Titel: Bischof, über den Brennwerth sächsischer Braunkohlen.
Autor: Bischof, F.
Fundstelle: 1850, Band 116, Nr. XXIV. (S. 103–112)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj116/ar116024

XXIV. Ueber den Brennwerth einiger Braunkohlen in der Provinz Sachsen; von F. Bischof, Obersiedemeister zu Dürrenberg.

Aus dem Bergwerksfreund, Bd. XIII Nr. 23.

In der Provinz Sachsen hat der Braunkohlenbergbau eine ungemein wichtige Bedeutung erhalten. Seine Production ist seit den letzten 10 Jahren um das Dreifache gestiegen; sie erreicht 3/4 der gesammten Braunkohlengewinnung des preußischen Staates und führt dem häuslichen Bedarf und der übrigen Industrie als Ersatz für eine halbe Million Klafter Holz jährlich mehr als 6,000,000 Ton. Braunkohlen zu.

Unter Leitung des königlichen Oberbergamts für Sachsen und Thüringen sind wiederholt die Aequivalente der Braunkohlen mehrerer landesherrlichen Gruben durch Verdampfungsversuche, denen das kieferne Holz zu Grunde gelegt wurde, bestimmt. Es haben sich dabei aber gegen frühere Ermittelungen und gegen praktische Ueberzeugung Größen mit herausgestellt, die Verbesserungen fähig zu seyn scheinen. Es stellen sich auch gerade solchen Versuchen manche nicht ganz zu beseitigende Schwierigkeiten in den Weg, und ich glaubte deßhalb durch Combination rein analytischer Resultate sicherer zum gewünschten Ziele zu kommen.

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Es standen zu denselben folgende Braunkohlen zu Gebote:




Von der Grube
Die jährliche
Förderung
dieser Gruben
beträgt
ungefähr
Tonnen.
bei Wörschen
„ Runthal
„ Görstewitz

zwischen Weißenfels und Zeitz
100,000
80,000
100,000
„ Mertendorf bei Naumburg 35,000
„ Teuditz
„ Tollwitz
„ Pretzsch

zwischen Merseburg und Lützen
100,000
230,000
60,000
„ Voigtstedt bei Artern 120,000
„ Riestedt bei Sangerhausen 80,000
„ Zscherben bei Halle 100,000
„ Lebendorf zwischen Cönnern und Bernburg 240,000
„ Löderburg zwischen Staßfurt und Egeln 80,000
„ Brumby zwischen Staßfurt und Calbe 35,000
„ Biere
„ Altenweddingen
zwischen Egeln und Schönebeck 70,000
120,000

Die Braunkohlen dieser Gruben sind meist rein erdiger Natur, klar, zum Theil schichtweise knörpelig mit erdigem Bruch von hellbrauner bis ins Schwarze gehender Farbe. Die beigemengten Würfel verdanken ihre Entstehung einem größern Gehalt an Thon, überhaupt bindenden Erden, und sind nicht als Reste fossilen Holzes anzusehen. Letzteres gilt nur für die Braunkohlen von Voigtstedt und noch mehr für Riestedt. Während die übrigen Braunkohlen selbst mikroskopisch keine erkennbaren Ueberreste von Pflanzen entdecken lassen, liegt bei der Voigtstedter und mehr noch bei der Riestedter Kohle die Structur des Holzes mit dessen zartesten Theilen deutlich vor.

Um sie fähiger zur Abgabe des Maximums ihrer Brennkraft zu machen, werden die meisten dieser Kohlen noch geformt, theils durch gewöhnliche Handformerei, theils durch Braunkohlenpressen, von denen die des Milch zu empfehlen seyn wird, durch welche es auf der königl. Saline Dürrenberg endlich nach so vielfachen verunglückten Speculationen möglich wurde, die Handformerei zu entbehren, die Brennkraft der Kohlen um 12 Proc. besser zu nutzen, andere mit localen Verhältnissen zusammenhängende Vortheile zu erlangen und nebenbei an Formerlohn ein Drittheil zu ersparen.

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Alle Braunkohlen zeichnen sich durch einen großen Wassergehalt aus, der zum größten Theil hygroskopischer Natur ist; Versuche weisen aber darauf hin, daß bei lange fortgesetztem Trocknen ein anderer Theil Wasser noch fortgeht, oder wenigstens ein leicht flüchtiges Product, das sich erst aus den Factoren der Braunkohle, Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff bilden mag. Letzteres findet auch unter gewissen Bedingungen bei langer Lagerung auf der Halde statt, wenn die Braunkohlen locker mit ziemlicher Feuchtigkeit aufgestürzt werden und atmosphärischen Einwirkungen ausgesetzt bleiben. Es findet unter solchen Verhältnissen zunächst eine langsame kalte Verbrennung statt, indem die Kohle sich mit dem eigenen und dem aus der Atmosphäre absorbirten Sauerstoff verbindet; nächste Folge solcher ununterbrochenen Zersetzung ist dann eine Wärmeentwickelung, und diese steigert sich unter Umständen so, daß auch Verbindungen des Wasserstoffs bewirkt werden, und die Braunkohle in Selbstentzündung geräth. Die Gegenwart von Schwefelkies ist hierzu nicht unbedingt erforderlich, wiewohl durch denselben die Selbsterhitzung befördert und erhöht wird.

Durch solchen Proceß verlieren natürlich die Braunkohlen an Brennkraft, und praktische Erfahrung hat längst gelehrt, daß frisch geförderte Kohle der gelagerten vorzuziehen ist. Frisch anstehende Kohle besteht, wie die spätere Zusammenstellung genauer angibt, ziemlich zur Hälfte aus Wasser, und um die Kohle zur Verformung tauglich zu machen, müssen zu jeder Tonne frischer Kohle noch gegen 2/3 Kubikfuß Wasser gebracht werden. Die trockensten Braunkohlen, wenn sie nicht künstlicher Wärme zur Trocknung ausgesetzt werden, enthalten immer noch gegen 25–30 Proc. Wasser, und jede Tonne solcher trocknen Braunkohle, wie sie zum Feuer kommt, führt wenigstens noch 1 Kubikfuß Wasser mit sich.

Selbst künstlich getrocknete Braunkohle zieht bald wieder mehrere Procent Feuchtigkeit an, und ebenso wie fürs Holz fällt auch für Braunkohlen der Punkt, wo der letzte Antheil Wasser fortgeht, mit ihrer anfangenden Zersetzung zusammen.

Wasser ist demnach ein integrirender Theil der Braunkohlen, und kann nur als lästige Zugabe betrachtet werden, welche durch andere Kräfte unschädlich gemacht werden muß. Es gibt bekanntlich jedes fossile Brennmaterial seine Heizkraft auf zweierlei Weise ab, durch das Verbrennen der aus ihm entwickelten brennbaren Gase, also durch Flamme und durch das endliche Verbrennen der zurückbleibenden Kohlen, also durch weiteres Glühen und strahlende Wärme. Dieser erstere Theil ist |106| für Braunkohlen der bedeutendste; denn von 100 Pfd. Braunkohle (exclusive Wasser) werden bei gewöhnlicher Feuerung 60 Pfd. größtentheils brennbare Gase (Theer in Gasform, beide Kohlenwasserstoffgase, Kohlensäure) ausgetrieben, und von den übrigen 40 Pfd., welche durch Glühen ihre Heizkraft abgeben sollten, fällt noch ziemlich die Hälfte ungenutzt zugleich mit der Asche ab; und wenn nun bei einem großen Wassergehalt der Braunkohlen die ausgetriebenen Gase mit den gleichzeitig entwickelten Wasserdämpfen vermengt werden, so wird die Entzündlichkeit der Gase vermindert und zwar umsomehr, als in Folge des auszutreibenden Wassers die Temperatur der brennenden Kohlen ermäßigt, und dadurch rückwirkend eine ungünstige Zersetzung des Kohlenstoffs, Sauerstoffs und Wasserstoffs der Braunkohlen bedingt wird. Um dem zu begegnen, wird es vortheilhaft seyn, den Feuerraum recht heiß zu halten, und dieß hat sich mit Erfolg durch sogenannte Gewölbefeuerung erreichen lassen, wodurch es z.B. auf der königl. Saline Dürrenberg möglich wurde, den mittelmäßig trockenen Tollwitzer Braunkohlen, welche 40 Proc. Wasser enthalten, eben so viel Heizkraft abzugewinnen, als den sehr gut getrockneten.

Im Speciellen sind von den früher genannten Braunkohlen folgende physikalische Eigenschaften anzuführen.

Die Farbe dieser Braunkohlen im trockenen Zustande geht nach der Reihefolge wie die Kohlen hier aufgeführt sind, vom Schwarzen (Riestedt) bis ins Hellbraune (Runthal) und Gelbe (Görstewitz) über. Das spec. Gewicht der Kohle scheint mit dem Aschengehalt im Verhältnisse zu stehen, wenn dieß auch anderwärts geläugnet wird; alleiniges Mittel zur Erhöhung des spec. Gewichts ist der Aschengehalt allerdings nicht, der Aggregatzustand der Kohlen unterstützt denselben. Der Wassergehalt der frischen Kohlen, kleine Unterschiede unberücksichtigt gelassen, ist bei übrigens scheinbar gleicher Beschaffenheit der Kohlen um so geringer, je aschenreicher die Kohle ist; außerdem wird er am kleinsten für das fossile Holz von Riestedt, in welchem er nur eben die Höhe des Wassergehaltes eines trockenen Holzes erreicht. Das Gewicht einer Tonne Kohle ist Function vom specifischen Gewicht der Braunkohle und von ihrer Consistenz.

Verschiedener Grad der Trockenheit ändert das Gewicht einer Tonne wenig; es schwindet vielmehr das Volumen trocknender Kohle ziemlich stätig mit der Abnahme des Gewichts, und was beim Ummessen der Halden Krumpfmaaß genannt wird, bezeichnet meistens weiter nichts, als das

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Textabbildung Bd. 116, S. 107
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Volumen des während längerer Lagerung durch Trocknung fortgegangenen Wassers.

Zur Ermittelung der einzelnen Bestandtheile der Braunkohlen wurde die organische Elementaranalyse gewählt. Die Berthier'sche Methode, nämlich die Heizkraft der Kohlen aus der Menge Blei zu bestimmen, welches durch die Kohle aus einem Ueberschusse von Bleiglätte reducirt wird, und die ohnedieß nach dem Geständniß anderer Beobachter immer ein um 1/9 kleineres Resultat als die Elementaranalyse ergibt, zeigte sich für Braunkohlen nicht günstig, weil stets Gase entweichen, ehe die Bleiglätte die zur Reduction nöthige Hitze erlangt hatte, andernfalls, wenn die Gase durch glühende Bleiglätte streichen mußten, kein zum Abwiegen geeigneter Bleikönig erhalten werden konnte.

Bevor die Braunkohlen mit dem Kupferoxyd innig vermengt wurden, waren sie in möglichst kurzer Zeit bei 75° Reaumur vollständig getrocknet.

Stickstoff ist nicht in den Kohlen. Der Schwefelgehalt ist unbedeutend, wird nur für einige Sorten merklicher, erreicht aber in keiner dieser Braunkohlen 0,3 Proc.; er ist mit als Kohlenstoff verrechnet.

Die zuletzt angeführte Kohle von Görstewitz, die übrigens ein besonderes Vorkommen ist, während im Uebrigen die Görstewitzer Kohle der Wörschner gleich steht, ist ihrer Zusammensetzung und ihrer Farbe nach kaum zu den Braunkohlen zu rechnen, und wird jedenfalls den Erdharzen unterzuordnen seyn; ihre Zusammensetzung ähnelt der der vegetabilischen Harze9), und bereits soll diese Substanz Gegenstand der Speculation zur Erzeugung von Stearin geworden seyn.

Schließen wir dieselbe von weiteren Beobachtungen aus, so bilden die Braunkohlen von Riestedt, Voigtstedt und Wörschen die beiden Endglieder einer Reihe, in welcher die Kohlen nach ihrer Zunahme an Wasserstoff und Kohlenstoff und gleichzeitiger Abnahme an Sauerstoff aufgeführt sind.

Vergleicht man die Zusammensetzung der Braunkohle

von Riestedt = 4,71 H + 64,67 C + 30,62 O
„ Voigtstedt = 5,18 H + 57,25 C + 37,57 O
und „ Wörschen = 6,66 H + 67,53 C + 25,71 O
und der des Holzes = 5,25 H + 52,65 C + 42,10 O
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Textabbildung Bd. 116, S. 109
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so läßt sich hieraus auf den vorgeschrittenen Vermoderungsproceß schließen, welcher die ursprünglich pflanzlichen Stoffe in Braunkohle verändert hat, da bekanntlich mit dem Processe gegen Holz verglichen, der Kohlenstoff sich in den fossilen Brennstoffen immer mehr relativ anhäuft, und den Wasserstoff, mehr noch den Sauerstoff verdrängt. Außer vom vorgeschrittenen Vermoderungsproceß ist unzweifelhaft die gegenwärtige Zusammensetzung der Braunkohlen noch von der Gattung der ursprünglichen Pflanzen abhängig gewesen, und nicht allein diese chemische Zusammensetzung, sondern auch die Farbe und die Consistenz der Braunkohle.

Je mehr Wasserstoff in den Braunkohlen absolut enthalten ist, desto leichter entzündlich sind sie, und in desto höherem Maaße geben sie ihre Heizkraft durch Flamme ab, und um so weniger kann, wie dieß früher schon von den Braunkohlen überhaupt erwähnt wurde, die Abgabe der Heizkraft vom weitern Fortglühen der Kohlen erwartet werden, weil der Wasserstoff um so mehr Kohlenstoff mit sich zur Flamme fortreißt. Abhängig hiervon muß die Construction der Feuervorrichtung seyn. Für wasserstoffarme Kohlen (Riestedt, Voigtstedt, Mertendorf, Brumby) werden schmale Roststäbe und hohe Esse weit nutzbringender seyn, als für Wasserstoff reiche Kohlen (Runthal, Wörschen, Zscherben). Die Farbe der Braunkohlen scheint, wie aus den bisherigen Zusammenstellungen hervorgeht, um so heller zu seyn, je größer der Wasserstoffgehalt der Braunkohlen ist; es würde hiernach die Farbe der Braunkohle ein sicheres Kriterium für Qualität der Kohle und für vortheilhafteste Construction des Feuerbaues abgeben.

Die Heizkraft eines Brennmaterials correspondirt mit der Menge Sauerstoff, welche seine Factoren zur Sättigung bedürfen. Kohlenstoff verlangt 2 2/3 Theile Sauerstoff, um Kohlensäure, und Wasserstoff 8 Theile, um Wasser zu bilden; es ist aber ermittelt, daß das Element, welches 1 Theil Sauerstoff bildet, fähig ist, durch diese Verbindung 29,3 Theile Wasser um 80° R. zu erhöhen, oder = 4,5 Theile Wasser zu verdampfen.

Unter Zugrundelegung der Elementaranalyse ist nun im Folgenden die Summe des zum Kohlenstoff und Wasserstoff nöthigen Sauerstoffs ermittelt, hiervon die Quantität abgezogen, welche die Braunkohle an und für sich enthält, und schließlich aus der Differenz die Heizkraft der Braunkohlen berechnet.

Es muß zugestanden werden, daß die Heizkraft der Kohlen mit den wechselnden Verhältnissen des Vorkommens und der Lagerung auf derselben Lagerstätte sich ändert; trotzdem ist es aber schwer, einen Grund

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Textabbildung Bd. 116, S. 111
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zu finden, womit z.B. die gegen Theorie sowohl, wie gegen die Erfahrung streitende Annahme erklärt werden kann, daß Voigtstedter wie Mertendorfer Braunkohle eben so wirksam seyn soll, als Tollwitzer oder Zscherbener Kohle.

In wieweit die früher berechnete Heizkraft der Braunkohle, die das in der Wirklichkeit nie zu erreichende Maximum angibt, mit der bei der Siedung auf Salinen thatsächlich erlangten übereinstimmt, wird folgendes Beispiel ergeben.

Eine frisch geförderte Tonne Tollwitzer Kohle soll nach den früheren Berechnungen

18,6 Kubikfuß Wasser verdampfen können. Bei der Dürrenberger Siedung, welche die Tollwitzer Kohle im geformten Zustande benutzt, werden aber unter günstigen Verhältnissen durch eine Tonne Kohle

12,5 Kubikfuß Wasser verdampft. Jede Tonne Braunkohle muß ferner, weil letztere noch circa 30 Proc. Wasser enthält, aus sich selbst auf dem Roste

1 Kubikfuß Wasser verdampfen, und die unter eben den günstigen Verhältnissen von jeder Tonne Kohlen abfallenden 17 Pfd. glühende Asche, welche aus

41,24 Proc. Kohlenstoff,
0,70 „ Wasserstoff,
58,60 „ eigentlicher Asche

besteht, sind im Stande, wenn man diesen Elementen den nöthigen Sauerstoff zutheilt und hieraus die Heizkraft berechnet,

1,3 Kubikfuß Wasser zu verdampfen. Es bleibt also das Aequivalent von

3,8 Kubikfuß Wasserverdampfung übrig, welches jedoch zum Theil noch durch die Salztrocknung absorbirt wird, und hieraus läßt sich in Berücksichtigung, daß in der Wirklichkeit die Verdampfung aus Soole erfolgt, welche eine geringere Verdampfungsfähigkeit als Wasser hat, der Schluß ziehen, daß bei der Dürrenberger Siedung unter den vorausgesetzten günstigen Verhältnissen ziemlich das Mögliche von den Braunkohlen genutzt wird.

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Wasserstoff.Kohlenstoff.Sauerstoff.
Wachs besteht aus11,7775,1114,12
Colophonium „ „10,1579,2710,58
Stearin „ „12,5080,03 7,48

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