Titel: Lunge, über die Construction von Sulfatöfen.
Autor: Lunge, Georg
Fundstelle: 1869, Band 193, Nr. CXV. (S. 462–484)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj193/ar193115

CXV. Ueber die Construction von Sulfatöfen; von Georg Lunge.

Mit Abbildungen auf Tab. VIII.

In meinem Aufsatze „über die Condensation der Salzsäure in Sodafabriken“ (polytechn. Journal, 1868, Bd. CLXXXVIII S. 290) habe ich es als meine Ansicht ausgesprochen, daß mit Rücksicht auf die Säurecondensation die Muffelöfen den offenen Flammöfen für die Calcinirung des Sulfats vorzuziehen seyen. Der größte Theil der bedeutenderen Sodafabrikanten in dem Districte von Newcastle am Tyne ist anderer Ansicht und wendet Flammöfen an, während man andererseits solche in Lancashire nur unter solchen Umständen findet, wo auf die Fabrication von Chlorkalk verzichtet wird, und sonst allgemein Muffelöfen angewendet werden. Auch die große Tennant'sche Fabrik in Glasgow hat Muffelöfen. Schon dieser Umstand allein dürfte hinlänglich beweisen, daß für beide Arten Oefen triftige Gründe sprechen, und beide auch wieder ihre Fehler haben. Es dürfte also eine Discussion über diesen ungemein wichtigen Punkt wohl am Orte seyn.

Die Vorzüge der Muffelöfen lassen sich auf folgende Umstände zurückführen:

  • 1) bessere Condensation der Säure;
  • 2) größere Stärke derselben;
  • 3) billigere Construction des Condensationsapparates;
  • 4) Anwendung von Steinkohlen zur Feuerung.

Die Vorzüge der Flammöfen sind:

  • 1) größere Production von Sulfat;
  • 2) geringere Reparaturen;
  • 3) Unmöglichkeit des Entweichens von Säuredämpfen unmittelbar in den Schornstein, ohne durch den Condensator gegangen zu seyn;
  • 4) leichtere Herstellung von hochgradigem Sulfat.

Selbstredend werden dieselben Umstände, welche als Vorzüge der Muffelöfen erscheinen, als Nachtheile der Flammöfen auftreten, und umgekehrt. Die Vertheidiger beider haben sich daher, und zwar in vieler Hinsicht mit Erfolg bemüht, die ihrem Systeme anhängenden Uebelstände zu heben, und dieser Wettstreit ist natürlich nicht zum Nachtheile der Technik ausgefallen, wie die folgende Betrachtung es näher erweisen wird. Ich will die verschiedenen Punkte nun im Einzelnen beleuchten.

Condensation der Salzsäure. – Es liegt ganz auf der |463| Hand, daß es viel leichter ist, das aus Muffelöfen entweichende, ziemlich concentrirte Salzsäuregas zu condensiren, als das mit der ganzen Feuerluft zusammen entweichende, um sehr viel verdünntere und namentlich heißere Gas der Flammöfen. Insbesondere erschien eine auch nur einigermaßen ausreichende Kondensation in den früher allgemein angewendeten Bonbonnes-Systemen ganz unmöglich. Bekanntlich sprach sich der Bericht der belgischen Untersuchungscommission im Jahre 1856 im Hinblick auf diesen Punkt so entschieden für Muffelöfen aus, daß diese durch ein Gesetz in Belgien obligatorisch gemacht wurden. Heutzutage ist man freilich über diesen Standpunkt längst hinaus. Man hat die Bonbonnes durch Kohks- (oder Ziegel-) Thürme ersetzt, in welchen die engen Canäle der Condensation so viel günstiger sind, und vor Allem, man hat erkannt daß der Grundstein und Eckstein jeder guten Kondensation eine möglichst weit getriebene Abkühlung ist. Die Abkühlung hat einen doppelten Nutzen. Erstens condensirt sich dabei das Gas schon in den Leitungscanälen zum großen Theile mit dem stets hinreichend vorhandenen Wasserdampfe zu tropfbar flüssiger oder mindestens nebeiförmiger Salzsäure; zweitens aber entsteht sowohl durch die Abkühlung an sich, als auch durch die Kondensation von Gas zu Flüssigkeit ein luftverdünnter Raum, welcher in dem Ofenraum einen starken Zug nach dem Condensationsthurme bewirkt, und es gestattet, den Schornsteinzug, welcher einer der größten Feinde der Kondensation ist, durch geringe Schieberöffnung sehr zu verringern, oder auch wohl ganz davon zu dispensiren. Die Kondensatoren für die Pfannensäure, welche bei Flammofen stets von den Kondensatoren der Ofensäure getrennt sind, haben in allen guten Fabriken gar keine Verbindung mit dem Schornsteine; ja es wird unten ein Beispiel näher beschrieben werden, wo selbst Flammöfen außer aller Verbindung mit einem Schornsteine stehen. Man bewirkt die vorherige Abkühlung der Säuredämpfe bei Muffelöfen durch Stränge von Thonröhren und steinerne Tröge, bei Flammöfen durch horizontale oder senkrechte Mauercanäle (cooling shafts); in den letzten Jahren hat man auch mit großem Erfolge gußeiserne Röhren z.B. von 2 Fuß 3 Zoll Weite) in Längen von bis 130 Fuß angewendet, welche auch von dem noch heißen Säuregase gar nicht angegriffen werden; sie müssen freilich durch Mauercanäle dann abgelöst werden, wenn sich schon flüssige Säure zu condensiren anfängt.136)

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Wenn man nur eben hinreichende Kühl- und Condensationsfläche hat, und mit Kühlwasser nicht spart, so kann man auch die Ofensäure der Flammöfen so gut wie vollständig condensiren.

Daß dieses wirklich der Fall ist, wird durch die officiellen Berichte des Dr. Angus Smith über die Condensation in den englischen Sodafabriken unumstößlich erwiesen. Dennoch scheint es auch aus diesen auf den ersten Blick hervorzugehen, daß immerhin die Condensation von Muffelöfen besser als die von Flammöfen ist. Man kann nämlich zu diesem Zwecke den „westlichen“ und den „östlichen“ District vergleichen, weil in jenem (Lancashire) fast nur Muffelöfen, in diesem (Newcastle) fast nur Flammöfen im Gebrauche sind. Ich will aus den bis jetzt veröffentlichten vier Berichten eine kleine Tabelle zusammenstellen.

Durchschnitt des Verlustes an Salzsäuregas
in den Fabriken
des westlichen östlichen Districtes
1864 0,237 Proc. 2,060 Proc.
1865 0,1279 „ 1,9631 „
1866 0,438 „ 1,1259 „
1867 0,215 „ 1,0950 „

Vor allen Dingen sieht man zunächst, daß im westlichen Districte der Verlust an Salzsäure ziemlich stationär geblieben ist, während er im östlichen Districte auf die Hälfte herabgesunken ist. 1864 condensirte (scheinbar, wie wir gleich sehen werden) der westliche Bezirk acht- bis neunmal, 1867 nur fünfmal besser als der östliche. Die Ursache dieser Verbesserung ist die, daß während dieser Jahre die meisten Fabriken des Newcastler Districtes ihren Condensationsapparat bedeutend vergrößert und namentlich die cooling shafts sehr vermehrt haben. Auch das Jahr 1868 wird darin voraussichtlich wieder eine Verbesserung aufzuweisen haben.

Von viel größerem Belange ist aber ein anderer Umstand, welcher bis auf die neueste Zeit fast ganz übersehen, oder doch nie in Rechnung gezogen worden ist. Das ist das Entweichen von Säuredämpfen aus |465| dem Inneren des Muffelofens durch dessen Mauerwerk in den Feuercanal und damit direct in den Schornstein. Der gewöhnliche Prüfungsapparat der englischen Inspectoren gestattet eine Messung dieses Verlustes gar nicht; sie messen eben nur, wie viel Gas in den Condensator geht, und wie viel davon wieder herauskommt; wenn aber irgend ein Antheil des Gases eben gar nicht in den Condensator gelangt, sondern sich mit den um die Muffel spielenden Feuergasen mischt, so entgeht er den Inspectoren ganz. Viele Fabriken figuriren also mit 0, d.h. vollständiger Condensation, in der Liste, bei denen ein sehr beträchtlicher Säureverlust direct durch den Schornstein stattfindet. Sämmtliche über Muffelöfen-Condensation gemachte Zahlenangaben in den Berichten von Dr. Smith sind daher ziemlich werthlos, und es steht auch nicht im Mindesten fest, ob in der Wirklichkeit der östliche oder der westliche District mehr Säure in die Luft gehen läßt. Am allerwenigsten kann ich dem Urtheile von Freycinet beistimmen, welcher sagt (Annales des mines, 1868, t. XIII p. 153): „Die neueste Erfahrung hat erwiesen, daß man nur mit Muffelöfen137) eine vollständige Condensation erwarten kann. Man führt freilich in dem District von Newcastle, wo die Calcinirung gewöhnlich in offenen Oefen geschieht, einige Beispiele von guter Condensation in einem besonderen Condensator an; aber außerdem daß diese individuellen Thatsachen noch nicht hinreichend festgestellt sind (?), scheinen sie sich im Uebrigen auf ein Zusammentreffen von besonders günstigen Umständen zu beziehen (was bewegt F. zu dieser Annahme?). Sie können also nicht den Schluß entkräften, welchen man aus dem Ensemble der beobachteten Resultate ziehen muß, aus welchen folgt daß in diesem selben Bezirke von Newcastle, wo die Oberfläche der Condensationsapparate für die nämliche Quantität Salz größer als in Lancashire ist, die Menge der nicht condensirten Säure verhältnißmäßig sechsmal so groß ist. Man muß es also für gewiß halten, daß die Isolirung der Feuerungsgase die erste Bedingung für die Wirksamkeit der Condensatoren ist.“ Dem muß ich eben nach dem oben Gesagten widersprechen. Die Zahlenangaben in den Tabellen der englischen Berichte beziehen sich eben, was Freycinet entgangen zu seyn scheint, nur auf das in den Condensator gelangende, aber nicht auf das anderweitig entweichende Säuregas. Die englischen Inspectoren haben sehr großen Scharfsinn aufgeboten, um auch die anderen Verlustquellen, namentlich das Entweichen durch das Muffel-Mauerwerk, |466| und somit direct in den Schornstein, in Rechnung zu ziehen. Sie haben sehr sinnreiche, selbstthätige Registrirapparate aufgestellt, die Geschwindigkeit des Luftstromes am Schornstein gemessen u.s.f., aber sie haben doch ihre Resultate nicht für sicher genug gehalten und das Verfahren auch nicht allgemein genug angewendet, um in ihren Tabellen darauf Rücksicht zu nehmen. Aber wo die Tabellen den Verlust mit 0 bezeichnen, da haben sie doch durch Untersuchung des Schornsteines in der That 3,87 Proc.; 2,25 Proc.; 1,3 Proc.; 2,4 Proc.; 3,9 Proc.; selbst 8,23 Proc. Verlust gefunden. Gerade durch die Untersuchungen des Dr. Smith und seiner Collegen sind die Fabrikanten selbst erst auf diese Verlustquelle aufmerksam geworden, und haben sich in Folge dessen bemüht sie zu vermeiden. Die Folge davon ist viel größere Sorgfalt in der Construction der Muffelöfen gewesen, und man muß dafür den Anstrengungen des Dr. Smith sehr großen Dank zollen. Es wird später näher davon die Rede seyn, wie man beim Bau von Muffelöfen und Zersetzungspfannen verfahren muß, um sie möglichst gasdicht zu machen. Jetzt sey es nur betont, daß die vermeintliche vollständigere Condensation der Muffelöfen im Vergleich zu den Flammöfen in diesem Augenblicke durchaus nicht als erwiesen anzunehmen ist. Nur so viel läßt sich behaupten, daß bei sonst gutem Baue der Muffelöfen die Condensation leichter als bei Flammöfen ist.

Stärke der condensirten Säure. – In den meisten Fabriken stellt sich unter den gegenwärtigen Umständen das Verhältnis so, daß man von Muffelöfen bedeutend mehr starke Säure als von Flammöfen erhält. Unter starker Säure verstehe ich hier und im Folgenden nicht nur Säure von 20 bis 21° Baumé, wie sie Handelsartikel ist, sondern überhaupt Säure von solcher Stärke, daß sie noch zur Chlorkalkfabrication verwendet werden kann, d.h. durchschnittlich 17 bis 18° Baumé; keinesfalls sollte sie für diese Verwendung unter 15° genommen werden. Säure von dieser Stärke gewinnt man mit der größten Leichtigkeit aus den Zersetzungspfannen, und in dieser Hinsicht waltet zwischen beiden Systemen keine Verschiedenheit ob, da auch bei dem Flammofensysteme in der großen Mehrzahl der Fälle die Gase der Pfanne nicht mit den Feuergasen gemischt, sondern für sich condensirt werden. Allerdings gibt es einige Ausnahmen hiervon. So z.B. werden in den großen Fabriken von Hutchinson (in Lancashire) und der Jarrow Chemical Company (im Newcastler District) die Gase von der Pfanne mit den Feuergasen des offenen Röstofens gemischt condensirt; aber diese Ausnahmen beruhen auf localen Verhältnissen und bestätigen gerade die Regel, denn in diesen Fabriken verzichtet man ganz auf die Chlorkalkfabrication. In den meisten |467| Fällen handelt es sich also nur um die aus dem Röstofen entweichende Säure. Wenn es ein Muffelofen ist, so wird das Gas fast immer in denselben Apparaten mit der Pfannensäure condensirt. Man erhält dann, bei guter Vorkühlung und passender Leitung des Wasserzuflusses im Kohksthurm, den größten Theil der entweichenden Säure als starke Säure; aus dem Waschthurme fließt die Säure nur 1° und weniger stark ab, häufig zeigt sie am Aräometer 0°. Die Gase der Flamm-Röstöfen werden dagegen immer in besonderen Thürmen condensirt, und dabei erhielt man früher nur ganz schwache Säure, welche blos zur Herstellung von Kohlensäure (für Bicarbonat-Fabrication)138) benutzt werden konnte, aber doch nur zum geringsten Theile Verwendung fand und fortlaufen gelassen werden mußte. In den letzten Jahren sind aber viele Fabriken durch Vermehrung der Vorkühlung (vermittelst Kühlcanälen, eisernen Röhren etc.) dahin gekommen, daß sie einen großen Theil der Ofensäure in hinreichender Stärke bekommen, um, mit Pfannensäure gemischt, zur Chlorentwickelung brauchbar zu seyn. Der Vorsprung, welchen hierin die Muffelöfen haben, ist somit von den Flammöfen theilweise eingeholt worden. Immerhin aber werden doch wohl die Flammöfen kaum je die Muffelöfen ganz erreichen können, d.h. sie werden, bei vollständiger Condensation, nicht so viel Chlorkalk als diese zu produciren gestatten, wenn nicht etwa Clapham's Verfahren allgemeiner werden sollte. Nach diesem läßt man gar keine schwache Säure weglaufen, sondern verwendet sie zur Speisung theils der Pfannenthürme, theils anderer Thürme; sämmtliche Säure wird also als starke gewonnen. Ich will das Verfahren später im Detail beschreiben; an diesem Orte aber, um den Zusammenhang nicht zu unterbrechen, will ich nur bemerken, daß die erste Anlage für das Verfahren ziemlich kostspielig ist, und es auch beim Betriebe große Ueberwachung zu erfordern scheint. Es ist nur in einer Fabrik im Betriebe, an welcher der Erfinder selbst betheiligt ist; seine durch pecuniäre Resultate ausdrückbaren Vortheile müssen doch also nicht so sehr in die Augen springend seyn, trotz der großen Plausibilität des Ganzen, weil sonst wohl eine oder die andere der zwei Dutzend benachbarten Sodafabriken das Patentrecht erworben haben würde.

Billigere Construction des Condensationsapparates. – Ueber diesen Punkt kann kein Zweifel herrschen. Man braucht, für gleich gute Condensation, einen weit weniger umfangreichen Apparat bei Muffelöfen als bei Flammöfen. Den Apparat für Muffelöfen habe ich in diesem Journal (Bd. CLXXXVIII S. 304 ff.) genau beschrieben.

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Bei Flammöfen muß man für die Pfannen besondere Steinthürme haben, und für die Röstöfen selbst ein anderes System von Stein- oder Ziegelthürmen. Die letzteren sind zwar an vielen Orten billiger, lassen sich aber nie so vollkommen herstellen wie Steinthürme. Häufig baut man sie bedeutend niedriger als die Pfannenthürme, aber mit mehreren Abtheilungen zum Auf- und Niedersteigen des Gases. Im unteren Theile werden sie meist nicht mit Kohks, sondern mit feuerfesten Steinen gefüllt, weil die Kohks einmal bei der viel größeren Hitze leicht Feuer fangen könnten, und sich außerdem, trotz der Anwendung von Kohks zur Feuerung im Röstofen, leicht mit Ruß und Flugasche vollsetzen. Beide Uebelstände werden durch die neuere Einrichtung der langen Kühlcanäle allerdings bedeutend verringert, indessen der zweite doch nie ganz vermieden. Die Anlage der Condensationsthürme ist also bei Anwendung von Flammöfen jedenfalls kostspieliger als bei Muffelöfen, ganz abgesehen von der noch viel kostspieligeren Einrichtung bei Clapham's Verfahren.

Anwendung von Steinkohlen zur Feuerung. – Dieß ist in der That einer der bedeutendsten Vorzüge der Muffelöfen. Wie schon oben bemerkt, ist man bei offenen Röstöfen gezwungen mit Kohks zu feuern, um Ruß und Flugasche möglichst zu vermeiden. Dieß geschieht weniger der Qualität des Glaubersalzes wegen, welches ja in den meisten Fabriken unmittelbar weiter verarbeitet wird, als weil bei Anwendung von Steinkohlenfeuerung, trotz aller Vorcanäle, die Condensationsthürme sich sehr bald durch Ruß und Flugstaub verstopfen würden. Man wäre also öfter zu der ungemein lästigen und zeitraubenden Arbeit des Herausnehmens der alten und Einbringens der neuen Füllung genöthigt. Man braucht auch wohl keine absolut größere Wärmemenge zur Heizung der Muffel, denn obwohl man natürlich einen viel größeren Wärmeeffect von der direct wirkenden Flamme der offenen Oefen gewinnt, so wird dieß doch wieder dadurch aufgewogen, daß die Flamme hier nur auf eine kurze Strecke im Ofen wirkt, während sie in dem Muffelofen einen mehr als doppelt so langen Weg zurücklegt und viel mehr Wärme abgeben kann. In diesem Punkte (billigere Feuerung) scheint der unbestrittenste Vorzug der Muffelöfen zu liegen. Nur sehr wenige Fabriken heizen auch die Flammöfen mit Steinkohle; es kommt wohl in gut geleiteten Fabriken nur dann vor, wenn nicht auf starke Säure gearbeitet wird.

Wir können nun zu den Punkten übergehen, worin die Flammöfen den Vorzug zu verdienen scheinen, und zwar zunächst zu der größeren Production an Sulfat. Diese ist ganz unbestreitbar. Die Röstung im Flammofen ist in so kurzer Zeit vollendet, daß man |469| damit so schnell fertig ist, als die nächste Charge in der Pfanne zum Herüberschieben vorgerückt ist. Bei dem Röstofen hingegen muß der Mann an der Pfanne warten, bis der Röster mit seiner Arbeit fertig ist. Die Folge davon ist, daß man bei gleicher Größe der Pfanne eine Mehrproduction von 1/4, 1/3 und selbst noch mehr Sulfat im Flammofen gegen den Muffelofen hat. Man schont dabei auch die Pfanne, welche nicht so viele Temperaturwechsel auszuhalten hat; denn man muß sie abkühlen lassen, wenn der Röstofen noch nicht bereit ist die Charge zu empfangen, weil sie sonst in der Pfanne zu fest werden würde. Das kommt eben bei Flammöfen nicht vor, und man kann daher bei diesen meist viel mehr Sulfat aus einer Pfanne arbeiten, ehe sie zerspringt. Nur auf eine Weise kann man sich bei Muffelöfen darin helfen, wenn man nämlich für eine Pfanne zwei Röstöfen anbringt, wie es die Skizze in Fig. 18 zeigt. Man schiebt hier die Chargen immer abwechselnd in den Röster zur Rechten und in den zur Linken; beide werden dann vollkommen Zeit zur Verarbeitung ihrer Charge haben. Ich halte dieses Hülfsmittel für das beste; es verlangt aber bedeutend mehr Raum, bedeutend mehr Anlagekosten und doppelte Reparaturkosten.

In Bezug auf Productionsfähigkeit verdienen also die Flammöfen jedenfalls den Vorzug.

Noth entschiedener ist dieß der Fall in Bezug auf Reparaturbedürftigkeit. Hierin liegt in der That der schwächste Punkt der Muffelöfen. Es widerstreitet dem Zwecke der Muffel, sie in sehr solider Weise aufzuführen; denn wenn ihr Mauerwerk zu dick wäre, so würde die Hitze viel zu langsam und unvollkommen durch sie durchdringen. Die dünne Sohle, die vielen Feuerzüge darunter, das dünne Zwischengewölbe – alles das sind Constructionstheile, welche sehr viel schnellerem Verderben ausgesetzt sind, als die solide Sohle und das Gewölbe des Flamm-Röstofens. Dazu kommt noch, daß man irgend erheblichere Reparaturen des inneren (eigentlichen Muffel-) Gewölbes nur dann erst vornehmen kann, wenn man vorher das äußere (Feuer-) Gewölbe entfernt hat, mag dieses reparaturbedürftig seyn oder nicht; der Zwischenraum zwischen beiden muß nothwendigerweise viel zu gering seyn, als daß ein Mann darin arbeiten könnte; anderen Falles würde die Flamme an dem oberen Gewölbe hinstreichen und dem unteren nur wenig Wärme mittheilen. Schon in früheren Jahren war es mithin eine bekannte Thatsache, daß Muffelöfen viel öfter zur Reparatur kamen als Flammöfen. In neuester Zeit hat sich aber das Verhältniß noch zu Ungunsten der Muffelöfen gesteigert, seitdem man nämlich darauf aufmerksam geworden ist, wie häufig aus der Muffel salzsaures Gas in den äußeren Feuerraum |470| gelangt und dann natürlich uncondensirt in den Schornstein entweicht; es wird darüber weiter unten noch Einiges gesagt werden, aber hierher schon gehört die Bemerkung, daß man in Folge davon sehr häufig die Arbeit einstellen und eine Reparatur, resp. sogar einen Umbau vornehmen muß, lange noch ehe das Mauerwerk durch die Hitze zu sehr angegriffen worden ist.

Indessen hat man auch wieder in der allerneuesten Zeit es dahin gebracht, den Muffelöfen durch sehr sorgfältigen Bau und Verwendung sehr guten Materiales eine weit größere Dauerhaftigkeit und Gasdichtheit zu geben; in diesem Punkte haben sie sich also den Flammöfen wieder genähert.

Größere Sicherheit gegen das Entweichen von Säuredämpfen direct in den Schornstein. – Wie mehrfach bemerkt, hat man den berührten Uebelstand in den letzten Jahren immer mehr aufgefunden. Die Angaben in den englischen Berichten sind deßhalb nur nominell, denn sie registriren nur was aus dem Condensator, aber nicht was aus dem Schornstein und überhaupt aus anderen Ursachen entweicht. Ein Verlust an Säuredämpfen kann entweder aus der Pfanne oder bei dem Röster stattfinden. In ersterer Beziehung existirt natürlich keine Verschiedenheit zwischen den beiden hier behandelten Arten von Oefen, da ihnen die Pfanne gemeinschaftlich ist, und es wird weiter unten bei der speciellen Beschreibung die Rede davon seyn, wie man diesen Fehler bei der Construction und Einmauerung der Pfanne vermeiden kann. Was dagegen die Röstöfen betrifft, so Verhalten sie sich sehr verschieden. In dem Flammofen geht alles durch den Ofen passirende Gas, sowohl Säure- als Feuerungsgas, durch den Condensator. Nur beim Oeffnen der Arbeitsthüren und beim Ausziehen der Chargen kann etwas Säuregas in den Arbeitsraum gelangen. Allein diese Menge ist sehr unbedeutend und fällt fast immer nur den Arbeitern zur Last, welche deßhalb ihr Möglichstes thun werden, um diese Verlustquelle zu vermindern. Auch kann man durch Gasfänge über den Arbeitsthüren den Gasverlust aus dieser Quelle beinahe auf Null reduciren. Die Gasfänge sollten am besten nicht mit dem Schornstein, sondern mit einem besonderen kleinen Kohksthurme aus Thonröhren (vielleicht 2 Fuß weit und 20 Fuß hoch) in Verbindung stehen. Bei Muffelöfen dagegen wird wohl immer der Zug in dem äußeren Feuerraum stärker als in dem Inneren des Muffelraumes seyn. In Folge davon wird durch den geringsten Riß in dem Gewölbe des Ofens eine, manchmal sehr bedeutende Menge Säuregas in den Feuerraum gelangen und durch den Schornstein entweichen, ohne überhaupt den Condensator zu passiren. Weniger gefährlich sind |471| Risse in der Sohle des Ofens, weil sich diese mit schmelzendem Sulfat ausfüllen und kein Gas durchlassen; freilich kommt es häufig genug vor, daß ganze Ziegeln herausfallen, was natürlich einen großen Verlust veranlaßt. Das Gewölbe dagegen, welches man aus dem oben angegebenen Grunde sehr dünn machen muß, ist dem Reihen um so mehr ausgesetzt. Man kann sich mithin bei Muffelöfen nie der Sicherheit hingeben, sondern muß täglich, am besten mehreremale, den Feuercanal auf freie Säure probiren, indem man z.B. vermittelst eines Aspirators eine bestimmte Luftmenge durch eine kleine Menge destillirten Wassers saugt, diese dann mit einem Tropfen reinen kohlensauren Natrons neutralisirt und nach Zusatz von chromsaurem Kali mit Silberlösung titrirt. Noth einfacher stellt man diese Prüfung in dem Hauptcanale an, welcher sämmtliche Ofenzüge enthält. Findet man hier eine auffällige Menge Salzsäure, so untersucht man die einzelnen Feuerzüge, und macht es so ausfindig welcher einzelne Ofen angefangen hat undicht zu werden. Wenn man in dieser Vorsichtsmaßregel nachläßt, so kann ganz unversehens eine bedeutende Menge Säure entweichen, welche nachher zu Schadenersatz-Ansprüchen Veranlassung gibt. Manche Personen wollen schon aus dem Aussehen des aus der Schornsteinmündung strömenden Rauches, resp. Gases, einen Schluß darauf ziehen, ob Säurenebel darin enthalten ist oder nicht; viel Zuverlässigkeit möchte ich dem, außer bei hohen Graden von Verlust, nicht beimessen.

Hochgradigeres Sulfat. – In Folge der höheren Temperatur des Flammofens ist es weit leichter das Sulfat gut abzurosten und das Kochsalz vollkommen zu zersetzen. In Muffelöfen ist es nur dann möglich eine ziemlich vollständige Zersetzung des Kochsalzes zu erreichen, wenn man einen nicht unbedeutenden Ueberschuß von Schwefelsäure anwendet. Will man trotzdem das Sulfat ziemlich neutral haben, so muß man auf das Abrösten lange Zeit verwenden. Bei Oefen mit zwei Muffeln für jede Pfanne kann man das leicht thun.

Wie man sieht, sind die in Betracht kommenden Umstände sehr complicirt und es ist häufig nicht ganz leicht, eine Entscheidung: ob Muffelofen oder Flammofen, zu treffen. Ich muß gestehen, daß ich nicht mehr eine so große Vorliebe für Muffelöfen habe, als vor einem Jahre, zur Zeit der Abfassung meines Aufsatzes über Condensation der Salzsäure. Seitdem hat sich eben auf einer Seite der große Uebelstand des leichten Undichtwerdens der Muffeln, und auf der anderen Seite die Möglichkeit eine große Quantität starker Salzsäure selbst aus den Flamm-Röstöfen zu gewinnen, herausgestellt. Ich möchte also meine Ansicht dahin zusammenfassen: Wo man namentlich die Absicht hat, so viel wie |472| möglich starke Salzsäure zu gewinnen, sey es zum Verkauf oder zur Chlorentwickelung, da wende man Muffelöfen an, gebe sich aber Mühe sie sehr sorgfältig zu construiren. Oefen mit doppelter Muffel sind den einfachen wegen ihrer viel größeren Productionsfähigkeit vorzuziehen. Man wird dann auch ein etwas geringeres Anlagecapital für die Condensationseinrichtungen gebrauchen. Man lasse aber nicht ab, täglich die Gasdichtheit der Muffeln in der oben angegebenen Weise zu controliren. Wo es dagegen weniger darauf ankommt, etwas mehr Capital auf die Condensatoren zu verwenden, wo es vielleicht aber mehr darauf ankommt Raum zu sparen, wo man ferner doch nicht alle Salzsäure verwenden kann, oder vielleicht einen Theil derselben gerade in verdünntem Zustande gebraucht (z.B. zur Bicarbonatfabrication oder Schwefel-Regenerirung), da baue man Flammöfen. Man ist dann viel unabhängiger von der Geschicklichkeit des Ofenbauers, und hat zwar mehr Sorgfalt auf den Wasserzufluß zu verwenden, braucht aber nicht zu besorgen, daß man Gasverluste aus dem Röstofen erleide. Ich möchte behaupten, entgegengesetzt dem Schlusse der belgischen Commission und Freycinet's,139) daß gerade in Fällen wo es auf die möglichste Verhütung alles Säureverlustes ankommt, man mit Flammöfen sicherer als mit Muffelöfen geht, wenn man auch vielleicht nicht so viel starke Salzsäure gewinnt. Man vergleiche übrigens in letzterer Hinsicht noch das später bei Beschreibung von Clapham's Verfahren Gesagte.

Ich will mich nun im Folgenden mit der passenden Construction von Sulfatöfen beschäftigen. Die Pfanne und ihre Einmauerung sind immer dieselbe, welche Art der Röstung man auch vorziehen möge. Der Flammofen ist auch so ungemein einfach, daß es kaum nöthig erscheint, näher auf ihn einzugehen. Dagegen kommt es sehr darauf an, den Muffelofen richtig zu construiren. Ich beschränke mich also im Folgenden darauf, Zeichnungen und Beschreibungen für den letzteren zu geben, wovon der auf die Pfanne bezügliche Theil eben auch für Flammöfen gelten würde.

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In Fig. 1 bis 7 ist ein Ofen mit einfacher Muffel dargestellt, wie ich mich dessen seit einer Reihe von Jahren bedient habe. Fig. 1 ist ein Horizontalschnitt nach ABCD (Fig. 3); Fig. 2 ein solcher nach EFGH; Fig. 3 ein Längsschnitt nach JKLM (Fig. 2); Fig. 4 ein Querschnitt nach NO (Fig. 1); Fig. 5 ein solcher nach PQ (Fig. 3); Fig. 6 ein solcher nach RS (Fig. 3); Fig. 7 ein Aufriß der Vorderseite. Die Maaße sind fast überall eingezeichnet.

Man bemerkt zunächst, daß die Pfanne auf einem vielfach durchbrochenen Gewölbe steht, welches besonders in den Figuren 3 und 4 deutlich erscheint. Man sieht auch wie dieses gegen die Außenwand durch einzelne Steine abgesteift ist, namentlich in Fig. 1, wo jedoch die Durchbrechungen des Gewölbes der Deutlichkeit wegen nicht angedeutet und nur die senkrechten Strebemauern gezeichnet sind. Zwischen der Pfanne und dem Gewölbe läßt man einen Spielraum von einigen Zollen. Das aus den Füchsen des Gewölbes hervorbrechende Feuer umspült zunächst die Mitte des Pfannenbodens und geht dann, wie man namentlich aus Fig. 2 sieht, auch um die Seiten herum. Um es nicht nach einer Seite allein hinzulenken, sind in der dünnen Scheidemauer zwei Oeffnungen angebracht, von denen die dem Schornsteine näher liegende kleiner als die andere ist. Es kommt sehr viel darauf an, daß die Pfanne überall gleichmäßig erhitzt werde; jedem Praktiker wird es bekannt seyn, daß man manchmal durch eine Verengerung oder Erweiterung eines Fuchses um einen einzigen Zoll an's Ziel kommt. Selbst genaue Zeichnungen vermögen hier nicht so viel, als der praktische Blick eines erfahrenen Ofenbauers. Ob die Pfanne ungleichmäßig erhitzt werde, kann man leicht daran sehen, daß die Salzmischung darin an einer Seite fest anbäckt, und daß diese Seite dann nach dem Ausräumen stärker glühend erscheint als die anderen Theile der Pfanne. Man kann dann häufig den Fehler noch verbessern. In Fig. 2 sieht man übrigens, des besseren Verständnisses halber, die Pfanne und ihre Arbeitsthür punktirt angedeutet; in Wirklichkeit fallen sie über die Ebene der Zeichnung.

Die Pfanne ruht theils auf den dünnen Zwischenmauern, theils auf der, oben noch übergekragten Außenmauer auf, und wird ihrerseits wieder von einem Gewölbe überspannt, welches nur 4 1/2 Zoll stark ist. Es spannt sich von der einen Längsseite des Ofens zur anderen, und wird, obwohl die Widerlagsmauer nur sehr schwach ist, doch durch Gußeisenplatten (wovon die vordere in Fig. 7 sichtbar ist) und starke Ankersäulen sicher festgehalten, so daß es von der Pfanne selbst unabhängig ist, und man diese hinein- und herausbringen kann, ohne das Gewölbe und den auf ihm stehenden Säurecanal abzutragen. Auf dem Rande der Pfanne |474| ist dann noch eine ringförmige Mauer aufgeführt, welche oben an das Gewölbe anstoßt, um zu verhindern daß es in den Feuerzug entweicht. Man muß in Beziehung hierauf bei der Einmauerung mit großer Sorgfalt verfahren, und es kommt für einen guten gasdichten Schluß auch sehr viel auf den Bau der Pfanne selbst an. Dr. Smith erörtert diesen Punkt in dem vierten Report p. 46 ff. sehr ausführlich, mit Beifügung von Zeichnungen. Ich gebe aus diesen nur den wesentlichsten Theil, nämlich einen Durchschnitt des obersten Theiles der Seiten, in den beistehenden Skizzen wieder.

Textabbildung Bd. 193, S. 474

Die bisher weitaus gewöhnlichsten Formen zeigen die Skizzen a und b. Gerade die schlechteste Form a ist die allerverbreitetste. Die Pfanne hat bei dieser Form gar keinen Flantsch, und ruht mit ihrem Oberrande etwa 9 Zoll auf dem, natürlich sich ihrer Rundung anpassenden Mauerwerke auf. Wenn nun entweder die Pfanne selbst oder das Mauerwerk irgend welche Bewegung machen, so entsteht ein Zwischenraum zwischen beiden, durch welchen hindurch Säuredampf aus dem Raum oberhalb der Pfanne in den Feuerzug und von da direct in den Schornstein gesaugt wird. Selbst wenn die Verbindung zwischen Pfanne und Mauerwerk von vorn herein sehr gut gemacht worden ist, und sich auch nicht durch die abwechselnde Erhitzung und Abkühlung des Ofens öffnet, so kann doch ein Riß entstehen, wenn die saure Mischung in der Pfanne über deren Rand herüberkocht, ein sehr häufig eintretender Fall; die siedende Mischung von Schwefelsäure und Salzsäure löst den Mörtel oder Thon auf und bahnt sich einen Weg in den Feuerraum darunter, wohin ihr das saure Gas bald genug nachfolgt.

Die Skizze b zeigt schon eine Verbesserung durch den rings um die Pfanne laufenden Flantsch, wodurch die Berührungsfläche zwischen dem Metall und dem Mauerwerk vergrößert und somit deren Verbindung dauerhafter gemacht wird; jedoch bietet auch diese Form durchaus keine Sicherheit dar. Dagegen ist dieses der Fall mit den Formen c und d. Hier ist es ganz unmöglich, daß das Gas sich einen Weg nach dem Feuerraum bahnen sollte. Bei c erhebt sich das Deckgewölbe kegelförmig von |475| dem Rande der Pfanne aus; bei d steigt eine gerade Mauer auf, welche entweder mit einer horizontalen Eisenplatte überdeckt, oder mit einem Gewölbe überspannt ist. Die Form c scheint unzweckmäßig, weil es dabei ganz unmöglich ist, eine gesprungene Pfanne auszuwechseln, ohne das obere Mauerwerk mit allem senkrechten Röhrenwerk abzutragen. Auch wenn man bei der Pfannenform d eine Schlußplatte anwendet, so hat man immer noch die Unannehmlichkeit der Entfernung der senkrechten Thonröhren. Ich finde aber, daß man sehr gut so verfahren kann, wie es in dem einen von mit gezeichneten Ofen veranschaulicht ist, nämlich das Gewölbe über der Pfanne von derselben unabhängig zu machen, und auf dem Pfannenrande eine ringförmige Mauer aufzuführen, welche an das Gewölbe anstößt. Wenn eine Pfanne springt, so braucht man nur die halbziegelige Mauer, welche vom Pfannenrande bis an das Feuer Gewölbe reicht und die Vordermauer einer Seite abzutragen, kann dann die Pfanne an der stets zu diesem Zwecke angebrachten Oese herausziehen und eine neue Pfanne einsetzen, worauf man eine neue Vordermauer baut und auch die dünne Mauer auf dem Flantsche der Pfanne wieder aufführt. Man muß diese freilich so gut wie möglich mit dem Gewölbe verbinden, und in sofern ist nicht solche absolute Sicherheit vorhanden, als wenn das Gewölbe auf dem Pfannenrande selbst aufruht; aber die Verbindung ist doch sehr viel sicherer, als in dem Fall b, da ein Aufschäumen so hoch hinauf nicht leicht eintritt. Die specielle Form der Pfanne findet sich in Fig. 16 und 17 mit den Maaßen gezeichnet. Man sieht, wie der senkrechte Rand an vier Stellen unterbrochen ist, um diese Stellen als Arbeits- oder Ueberschiebe-Oeffnungen zu benutzen.

Ganz verschieden von der von mit gezeichneten Art der Einmauerung ist die von Muspratt in seinem Wörterbuche beschriebene und gezeichnete. Hier ist die Pfanne mit einem eisenblechernen domförmigen Deckel versehen, welcher mit einer Ziegelschicht bedeckt ist. Die Flamme streicht erst über diesen Deckel hin, und geht dann erst unter den Boden der Pfanne. Ich habe diese Einrichtung nur an einem Orte in Lancashir140) und in keiner einzigen Fabrik am Tyne gefunden. Ich kann nicht absehen, was für einen Zweck die Erhitzung von oben haben soll, außer vielleicht den, die Stichflamme von dem Boden der Pfanne abzuhalten; dieß wird aber durch das Schutzgewölbe unter dieser ganz ebenso erreicht. Durch die Feuerung von oben wird der ganze Bau viel complicirter, und der schmiedeeiserne Deckel wird jedenfalls immer nur sehr |476| kurze Zeit halten; auch muß die Durchführung des Säureabzugsrohres durch den oberen Feuerraum nicht leicht seyn. Auch in Hofmann's Report of the Juries (1862) ist die Construction mit Oberfeuerung irrigerweise als die herrschende beschrieben. In Lancashire fand ich allerdings in mehreren Fabriken, welche bloß Unterfeuerung hatten, gußeiserne Dome über den Pfannen; am Tyne ist selbst dieß nirgends gebräuchlich. Wenn man sich eben darauf einrichtet, das Deckelgewölbe unabhängig von der Pfanne und somit bleibend zu machen, so liegt kein Grund vor, es anders als aus Mauerwerk zu construiren.

Die Figuren 1 bis 7 stellen uns den einen Fall dar, wo die Arbeitsthür der Pfanne der Verbindungsthür mit dem Röstofen gerade gegenüber liegt. Die Einfeuerung kann man dabei natürlich von jeder der beiden anderen Seiten machen, am besten aber in der gezeichneten Weise, das heißt auf der den Arbeitsthüren des Röstofens gegenüberliegenden Seite. Häufig muß man jedoch die Arbeitsthür der Pfanne auf dieselbe Seite mit derjenigen des Röstofens verlegen; die sich daraus ergebenden Aenderungen in der Einmauerung der Pfanne sind für jeden Praktiker selbstverständlich. Die Feuerung kommt dann meist an das Ende des Ofens. Wenn man dagegen eine Pfanne mit zwei Röstöfen verbindet, wie es in Figur 18 skizzirt ist, so kommt ihre Arbeitsthür nach vorn, auf dieselbe Seite mit den Arbeitsthüren der Oefen, und die Einfeuerung auf die gegenüberliegende (Hinter-) Seite. Wie ich früher ausführte, halte ich es, wenn es nur der Raum gestattet, für das Zweckmäßigste, eine Pfanne mit zwei Muffelöfen zu verbinden.

In manchen Fällen muß man die Pfanne, statt an das Ende des Röstofens, an die Mitte seiner Hinterseite verlegen.

Ich zeichne auch noch eine mit als praktisch mitgetheilte Construction in Fig. 9 bis 12. Hier hat die Pfanne kein besonderes Feuer, sondern wird durch das verlorene Feuer des Röstofens mit geheizt. Man sieht, wie dasselbe erst unter die Mitte der Pfanne geht, sich alsdann theilt, um die Seiten herumgeht und schließlich wieder in einem Abzugscanale vereinigt abgeleitet wird. Obwohl die Skizze von einer praktisch ausgeführten Ofenzeichnung entnommen ist, würde ich mich doch mit dieser Construction nicht befreunden können. Man muß jedenfalls den Röstofen sehr überhitzen, um Wärme genug für die Pfanne übrig zu haben. Man kann diese dann reguliren, indem man nöthigenfalls einen Theil des Feuers durch den in Fig. 9 vorn sichtbaren directen Canal fortgehen läßt, statt ihn erst unter die Pfanne zu führen; aber unmöglich kann diese Regulirung so leicht als durch ein directes Feuer unter der Pfanne geschehen. Häufigeres Springen derselben dürfte die Folge |477| davon seyn. In keiner einzigen der vielen mit durch Augenschein bekannten Fabriken sind die Pfannen auf die verlorene Feuerung der Röstöfen angewiesen. Allerdings werden die Pfannen bei Huschinsons durch das Feuer je zweier Flammöfen, aber nur von oben, bestrichen; aber die Haupterhitzung geschieht doch durch ein besonderes Feuer unter den Pfannen. Auch in den Jarrow Chemical Works hat jede Pfanne das Feuer eines Flammofens von oben, und ein besonderes Feuer von unten. Wie bemerkt, mischen sich in diesen beiden Fällen alle Säuregase mit Feuergasen, und kann in Folge dessen keine starke Säure erhalten werden. Man verwechsele nicht diesen Fall mit dem vorhin aus Muspratt und Hofmann angeführten, wo das Feuer über den Pfannendom oder Deckel streicht, also eine wirkliche Muffel entsteht.

Man bemerke schließlich noch die Gestalt der in Fig. 8 besonders gezeichneten Arbeitsthür der Pfanne. Sie besteht aus zwei getrennten, besonders einzusetzenden Theilen, mit einer kreisförmigen Oeffnung zum Durchgehen des Gezähe-Stieles. Man hebt nur den oberen Theil ab, wenn man das Gezähe ein- oder ausführen will. Den oberen Theil der Thür macht man besser von Blei als von Gußeisen, weil sie sich sehr schnell abnutzt; noch besser ist Schiefer. Manche Fabriken haben sogar nur eine Schiefertafel lose vor die Arbeitsöffnung gestellt, und bewirken den Verschluß bloß durch Dagegenhäufen von Salz, welches übrigens auch bei der Thür Fig. 8 angewendet wird.

Die Zersetzungspfannen müssen mit der größten Sorgfalt hergestellt werden. Sie sollen nicht nur häufigen Temperaturwechseln, sondern auch den Angriffen der Schwefelsäure und Salzsäure längeren Widerstand leisten. Die Erfahrung hat gezeigt, welche Eisensorten sich dazu am besten eignen; die beste Mischung wird in England als Fabrikgeheimniß betrachtet, und in Wirklichkeit genießen in England nur zwei Gießereien unweit Liverpool (die eine in St. Helens, die andere in Widnes) das Vertrauen der chemischen Fabrikanten. Sämmtliche am Tyne gebrauchte Pfannen werden von dorther bezogen. Jene beiden Fabriken gießen sie, statt gemauerter Dammgruben, in gußeisernen Schalen mit Lehmverkleidung, und mit vielen Löchern zum Entweichen des Gases, mit dem Boden nach oben, und mit einem verlorenen Gießtopfe von etwa 9 Zoll Durchmesser und 2 Fuß Höhe. Die Stärke der Schalen selbst wird von verschiedenen Fabrikanten verschieden bestellt; an Rande ist sie gewöhnlich 2 Zoll, am Boden aber 4 bis 7 Zoll. Am gebräuchlichsten ist eine Bodenstärke von 5 Zoll, wobei eine Pfanne nach Art der in Fig. 16 und 17 gezeichneten etwa 120 Centner wiegen wird.

Der Calcinirofen ist stets so eingerichtet, daß das Feuer die |478| Muffel erst von oben bestreicht, und dann unter dem Boden derselben zurückkehrt. Was die Feuerungen selbst betrifft, so können darin die Engländer, wenigstens die englischen chemischen Fabrikanten, viel mehr von den deutschen lernen, als umgekehrt, woran eben gerade die größere Billigkeit des Brennmateriales in England Schuld seyn mag. Ich habe die Feuerungen nur so gezeichnet, wie man sie wirklich in England anwendet, aber die meisten deutschen Fabrikanten werden wohl Treppenroste, Gasfeuerungen u. dgl. vorziehen.

Es folge zunächst eine Beschreibung des in Fig. 1 bis 7 gezeichneten Ofens. Das Gewölbe der Muffel ist hinter der Feuerbrücke, wo es von der Stichflamme getroffen wird, einen vollen Ziegel stark und außerdem noch mit 1 1/2 Zoll starken dünnen Ziegeln (split bricks) belegt; diese werden in dem zweiten Drittel der Länge fortgelassen, und das letzte Drittel ist nur einen halben Ziegel stark. Das ganze Gewölbe ist mit einer zolldicken Schicht feuerfesten Thones bedeckt, welcher mit schwacher Sodalauge angefeuchtet ist; dieß geschieht, um sie zum leichteren Fritten zu bringen und die Gasdichtheit des Mauerwerkes zu verstärken. Es braucht wohl kaum erst erwähnt zu werden, daß das Muffelgewölbe aus den besten feuerfesten Steinen, mit möglichst engen Fugen hergestellt und auf das Allersorgfältigste und Festeste gemauert werden muß. Als Gewölbehöhe empfiehlt sich 9 bis 10 Zoll; mehr darf man nicht nehmen, weil sonst die strahlende Wärme zu wenig auf die Charge wirkt, und sehr verringern kann man die Höhe nicht, um nicht die Solidität des Gewölbes zu beeinträchtigen. Die verticalen Seiten sind 12 Zoll hoch, so daß vom Scheitel des Gewölbes bis zur Sohle 21 bis 22 Zoll Abstand sind. Das obere Gewölbe ist an der weitesten Stelle einen Fuß von dem Muffelgewölbe entfernt; an der engsten (vorn am Ofen) nur 6 Zoll. Beide Gewölbe stützen sich als Widerlager auf gußeiserne Platten, welche die Außenfläche des Ofens bekleiden und natürlich durch Ankersäulen und Zugstangen zusammengehalten werden. An der Vorderseite nimmt man sie am besten 3 Fuß hoch, wo dann die Arbeitsthür-Oeffnungen in ihnen ausgespart sind; an der Hinterseite genügen 2 Fuß. Auch die Stirnwand der Feuerungen ist am besten so geschützt. Bei den gezeichneten Dimensionen genügen Gußeisenplatten von 1 Zoll Stärke, für jede Längsseite 10 Ankersäulen (vierzöllige Eisenbahnschienen) und Zugstangen von 3/4 Zoll Quadrateisen oder 7/8 Zoll Rundeisen. Das Mauerwerk ist, wie überhaupt bei englischen Oefen, viel schwächer als es in deutschen chemischen Fabriken gebräuchlich ist; die Armirung gewährt doch die nöthige Sicherheit. Die Flamme der beiden Feuerungen zieht sich auch über dem Gewölbe noch durch eine dünne Mauer getrennt hin |479| (sichtbar in Fig. 6, aber nicht gezeichnet in Fig. 3), und vereinigt sich erst am Ende der Muffel, um in mehreren Füchsen herabzufallen. Hier ist auch der Verbindungscanal (gangway) zwischen Pfanne und Röstofen mit seinem Schieber angebracht. Diese Theile des Ofens müssen mit besonderer Sorgfalt gebaut seyn, da er hier der Abnutzung und mithin dem Undichtwerden sehr ausgesetzt ist.

Der gangway besteht aus einem Bogen mit darüberliegender Gußeisenplatte; auch seine Seiten werden am besten mit solchen Platten ausgesetzt. Der (gußeiserne) Schieber hat, wie man aus Fig. 3 sieht (wo übrigens seine Kette und Gegengewicht ausgelassen sind, sichtbar in Fig. 7), oben einen vorstehenden Rand, mit welchem er in einen Sandverschluß eingreift. Er nutzt sich natürlich ziemlich schnell ab. Unter dem gangway vereinigen sich die Füchse wieder zu einem einzigen Quercanale (am besten sichtbar in Fig. 1 und 3); von da geht das Feuer in sieben engen Canälen unter der Sohle der Muffel wieder nach vorn zurück, vereinigt sich wieder in einem Querzuge und wird dann endlich zum Schornstein abgeführt. Diese Construction ist gewählt, um die Sohle der Muffel aus gewöhnlichen feuerfesten Ziegeln bauen zu können, welche man flach, also nur in 2 1/2 Zoll Dicke, anwendet. Noth besser legt man dünne Ziegeln (split bricks) von nur 1 1/4 Zoll Stärke in zwei sich kreuzenden Schichten übereinander. Die Zwischenmauern darf man nicht schwächer als eine Ziegelstärke (9 Zoll) nehmen, weil sie sonst zu schnell verbrennen. Die Feuercanäle sind nur 5 Zoll weit, um auf beiden Seiten Auflage für die Ziegeln der Ofensohle zu haben; sie setzen sich nach vorn in Ausräum-Oeffnungen fort, welche für gewöhnlich mit halben Ziegeln versetzt sind. Die Sohle dieser Feuerzüge neigt sich von einem Querzuge nach dem anderen ziemlich stark (Fig. 3), um das Ausräumen zu erleichtern. Man bemerke schließlich noch den seitlichen Ausführungsgang für das Säuregas, welcher dann in die Höhe steigt und sich über der Pfanne mit dem aus dieser emporsteigenden Rohre vereinigt.

Manche Fabriken bringen statt dessen ein gußeisernes Rohr an, innen und außen durch Verkleidung mit Ziegeln geschützt, welches von dem inneren Gewölbe durch den oberen Feuerraum und das Außengewölbe geht; aber dieses Rohr wird trotz der Verkleidung schnell zerstört, und kann auch durch seine Volumenänderungen Risse im Muffelgewölbe verursachen.

Statt die Ofensohle aus den gewöhnlichen neunzölligen Chamott-Ziegeln zu machen, wenden sehr viele Fabriken Platten von feuerfestem Thon, bis zu 2 Fuß im Quadrat an. Dann verringert sich natürlich die Anzahl der Züge unter der Sohle sehr, und wird in einem Ofen der |480| gezeichneten Größe auf vier reducirt. Ein gutes Beispiel dieser Art ist der im ersten englischen Berichte abgebildete Ofen, welcher in Fig. 13 bis 15 wiedergegeben worden ist. Man sieht, wie das Feuer erst über das Muffelgewölbe geht, dann nach unten fällt, in zwei Canälen seitlich unter der Ofensohle hinstreicht und in zwei anderen Canälen in der Mitte zurückkehrt. In dem Fig. 9 bis 12 skizzirten Ofen mit drei Zügen läßt sich der Gang des Feuers ohne weitere Erklärung verfolgen. Wenn man Chamottplatten von ganz ausgezeichneter Qualität haben kann, welche Temperaturwechseln sehr gut widerstehen, so ist die Construction in Fig. 13 bis 15 derjenigen in Fig. 1 bis 7 vorzuziehen, denn die weiteren Züge sind viel leichter auszuräumen. Aber man findet nicht an vielen Orten 2 Fuß lange und breite Chamottplatten von solcher Güte, daß sie nicht springen, wenn rothglühend, wie sie nach dem Ausziehen einer calcinirten Charge sind, ein verhältnißmäßig kalter Brei von Säure, Salz und Bisulfat aus der Pfanne auf sie gebracht wird.

Den Ziegelsohlen schadet dieses gar nichts. Die viel geringere Anzahl der Fugen bei den Plattensohlen gibt eine größere Garantie der Gasdichtheit; dieß hat jedoch nicht viel zu sagen, weil einmal das auf der Sohle befindliche Sulfat selbst einen einfachen Ziegelboden sehr gut schützt, und man zweitens einen ganz tadellosen Schluß erzielen kann, wenn man, wie oben bemerkt, die Ofensohle aus zwei sich kreuzenden Schichten von Halbziegeln (9 × 5 × 1 1/4 Zoll) herstellt.

Clapham's Verfahren zur Condensation der Salzsäure.

Ich habe oben dieses Verfahren berührt, wo ich erwähnte, daß man bei Anwendung desselben es auch mit Flammofenröstern erreichen kann, ausschließlich starke Säure zu produciren. In der That ist der Vortheil dabei noch größer als es je bei den Muffelröstern der Fall ist; denn auch bei der besten Condensation und Muffelöfen kann man es unmöglich vermeiden, in den Waschthürmen etwas Säure zu verlieren, was außerdem eine große Menge Wasser kostet. Man könnte dieß eben nur dann verhindern, wenn man auch hier, nach Clapham, die schwache Säure zum Speisen der eigentlichen Condensatoren verwendete, aber Niemand wird es einfallen, dieß bei Muffelöfen zu thun, da man ja dann gerade ebenso gut die einfacheren Flammöfen anwenden kann.

Am Schlusse meines Aufsatzes über die Condensation der Salzsäure in Sodafabriken (dieses Journal Bd. CLXXXVIII S. 322) wies ich schon auf das Clapham'sche Verfahren hin, welches zu Walker unweit Newcastle in Betrieb ist. Ich habe keinen Grund zu widerrufen, was ich dort sagte, nämlich daß die praktische Ausführung des Verfahrens |481| große Schwierigkeiten hat und dasselbe meines Wissens nur in einer einzigen Fabrik (an welcher der Erfinder selbst betheiligt ist) in Ausführung steht. Ich habe inzwischen jene Fabrik besucht und mit dabei die Ueberzeugung verschafft, daß das Verfahren allerdings in der Praxis sehr gut wirkt; doch ist freilich die erste Einrichtung sehr kostspielig, und dieß sowohl, als auch vielleicht hohe Forderungen des Patentträgers, haben bis jetzt seine weitere Verbreitung gehindert. Ganz und gar abgeschnitten würde diese seyn, wenn es sich bestätigen sollte, daß in einer oder der anderen Fabrik das Flammofengas, auch ohne Aufpumpen von schwacher Säure, bloß durch starke Vorkühlung, vollständig zu starker Säure condensirt wird. Wenn sich dieses durch längere Erfahrungen bestätigt, ohne daß dadurch die Vollständigkeit der Kondensation beeinträchtigt würde, so werde ich nicht verfehlen den Lesern dieses Journales Mittheilung darüber zu machen. Inzwischen wird aber Manchem eine Beschreibung des Clapham'schen Apparates nicht unwillkommen seyn. Für diejenigen, welche sich näher dafür interessiren, bemerke ich, daß der vierte englische Bericht (Report of the Inspector under the Alkali Act) eine Reihe von Zeichnungen und Plänen enthält, welche sich auf den besprochenen Apparat beziehen. Dort sind auch folgende Angaben eines der Besitzer der betreffenden Fabrik angeführt:

  • „1) Der totale Vor-Kühlraum für Gas beträgt 244 Kubikfuß für jede in 24 Stunden zersetzte Tonne Salz;
  • 2) der totale Condensationsraum beträgt 1190 Kubikfuß für dieselbe Einheit;
  • 3) der einzige Ort, wo Wasser angewendet wird, ist in den Ofencondensatoren Nr. 3 und 4; die schwache Säure von diesen wird nach oben gepumpt, um den Pfannen-Condensator Nr. 1 und die Ofen-Condensatoren Nr. 1 und 2 zu speisen; man gebraucht daher bei dieser Arbeitsmethode nur 570 Gallons (= 2582 Liter) Wasser per Tonne Salz in 24 Stunden, während bei dem gewöhnlichen Verfahren die vierfache Menge Wasser gebraucht wird.“

„Die Stärke der erzeugten starken Säure ist 25° Twaddle (1,125 spec. Gew.) und es läuft überhaupt gar keine schwache Säure unbenutzt fort.“

„Die Condensation wird ohne Schwierigkeit ausgeführt, da das System überhaupt gar keine Verbindung mit einem Schornstein hat; Alles ist mithin dem Blicke frei ausgesetzt, und wenn ein Fehler vorfiele, wüßte er sofort entdeckt werden.“

|482|
Dimensionen:
Pfannen-Condensator Nr. I 65' 0'' × 8' 6'' × 6' 3''
Ofen-Condensatoren Nr. 1 und 2 50' 6'' × 6' 2'' × 5' 2''
„ „ Nr. 3 und 4 34' 0'' × 4' 6'' × 4' 6''

„Der nöthige Zug wird durch die vollkommene Verdichtung des Gases in den Condensatoren hervorgebracht.“

„Die Pfanne ist überwölbt, und an einer Seite ein Loch über der Pfanne zum Chargiren mit Salz gelassen; oben darüber ist eine Cisterne mit dem Maaße der Säure für je eine Charge; das Einlaufloch wird mit Salz geschlossen und überschüttet. Auf der anderen Seite ist eine Oeffnung mit einem Register, welche in den Röstofen führt; wenn Salz und Säure in dem richtigen Zustande sind, wird das Register gehoben und die Mischung aus der Pfanne in den Röstofen gekrückt, worauf der Schieber geschlossen wird.“

„Das Gas aus der Pfanne ist leicht zu behandeln, da es ganz kalt ist im Verhältniß zu dem aus den Röstern kommenden; es geht direct von der Pfanne in den Condensator. Es kann auf keine Art und Weise in den directen Feuerzug gelangen, da die Pfanne mit einem breiten Flantsch auf dem Mauerwerk aufruht; das während des Ueberkrückens aus der Pfanne in den Röstofen entweichende Gas geht in den Ofen-Condensator.“

Es sollen nun einige Einzelheiten über das System, wie es in Walker am Tyne ausgeführt ist, angeführt werden. Man sieht schon aus dem obigen Citate, daß nur zwei der „Ofenthürme“ (Roaster condensers) mit Wasser gespeist werden. Dieß sind die Thürme, welche die Gase zuletzt zu passiren haben. Man halte fest: das Pfannengas geht in zwei Condensatoren (aus Steinplatten), in welchen es vollständig absorbirt wird; gespeist werden diese mit schwacher Säure von den Ofenthürmen 3 und 4. Das Ofengas geht erst in die beiden Ofenthürme 1 und 3, welche auch mit schwacher Säure von den Ofenthürmen 3 und 4 gespeist werden, und dann in diese letzteren selbst, welche eben mit frischem Wasser gespeist werden. Die am Fuße der Thürme ankommende Säure wird von den Pfannenthürmen und den Ofenthürmen 1 und 2 gemeinsam als starke Säure in 3 Steinkästen von je 14 Fuß Länge und 8 Fuß Breite aufgefangen, und sämmtlich zur Chlorbereitung verwendet. Die aus den Ofenthürmen 3 und 4 ablaufende Säure dagegen zeigt nur wenige Grade, und wird in folgender Weise behandelt: Sie läuft durch ein beiden Thürmen gemeinsames Thonrohr in vier steinerne Sammelcisternen von je 6 Fuß Länge und 4 Fuß Breite, in welchen sie sich schon etwas abkühlt. Man kann vermittelst |483| Thonhähnen jede Cisterne für sich allein füllen oder ablassen, und ermöglicht dadurch regelmäßigere Abkühlung. Das allen Cisternen gemeinschaftliche thönerne Ablaufrohr spaltet sich, zur Vermehrung der kühlenden Oberfläche, in zwei Röhren, welche dann durch einen Wassertrog von 40 Fuß Länge und 11/2 Fuß Breite laufen, mit dessen Hülfe die Säure beliebig abgekühlt werden kann. Dieß ist eben die Bedingung für das Gelingen des Verfahrens, weil außerdem die darauf folgenden, mit Gutta-percha ausgekleideten Apparate überhaupt gar nicht in brauchbarem Zustande zu erhalten wären. Aus demselben Grunde sind auch die oben erwähnten Cisternen und eine bedeutende freie Länge der Leitungsröhren vorgesehen (über 150 laufende Fuß, außer den 80 Fuß im Kühltroge).

Die hinreichend abgekühlte Säure wird nun periodisch in zwei liegende Cylinder von Gußeisen (5 Fuß lang, 3 Fuß Durchmesser) gelassen, welche inwendig mit Gutta-percha ausgekleidet sind, so daß das Metall mit der Säure überhaupt nicht in Berührung steht.

Textabbildung Bd. 193, S. 483

Sobald ein Cylinder voll ist, wird er durch einen Hahn abgeschlossen, und nun durch eine Luftpumpe comprimirte Luft darein geblasen, welche den flüssigen Inhalt des Cylinders durch ein Steigrohr in die Höhe treibt. Einer der Cylinder bedient die Pfannenthürme, der andere die Ofenthürme 1 und 2. Auf der Höhe der Thürme befinden sich wieder mit Gutta-percha ausgekleidete Behälter, welche wie gewöhnlich zum Berieseln der Thürme dienen. Die Anordnung dieser Druckcylinder ist genau dieselbe wie diejenige der Schwefelsäure Cylinder bei der Anwendung von Gay-Lussac's Thürmen, und in der That dient in Walker dieselbe Luftpumpe für beide Zwecke. Der einzige Unterschied ist der, daß für Salzsäure statt des Bleies eine Auskleidung mit Gutta-percha |484| gewählt werden muß, was natürlich eine sorgfältige Abkühlung nothwendig macht.

Man findet eine besondere Annehmlichkeit dieses Systemes darin, daß sich das sehr mit schwimmenden Körpern (Laub u. dgl.) verunreinigte Wasser des Tyne-Flusses in den Wasserthürmen filtrirt, und die mit schwacher Säure gespeisten Thürme also nie an Verstopfung der Vertheilungsröhren leiden.

Das ganze System steht mit einem Schornstein gar nicht in Verbindung. Wie schon oben in dem Citate angedeutet, genügt die Verdünnung der Luft in den Condensationsthürmen, in Folge der Absorption der Salzsäure, um in den Flammöfen den nöthigen Zug hervorzubringen. Die Verbindung mit der Atmosphäre wird einzig und allein durch je ein 12 Zoll weites Thonrohr auf der Spitze der Ofenthürme hervorgebracht, und es wurde mit von Hrn. Clapham versichert, daß sich selbst dieses zum großen Theile verschließen lasse, ohne Nachtheil für den Ofengang.

Es sey übrigens hier bemerkt, daß die Fabrik in Walker drei Sulfatöfen und eine Wochenproduction von etwa 150 Tonnen Sulfat hat. Durch das Wegfallen der Verbindung mit dem Schornstein ist eine bedeutende Quelle von Säureverlust vermieden.

Clapham's Verfahren scheint allerdings zwei Probleme zu lösen, welche sonst nur einzeln für sich mit Leichtigkeit zu bewältigen sind, nämlich: 1) möglichst vollständige Condensation des Salzsäuregases aus Flammöfen und 2) Gewinnung von ausschließlich starker Säure aus denselben. Jedoch ist die Einrichtung kostspielig und fortwährender Ueberwachung bedürftig. Dieser Vorwurf fällt ganz fort, wenn man die schwachen Thürme so hoch anlegen kann, daß ihre Säure unmittelbar in die starken Thürme abfließen kann. Dieß ist in der That in einer englischen Fabrik der Fall, welche die schwachen Thürme auf einem Hügel von Sodarückstand stehen hat. Aber eben nur unter solchen ausnahmsweisen Niveauverhältnissen ist diese unstreitig vollkommenste Condensator-Einrichtung leicht thunlich.

|463|

In letzten (vierten) Berichte der englischen Inspection finden sich folgende interessante Notitzen über die Abkühlungs-Wirksamkeit verschiedener Arten der Gasleitung; nur übersetze ich die Fahrenheit'schen Grade in Celsius'sche:

|464|

a) Das Gas wird durch einen unterirdischen Mauercanal von 160 Fuß Länge und 1600 Kubikfuß Inhalt fortgeleitet. Temperatur am Eintritt 360° C., am Austritt 300° C., also eine Abkühlung von 3,75° auf je 10 Fuß Länge, oder 10° auf je 266 Kubikfuß.

b) Das Gas wird durch einen oberirdisch, frei liegenden Ziegelcanal von 160 Fuß Länge und 1300 Kubikfuß Inhalt geleitet. Temperatur am Eintritt 360° C, am Austritt 88° C.; Abkühlung 17° auf je 10 Fuß Länge, oder 10° auf je 48 Kubikfuß.

c) Das Gas geht durch ein gußeisernes Rohr von 2' 3'' Weite und 130 Fuß Länge (518 Kubikfuß Inhalt). Eintrittstemperatur 360° C, Austrittstemperatur 138°. Abkühlung 17° auf je 10 Fuß Länge, oder 10° auf je 23 Kubikfuß.

Alle drei Fabriken haben Röst-Flammöfen; die Zahlen sprechen für sich selbst.

|465|

Freycinet spricht immer von fours à double moufle.“ Das ist doch wohl sehr ungenau; die Oefen haben ein doppeltes Gewölbe, aber doch keine doppelte, sondern eine einfache Muffel.

|467|

Neuerdings auch zur Schwefelregenerirung aus den Sodarückständen.

|472|

Auch in Muspratt-Strohmann's Chemie, zweite Auflage, Bd. IV S. 229 findet sich noch diese, mit irrig scheinende Ansicht ausgesprochen. Das angeführte Beispiel der Tennant'schen Fabrik in Glasgow spricht eher für das Gegentheil, denn, wie mit persönlich bekannt ist, muß man hier unaufhörlich an den Muffelöfen repariren (zwei Oefen stehen immer zur Reparatur bei einer Gesammtzahl von 17), und trotz der größten Sorgfalt darin kann der Gasverlust doch nicht vermieden werden. Die Stadt Glasgow hat deßhalb die Fabrik gegen die Summe von 280,000 Pfd. Sterl. angekauft und die Eigenthümer verpflichtet, sie nur noch eine kurze Reihe von Jahren zu betreiben, bis ihre schon angefangene Verlegung nach dem Tyne vollendet werden kann.

|475|

Wie ich höre, ist sie auch an diesem Orte seit einigen Jahren aufgegeben worden.

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