Titel: Ueber Kohlenstaubfeuerungen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1894, Band 292 (S. 265–270)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj292/ar292073

Ueber Kohlenstaubfeuerungen.

Mit Abbildungen.

Die Verwerthung der Staubkohle ist durch besondere Rostconstructionen, durch Verbrennung in besonderen Schüttöfen, in Retorten u.s.w. meist mit geringem Erfolg versucht worden. Mehrfach ist auch der Vorschlag gemacht worden, die Staubkohle bezieh. körnige Abfallkohle durch Vermahlung in Kohlenstaub umzuwandeln und in dieser Form zur Verbrennung zu bringen. Naturgemäss ist der Kohlenstaub auf den gewöhnlichen Kosten in den üblichen Feuerungen nicht verbrennbar, weil er sich auf den Rosten nicht hält und in rostlosen Feuerungen die Zuführung von Luft nicht angeht. Die Verbrennung von Kohlenstaub erscheint nur praktisch möglich; wenn derselbe in geeigneten Mengen mit Luft gemischt wird und in der Luft schwebend, also von dieser völlig umschlossen, entzündet wird.

Dieses Problem ist auf zwei Wegen angestrebt worden. Einmal dadurch, dass man ein explosives Gemisch aus Kohlenstaub und Luft herstellte und in geschlossenen Räumen durch einen Funken oder durch Compressionswärme (Diesel) entzündete und verbrennen liess. Diese Ausnutzung bedingt die unmittelbare Verwerthung der erzeugten Verbrennungsgase durch Expansion unter Einwirkung auf den Kolben einer Maschine. Sodann wurde die Verbrennung in geschlossenen und offenen Feuerungen versucht, um die erzeugte Wärme zur Beheizung von Kesseln u.s.w. zu verwenden. Mit letzterer Art wollen wir uns hier beschäftigen.

Die Kohlenstaubfeuerungen beruhen auf der Verbrennung von Kohlenstaub in einem Luftstrome. Um diese Verbrennung zu ermöglichen, muss der Kohlenstaub möglichst fein und gleichmässig in der Luft vertheilt sein, muss aber auch das Verhältniss der Luft- und Staubmengen sich thunlichst eng an die theoretischen Ziffern anschliessen, weil zu geringe Luftbeimischung keine vollständige Verbrennung zulässt, während ein Luftüberschuss die Ausnutzung der Wärme durch unnöthige Abkühlung schädlich beeinflusst.

Das in angemessenem Verhältniss hergestellte Staubluftgemisch wird in einen glühenden Chamotteraum eingeführt, dessen Temperatur die Entzündungstemperatur des eingelassenen Gemisches übersteigen muss; unter letzterer Voraussetzung wird die Kohle sich entzünden und verbrennen. Von der richtigen Bemessung des Gemisches hängt der Grad der mehr oder weniger vollständigen Verbrennung ab, also sowohl die mehr oder weniger vollkommene Ausnutzung des Brennstoffes, wie auch die mehr oder weniger rauchlose Verbrennung.

Diese Grundzüge lassen erkennen, dass die Verbrennung von Kohle unter den denkbar günstigsten Umständen vor sich gehen muss. Die leichte Beweglichkeit und Vertheilungsfähigkeit des Kohlenstaubes gestatten es verhältnissmässig leicht, die günstigste Mischung von Staub und Luft herzustellen und – was die Hauptsache ist – den jeweiligen Anforderungen des wechselnden Betriebes anzupassen. Ist das Mischungsverhältniss ermittelt, so bedarf es nur der vergrösserten und verminderten Einfuhr der angemessen gemischten Ladung, um die Wärmeerzeugung zu vergrössern oder zu vermindern. Da die Verbrennung eine augenblickliche ist, da nie mehr Brennstoff zugeführt wird, als gerade zur Verbrennung nöthig ist bezieh. zur Verbrennung gelangen kann, so ist der erhebliche Vortheil nicht nur für die Sicherheit, sondern auch für die günstigste Gestaltung des Betriebes offenbar.

Aber noch weitere wesentliche Vortheile hat eine Kohlenstaubfeuerung für sich. Es ist mit einer solchen der einzige Weg gegeben, um Kleinkohle und Abfallkohle, die sich in anderer Weise praktisch gar nicht angemessen ausnutzen und nur durch allerhand Kunststücke überhaupt zur Verbrennung mit verhältnissmässig geringem Erfolge bringen lässt, in ihrem vollen Werthe nutzbar zu machen, indem man dieselben fein zermahlt und dann im Luftstrom verbrennt. Der Nutzwerth dieser Abfallkohle ist keineswegs gering, da dieselbe im Wesentlichen dieselbe Beschaffenheit und Güte hat wie die Stückkohle, von der dieselbe abgefallen ist.

Besonders beachtenswerth ist aber die Erleichterung und Vereinfachung der Bedienung. An Stelle des Aufwerfens tritt die Anfüllung eines Speisetrichters, aus welchem der Kohlenstaub in genau einstellbaren Mengen selbsthätig der Feuerung zugeführt wird. Ein Schüren und Schlackenziehen fällt fort, da bei der hohen Temperatur des Verbrennungsraumes die feinen Aschentheile sofort schmelzen, am Boden der Verbrennungskammer zusammenfliessen und dann durch eine Oeffnung zum Abfluss gebracht werden können. Welche Erleichterung für den Heizer!

Aber wie wenig hängt auch die günstige Gestaltung einer Kohlenstaubfeuerung von der Geschicklichkeit des Heizers ab. Braucht derselbe doch gar keinen Einfluss mehr auf das die Verbrennungsweise allein beeinflussende Mischungsverhältniss zu erhalten.

Die Vorzüge einer Kohlenstaubfeuerung ergeben sich aus obigen Darlegungen. Ob die Behauptung sich wird erweisen lassen, dass die Kohlenstaubfeuerung eine günstigere Ausnutzung der Kohle erzielt als unsere besten Kohlenrostfeuerungen, braucht nicht untersucht zu werden. Es genügt neben den aus Obigem hervorgehenden Vortheilen bezüglich der Bedienung und Regulirung der Hinweis, dass es gelingt, einen jetzt als unnütz und lästig betrachteten Stoff – die Staubkohle – voll auszunutzen und zu verwerthen.

Dass aber die Kohlenstaubfeuerungen auch den Wettbewerb |266| mit den Kohlenrostfeuerungen vertragen, erscheint zweifellos. Die beste bisherige Feuerung erreicht 80 Proc. Ausnutzung, welchen Betrag die Kohlenstaubfeuerung nach den bisherigen Untersuchungen übersteigt. Ob die Kosten der Vermahlung der Kohlen stark ins Gewicht fallen, erscheint fraglich, da uns von glaubwürdiger Seite versichert wird, dass sich die Vermahlungskosten für 100 k Kohle auf etwa 10 Pf. beziffern.

Bei den Kohlenstaubfeuerungen findet die Verbrennung in einer aus Chamottesteinen gemauerten Kammer statt, an deren hinterem Ende sich in üblicher Weise eine Feuerbrücke befindet. Das Gemisch aus Kohlenstaub und Luft wird am vorderen Ende in die Kammer eingeführt und verbrennt beim Beginne des Betriebes über einem Holzfeuer. Wird auf diese Weise die Kammer allmählich heiss, so findet die weitere Verbrennung des ständig zufliessenden Gemischstromes durch die Hitze in der Kammer statt. Das Kennzeichen der Kohlenstaubfeuerung ist die Verbrennung der Kohlenstaubtheilchen im Luftstrom, in welchem dieselben schweben.

Die älteren Kohlenstaubfeuerungen erzeugen den Luftstrom mittels eines Gebläses. Die Kammer ist dann vorn am Einblaserande völlig abgeschlossen. Aber auch dieses Element ist durch die Feuerung von Schwartzkopff in Berlin beseitigt, da bei letzterer Ausführung der Zug eines Schornsteines zur Einführung des Luftstromes und zur Vertheilung der Kohle benutzt wird.

Versuchen wir in Folgendem eine kurze Schilderung der bestehenden Kohlenstaubfeuerungen zu geben.

Einer der ersten Vorschläge zur Verbrennung von Kohlenstaub in Feuerungen rührt von Mc Auley in Denver, Colorado, Nordamerika (*D. R. P. Nr. 15189 vom 12. Januar 1881) her. Die Einrichtung ist umständlich insofern, als auch die Vermahlung der Kohle zu Staub durch dieselbe erfolgen soll.

Die Stückkohle gelangt aus Schüttrichtern in Kegelmühlen. Der hier erzeugte Staub gelangt in einen Kanal, aus welchen ihn ein von einem Gebläse erzeugter Luftstrom aufnimmt und durch eine Düse in den Feuerraum überführt.

Die Einrichtung enthält somit alle Grundzüge, welche noch jetzt beim Bau von Kohlenstaubfeuerungen massgebend sind.

Die Feuerung von J. G. Hathaway in Boston, Nordamerika (*D. R. P. Nr. 37238 vom 8. April 1886) besitzt die jetzt übliche mit Chamotte ausgefütterte Verbrennungskammer als Einsatz in ein Flammrohr. Der Kohlenstaub wird mittels Gebläseluft durch die hinten geschlossene Wand eingeführt.

Das Patent bezieht sich auf eine vor der Feuerung angeordnete Zerkleinerungsvorrichtung für die zugeführten Stückkohlen. [Nach dem Patent von H. Neubart in Charlottenburg (*D. R. P. Nr. 74221 vom 28. April 1893) wird der Luftkohlenstaubstrahl durch ein Flügelrad inniger gemischt.]

Während die bisher genannten und sonst in der Literatur erwähnten Kohlenstaubfeuerungen keinen Eingang fanden und nicht über ein Versuchsstadium hinauskamen, ist für die nun folgenden Anordnungen die praktische Nutzbarmachung nicht nur versucht, sondern auch zum Theil thatkräftig vollzogen.

Die Ausführungen, denen eine praktische Bedeutung zugesprochen werden muss – mögen einzelne auch noch mehr oder weniger stark stottern – knüpfen sich an die Namen Baumert und Wegener, Friedeberg und Schwartzkopff. Während bei den Feuerungen der ersten Erfinder die Luft durch ein besonderes Gebläse in den Feuerraum geführt wird, hat Schwartzkopff die höchste denkbare Vereinfachung erreicht, indem er unter Ausmerzung des Gebläses den natürlichen Zug eines Schornsteins benutzt, um die Zerstäubungs- und Verbrennungsluft in die Kammer zu führen.

Treten wir in eine kurze Charakterisirung der ertheilten bezüglichen Patente ein.

Baumert und Wegener (*D. R. P. Nr. 63955 vom 9. Mai 1891). Der Kohlenstaub wird durch eine Walze geleitet und durch mit verstellbaren Schiebern versehene Kammern in den Verbrennungsraum geblasen. Letzteres ist eine Chamottekammer von verhältnissmässiger Länge; dieselbe ist fahrbar und wird mit ihrer Mündung dicht in das Flammrohr u. dgl. eingeschoben, so dass der grössere Theil der Kammer ausserhalb des Kessels liegt. Die Einblasung des Kohlenstaubes erfolgt am hinteren Ende der Kammer mittels Druckluft, Dampf oder beiden Stoffen gemeinsam.

Das erste Zusatzpatent Nr. 66843 vom 9. October 1891 schützt eine Reihe von Einblaseeinrichtungen, welche den Zutritt bezieh. Durchlass des Kohlenstaubes und der Luft thunlichst zu regeln gestatten sollen.

Das zweite Zusatzpatent Nr. 67622 vom 15. December 1891 bezieht sich auf Vorrichtungen zum Auflockern des Kohlenstaubes. Die im Hauptpatent hierzu vorgesehene Walze ist durch einen hin und her bewegten Rost ersetzt, durch dessen Spalten der aufgelockerte Kohlenstaub niederfällt, um hierbei von dem vorbeistreichenden Luftstrahl aufgenommen und in den Verbrennungsraum fortgerissen zu werden.

Andererseits ist eine Vorrichtung zur Bewegung der Walze des Hauptpatentes mittels des Gebläseluftstromes angegeben. Dieselbe besteht aus einem Flügelrade, welches zum Theil in den Luftleitungskanal hineinragt und somit von der durchströmenden Luft umgedreht wird, so dass das umlaufende Flügelrad durch Kette die Walze drehen kann. Ebenso kann von dem derart bethätigten Flügelrad die hin und her gehende Bewegung des Schüttelrostes abgeleitet werden.

Bei dem dritten Zusatzpatent Nr. 72876 vom 2. März 1893 erscheint die Verbrennungskammer fast völlig in das Flammrohr eingebaut. Das Kennzeichen dieses Patentes liegt in der Theilung des Luftstromes, bezieh. in der Verwendung einer zweiten Luftzuführung in den Verbrennungsraum. Während der erste Luftstrom den Kohlenstaub einbläst, soll der zweite Strom die Verbrennung befördern. Der letztere Strom wird zu einem Theil in der Chamottewand der Verbrennungskammer zugeführt, erhitzt sich also sehr stark und trifft ringförmig im letzten Drittel der Kammer in diese ein.

A. Friedeberg in Berlin (*D. R. P. Nr. 74321 vom 22. September 1893) steht im Wesentlichen auf den Grundsätzen, wie sie den besprochenen Patenten eigenthümlich sind; er legt den Schwerpunkt seiner Erfindungen in eine günstige Fortschaffung und Vertheilung des Kohlenstaubes. Nach diesem Patente wendet Friedeberg einen Trichter A an (Fig. 1), in welchem ein die Mündung der Luftzuführung aufnehmender, unten offener Kasten b hängt, aus welchem das gemeinsame Luft- und Kohlenstaubableitungsrohr c |267| abgeht. Der Kohlenstaub füllt den Behälter A bis wenigstens über Decke des Kastens b an, so dass sich in letzterem ein von Kohlenstaub freier Luftraum bildet, welcher das Aufwirbeln und somit feinere Zertheilen des Kohlenstaubes herbeiführen soll; der Luftstrom aus a trifft auf die mit der unteren Kante des Gefässes b abschliessende Kohlenstaubschicht und wirbelt die obersten Theilchen auf, so dass ein günstiges Gemenge durch Rohr c in den Feuerungsraum übergeführt wird.

Nach dem Patente Nr. 74495 vom 24. Februar 1893 (Fig. 2) stülpt Friedeberg einen Kasten A so in einen Kasten B, dass der aus A zugeschüttete Kohlenstaub im Kasten B seine natürlichen Böschungswinkel einnimmt – wie dies punktirt in der Skizze angedeutet ist –, oberhalb dieser Böschung ist ein freier Raum. Die bei a eingeblasene Luft wird nun am Umfange der Böschung Kohlenstaub abreissen und durch b fortführen.

Textabbildung Bd. 292, S. 267
Eine aus Cylinderröhren zusammengesetzte, auf gleichen Grundsätzen beruhende Zerstäubungsvorrichtung ist im Patente Nr. 74697 v. 7. März 1893 geschützt.

Die letzte durch Patent Nr. 74714 vom 20. September 1893 veröffentlichte Zertheilungs- und Zuführungsvorrichtung des genannten Erfinders besteht aus einem Schenkelrohr (Fig. 3), dessen Theil c durch Bleche in enge Räume zerlegt ist, welche in verschiedener Höhe in den Schenkel b einmünden. Die Theilung des Weges soll verhindern, dass der bei a zutretende Luftkohlenstaubstrahl sich in dem Rohrwinkel verdichtet.

Textabbildung Bd. 292, S. 267
Bei einer ausgeführten Feuerung, welche wir kurz besichtigen konnten, war eine andere Form der hier erläuterten Zerstäubungsvorrichtungen angewendet worden, welche aber nur in der Formgebung abwich, dem Grundzuge nach sich den geschilderten Einrichtungen anschloss.

Als einfachste Art der Kohlenstaubfeuerung erscheint uns die nebenstehend abgebildete Ausführung von Richard Schwartzkopff in Berlin (Fig. 4).

Der Trichter a nimmt die Staubkohle auf. Derselbe ist nach unten durch ein, mittels der Schraube b stellbares, gebogenes federndes Blech c und durch die federnde Klappe d geschlossen. Ein festes Blech e entlastet die federnde Klappe d von dem Druck des Kohlenstaubes, f ist eine Bürste, deren Borsten aus flachem Stahldraht bestehen, welche in der Mitte den stellbaren Hammer g trägt, welcher bei jeder Umdrehung der Bürste gegen die Nase h der federnden Stahlklappe d schlägt und diese um ein Gewisses von dem gebogenen Blech c entfernt. Da dieses letztere durch die Schraube b in seiner Lage festgehalten wird, so entsteht zwischen c und d bei jeder Bürstendrehung ein über die ganze Breite der Bürste reichender Spalt, durch welchen die Staubkohle der Bürste zufällt.

Erstere wird dann von den Stahldrahtborsten erfasst und in die Verbrennungskammer k geschleudert.

Sobald der Hammer g die Nase h passirt hat, schlägt die Klappe d in Folge ihrer Spannung wieder gegen das Blech c bezieh. gegen zwei in der Zeichnung nicht angedeutete Arretirungsstifte. Hierdurch wird der Trichterinhalt um ein Geringes erschüttert, und dadurch ein absolut regelmässiges Nachrutschen des Kohlenstaubes, auch wenn derselbe feucht sein sollte, im Trichter a gewährleistet.

Die Verbrennungskammer k wird beispielsweise in einem Flammrohrkessel einfach durch Ausmauern des vorderen Flammrohrtheiles p auf etwa 1,5 m Länge mit feuerfestem Material gebildet und hinten durch eine gemauerte Feuerbrücke abgeschlossen. Die gemauerten Wandungen q nehmen sehr bald nach Inbetriebsetzung der Feuerung die zur fortgesetzten Entzündung des Kohlenstaubes erforderliche Temperatur an.

Die erste Entzündung wird durch ein kleines Holzfeuer oder durch einige mit Erdöl getränkte Putzlappen bewirkt und bietet gar keine Schwierigkeit. Bei einem Kessel, welcher nur Nachts ausser Betrieb war, hat man schon in etwa 5 Minuten helle Glut.

Die erforderliche Luftmenge wird der Feuerung auf den durch die Pfeile l, m und n bezeichneten Wegen zugeführt. Eine Regulirung derselben kann an allen drei Stellen vorgenommen werden, jedoch genügt es vollkommen, bei n durch den Schieber o zu reguliren.

Die Kohlenstaubmenge wird während des Betriebes durch die Schraube b regulirt, nachdem man vorher, je nach dem in Betracht kommenden Staubmaterial, den Hammer entsprechend weit herausgeschraubt hat. Je weiter die Schraube b hineingedreht wird, desto weiter wird das Blech c zurückgedrängt, und desto breiter wird der zwischen c und d beim jedesmaligen Anschlag des Hammers entstehende Spalt.

Da man sich während des Betriebes auf die Regulirung durch den Schieber o und die Schraube b beschränken kann, und die einzige sonst noch erforderliche Arbeit für den Heizer darin besteht, durchschnittlich nach 10stündigem Betrieb die auf dem unteren Theil der Verbrennungskammer abgesonderte Schlacke durch die Luftöffnung bei n mittels einer Krücke zu entfernen, so ist es einleuchtend, dass ein Mann im Stande ist, eine ganze Kesselbatterie – bis zu 12 und mehr Kesseln – zu bedienen.

In der Februarversammlung des Magdeburger Bezirksvereins des Vereins deutscher Ingenieure stand die Frage der Kohlenstaubfeuerungen zur Verhandlung, welche allgemeines Interesse erregte durch die Mittheilungen des Directors Cario vom Magdeburger Verein für Dampfkesselbetrieb zu Magdeburg, in dessen Versuchsanstalt die Schwartzkopff'sche Staubkohlenfeuerung einer Reihe vorläufiger Versuche unterworfen worden war. Aus diesen Mittheilungen und Aussprachen geben wir Folgendes wieder: |268| Der Kessel, der mit der Schwartzkopff'schen Vorrichtung ausgerüstet war, ist ein Dreiflammrohrkessel ohne Einmauerung mit 20 qm Heizfläche, wobei die von dem Brennfutter verdeckte Kesselwandung nicht als Heizfläche mitgerechnet ist. Es war ein Flammrohr mit der neuen Feuerung armirt.

Zunächst richteten sich die Versuche darauf, nachzuweisen, ob sich alle möglichen Kohlensorten mittels des Apparates ohne Schwierigkeit verbrennen lassen. In dieser Beziehung hat sich ergeben, dass Steinkohle, böhmische Braunkohle, sowie auch sehr geringwertige erdige Braunkohle der Magdeburger Gegend ausgezeichnet brannten. Aber auch Anthracit, der von anderer Seite als Kohle bezeichnet war, welche in einer anders construirten Staubkohlenfeuerung nicht brennen wollte, hat mit sehr bedeutender Temperaturentwickelung gebrannt, und es war ausserordentlich interessant, zu beobachten, dass sich die Form des Brennfutters, welche sich für die am schwersten brennbare Kohle am besten eignete, ebenso gut für alle anderen Kohlensorten bewährte.

Cario behielt sich vor, später, nach eingehenderen Versuchen, genaue Versuchsberichte zu veröffentlichen, vorläufig wurde nur hinsichtlich des erreichbaren Nutzeffectes Folgendes erwähnt:

Bei einem 7stündigen Brennversuch mit getrockneter und gemahlener Offlebener erdiger Braunkohle, welche einen Brennwerth von etwa 3750 W.-E. besitzt, wurde eine fast 5 fache Verdampfung, d.h. eine Nutzleistung des Kessels von 83 Proc. erzielt, ein Resultat, welches mit keiner anderen Feuerung auch nur annähernd erreicht worden ist.

Wurde in diesem Fall der Kessel zwar aus rein zufälligen Gründen nicht stark angestrengt, so ist es doch trotz der geringen Grösse des zur Verfügung stehenden Apparates (Bürstenbreite 200 mm) gelungen, bei einem anderen Versuch mit sehr minderwerthiger Steinkohle 26 k Dampf auf 1 qm Heizfläche und Stunde zu erzeugen.

Mit dieser Kohle, deren Heizwerth 6800 W.-E. beträgt, wurde eine 8fache Verdampfung erzielt, die einem Nutzeffect von nahezu 80 Proc. entspricht, obwohl bei diesem Versuche keine besondere Aufmerksamkeit auf einen guten Ausnutzungseffect verwendet wurde.

Wie sicher und genau das richtige Verhältniss zwischen Kohle und Luftmenge sich einhalten lässt, geht daraus hervor, dass der durchschnittliche Kohlensäuregehalt bei dem Versuch mit der Offlebener Braunkohle 16,56 Proc. der Sauerstoffgehalt 1,76 Proc. der Stickstoffgehalt 81,68 Proc. war, während Kohlenoxydgas nicht nachgewiesen werden konnte.

Die dem Feuer wirklich zugeführte Luftmenge war also nur 1,08mal so gross als die theoretisch erforderliche, während sonst immer mit fast der doppelten Luftmenge und mehr gefeuert wird. Dabei hat der Schornstein nie geraucht, selten sah man demselben einen dünnen graugefärbten Dunst entsteigen.

Der hohe Nutzeffect der Staubkohlenfeuerung besteht in der weitgehenden Gewinnung der im Verbrennungsraum freigemachten Wärme, was sich bei den genannten Versuchen durch die niedrige Abgangstemperatur der Gase von 170° C. ausdrückte, so dass durch den Schornstein nur 7,3 Proc. Wärme verloren gegangen sind.

Nach den in der Versuchsanstalt des Magdeburger Vereins für Dampfkesselbetrieb ermittelten Daten ist anzunehmen, dass die Schwartzkopff'sche Staubkohlenfeuerung berufen ist, der gesammten Industrie wichtige Dienste zu leisten.

Am Montag, den 19. Febr. d. J. fand eine Besichtigung der Feuerung im Betriebe statt.

Ein Bericht über die ebenfalls bereits dem Betrieb übergebene Kohlenstaubfeuerung von Baumert und Wegener in Berlin ist bereits nebst bezüglichen Versuchsergebnissen früher mitgetheilt worden, vgl. D. p. J. 1893 291 242.

Nachdem durch obige Darlegungen der Nachweis von der Bedeutung der Kohlenstaubfeuerungen versucht wurde, sei eines Vorschlages gedacht, welcher sich auf die Förderung von Kohlenstaub durch Rohrleitungen bezieht.

Wir folgen in unseren Darlegungen einem Bericht der Engineering News vom 22. Februar 1894 und der Deutschen Bauzeitung vom 4. April:

In der äussersten Nordostecke der Halle für Berg- und Hüttenwesen auf der vorjährigen Weltausstellung zu Chicago war ein unscheinbarer Apparat ausgestellt, welchem die grosse Menge der Besucher wohl wenig Aufmerksamkeit schenkte. Derselbe bestand aus einer Rohrleitung; die mit einer selten in Betrieb gesetzten Pumpe in Verbindung stand, und aus einigen Flaschen Wassers mit schwarzem Bodensatz. Ein Schild mit der Inschrift: „Pumping Coal to Market“ mochte wohl mehr zur Erregung der Neugier des Beschauers als zu dessen Befriedigung dienen. Der oder jener mag vielleicht eine der Flaschen prüfend zur Hand genommen und dabei beobachtet haben, dass der Inhalt, der halb und halb aus Kohlenstaub und schmutziggelbem Wasser bestand, durch geringes Schütteln sich in eine schwarze Flüssigkeit verwandeln liess, die sehr beträchtliche Zeit gebrauchte, ehe sich die Kohle wieder am Boden absetzte.

Da nicht einmal erklärende Druckschriften zur Vertheilung vorhanden waren, so war es nicht wohl möglich, dass der Besucher weiteren Aufschluss erhielt, es sei denn durch eigenes Nachdenken über das Gesehene. – Von unserem Standpunkte aus betrachtet, dürfte sich dieses bescheidene Ausstellungsobject unter der grossen Menge von Gegenständen in der Folge als eins der weitaus bedeutendsten erweisen. In dieser Beziehung sei an die Erfahrung erinnert, welche sich an den Fernsprecher knüpft, der als neue Erfindung auf der Centennialausstellung in Philadelphia im Jahre 1876 so gut wie übersehen wurde. Wenn wir auch zugeben müssen, dass das Telephon als Erzeugniss des menschlichen Erfindungsgeistes ungleich höher steht, als die hier in Rede stehende Erfindung, so zögern wir gleichwohl nicht, der letzteren eine segensreiche Einwirkung auf unser Culturleben zuzusprechen.

Der Vorschlag, welchen der obige Apparat zu verkörpern bestimmt war, läuft darauf hinaus, die Kohle am Fundorte in feinste Staubform überzuführen, was angeblich mit einem Kostenaufwand von 12 bis 20 Pf. für 1 t geschehen kann, sie mit Anwendung eines geeigneten Waschverfahrens von ihrem Gehalt an freiem Schwefel, Schwefelkies, Schiefer u.s.w. zu befreien (zu weiteren 20 Pf. für 1 t), den Staub durch Mischung mit nahezu gleichen Gewichtstheilen Wasser in eine schwarze Flüssigkeit zu verwandeln und ihn in diesem Zustande in einer Röhrenleitung auf jede beliebige Entfernung hin zu pumpen, gerade wie man bei uns das Erdöl so erfolgreich zu pumpen gelernt hat. Am anderen Ende der Rohrleitung |269| soll die Flusskohle (wenn wir uns dieses Ausdruckes bedienen dürfen) in grossen Klärbecken bis auf 10 bis 20 Proc. ihres Wassergehaltes zurückgeführt und in Schlammform durch Pumpwerke den Verbrauchsstellen zugeleitet werden, wo der Rest des Wassers durch überschüssige Wärme leicht ausgetrocknet werden könnte.

Eine eingehendere Prüfung dieses Vorschlages veranlasst uns zu erklären, dass sich in der That vieles für, weniges gegen denselben ins Feld führen lässt. Zunächst sei darauf hingewiesen, dass die beim Erdöltransport gewonnenen Erfahrungen gezeigt haben, dass die Fortbewegung flüssiger Massen durch ein Pumpverfahren bei weitem billiger zu stehen kommt, als irgend eine andere Transport weise auf dem Festlande, besonders da, wo die zu befördernde Flüssigkeit selbst als Brennmaterial zur Erzeugung der zum Pumpen erforderlichen mechanischen Arbeit sich benutzen lässt.

Dass Kohlenstaub mit Wasser vermischt sich zum Pumpen eignet, war durch die obengenannten Flaschenproben hinlänglich bewiesen, deren Inhalt in Folge massigen Schütteins so dünnflüssig wie Milch oder klares Wasser wurde.

Im Vergleich mit Erdöl wäre freilich hier auf den einen Nachtheil hinzuweisen, dass bei der Flusskohle nur die Hälfte der zu befördernden Last als eigentliche Nutzlast, die andere Hälfte als todte Last zu betrachten ist; doch steht diesem Hinweis die Erwägung gegenüber, dass beim Kohlentransport die zu bewegenden Mengen um so viel massenhafter sein würden, dass schon dadurch der Pumpbetrieb verhältnissmässig billig von statten gehen dürfte. Die beim Erdöl erzielten Erfahrungen berechtigen zu der Annahme, dass die Beförderung der Kohle durch Rohrleitungen bei grossen Massen und stetigem Betrieb weniger als ein Zehntel des Eisenbahntransportes kosten wird. Jedenfalls steht fest, dass der Kostenunterschied der beiden Beförderungsweisen sehr entschieden zu Gunsten des Pump Verfahrens ausfallen wird.

Dass Kohlenstaub so leicht im Wasser schwebend bleibt, hat seinen Grund in der annähernden Gleichheit der specifischen Gewichte der beiden Stoffe. Kohle, in allen ihren Formen, gehört zu den leichtesten Mineralien, wie die folgenden Angaben zeigen:

Anthracit (in Blöcken) spec. Gew. 1,4 bis 1,6
Bituminöse Kohle (in Blöcken) 1,2 1,3
Cannelkohle (in Blöcken) 1,2
Anthracit (aufgeschüttet) 0,8 0,9
Bituminöse Kohle (aufgeschüttet) 0,7 0,8

Noch geringer als die letztgenannten Werthe dürfte das specifische Gewicht des Kohlenstaubes (in Massenaufschüttung) sein. Dies erklärt aber, warum im Falle des Aufhörens des Pumpbetriebes der feine Kohlenstaub nur sehr allmählich vom Wasser ausgeschieden werden und beim Wiederbeginn des Pumpens sehr leicht in Mischung treten muss.

Sämmtliche amerikanische und die meisten englischen Kohlensorten gelangen mit einem beträchtlichen Sandgehalt zur Versendung. Auf dem europäischen Festlande, wo der höhere Kohlenpreis den Techniker zu erhöhter Sparsamkeit antreibt, hat man sich gewöhnt, die Kohle an der Grube zu waschen, um sie von den erdigen Beimischungen zu befreien, und zwar mit Vortheil insofern, als die Ersparniss an Fracht und der erzielte Mehrpreis die Kosten des Waschens um ein Mehrfaches aufwiegt. Nach den uns vorliegenden Angaben soll der Aschen- und Klinkergehalt der Kohle von 10 bis 15 Proc. durch Waschung auf 3 Proc. herabgemindert werden und zwar bei Anlagen von 500 t täglicher Leistung mit einem Aufwand von 12 Pf. für 1 t, bei solchen von 1000 t zu 8 Pf. für 1 t. Es ist augenfällig, dass wenn die Kohle behufs Beförderung einmal mit Wasser vermischt werden muss, sich das Waschverfahren erst recht empfiehlt, namentlich auch deshalb, weil reine Kohle das Innere der Rohrleitung weniger angreifen wird, als mit Sand u.s.w. verunreinigte Kohle. Uebrigens muss zugegeben werden, dass die Abnutzung der Röhrenleitung hier nicht wie bei Erdöl- und Wasserleitungsanlagen schlechthin vernachlässigt werden darf, sondern dass dieselbe ein Moment von einiger Bedeutung bei der Veranschlagung der Betriebskosten darstellt.

Die Leistungsgrösse für den Arbeitstag zu 24 Stunden bei einer 24zölligen (= 60 cm) Rohrleitung, die mittlere Geschwindigkeit zu 5 engl. Meilen = 8 km in der Stunde angenommen, ergibt sich zu rund 31000 t (zu 2240 Pfd. engl. = nahezu 1000 k), wobei das Gewicht der Flusskohle zu 351) Pfd. für 1 Cubikfuss (570 k für 1 cbm) angenommen ist. Bei einem Drucke von 1200 Pfd. auf 1 Quadratzoll (84 k für 1 qc) für Pumpstationen in Entfernungen von 30 engl. Meilen (= 48 km) von einander, entsprechend dem Druck bei einem Gefälle von 82 Fuss für 1 engl. Meile (15,5 m für 1 km), berechnet sich die Leistungsgrösse für den 24stündigen Tag für Rohrleitungen verschiedenen Kalibers wie folgt:

Durchm. d. Rohrleitung: 4, 8, 12, 18, 24 Zoll engl.
10, 20, 30, 45, 60 cm
Leistung in 24 Stunden: 320, 1824, 5120, 13760, 28160 t.

Nun beläuft sich der gesammte Kohlenverbrauch der Stadt New York gegenwärtig auf etwas weniger als 25000 t täglich, oder 9150000 t für das Jahr. Die Staaten von Neu-England verbrauchen rund 50 Proc. mehr, die gesammten Vereinigten Staaten etwa 20mal so viel. Man sieht, dass verhältnissmässig wenige Rohrleitungen genügen würden, um den Versand ungeheurer Mengen von Kohle zu bewältigen.

Es ist weiterhin darauf aufmerksam zu machen, dass der ganze beim gegenwärtigen Grubenbetriebe nicht unbedeutende Verlust an Kohlenklein und Kohlenstaub beim Pumpverfahren nicht vorkommt. Durchschnittswerthe für jenen Verlust bei bituminöser Kohle in englischen Gruben werden von D. K. Clark wie folgt angegeben:


Proc.
Relativer
Werth
Gute runde Kohle 46 100
Kohlenklein, durch
gesiebt (15 mm)
⅝ zöllige Maschen
21

70
Kohlenklein, durch
gesiebt (11 mm)
7/16 zöllige Maschen
18

57
Kohlenklein, durch
gesiebt ( 9 mm)
⅜ zöllige Maschen
15

33
––––––––––––––––––––––––––
Insgesammt: 100 Proc. 76 = Durchschnittswerth,

d.h. der Verlust an Werth an der Grube, erzeugt durch die Zertrümmerung der Kohle, beträgt 24 Proc. Hierzu kommt noch ein weiterer Verlust von 5 bis 10 Proc. durch Zerbröckelung der Kohle während des Eisenbahntransportes, bevor die Kohle an die Verkaufsstelle gelangt. Mit diesen Verlusten hat man bei dem flüssigen Transport nicht zu rechnen. Es kommt hier aber noch eine Quelle der Ersparniss in Betracht, insofern alle jene mehr oder weniger |270| kostspieligen Vorkehrungen; die den Zweck haben, die Kohle in möglichst grossen Blöcken zu gewinnen und die Zertrümmerung derselben zu verhüten, hier einfach wegbleiben.

Wir wissen, die Kohle enthält keine nutzbaren Bestandtheile, die in Wasser löslich wären; ebenso wenig enthält sie deren, die durch blosses Pulverisiren eine Veränderung erlitten. Durch Monate lang fortgesetztes Einwirken der atmosphärischen Luft aber verliert bituminöse Kohle etwa die Hälfte ihres Brennwerthes, während gleichzeitig die Möglichkeit der Selbstentzündung bei diesem Verwitterungsprocess naheliegt. So lange aber der Kohlenstaub mit Wasser genügend bedeckt ist, um die Berührung mit der Luft fernzuhalten, so lange dürfte u. E. die Selbstentzündung der Kohle unmöglich sein. Sollten die Thatsachen uns wider Erwarten hierin nicht Recht geben, so brauchte man sich einfach darauf zu beschränken, nur so viel Kohle an der Grube zu stampfen, flüssig zu machen und fortzupumpen, als für den Verbrauch erforderlich ist. Diese Einrichtung dürfte sich auch schon deshalb empfehlen, weil die Aufstapelung der Kohle am Fundorte billiger zu stehen kommt, als an der Verbrauchstelle.

Wir gelangen nun zu demjenigen Punkte, der vielleicht als die Hauptschwierigkeit im Wege der Ausführung zu betrachten ist, nämlich die Befreiung der Kohle von dem Wasser am Verbrauchsorte. Hier drängen sich uns einige überraschende Ergebnisse auf, an die der Erfinder des Pumpverfahrens wohl selbst nicht gedacht hat. Gesetzt, wir verzichten gänzlich auf die Trennung der Kohle vom Wasser und verbrennten das Gemisch unmittelbar wie es aus der Rohrleitung kommt. Der sich durch Rechnung ergebende Verlust an Heiz Wirkung fällt dabei überraschend klein aus, wie wir im Folgenden zeigen werden. Dennoch wollen wir einem solchen Plane nicht das Wort reden.

Um 1 Pfd. Wasser von 60° F. in Dampf zu verwandeln und den letzteren mit den entweichenden Verbrennungsgasen eine Temperatur von 452° F. erreichen zu lassen, benöthigen wir die folgenden Wärmemengen:

Wärmeeinheiten
(englisch)
1. Um Wasser von 60° F. bis zum Siede-
punkte (212° F.) zu erwärmen

151
2. Um dasselbe bei 212° F. in Dampf zu
verwandeln

905
3. Um den Dampf auf 452° zu erhitzen 114
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Insgesammt: 1230.

Nun erzeugt 1 Pfd. guter Kohle bei der Verbrennung rund 14500 W.-E. (engl.), geringwerthige Kohle selten weniger als 11000 W.-E. Daher verlieren wir, wenn wir 1 Pfd. Kohle veranlassen, bei seiner Verbrennung das gleiche Gewicht Wasser in Dampf zu verwandeln, nur 8,5 Proc. von der gesammten erzeugten Wärmemenge bei guter, oder 11 Proc. bei geringerer Kohle. Doch ein solcher immerhin beträchtlicher Verlust ist ja gar nicht nöthig. Der Erfinder des Processes empfiehlt die Anlage ausgedehnter Klärbecken, in denen binnen 12 Stunden ein Ausscheiden der Kohle stattfindet.

Hierbei ist aber wohl zu beachten, dass der Process durch Schleudern (Centrifugiren) sehr beschleunigt werden könnte. Mit 10 bis 20 Proc. Wasser soll die Masse noch flüssig genug sein, um gepumpt werden zu können. Dieser Schluss ist wohl falsch; denn unter 40 Proc. Wassergehalt dürfte nicht vorhanden sein, wenn an ein Pumpen gedacht werden soll.

Bei Verwerthung des Kohlenstaubes ist besonders an die Vergasung zu denken, aber auch an die Kohlenstaubfeuerungen, bei denen verhältnissmässig nasser Kohlenstaub sehr wirksam verwendet wird, um im Luftstrom zu verbrennen.

Wir machen nähere Interessenten auf das bezügliche amerikanische Patent Nr. 449102 von W. C. Andrews, Präsident der New York Steam Company aufmerksam.

Mg.

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Soll wohl heissen: 58 Pfd. für 1 Cubikfuss = 864 k für 1 cbm.

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