Titel: Polytechnische Schau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1922, Band 337 (S. 5–7)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj337/ar337003

Polytechnische Schau.

(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge – nur mit Quellenangabe gestattet.)

Entwicklung des Carbocoal-Verfahrens in Amerika. In einem Vortrag vor der Society of chemical Industry machte G. H. Thurston kürzlich interessante Mitteilungen über die neueste Entwicklung des Carbocoal-Verfahrens in Amerika. Einleitend wies er darauf hin, daß die Kohlenentgasung bei niedriger Temperatur im Gegensatz zu der üblichen Verkokung bei hoher Temperatur dort Anwendung findet, wo in erster Linie die Gewinnung von hochwertigen flüssigen Destillaten sowie von wertvollen rauchlosen Brennstoffen erwünscht ist. Diese Verfahren seien in England bisher nicht in dem Maße verbessert worden, daß sie der Verkokung der Kohle bei hoher Temperatur den Rang streitig machen könnten. Dagegen werde in Amerika seit zwei Jahren die Tieftemperaturdestillation der Kohle nach dem von C. H. Smith in New-York erfundenen Carbocoal-Verfahren in größerem Umfang ausgeführt.

Bei diesem Verfahren wird die Kohle in zwei Stufen verarbeitet. Zuerst findet eine Destillation bei niederer Temperatur statt, sodann wird der hierbei verbliebene Rückstand (Halbkoks) brikettiert und nochmals bei hoher Temperatur destilliert, wobei ein harter, fester Brennstoff (carbocoal) erhalten wird. Die nach diesem Verfahren in Amerika arbeitenden Anlagen erzeugen bereits 350 t Carbocoal im Tag. Eine Anlage in Irvington, New-Jersey, ist bereits seit zwei Jahren in regelmäßigem Betrieb, während eine zweite Anlage mit einer Jahresleistung von 150000 t von der International Coal Products Corporation of Virginia in Chlinchfield, Va., betrieben wird.

Der Betrieb dieser Anlage erfolgt ganz mechanisch. Die ankommende Kohle wird durch einen Riemen-Conveyor zu einem Brecher gefördert, in dem sie auf etwa 1 cm Korngröße zerkleinert wird. Hierauf wird sie durch ein Becherwerk zu den Bunkern im Dach des ersten Retortenhauses gefördert. Aus diesen wird die zerkleinerte Kohle ebenfalls mechanisch in die Horizontalretorten eingefüllt und am anderen Ende nach beendeter Destillation durch einen Wasserverschluß entladen.

Das die Retorten verlassende Material ist eine bröckelige, schwammige Masse (Semi-Carbocoal); es wird von einem Conveyor durch das Retortenhaus hindurch und hierauf in das benachbarte Gebäude gefördert, in dem sich Lagerbehälter, ein Brecher sowie eine Brikettieranlage befinden. Der Halbkoks wird hier auf 3 mm Korngröße zerkleinert, mit 8–10 v. H. Pech vermengt, mit diesem in einem mit Dampf geheizten Gefäß innig gemischt und schließlich der Brikettpresse zugeführt, in der Eiformbriketts von 90 g Gewicht hergestellt werden. Diese Briketts werden von einem schräg ansteigenden Förderband in das zweite Retortenhaus gefördert, sie kühlen auf diesem Transport ab und erhärten, bis sie am Ziele anlangen, da die Förderstrecke ziemlich lang ist. Die Briketts werden in Hochbehältern gelagert, aus denen sie mit Hilfe eines fahrbaren Fülltrichters in die Retorten eingefüllt werden. Die Briketts werden nunmehr auf hohe Temperatur erhitzt und fertig verkokt. Der Retortenrückstand, die fertige Carbocoal, wird in kleine Wagen entleert, gelöscht und in einem benachbarten Gebäude gelagert. Das Verfahren ist kontinuierlich und erfordert fast keine Handarbeit.

Die Primärretorten sind horizontale Zylinder von etwa 5½ m Länge, sie haben herzförmigen Querschnitt und sind aus Carborundumplatten zusammengebaut, die mit Feder und Nut versehen und mit Asbestpackungen gedichtet sind. Carborundum wurde als Baumaterial für die Retorten gewählt im Hinblick auf sein gutes Wärmeleitvermögen und seine große Haltbarkeit. Das obere und untere Ende der Retorten besteht aus Schamottesteinen, in die die Lager für je zwei die Retorten in ihrer ganzen Länge durchziehende Schaufelwellen eingebaut sind. Die Wellen werden von außen in langsame Umdrehung versetzt und befördern mit ihren Schaufeln die aufgegebene Kohle von einem Retortenende zum anderen. Auf diesem Wege wird die Kohle einer Destillation bei etwa 480° C unterworfen. Die Schaufeln haben einen Radius von etwa 70 cm, die Schaufelwellen in der Retorte haben einen Durchmesser von etwa 30 cm, der Abstand des Schaufelendes von der Retortenwand beträgt etwa 2 cm. Die Wellen machen in 8 Minuten eine Umdrehung, der Energieaufwand hierfür beträgt etwa 2 HP für jede Retorte. Die Retorten werden etwa zur Hälfte mit Kohlen gefüllt, die Zuführung der Kohle geschieht mittels einer Schraube, die sich in einem mit dem Kohlenbunker verbundenen Rohr dreht; ein besonderer Verschluß der Retorte ist an diesem Ende nicht vorhanden. Die Schraube verbraucht etwa 5 HP für jede Retorte.

Die bei niedriger Temperatur verkokte Kohle fällt am unteren Ende der Horizontalretorte in ein senkrechtes Rohr, an dessen Boden sich zwei Schaufelräder befinden. Unter diesen ist wiederum ein Schrauben-Conveyor angebracht, der in einem mit Wasser gefüllten Rohr liegt, das den Halbkoks ablöscht und zugleich einen gedichteten Abschluß der Retorte bewirkt. Das bei der Verkokung gebildete Gas wird am hinteren Retortenende nach oben geleitet zu einer über das ganze Retortenhaus führenden Sammelleitung. Es wird zur Heizung der Retorten benutzt, während die Verbrennungsluft in Rekuperatoren vorgewärmt wird. Die Verkokung dauert 2–3 Stunden.

Die Sekundärretorten sind schräge Kammern von rechteckigem Querschnitt, und zwar besitzt jede Kammer zwei Verkokungsräume, die durch Fülltrichter aus einem fahrbaren Behälter mit den Briketts beschickt werden. Drei Kammern sind jeweils zu einem Ofen zusammengebaut, im ganzen sind 20 solche Oefen vorhanden, die in zwei Reihen aufgestellt sind. Die Briketts werden in diesen Schrägretorten in etwa 6 Stunden bei einer Temperatur von 1100° C verkokt. Der Rückstand, die fertige Carbocoal, wird am unteren Retortenende in Löschwagen abgelassen, in den Lagerraum gefahren und dort abgelöscht.

Viele Kohlensorten sind für die gewöhnliche Tieftemperaturverkokung nicht brauchbar, dagegen lassen sich nach diesem zweistufigen Verfahren auch im übrigen ungeeignete Kohlen, selbst manche Lignite, mit Erfolg verarbeiten. Die in der Anlage meist verarbeitete Kohle enthält 35 v. H. flüchtige Bestandteile und 0,72 v. H. Wasser, dabei beträgt die Leistung einer Retorte etwa 1 t in der Stunde.

Die bei der ersten Destillation gewonnenen flüssigen Destillate schwanken nach Menge und Beschaffenheit mit der Zusammensetzung der Kohle. Aus 1 t Pittsburgkohle, die viel flüchtige Bestandteile enthält, würden bei der ersten Destillation z.B. erhalten: 155 cbm Gas, 102 l Teer (mit 30 v. H. sauren Bestandteilen) und 1,017 kg Ammonsulfat. Bei der zweiten Destillation wurden erhalten: 127 cbm Gas, 25,4 l |6| Teer und 9,08 kg Ammonsulfat. Von den insgesamt erzeugten 285 cbm Gas wird die Hauptmenge für die Beheizung der Retorten verbraucht, während etwa 62 cbm in der Nebenproduktenanlage Verwendung finden, die im übrigen keine weitere Wärme benötigt. Die 127 l Teer liefern 82 l Destillat, der Rest ist Pech, das zur Brikettierung des Halbkokses verwendet wird.

Das aus den Primärretorten herauskommende Material enthält 7–10 v. H. flüchtige Bestandteile. Die Briketts enthalten vor der Verkokung etwa 15 v. H., nach der Verkokung nur noch 3–4 v. H. flüchtige Bestandteile. Das Endprodukt ist sehr hart und kann genau wie gewöhnlicher Koks versandt und verwendet werden. Der Heizwert der Carbocoal beträgt etwa 94 v. H. von dem des Ausgangsmaterials. Die Asche ist infolge des Brechens und guten Vermischens in den Briketts gleichmäßig verteilt, infolgedessen schmilzt sie nicht, außer wenn eine Kohle zur Verarbeitung gelangt, deren Mineralbestandteile einen sehr niedrigen Schmelzpunkt haben. Das in den Primärretorten gebildete Gas hat einen Heizwert von 5800–6200 WE/cbm, das bei der zweiten Destillation gewonnene Gas hat einen Heizwert von 3115–3560 WE/cbm. Das aus beiden Gasen gebildete Mischgas hat einen Heizwert von etwa 4880 WE/cbm.

Nach Versuchen der amerikanischen Admiralität verdampft ein Pfd. Carbocoal 9,09 Pfd. Wasser von 100° C, während 1 Pfd. der ursprünglichen Kohle 9,59 Pfd. Wasser verdampfte. Vergleichende Verdampfungsversuche an einem horizontalen Röhrenkessel einer Maschinenfabrik lieferten mit Carbocoal günstigere Ergebnisse als mit Kohle von höherem Heizwert. Die Carbocoal zeichnet sich durch ihre Festigkeit und Staubfreiheit aus, auch ist sie nicht selbstentzündlich. Ihr Volumen ist für den gleichen Heizwert bezogen, nur wenig größer als das von Kohle, sie eignet sich daher sowohl als Bunkerkohle wie auch zum Bahnversand; sie wird in Amerika zu den gleichen Frachtsätzen wie Kohle versandt. (Engineering, Bd. 112, S. 175 [1921]).

Sander.

Beitrag zur Verfeuerung von Torf in industriellen Anlagen. Von Ingenieur Franz Müller wurde eine Halbgas-Schachtfeuerung für Torf entworfen, die in der Gräflich von Landsberg'schen Torfstreufabrik in Velen zur Beheizung einer ortsfesten Lokomobile Verwendung fand. An derselben ist im Mai 1921 ein Heizversuch vorgenommen worden, dessen Ergebnisse insbesondere für die Besitzer von Dampfanlagen beachtenswert erscheinen, welche zum Moorgebiet frachtgünstig gelegen sind. Die erwähnte Lokomobile ist eine 1906 von Heinrich Lanz, Mannheim, gebaute 2 Zylinder-Heißdampf-Verbundmaschine mit Einspritzkondensation. Die Leistung beträgt bei 135 minutlichen Umdrehungen 200 PS. und der Kesselüberdruck 11 kg/cm2. Der Abdampf wird in einem Röhrenvorwärmer zur Erhitzung des Speisewassers ausgenützt. Die wasserberührte Heizfläche hat auf der Feuerseite gemessen eine Größe von 89,188 m2. Der Zug wird durch einen Schornstein von 30 m Höhe und 0,6 m kleinster lichter Weite hergestellt. Der Rost besitzt eine Neigung von 55°. Er besteht aus glatten Stäben von 2050 mm Länge. Der Feuerungsraum ist 1,2 m breit. Wärmeausstrahlungen werden durch feuerfestes Mauerwerk möglichst verhindert. Ein unten vor dem Steilrost liegender Planrost ist 0,7 m lang. Zwischen beiden befindet sich ein 12 cm breiter Spalt. Die gesamte Rostfläche beträgt somit 3,34 m2. Die Beschickung erfolgte von der Hand. Der obere Teil des Feuerraumes ist als Schacht ausgebildet. Er dient als Wärmespeicher. Der verheizte Torf wird auf dem höchstgelegenen Teile des Rostes vorgetrocknet, beim Herabrutschen entgast und unten verbrannt. Ein Nachstoßen ist infolge der starken Neigung des Rostes nicht nötig. Es kann daher keine kalte Luft hinzutreten. Kommt vorübergehend ein Mangel an Verbrennungsluft vor, so wird diese vor Eintritt in die Feuerung kräftig vorgewärmt in Kanälen, die in den erwähnten Wärmespeicher eingebaut sind. Bei dem Heizversuche wurden die Rauchgase mittels eines Orsatapparates von Gebr. Schultze, Charlottenburg, untersucht. In 4 Stunden entnahm man 6 Gasproben dem Fuchs vor dem Schieber. Der Torf gelangte in Stücken von 10 bis 20 cm Länge zur Verfeuerung. Sein Feuchtigkeitsgehalt wurde durch eine allerdings nur oberflächliche Untersuchung zu 19,12% festgestellt. Man folgerte daraus, daß der Heizwert 4056 W.E./kg sei. Während des 4stündigen Versuches war der mittlere Dampfdruck 11,8 kg/cm2, der Wasserbedarf 5041 Liter zu 16° C, der Torfverbrauch 986,25 kg, die Speisewassertemperatur vor Eintritt in den Kessel 40° und der durchschnittliche Luftüberschuß 72 v. H. Es schwankte der Kohlensäuregehalt zwischen 8,7% und 13%. Die Kesselbeanspruchung betrug 14,1 kg/m2/St. und die Rostbelastung 73 kg, während der Wirkungsgrad gleich

war. Sicherlich ist dies Ergebnis befriedigend. Es muß allerdings beachtet werden, daß der Sauerstoffgehalt des Torfes sehr groß ist. Daher sind die Luftklappen im allgemeinen geschlossen zu halten. Dies wird dem Heizer leichter als eine ständige Kontrolle der Luftzufuhr, welche bei Steinkohlenfeuerung erforderlich ist. Demgegenüber ist es als Nachteil zu betrachten, daß der für die Verdampfung so hochwertige Wasserstoff durch den Sauerstoffgehalt größtenteils vernichtet wird. Schwefel findet man im Torf nur in ganz geringen Mengen. Dies ist ein Vorzug, da Metalle durch die letztgenannte Beimengung stark angegriffen werden. Infolge des geringen Aschengehaltes kommt bei Torfheizung ein Verschlacken der Roste nicht vor. Deren Lebensdauer ist also fast unbegrenzt. Auch werden das Schürzeug und die Kesseltürschutzbleche sehr geschont. Es besteht die Absicht, umfassendere Versuche an der Anlage in Velen vorzunehmen, nachdem die Feuerung einige Verbesserungen erfahren hat. Vor allem soll selbsttätige Beschickung eingeführt werden. (Franz Müller in Nr. 12 von Rauch und Staub).

Schmolke.

Der Pluto-Rost und seine Entwicklung im letzten Jahrzehnt. Die unvermeidliche Verwendung minderwertiger Brennstoffe hat die Entwicklung der mechanischen Roste sehr gefördert. Ebenso verbreitete sich die Benutzung von Unterwind mehr und mehr, da er zur Ueberwindung des hohen Restwiderstandes benötigt wird, den man bei Verheizung von Abfallkohle u. dergl. findet. Beim Pluto-Rost wird mechanische Förderung und Unterwind vereinigt. Er erfuhr in letzter Zeit bemerkenswerte, durch die Veränderungen auf dem Brennstoffmarkte bedingte Verbesserungen. Am treffendsten wird die gegenwärtig von der Pluto-Rost-Gesellschaft Weiß & Meurs m. b. H. in Berlin gebaute Vorrichtung als Unterwind-Wandertreppenrost bezeichnet. Sie hat gegenüber den meisten für mechanische Förderung eingerichteten Feuerungen den Vorzug, daß der Brennstoff, während er sich in Bewegung befindet, ständig geschürt und gelockert wird. Dies ist besonders dann sehr nutzbringend, wenn es sich um die Verheizung geringwertiger Kohle handelt. Der Pluto-Rost besitzt eine schwache Neigung. Seine Brennbahn ist in schmale Längsstreifen |7| von 150 mm Breite unterteilt. Jeder derselben bildet einen Hohlrost. Dieser ist wiederum unterteilt. Er besteht aus dem eine oben offene Mulde bildenden Hohlrostkörper, der durch einzelne als Belag dienende Platten abgedeckt ist. Der Wind wird durch die hohlen Roststäbe zugeführt. Sowohl der obere als auch der untere Roststabträger bilden Windkasten und sind an die Luftleitung angeschlossen. Es wird daher der Raum unterhalb der Rostfläche von oben sowie von unten mit Wind gespeist. Dieser trifft, da ein Treppenrost vorliegt, im spitzen Winkel die Brennstoffschicht. Der Luftweg innerhalb der letzteren ist also verhältnismäßig lang, und die Luftpressung wird beim Durchtritt durch die Kohle fast vollständig aufgezehrt. Es herrscht daher auf der Brennstoffoberflache eine nahezu vollständige Ruhe. Dies ist besonders bei minderwertigem Heizmaterial ein großer Vorzug, denn das Auftreten einer Flugkoksbildung infolge Aufwirbelung ist ausgeschlossen. Infolge der Verschiebung der Roststäbe gegen den Windkasten findet eine stoßweise Zufuhr von Luft statt. Ein Kohlenvorschieber, der sich am oberen, im Fülltrichter liegenden Ende des Roststabes befindet, nimmt infolge der Bewegung den Trichterinhalt mit. Der Antrieb der Vorrichtung erfolgt mittels Pendelwelle und Zugstangen durch Zahnrädervorgelege, Schneckenradgetriebe oder durch einen Wassersäulenmotor. Letzterer ist an die Speiseleitung des Kessels angeschlossen. Durch mehr oder weniger starkes Drosseln des Wasserzuflusses läßt sich die Rostbewegung in weiten Grenzen regeln. Als Vorzug ist es zu betrachten, daß der Motor keine schnellaufenden Teile besitzt und daher auch keine unwirtschaftliche Uebersetzung der Geschwindigkeit notwendig ist. Um den für die reibungslose Bewegung der Roststäbe erforderlichen Zwischenraum recht schmal halten zu können, so daß kein Brannstoff hindurch fällt, werden nicht feste, sondern federnde Seitenwangen beim Pluto-Rost benutzt. Sie drücken die Stäbe ständig zusammen, ohne einen unzulässigen Widerstand gegen deren Bewegung hervorzurufen. Am unteren Ende des geneigten Teiles befindet sich ein Anhängerost, auf dem die Rückstände ausbrennen. Er macht die Bewegung des Treppenrostes mit und fördert infolgedessen die Schlacke mechanisch nach der Aschengrube. Führt man Brennstoff von ungleicher Stückgröße aus hoch gelegenen Bunkern durch Fallrohre den Schüttrichtern zu, so bildet sich in den letzteren ein Kegel, von dessen Mantel die größeren Stücke abrollen. Diese werden daher meist an den Rändern des Rostes aufgegeben. Dort brennt somit die Kohle am schnellsten ab, da der Wind wenig Widerstand in den locker liegenden Stücken findet. Die sich durch den beschriebenen Vorgang ergebenden Mißstände werden beim Pluto-Rost durch eine zweckentsprechende Gestaltung des Brennstoffschiebers vermieden, welche bewirkt, daß die Schüttung an den Rosträndern keine geringere Höhe als in der Mitte erreicht. Durch Verlegen der Roststabträger läßt sich die Neigung der Brennbahn verändern. Für die Wirtschaftlichkeit des Pluto-Rostes legen die Versuche Zeugnis ab, die an einem Wasserrohrkessel im Kreis-Elektrizitätswerke Saarlouis vorgenommen wurden. Man erreichte bei Verwendung von mittlerer Saarkohle einen Wirkungsgrad von 78,07 v. H. Im städtischen Licht- und Wasserwerke Kiel wurde ein Nutzeffekt von 67,4 v. H. erzielt, als man Torf unter Wasserrohrkesseln verbrannte. Mit Ligniten von 1990 W.E. erreichte man 74,5 v. H. und mit Rohbraunkohle 81,4 v. H. Wirkungsgrad. Die Gestalt des Zündgewölbes läßt sich beim Pluto-Rost entsprechend der Eigenart des benutzten Brennstoffes verändern. (Pradel in Heft 32 der Zeitschrift für Dampfkessel und Maschinenbetrieb).

Schmolke.

Stahlbeton. In den letzten Jahren ist verschiedentlich die Verwendung hochwertiger Einzelmaterialien für den Eisenbetonbau erörtert worden; in wirtschaftlicher Beziehung sind Tragwerke aus Qualitätsbaustoffen den zurzeit üblichen sicherlich überlegen. So ist eine Verwendung von Stahl als Bewehrung in Verbundkonstruktionen bereits Gegenstand einiger Patente, die in der Praxis mit Erfolg eingeführt worden sind. Da in der Betonindustrie und auch vom theoretischrechnerischen Standpunkt Bedenken gegen die Stahlbewehrung laut geworden sind, muß der Versuchsweg zur Klärung dieser Zweifel eingeschlagen werden. Solche Versuche sind im Auftrage der Firma J. Schroiff & Cie. in der Materialprüfungsanstalt Darmstadt vorgenommen worden. Sie waren vor allem darauf gerichtet, die typischen Unterschiede in den Einzelmaterialien – Rundeisen und Rundstahl – auch in der Betonkonstruktion festzustellen, insbesondere sollte die Widerstandsfähigkeit des mit Rundstahl bewehrten Betonbalkens geprüft werden. Es wurde daher eine Belastungsform gewählt, welche möglichst große Dehnungen in der Bewehrung liefert. Auf die Versuche im einzelnen kann hier nicht näher eingegangen werden; sie haben aber zu einigen interessanten Ergebnissen geführt, die des allgemeinen Interesses halber hier mitgeteilt werden sollen. Vor allem unterscheidet sich das allgemeine Verhalten eines mit Stahl bewehrten Betons nicht von dem gewöhnlichen Rundeisenbeton. Risse treten nicht früher und auch nicht später auf, als bei gewöhnlichem Eisenbeton. Stahldraht mit einer Bruchfestigkeit von 9000 kg/cm2 und einer Streckgrenze von 7000 kg/cm2 kann mit 3000 kg/cm2 beansprucht werden, wobei die Durchbiegung sich in normalen Grenzen halt. (Mitteilungen über Zement-, Beton- und Eisenbetonbau 1921, Nr. 15/16.)

Marx.

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