Titel: Penot, über die Fabrication des Leuchtgases.
Autor: Penot,
Fundstelle: 1841, Band 80, Nr. XLVII. (S. 185–191)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj080/ar080047

XLVII. Bemerkungen über die Fabrication des Leuchtgases; von Hrn. Dr. Penot.

Aus dem Bulletin de la Société industrielle de Mulhausen, No. 66.

Unter allen Substanzen, durch deren Verbrennung man sich künstliches Licht verschafft, liefert keine eine so glänzende Flamme wie das Leuchtgas; die Gasbeleuchtung verbreitet sich jezt auch sehr rasch in den größeren Städten. Die technische Bereitungsart des Leuchtgases scheint mir jedoch noch nicht die Vollkommenheit, deren sie fähig ist, erreicht zu haben. Ich habe in der lezten Zeit über diese Fabrication einige Versuche im Kleinen angestellt, welche ich hiemit bekannt machen will, weil sie im Großen eine nüzliche Anwendung gestatten dürften.

Meine ersten Versuche bezogen sich auf den möglichen Wassergehalt der Steinkohlen, dessen Einfluß auf ihre Ergiebigkeit an Gas ich ausmittelte. Ich benuzte hiezu die kleinen Steinkohlen (Staubkohlen), wie sie auf dem Canal in Mülhausen ankommen, und troknete sie bei gelinder Wärme aus, wobei sich ergab, daß sie 10 Proc. Wasser enthalten. Sodann befeuchtete ich eine andere Portion derselben Steinkohlen, bis sie gerade so feucht aussahen, wie es der Fall ist, nachdem man sie einige Zeit dem Regen ausgesezt hat; sie enthielten nun 21 Proc. Wasser. Dieser Umstand ist vielleicht nicht bei allen Versuchen berüksichtigt worden, welche man im Großen angestellt hat, um entweder die Heizkraft verschiedener Steinkohlen oder den Einfluß irgend einer Abänderung der Heizapparate zu bestimmen. Ich weiß nicht, ob 21 Proc. immer das Maximum ausmachen; wenn aber 100 Kilogr. mit Feuchtigkeit gesättigter Steinkohlen in der That nur 79 Kilogr. trokner Kohlen enthalten und 4 Kilogr. zum Verdampfen der 21 Kilogr. Wasser nöthig sind, so können nur noch 75 Kilogr. Kohlen effectiv nuzen, daher die Differenz 25 Proc. beträgt. Allerdings wird man niemals, besonders zu Versuchen, so feuchte Steinkohlen wie diese angewandt haben; wenn man aber das Austroknen derselben unterließ, kann man leicht in Fehler verfallen seyn, welche nicht unter 10–12 Proc. betragen. Hieraus sieht man auch, wie vortheilhaft es seyn muß, die als Brennmaterial dienenden Steinkohlen unter Schoppen aufzubewahren; sie troknen dann aus und können nicht so verderben, wie es bei einigen der Fall ist, wenn sie abwechselnd dem Regen und dem schönen Wetter ausgesezt sind.

Ich komme nun auf die Leuchtgasbereitung zurük. Steinkohle, welche 10 Proc. Wasser enthielt, wurde bis zur gänzlichen Erschöpfung |186| destillirt und das Gas, nachdem es auf gewöhnliche Weise gereinigt worden war, in Gloken aufgefangen, wovon jede 5 Liter faßte; aus diesen ließ ich es unmittelbar in eine mit einem Hahn versehene Gloke treten, um es zu verbrennen. Das Aufsammeln des Gases in mehreren Gloken gestattete, seine Güte in verschiedenen Zeitpunkten der Destillation zu prüfen. Ich erhielt von 1 Kilogr. dieser Steinkohle:

gutes Gas, welches mit einer weißen und lebhaften Flamme brannte 160 Lit.
schlechtes Gas, welches eine rothe Flamme ohne Glanz gab 92 –
–––––
Summe 252 Lit.

wovon nur 160 zur Beleuchtung brauchbar gewesen wären, so daß man also nach deren Gewinnung die Destillation hätte unterbrechen müssen. Ohne Zweifel kennt man in jeder Gasfabrik den Zeitpunkt, wo es am zwekmäßigsten ist, die Retorten frisch zu beschiken. Ich erhielt als Rükstand bei dieser Operation 632 Gramme Kohks.

Dieselbe Steinkohle lieferte im ausgetrokneten Zustande per Kilogramm:

gutes Gas 240 Lit.
schlechtes Gas 92 –
–––––
Summe 332 Lit.

Steinkohle, welche 10 Proc. Wasser enthielt, lieferte also per Kilogramm bei der Destillation nur 160 Lit. oder 4,67 Kubikfuß gutes Gas, während man mit demselben Gewicht ausgetrokneter Steinkohle 240 Lit. oder 7 Kubikfuß erhielt, gerade um die Hälfte mehr. Ich bekam bei dieser Operation 668 Gramme Kohks, etwas weniger als von feuchter Steinkohle; wenn man aber mehr Gas bekommt, muß man auch weniger Kohks erhalten. Endlich dauerte die Destillation bei trokener Kohle auch nicht so lange wie bei feuchter, daher noch an Zeit und Brennmaterial erspart wurde.

Der bedeutende Unterschied in der Ergiebigkeit der trokenen und feuchten Steinkohle ist nach meiner Ansicht dem Umstande zuzuschreiben, daß am Anfang der Operation ein großer Theil der Wärme zum Verdampfen des Wassers verwendet wird, folglich die Temperatur in der Retorte nicht hoch genug steigt und eine beträchtliche Menge Theer überdestillirt, ohne sich zu zersezen. Ich habe auch beobachtet, daß es in diesem Falle länger dauert, bis das Gas in reichlicher Menge entsteht, so wie überhaupt die ganze Operation länger währt. Vielleicht ist der Unterschied in den Fabriken nicht so bedeutend, weil man die Retorten, während sie noch rothglühend sind, frisch beschikt; ich bin aber überzeugt, daß man immer einen merklichen Vortheil |187| durch das vorläufige Austroknen der Kohlen erreichen wird, welches noch dazu ohne Kosten bewerkstelligt werden kann, indem man jeden Tag die am folgenden zu destillirenden Kohlen an den Oefen ausbreitet.

Es handelt sich aber nicht bloß darum, eine große Menge Gas zu erhalten, sondern auch um die Beschaffenheit desselben. Die Consumenten verlangen nicht nur eine bestimmte Menge Doppelt-Kohlenwasserstoffgas, sondern wollen die ganze Masse Licht, deren sie bedürfen, verwenden; jeder öffnet daher mehr oder weniger die Hähne seiner Brenner, um es beständig von gleichem Glanz zu haben, und so wird durch einen stärkeren Strom ersezt, was dem Gas an Güte fehlt. Man würde sich also täuschen, wenn man in einer Gasfabrik, um das tägliche Erträgniß zu bestimmen, sich damit begnügen wollte, die Menge des erhaltenen Gases zu messen; dieselbe muß offenbar noch mit der Leuchtkraft combinirt werden, indem man das Licht des Gases mit dem einer Lampe vergleicht.

Das Verfahren, wie man in den Gasanstalten das Gas mißt, ist so mangelhaft, daß man bisweilen in große Irrthümer verfallen kann; bekanntlich geschieht dieß mit dem Gasometer, dessen Höhe in gleiche Theile eingetheilt ist. Nun nimmt man aber auf die Temperatur, welche auf das Volumen einen sehr großen Einfluß hat, gar keine Rüksicht, und hiebei ist nicht nur die Ausdehnung des Gases, sondern auch die Spannung des Wasserdampfes zu berüksichtigen, womit der Inhalt des Gasometers stets gesättigt ist und welcher mit der Temperatur sehr zunimmt. Um wirklich vergleichbare Zahlen zu erhalten, muß man also immer das Volumen des trokenen und auf die Temperatur von 0° reducirten Gases bestimmen.

Es ist nicht schwer, die Formel für diese Berechnung zu finden. Da die Volume sich zu einander wie die Höhen verhalten, so haben wir nur diese Größen zu berüksichtigen. Es sey also h die Höhe des Gasometers, welcher mit Doppelt-Kohlenwasserstoff bei der Temperatur t gefüllt ist; P der äußere Druk, f die Spannung des bei t° gesättigten Wasserdampfes und h' die Höhe, wenn das Gas troken und auf 0° reducirt ist. Da das Gefäß ausdehnbar ist, so sind die Volume dem Druk proportional, und wir haben

h' : h = P : P (1 + at) + f;

worin a der Coefficient der Ausdehnung der Gase ist. Hieraus ergibt sich

Textabbildung Bd. 80, S. 187

Streng genommen müßte man auch noch den Druk und die Ausdehnung des Gasometers selbst berüksichtigen und auch die Differenz des Wasserstandes inner- und außerhalb des Gasometers; dadurch würde |188| aber die Formel zu complicirt und das Endresultat sehr wenig verändert.

Um die Wichtigkeit dieser Formel zu zeigen, will ich sie auf ein besonderes Beispiel anwenden. Die Gasometer werden aus Eisenblech verfertigt und gewöhnlich schwarz angestrichen; wenn sie also einige Stunden dem directen Sonnenlicht ausgesezt sind, so kann ihre Temperatur leicht auf mindestens 40° C. steigen; Hr. Roux, der Director der Mülhauser Gasfabrik, hat beobachtet, daß in einem solchen Falle der Gasometer um mehr als 1 1/2 Fuß stieg. Es sey der äußere Druk P = 760 Millimet.; t = 40° C.; alsdann ist bekanntlich f = 53 Millimet. und die Formel wird

Textabbildung Bd. 80, S. 188

oder h' = 0,820 h.

Das Volumen des trokenen und auf 0° reducirten Gases beträgt also nur 82 Proc. von dem gemessenen, so daß der Unterschied 18 Proc. ausmacht.

Um den Fabrikanten, welche sich dieser Formel bedienen wollen, die Berechnung zu erleichtern, habe ich folgende Tabelle entworfen, die von fünf zu fünf Thermometergraden die Zahl angibt, womit man das gefundene Gasvolumen multipliciren muß, um das Volumen des trokenen und auf 0° reducirten Gases zu erhalten.

Thermometergrad. Multiplicatoren. Differenzen.
0 0,992
5 0,973 0,019
10 0,953 0,020
15 0,932 0,021
25 0,889 0,022
35 0,844 0,023
40 0,819 0,025
45 0,793 0,026
50 0,766 0,027

Ich habe immer P = 760 Millimeter angenommen. Wenn dieser Werth variirt, ändert sich auch der Multiplicator, aber so wenig, daß man darauf keine Rüksicht zu nehmen braucht. Liegt die Temperatur, bei welcher man das Gasvolumen beobachtet, zwischen den Thermometergraden der Tabelle, so kann man den Multiplicator durch eine einfache Proportion leicht annähernd berechnen. Für |189| die Temperatur von 24° sagt man z.B.: von 20 bis 25° ist die Differenz 0,022; dieß gibt per Grad 0,022/5 und für 4 Grad also (4 × 0,022)/5 = 0,018. Der Multiplicator ist folglich 0,911 – 0,018 = 0,893.

Um die Temperatur des Gases immer genau zu erfahren, muß man im Gasometer einen Thermometer befestigen, wovon die Kugel innerhalb, die Scale aber außerhalb desselben bleibt. Die vorhergehenden Berechnungen beziehen sich auf den hunderttheiligen Thermometer.

Erstes Beispiel. Man hat 1200 Kubikmeter Gas bei 30° Temperatur gemessen; wie groß ist das Volumen des trokenen, auf 0° reducirten Gases?

x = 1200 × 0,867 = 1040 Kubikm., 4.

Zweites Beispiel. Man hat 1140 Kubikm. Gas bei 5° C. gemessen; wie groß ist das Volumen des trokenen, auf 0° reducirten Gases?

x = 1140 × 0,973 = 1109 Kubikm., 22

Wenn man nur das beobachtete Volumen berüksichtigt, so hat man also im ersten Falle 5 Proc. Gas mehr als im zweiten, während man nach dem wirklichen Volumen, welches allein mit der erzielbaren Lichtmenge in Verhältniß steht, im zweiten Falle über 6 Proc. mehr als im ersten hat.

Ich komme nun auf die Reinigung des Gasts. Unter allen Gasarten, womit der Doppelt-Kohlenwasserstoff gemischt oder verunreinigt ist, muß vorzüglich der Schwefelwasserstoff wegen seines üblen Geruchs abgeschieden werden; man absorbirt ihn durch Kalk, womit er Schwefelcalcium bildet. Das Gas wird auf diese Art jedoch nie so vollkommen gereinigt, daß es allen Geruch verliert, wovon man sich in jeder mit Steinkohlengas beleuchteten Stadt überzeugen kann.

Abgesehen von dem üblen Geruch wirkt der Schwefelwasserstoff aber auch noch auf andere Art nachtheilig; so mußte man z.B. in Lyon in einigen Seidenwaaren-Magazinen auf die Steinkohlengasbeleuchtung verzichten, weil einige Farben, besonders das Chromgelb, geschwärzt wurden, worüber sich kein Chemiker wundern wird.

Nach meinen Versuchen kann man das Leuchtgas vollständig von Schwefelwasserstoff reinigen, so daß nicht die geringsten Spuren desselben darin zurükbleiben, wenn man den Kalk durch schwefelsaures Blei ersezt; lezteres Salz erhält man bekanntlich von den Kattundrukereien, wo es als Nebenproduct bei der Bereitung des rothen |190| Mordant gewonnen wird, sehr billig. Ich leitete nämlich einen Strom Schwefelwasserstoffgas durch Wasser, worin schwefelsaures Blei suspendirt war und von da in eine Auflösung von Bleizuker; so lange als das schwefelsaure Blei nicht gänzlich in Schwefelblei verwandelt war, blieb die Bleizukerlösung vollkommen klar.

Bei der großen Verwandtschaft des Schwefels zum Blei könnte man auch unter einem schwachen Druk operiren; es dürfte genügen, wenn die Gasröhre 8–11 Zoll tief in die Reinigungsflüssigkeit taucht, welche leztere aber beständig umgerührt werden müßte, damit sich das schwefelsaure Blei nicht zu Boden sezen kann. Vielleicht könnte man sich auch, wie es mit dem Kalk in einigen Gasanstalten geschieht, begnügen, mit schwefelsaurem Blei bestreutes Heu anzuwenden.

So billig man sich auch das schwefelsaure Blei verschaffen kann, so kommt es doch immer theurer als der Kalk zu stehen; während aber der erzeugte Schwefelkalk keinen Werth hat, dürfte es nicht unvortheilhaft seyn, das Schwefelblei auf Metall zu verarbeiten. Wenn sich eine Gasanstalt hiemit aber nicht befassen wollte, so könnte sie das Gas zuerst mit Kalk und dann erst vollends mit schwefelsaurem Blei reinigen.

Der Kalk verschlukt nicht bloß den Schwefelwasserstoff, sondern auch die Kohlensäure, welche bei der Destillation der Steinkohlen entsteht. Da das schwefelsaure Blei das kohlensaure Gas nicht zurükhält, so könnte man, wenn lezteres in bedeutender Menge vorhanden ist, das aus dem schwefelsauren Blei tretende Gas noch in ein wenig Heu leiten, welches mit Kalk bestreut ist.

Bericht des Hrn. Leonhard Schwarz im Namen des Ausschusses für Chemie über vorstehende Abhandlung.

Die Commission hatte hauptsächlich über zwei Punkte in Penot's Abhandlung Versuche im Großen anzustellen: 1) ob die ausgetroknete Steinkohle nicht mehr Gas liefert als die feuchte, und 2) ob schwefelsaures Blei das Gas besser reinigt als Kalk.

Wir veranlaßten den Director der Mülhauser Gasanstalt, das Gas während einer beträchtlichen Zeit mit trokenen Steinkohlen zu fabriciren, um ein entscheidendes Resultat über den Vortheil dieser Abänderung zu erhalten; es zeigte sich ein sehr auffallender Unterschied, und man kann annehmen, daß trokene Steinkohlen fast zweimal so viel Gas liefern, als solche, die 10 bis 15 Proc. Wasser enthalten. Bei den ersten Versuchen, welche mit ganz ausgetrokneter Steinkohle, die gar kein Wasser mehr enthielt, angestellt wurden, verstopften sich zum Theil die Röhren, wodurch das Gas von der |191| Retorte in die große Vorlage geleitet wird. Ohne Zweifel hatte in diesem Falle der Gasstrom nach dem Beschiken der Retorten alles Steinkohlenpulver mitgerissen, welches sich dann an den Stellen der Röhre, wo der Strom einigen Widerstand erlitt, absezte. Diesem Uebelstand läßt sich durch Anwendung von Steinkohlen, welche noch 2 bis 3 Proc. Wasser enthalten, begegnen, und solche bekommt man, wenn man die Kohlen, so wie sie aus den Canalbooten abgeladen werden, bloß zwei oder drei Monate lang unter einem Schoppen aufgehäuft liegen läßt.

Eine bessere Einrichtung der Oefen, welche ein anhaltenderes Feuer gibt und wobei man die Retorten nur alle sechs Stunden an statt nach vier Stunden frisch beschiken muß, war in unserer Gasanstalt ebenfalls von großem Einfluß, und es ist notorisch, daß man seit dieser guten Construction der Feuerungen, der besseren Leitung des Feuers und Beschikung der Retorten, besonders aber seit der Anwendung trokener Steinkohlen fast die doppelte Menge Gas producirt; daß nämlich 1 Kilogr. trokener Steinkohlen 240 bis 245 Lit. Gas gibt, während früher 1 Kilogr. feuchter Steinkohle nur 130 bis 140 Liter lieferte. Merkwürdig ist hier die Uebereinstimmung der Versuche des Hrn. Penot mit dem Ergebniß im Großen; in der Gasfabrik erhielt man nämlich ebenfalls 240 Lit. gutes Gas aus 1 Kil. trokener Steinkohle und 160 Liter aus 1 Kilogr. feuchter Kohlen.

Wir haben auch das von Hrn. Penot vorgeschlagene Reinigungsmittel des Gases im Großen versucht; es wurden deßhalb einige Siebe des Reinigungsapparates mit gepulvertem schwefelsaurem Blei beschikt; die Absorption fand statt und der fast ganz braune Rükstand von Schwefelblei enthielt bloß noch 2 bis 3 Proc. unzerseztes schwefelsaures Blei, welche ohne Zweifel mit dem Gase nicht in Berührung kommen konnten. Da das auf diese Art gereinigte Gas sich aber mit demjenigen, welches schon im Gasometer enthalten war, vermischte, so konnten wir über die Wirksamkeit des Bleisalzes kein entscheidendes Resultat erhalten und behalten uns vor, später die Versuche hierüber fortzusezen. Uebrigens würde Mülhausen und die Umgegend ungeachtet der zahlreichen Kattundrukereien doch schwerlich so viel schwefelsaures Blei liefern können, als nöthig wäre, um alles Gas, welches die Gasanstalt producirt, zu reinigen.

Die Bemerkungen des Hrn. Penot über das Messen des Gases in den Gasometern sind vollkommen richtig und seine Tabelle wird schon seit längerer Zeit in unserer Gasanstalt benuzt, um die Produktion genau zu bestimmen.

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