichkommenden Ausbeute liefert. Nachdem
sich ein Versuchsofen von 25 t Tagesdurchsatz sowohl für die verschiedensten
Braunkohlen, als auch für staubförmige Steinkohle und Oelschiefer gut bewährt hat,
wurde Ende 1925 auf der Grube Leopold in Edderitz bei Cöthen die erste Einheit einer
Großanlage in Betrieb genommen, die nach völligem Ausbau über 4 Drehöfen für einen
täglichen Durchsatz von je 100 t Rohbraunkohle verfügen wird.
Textabbildung Bd. 341, S. 182
Abb. 2.
Textabbildung Bd. 341, S. 182
Abb. 3.
Wie Abbildung 1 zeigt, besteht der Ofen aus einem
gußeisernen, stehenden, geschlossenen Zylinder mit kegelförmigen Gleitflächen, der
sich langsam dreht (1 Umdrehung in 3 Minuten). Um diesen Zylinder ist ein ruhender,
durchbrochener Gasabzugzylinder herumgebaut, der ebenfalls kegelförmige
Führungsflächen hat. Das Schwelgut durchläuft den Ringraum zwischen den beiden
Zylindern von oben nach unten, wobei sich die Kohle abwechselnd auf die drehenden
Gleitflächen des inneren und auf die ruhenden Führungsflächen des äußeren Zylinders
stützt. Abb. 2 zeigt auf der linken Seite die
Anordnung der Gleit- und Führungsflächen, während auf der rechten Seite der
Rieselvorgang der Kohle und die Abführung der Schwelgase dargestellt ist.
Im Gegensatz zu allen bisher ausgeführten Bauarten erfolgt die Beheizung des Ofens
von innen nach außen derart, daß die in einem Gasbrenner entwickelte Wärme
vollständig in den umgebenden Kohlenmantel hineinwandert, der seinerseits gegen
Wärmeverluste auf einfache Weise geschützt werden kann. Im Innern des Ofens ist ein
feuerfester Strahlkörper (Abb. 3) eingebaut, der
gleichzeitig zur Führung der Feuergase dient. Durch diese Anordnung wird ein
vorzüglicher Wärmeübergang vom Heizgas auf das Schwelgut erreicht; hieraus, sowie
durch die dauernde Umlagerung der Kohle erklärt sich auch der ungewöhnlich hohe
Durchsatz des neuen Ofens.
Der ausgegarte Halbkoks stürzt im unteren Teile des Ofens auf eine mitdrehende
Austragplatte; einstellbare Ausräumer streifen ihn in die darunterliegende Kühlrinne
ab, aus der er ununterbrochen ausgetragen wird. Diese Arbeitsweise ermöglicht die
Gewinnung von vollkommen wasserfreiem Halbkoks, der unmittelbar danach gemahlen und
in einer Staubfeuerung verbrannt werden kann.
Textabbildung Bd. 341, S. 182
Abb. 4.
Die teerhaltigen Schwelgase entweichen sofort nach ihrer Entstehung durch die
Schlitze des äußeren Zylinders in einen Ringraum, der sie gegen jegliche Zersetzung
schützt; von hier werden sie der Kondensationsanlage zugeführt, wo in bekannter
Weise zunächst der Teer, denn das Schwelwasser und schließlich das Gasbenzin
abgeschieden werden. Das gereinigte Gas kann zur Beheizung des Ofens dienen, oder
auch zur Fernversorgung Verwendung finden, in welchem Falle die Beheizung des
Schwelofens mit Generatorgas erfolgt. Bei der neuen Anlage besteht die Möglichkeit,
das Gas in mehreren Fraktionen dem Ofen zu entnehmen und so ein kohlensäurearmes Gas
von hohem Heizwert zu gewinnen, das für die Fernversorgung besonders geeignet
ist.
Abb. 4 zeigt das Wärmediagramm einer Schwelanlage mit
zugehörigem Dampfkraftwerk. Man ersieht daraus, daß in dem Halbkoks 46% und in dem
Schwelteer 31% der in der Rohkohle enthaltenen Wärme gewonnen werden, wobei
natürlich eine ganz bestimmte Kohle zugrunde gelegt ist.
Im Anschluß hieran ging der Vortragende noch näher auf die wirtschaftlichen
Aussichten der Braunkohlenschwelung ein und wies nach, daß der Reingewinn hierbei
430% von demjenigen ist, der bei dem Verkauf von Rohbraunkohle erzielt wird.
Sander.
Beitrag zur Untersuchung von
Aluminium-Silizium-Legierungen. Es war von Interesse, die unter dem Namen
Alpax oder Silumin bekannten Aluminium-Silizium-Legierungen sowie den Einfluß eines
dritten und vierten Metalles mit oder ohne Wärmebehandlung hinsichtlich der
Belegung, Scherfestigkeit, Härte und des mikrographischen Aussehens (in einigen
Fällen auch hinsichtlich des Verschleisses und der Sprödigkeit) zu untersuchen. Nachdem vom
Gesichtspunkte der Herstellung der binären Legierung festgestellt worden war. daß
beim Gießen die Ergebnisse um so besser ausfallen, je höher die
Abkühlungsgeschwindigkeit ist, wurden die günstigsten Zubereitungsbedingungen
folgendermaßen bestimmt: Feinern mit Natrium bei 775°, Gießen bei 675°. Der beste
Gehalt an Natrium beträgt 0,5%, und zwar nimmt der Einfluß dieses Elementes von da
ab bis 1% mit steigender Abkühlungsgeschwindigkeit nach dem Gießen ab. Es ist daher
anzunehmen, daß nur ein Teil des Natriums zur eigentlichen Feinerung dient, während
der Rest eine ternäre Zusammensetzung mit dem Aluminium und Silizium bildet.
Es wurden auch andere Zusätze beobachtet, nämlich Kalium, Calcium, Magnesium, Cer,
Zink, Kupfer, Antimon, Nickel, Wismut, Mangan, Eisen, Cadmium, Blei,
Kupfer-Magnesium (50%), Kupfer-Mangan (50%), Kupfer-Phosphor (15%), aber keines
dieser Elemente vermochte das Natrium zu ersetzen. Eisen, selbst in geringen Mengen,
ist zu vermeiden. Bei den anderen Metallen war der Einfluß unbedeutend mit Ausnahme
beim Zusatz von Kupfer, Magnesium, Kupfer-Magnesium und Magnesium-Zink in Gehalten
von 2 bis 5%. Die folgende Zahlentafel bringt einige Ergebnisse über diese
Legierungen, auf die die Wärmebehandlung einen Einfluß ausübt, namentlich nach dem
Gießen in Sandform, während der Kokillenguß eine Härtung zur Folge hat. Das Glühen
bei 400° während einer Stunde vermindert die Härte und ein Altern bei gewöhnlicher
Temperatur ruft infolge des Niederschlages der Verbindungen Mg2Si oder Al2Cu wie
im Duralumin eine Härte hervor; die höchste Härte wird nach rund 70 Stunden
erreicht. Zwar beschleunigt ein Anlassen bei 100° diesen Zustand, doch empfiehlt es
sich, über 125 bis 150° nicht hinauszugehen, da sonst eine Härteabnahme eintreten
kann.
Zahlentafel.
AlpaxoderSiluminmit
Gehalt%
Gußart
Behandlung
Brinell-einheit
Scher-festig-keitmm2
Durch-biegungin mm
spez.Schlag-arbeitin kg
Mg
3
Kokille
rohgegossen
89
17,5
0,8
0,4
Mg
5
Sand
gehärt. 500°angel. 150°
92
14,5
0,8
0,3
Mg
5
Kokille
gehärt. 500°angel. 100°
93–99
17
1,2
0,2
Cu-Mg
2
Kokille
gehärt. 500°angel. 125°
93
19
1,7
0,6
Cu-Mg
5
Sand
gehärt. 500°angel. 125°
96
15,5
0,7
0,3
Cu-Mg
5
Kokille
rohgegossen
105
20
0,5
0,2
Cu-Mg
5
Kokille
gehärt. 500°angel. 100°
105
23
0,6
0,2
Mg-Zn
2
Kokille
gehärt. 500°
93
19
1,5
0,4
Alpax oder Silumin ohne Zusatz, in Kokillen
gegossen
60
14
2,6
0,6
(Comptes Rendus de l'Academie des Sciences.)
Dr.-Ing. Kalpers.
Motalin. Unter diesem Namen kommt bekanntlich seit kurzer
Zeit ein neuer, nichtklopfender Motorenbrennstoff in den Handel. Motalin ist ein
Benzin, das nach einem der Badischen Anilin- und Soda-Fabrik geschützten Verfahren
durch Zusatz einer kleinen Menge Eisenkarbonyl klopffrei, d.h. kompressionsfest
gemacht ist. Veranlaßt durch den stark steigenden Benzinverbrauch hat man in den
letzten Jahren den Motorentreibmitteln höher siedende Erdölfraktionen zugesetzt, die
das Klopfen der Motoren verursachten; in gleicher Richtung wirkte die stärkere
Kompression des Benzins in den neueren Motorenbauarten. Die Bestrebungen, das
Klopfen der Motoren durch andere konstruktive Aenderungen als durch
Verminderung der Kompression zu beseitigen, hatten bisher nicht den gewünschten
Erfolg, somit mußte man den Brennstoff durch gewisse Zusätze klopffrei machen. Als
solcher Zusatz hat sich bekanntlich das Benzol gut bewährt, doch wird es nicht in
genügenden Mengen hergestellt, um den sehr großen Bedarf zu decken. Man mußte daher
Stoffe ausfindig machen, die in beliebigen Mengen herstellbar waren.
In Amerika machte man die Beobachtung, daß ein Zusatz von Bleitetraäthyl zum Benzin
dieses klopffrei macht, doch hat dieser Zusatz den Nachteil, daß das Bleitetraäthyl
außerordentlich giftig ist. Von diesem Nachteil ist das Eisenkarbonyl frei. Die
Herstellung dieser bereits im Jahre 1891 entdeckten Verbindung in größeren Mengen
bot beträchtliche Schwierigkeiten, die aber jetzt behoben sind, so daß in
Ludwigshafen solche Mengen hergestellt werden können, daß damit das gesamte in
Europa verbrauchte Benzin zu einem klopffreien Betriebsstoff veredelt werden könnte.
Eisenpentakarbonyl, Fe (CO)5, ist eine rotgelbe
Flüssigkeit mit dem hohen spezif. Gewicht 1,45; es siedet bei 103° und hat bei 20°
einen Dampfdruck von etwa 30 mm Quecksilbersäule, so daß es gleichmäßig mit dem
Benzin verdunstet, mit dem es in jedem Verhältnis mischbar ist. Im Sonnenlicht
zersetzt sich das Eisenkarbonyl, während es im Dunkeln durchaus beständig ist und
unbegrenzte Zeit aufbewahrt werden kann. Ein Zusatz von 0,2 bis 0,25% Eisenkarbonyl
genügt bereits, um Benzin klopffrei zu machen. (Erdöl u. Teer 1926, S. 219 bis
222)
Sander.
Ueber die Synthese von Methylalkohol durch Reduktion von
Kohlenoxyd hat G. Patart interessante Untersuchungen angestellt, worüber er
in den Comptes rendus berichtet. Wenn man ein Gemisch von 1 Vol. Kohlenoxyd und 1,5
bis 2 Vol. Wasserstoff in einem geschlossenen Gasstrom unter 150 bis 250 at Druck
und bei 400 bis 420° C. über einen Katalysator strömen läßt, der aus reinem Zinkoxyd
entweder in Körnern oder in auf Asbest niedergeschlagenen Flocken besteht, so erhält
man durch Abkühlung auf 20° ein Kondensat, das fast nur aus Methylalkohol und Wasser
besteht. Das Kondensat ist grün und hat bei 19° C. das spezif. Gewicht 0,896. Die
Flüssigkeit wurde mit Phosphorsäure angesäuert und unter Verwendung eines
Rektifizieraufsatzes nach Vigreux destilliert, wobei folgende Mengen übergingen:
von 59 bis
65°:
: 1 Vol. Proz.
bis
69,5°
: 64 Vol. Proz.
bis
74°
: 65 Vol. Proz.
bis
87°
: 66 Vol. Proz.
Das Destillat war reiner Methylalkohol, der durch Spuren von
Verunreinigungen zwar einen unangenehmen Geruch hatte, aber weder Aldehyd noch
Azeton enthielt.
Die zirkulierenden Gase, denen anstelle der in Reaktion getretenen Mengen stets das
gleiche Volumen frischer Gase zugesetzt wurde, hatten folgende Zusammensetzung:
zu Beginn
nach 7 ½ stündigemBetrieb
Kohlensäure
3,0%
4,8%
Sauerstoff
0,2
–
Kohlenoxyd
33,8
40,2
Methan
–
5,4
Wasserstoff
58,7
41,6
Stickstoff
4,3
8,0
Aus diesen Versuchsergebnissen glaubt Patart schließen zu dürfen, daß die
industrielle Gewinnung von Methylalkohol auf diesem Wege keine ernstlichen
Schwierigkeiten bereiten wird. (Comptes rendus, Bd. 179, S. 1330 bis 1332.)
Sander.
Zur Geschichte der industriellen Synthese des
Methylalkohols macht die Badische Anilin- und
Soda-Fabrik einige Bemerkungen von allgemeinem Interesse. Schon im Jahre
1913 wurde in Ludwigshafen die katalytische Hydrierung des Kohlenoxyds unter Druck
experimentell studiert und dabei die grundlegende Feststellung gemacht, daß auf
diese Weise flüssige Kohlenwasserstoffe, sowie Alkohole, Aldehyde usw. gewonnen
werden können, während die Hydrierung des Kohlenoxyds ohne Druck nur Methan liefert.
Die weitere Ausarbeitung dieses patentierten Verfahrens (DRP. 293787, 295202/03)
mußte mit Rücksicht auf die großtechnische Durchführung der Ammoniaksynthese sowie
auf andere dringliche Kriegsaufgaben damals unterbleiben.
Im Jahre 1922 erschien nun ein Patent von Patart (franz. Patent Nr. 540 543) über die
synthetische Herstellung von Alkoholen, Aldehyden, aliphatischen und aromatischen
Säuren, das aber nach Angabe von Patart selbst nicht das Ergebnis von Versuchen war.
Dieses Patent ist auf die Arbeiten in Ludwigshafen ohne Einfluß gewesen, zumal es
mit keinem der in dem Patent genannten Katalysatoren gelingt, Methanol industriell
herzustellen. Die erfolgreichen technischen Versuche in Ludwigshafen mit geeigneten
Kontaktmassen, geeignetem Gefäßmaterial und geeignetem Gas stammen aus der
Jahreswende 1922/23 und führten sehr rasch zu einer Uebertragung des Verfahrens in
den Großbetrieb (Mitte 1923). Patart hat erst Anfang 1923 eine kleine Versuchanlage
in Betrieb genommen und später nach anfänglich irreführenden Ergebnissen mit
ähnlichen Kontaktmassen, wie sie in Ludwigshafen verwendet wurden, Erfolge erzielt.
Angaben in ausländischen Zeitschriften, denen zufolge die Versuche der Badischen
Anilin- und Soda-Fabrik auf den Ergebnissen von Patart aufgebaut seien, treffen
somit nicht zu, vielmehr sind in Ludwigshafen zum ersten Male brauchbare
Katalysatoren für die Synthese des Methanols und seiner höheren Homologen sowie die
dabei weiter erforderlichen Arbeitsbedingungen aufgefunden worden, wodurch erst die
Grundlage für die technische Verwirklichung dieser Synthese geschaffen worden ist.
(Zeitschr. f. angewandte Chemie 1925, S. 546 bis 547.)
Sander.
Ueber die Verkohlung von Holz nach dem Lignizitverfahren
berichtet Prof. Dr. H. Strache. Das neue Verfahren verdankt seine Entstehung dem
Bestreben, aus Holzabfällen einen hochwertigen Brennstoff zu erzeugen, ferner die
Verkohlung des Holzes in der Weise zu leiten, daß ohne kostspielige Großanlagen auf
einfache Weise auch die Nebenprodukte der Holzdestillation gewonnen werden können.
Das neue Verfahren steht somit in der Mitte zwischen der alten einfachen
Meilerverkohlung, bei der keine Nebenprodukte gewonnen werden, und den großen
Anlagen zur Holzverkohlung mit Nebenproduktengewinnung, deren Baukosten recht hoch
sind und deren Rentabilität durch die Zufuhr des Holzes aus großer Entfernung oft
beeinträchtigt wird.
Das neue von Prof. Strache in Gemeinschaft mit Ing. Polcich erfundene Verfahren (D.
R. P. 409475) hat also nichts mit der künstlichen Herstellung von Steinkohle
aus Holz zu tun, wie mehrfach fälschlich behauptet worden ist. Vielmehr ist der neue
Brennstoff „Lignizit“ der Holzkohle ähnlich, jedoch mit ihr nicht ganz
identisch. Er kann in drei verschiedenen Modifikationen gewonnen werden, die
zueinander in ähnlichem Verhältnis stehen wie Steinkohlen verschiedenen Alters. Eine
dem Anthrazit vergleichbare Modifikation zeichnet sich gegenüber der Holzkohle durch
höheren Heizwert, sowie durch größere Härte aus, namentlich wenn als Ausgangstoff
weiches Holz benutzt wurde. Er ist wie alle Erzeugnisse der Holzverkohlung
schwefelfrei und infolgeddessen für manche industrielle Zwecke besonders wertvoll.
Der sehr geringe Aschengehalt des neuen Brennstoffes macht diesen namentlich auch
für den Generatorenbetrieb geeignet, da hierdurch die Bedienung wesentlich
erleichtert wird.
Die Kosten des neuen Verfahrens sollen im wesentlichen von den Kosten der Holzzufuhr
abhängig sein, jedoch nicht in dem Maße, wie bei den bestehenden großen
Holzverkohlungsanlagen, und zwar deshalb, weil der neue Apparat auch in kleinerer
Ausführung wirtschaftlich arbeitet und somit eine Dezentralisation der
Verkohlungsanlagen ermöglicht. Natürlich hat das Lignizitverfahren ganz besondere
Bedeutung für holzreiche Gegenden, die weitab von Kohlenrevieren liegen. (Ztschr.
Oesterr. Verein Gas- und Wasserfachm. 1925, S. 183 bis 184.)
Sander.
Der Steinkohlenbergbau in Holland. Die Kohlenförderung
Hollands weist für das Jahr 1925 eine erhebliche Zunahme auf, nämlich von 6,18 auf
7,12 Mill. t, woran hauptsächlich die staatlichen Zechen beteiligt sind. Diese
hatten im Jahre 1924 zum ersten Male eine größere Förderung als die privaten Zechen
und im vergangenen Jahre stellte sich das Verhältnis der Förderung bereits auf
nahezu 4: 3. Die Entwicklung der Kohlenförderung Hollands seit dem Jahre 1913 zeigt
folgende Zahlentafel:
Jahr
Tonnen
Jahr
Tonnen
Jahr
Tonnen
1913
1878079
1916
2656087
1919
3401546
1914
1928540
1917
3007925
1920
3940595
1915
2202148
1918
3399512
1921
3921125
1922
4570260
1924
6179006
1923
5282032
1925
7116260
Diese Zusammenstellung zeigt, daß die Kohlenförderung mit Ausnahme des Jahres 1921,
das einen kleinen Rückgang aufweist, eine stetige, bemerkenswerte Zunahme erfahren
hat, und zwar ist im Laufe der letzten 10 Jahre nahezu eine Verdreifachung der
holländischen Kohlenförderung zu verzeichnen.
Der gesamte Kohlenverbrauch Hollands betrug 1925 rund 10,3 Mill. t, womit wieder der
Verbrauch des Jahres 1913 erreicht ist. Hiervon konnten im Jahre 1925 bereits 68,3%
aus der eigenen Förderung gedeckt werden (gegenüber 61,5% im Vorjahre). Die
Kohleneinfuhr stieg zwar im Jahre 1925 von 7,7 auf 8,9 Mill. t, gleichzeitig erhöhte
sich aber auch die Kohlenausfuhr von 4,0 auf 5,7 Mill. t. (Stahl u. Eisen 1926, S.
590.)
Sander.