Titel: Polytechnische Schau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1922, Band 337 (S. 228–231)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj337/ar337053

Polytechnische Schau.

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

Erzeugung von hochgespannter Druckluft im Anschluß an Niederdruckleitungen. Die guten Erfahrungen beim Betriebe von Kohlengewinnungsmaschinen (Bohr- und Schrämmaschinen unter Tage) mit Preßluft haben dieser die Wege zu weiteren Verwendungsgebieten im Bergbau geebnet. So hat man u.a. im Grubenförderwesen Druckluftlokomotiven in Betrieb genommen, welche vor den elektrischen und Benzollokomotiven besondere Vorzüge haben (vergl. Glückauf S. 589 Gunderloch: „Der Stand der Grubenlokomotivförderung im Ruhrbezirk“). Da diese mit 175 at Druck betrieben werden, ist die Aufstellung einer Hochdruckkompressorenanlage notwendig. Die Höhe der dafür aufzuwendenden Anlagekosten und die Möglichkeit einer intensiven Ausnutzung einer vorhandenen Niederdruckanlage legen den Gedanken nahe, bei den Hochdruckkompressoren, die für gewöhnlich fünfstufig gebaut sind, zwei Stufen durch Anschluß an die gegebene Preßluftleitung zu ersparen. Die dadurch entstehende Kostenminderung bringt zugleich den Vorteil einer geringeren Antriebskraft mit sich.

Textabbildung Bd. 337, S. 228

Der in Abb. 1 dargestellte dreistufige Hochdruckkompressor für 150 at und 2400 cbm/stdl. Saugleistung (Demag Duisburg) Enddruck verdankt dieser Ueberlegung seine Entstehung. Der Kompressor entnimmt aus einem vorhandenen Druckluftnetz die bereits auf 4 bis 6 at vorgepreßte Luft und erspart dadurch die beiden ersten Luftstufen und wird von einer Abdampfmaschine mit einer Eintrittspannung von nur 1 at abs. betrieben. Die einachsige Maschine besitzt einen kräftigen mit seiner ganzen Länge aufliegenden Gabelrahmen und hat folgende Abmessungen:

Luftzl. Durchmesser 1. Stufe 330/265 vorn und 330/130 mm hinten
2. 265/120
3. 130
Kolbenhub 800
Uml./min. 90
Dampfzl. Durchmesser 2000
Enddruck der Luft 150 at
Eintrittspannung des Dampfes 0,9 bis 1,1
Leistung der Dampfmaschine 470 PSi

Der vom Kreuzkopf und einer mittleren Führung getragene Abdampfkolben ist wegen seines großen Durchmessers sehr schmal gehalten, um sein Gewicht möglichst zu vermindern. Der Kolbenschieber des Abdampfzylinders ist durch eine vordere und hintere Führung schwebend getragen, und die Steuerkanten des mit Spiel in der Schieberbüchse laufenden Schiebers bilden die Schieberringe. Der Abdampfzylinder besitzt Kolbenschiebersteuerung ohne Expansion und einen |229| Drosselregler. Für einen leichten Abfluß des Kondenswassers ist der Schieberkasten schräg unter dem Dampfzylinder angeordnet. Luft- und Dampfseiten sind durch eine kräftige Laterne verbunden, deren Oeffnung für den Ausbau des Abdampfkolbens von 2 m ⌀. ohne Entfernung der Luftseite groß genug ist. Der Luftzylinder der ersten Stufe, welcher bei einem normalen fünfstufigen Kompressor demjenigen der dritten Stufe entspricht, besteht aus Gußeisen und ist doppeltwirkend. Die schmiedeeisernen Zylinder der beiden einfach wirkenden Hochdruckstufen erhalten eingesetzte Laufbüchsen aus Gußeisen. Der Zylinder der zweiten Stufe besitzt einen besonderen Ventilkopf aus Stahlformguß. Auf Wunsch des Abnehmers wurden sämtliche Zylinder mit Kühlmänteln versehen, die bei den stählernen Hochdruckzylindern angeschweißt worden sind. Die Luftkolben besitzen selbstspannende Kolbenringe, und zwar

in der ersten Stufe 7, in der zweiten Stufe 10, und in der dritten Stufe 15 Kolbenringe.

Die Kolbenringe der beiden Hochdruckkolben sitzen in besonderen Kammerringen. Die Luftzylinder sind derart angeordnet, daß für alle drei Druckstufen nur eine einzige Stopfbüchse vorhanden ist. Die beiden Dampf- und die Luftstopfbüchsen haben bewegliche Ringe aus Gußeisen nach System Robertson. Der Vorteil dieser Packung besteht vor allem darin, daß sie keinerlei Nachstellung erfordert und daß sie sich den Bewegungen der Kolbenstange ohne weiteres anpaßt. Die Luftsteuerung bei diesem Kompressor besteht aus runden Plattenventilen mit Federbelastung.

Textabbildung Bd. 337, S. 229

Die Zwischen- und Nachkühler werden aus Rohrschlangen gebildet, von denen jede in einem besonderen Kühlgefäß untergebracht ist. Luft- und Dampfzylinder werden durch Stempelpressen nach System Mollerup geschmiert. Die Hauptlager, die Kurbel- und Kreuzkopfzapfenlager, das Exzenter und der Kreuzkopf besitzen Umlaufschmierung. Das Oel strömt aus einem Hochbehälter in einer Höhe von etwa 3 m an der Wand diesen Triebwerkteilen zu, wird in einem Sammelgefäß aufgefangen und durch eine Zahnradölpumpe wieder in den Hochbehälter gedrückt. Der Abnahmeversuch ergab folgende Werte in Gegenüberstellung mit den Garantiezahlen:

Garantie Abnahme
Angesaugte Luft auf at. Spannung reduz. 40 cbm/min. 41,6
Leistung der Abdampfmaschine 470 PSi 403
Mechanischer Wirkungsgrad 87 vH 94
Kühlwasserverbrauch bei 12° C 16,8 cbm/stdl. 15,2
Abdampfverbrauch b. 1 at abs. Eintrittspannung 16 kg 15,87

Dipl.-Ing. Giller.

Die Mitwirkung des Ingenieurs an der chemischen Ausnutzung der Kohle bespricht Professor Dr. Franz Fischer in einer beachtenswerten Abhandlung im „Anzeiger für Berg-, Hütten- und Maschinenwesen“, 43. Jahrg. Nr. 40. Er weist darauf hin, daß für die chemische Ausnutzung der Brennstoffe fast alle in der chemischen Industrie verwendeten Reagenzien zu kostspielig sind, da ihr Wert zu dem der Kohle nicht im entsprechenden Verhältnis steht. Man muß daher bei der chemischen Auswertung der Brennstoffe bemüht sein, die Anwendung chemischer Reagenzien überhaupt zu vermeiden oder sich nur der allereinfachsten zu bedienen. Man sucht denn auch in der Praxis möglichst viel durch Benutzung der Wärme selber zu erreichen und alles übrige mit Hilfe geeigneter Apparatkonstruktionen durchzuführen, gegebenenfalls unter Heranziehung von Wasserstoffgas oder Luft.

Die Extraktion der Brennstoffe mit flüssigen Lösungsmitteln ist z. Zt. die einfachste Methode, wertvolle Bestandteile aus ihnen herauszuholen. Hierbei ist die möglichst vollkommene Wiedergewinnung des Lösungsmittels für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ausschlaggebend. Extraktionsapparate von verhältnismäßig einfacher Bauart sind in großem Umfang in der Braunkohlenindustrie zur Gewinnung des rohen Montanwachses durch Benzolextraktion in Betrieb. Um das Bitumen der Steinkohle zu gewinnen, sind erheblich stärker wirkende Lösungsmittel erforderlich, so hat sich z.B. verflüssigte schweflige Säure als günstig erwiesen. Die hierzu notwendigen Extraktionsapparate müssen aber 10 at aushalten und dürfen von dem Schwefeldioxyd nicht angegriffen werden. Wesentlich besser lassen sich Steinkohlen extrahieren, wenn man mit Benzol bei einer Temperatur von 250° in druckfesten Apparaten arbeitet, doch werden derartige Apparate für ununterbrochenen Betrieb in großen Abmessungen bisher noch nicht gebaut. Auch die trockene Destillation, die gebräuchlichste Art der Kohleverarbeitung, erfordert keine Chemikalien. An der Entwicklung der Kokerei hat der Ingenieur ja ausschlaggebenden Anteil, doch haben sich in den letzten Jahren mehrere neue Möglichkeiten ergeben. Führt man die Destillation der Brennstoffe bei niedrigerer Temperatur als bisher aus, so erhält man eine größere Ausbeute an flüssigen Destillaten. Für diese Oelgewinnung aus Kohle eignen sich jedoch feststehende, von außen erhitzte Apparate sehr wenig, weil die Wärmeleitfähigkeit der Kohle außerordentlich gering ist und eine Ueberhitzung der Gefäßwände hierbei sehr nachteilig ist. Auch die Heizung der Kohle mittels durchgeleiteter heißer Gase oder überhitzten Wasserdampfs hat große Mängel, obschon dieser Methode gewisse Vorteile nicht abzusprechen sind. Zweckmäßiger ist deshalb die Anwendung von Drehrohröfen, wie sie bereits im Jahre 1916 in kleinen Abmessungen im Kaiser-Wilhelm-Institut für Kohlenforschung in Mülheim zu wissenschaftlichen Zwecken benutzt und auch für einen Tagesdurchsatz von 100 t Kohle von der Firma Thyssen in Mülheim mit gutem Erfolg gebaut werden. Bei den Drehrohröfen wird den Kohlen die Wärme nicht durch eine dicke Schicht hindurch zugeführt, sondern durch die ständige Umlagerung der Kohle werden alle Teile der Füllung immer wieder mit der erwärmten Ofenwand in direkte Berührung gebracht. Als Material hierfür hat sich aluminiertes Eisen bewährt, das nach einem ähnlichen Verfahren wie das sherardisierte Eisen hergestellt wird.

Da der im Drehrohrofen gebildete Halbkoks im allgemeinen sehr porös und brüchig ist, hat Verfasser versucht, den Halbkoks, während er sich in plastischem Zustand befindet, mit Hilfe einer frei im Drehrohrofen gelagerten Eisenwalze zu verdichten. Auf diese Weise |230| konnte im Kleinen ein außerordentlich fester und gleichmäßiger Halbkoks erhalten werden; man müßte nun eine Konstruktion zu finden suchen, die diesen Gedanken auch mit einem großen, ununterbrochen arbeitenden Drehrohrofen zu verwirklichen gestattet. Man könnte auch daran denken, die Kohlen zwischen großen, zwangläufig angetriebenen und von innen geheizten Walzenpaaren, die in gasdichten Kammern eingebaut sind, hindurchzuschicken, wobei eine Vorwärmung der Kohle sicher zweckmäßig wäre.

Für die Weiterverarbeitung der Urteere durch systematische Wärmebehandlung fehlen heute noch große Apparate, die die Erreichung von hohen Temperaturen, z.B. von 750.°, und deren dauernde Einhaltung mit etwa 10° Genauigkeit ermöglichen. Derartige Heizvorrichtungen sind z.B. nötig zur Umwandlung der Phenole des Urteers in technisch wertvollere Stoffe. Es wurde nämlich gefunden, daß die wenig willkommenen Phenole, die in manchen Urteeren bis zu 50 v. H. ausmachen, mit einer Ausbeute von 70 v. H. und mehr in Benzol umgewandelt werden können, wenn man sie mit Wasserstoff (Koksofengas) zusammen durch innen verzinnte Eisenrohre hindurchleitet, die auf 750° erhitzt sind. Diese Temperatur muß genau eingehalten werden, denn unterhalb 750° verläuft die Umwandlung unvollständig und oberhalb dieser Temperatur wird das gebildete Benzol zersetzt. In Berührung mit blankem Eisen findet Rußabscheidung statt, das Rohr muß daher überall gut verzinnt sein. Die scharfe Ausarbeitung dieser Bedingungen ist Sache des Chemikers, die Schaffung einer geeigneten Großapparatur ist dagegen ohne Hilfe des Ingenieurs nicht möglich.

Will man die Kohlen restlos in Oele und Harze oder in sonstige chemische Erzeugnisse umwandeln, ohne dabei kostspielige chemische Reagenzien anzuwenden, so kommt man auf das Gebiet der Behandlung der Kohle einerseits mit komprimiertem Wasserstoff, anderseits mit komprimierter Luft, und zwar jeweils bei erhöhter Temperatur und unter Verwendung druckfester Apparate. Bei der Behandlung der Kohle mit komprimierter Luft handelt es sich um einen Verbrennungsprozeß, bei dem jedoch im Gegensatz zu der industriellen Verbrennung nicht die dabei entwickelte Wärme, sondern die entstehenden chemischen Stoffe, wie Benzolsäure, Phthalsäure usw., nutzbar gemacht werden. Dieser Verbrennungsprozeß geht bei Temperaturen von etwa 200° vor und muß zur Vermeidung der Entflammung der Kohle in Gegenwart von flüssigem Wasser, also in Druckapparaten vorgenommen werden, durch die gleichzeitig Druckluft hindurchgeleitet wird. Auch für diesen Zweck sind bisher nur kleine Versuchsapparate gebaut worden, die Konstruktion großer Gefäße zur technischen Ausführung dieses Prozesses stellt wiederum den Ingenieur vor wichtige neue Aufgaben.

Sander.

Die Erdölgewinnung der Welt seit 1900. Seit der Jahrhundertwende hat die Erdölgewinnung der Welt eine gewaltige Zunahme erfahren. Während sich die gesamte Erdölgewinnung im Jahre 1900 erst auf 149132116 Faß (1 Faß = 42 Gall. = 159 Liter) belief, hatte sie sich im Jahre 1909 bereits verdoppelt und im letzten Jahre, das eine Gewinnung von 759 Mill. Faß aufweist, mehr als verfünffacht. Mit Ausnahme der Jahre 1905 und 1906, die einen kleinen Rückgang gegenüber der Gewinnung des Jahres 1904 aufweisen, ist seit dem Beginn unseres Jahrhunderts eine regelmäßige starke Zunahme der Erdölgewinnung zu verzeichnen, die auch durch den Weltkrieg keine Unterbrechung erfahren hat. Diese starke Zunahme der Erdölgewinnung ist vorwiegend auf die Steigerung der Förderung in den Vereinigten Staaten von Amerika und ganz besonders von Mexiko zurückzuführen, wahrend der Anteil Rußlands an der Erdölgewinnung der Welt, wie nachstehende Zahlentafel zeigt, besonders seit dem Jahre 1918 ganz erheblich zurückgegangen ist.

Vereinigte Staaten Mexiko Rußland

Mill. Faß
v. H. der
Weltgew.

Mill. Faß
v. H. der
Weltgew.

Mill. Faß
v. H. der
Weltgew.
1901 69,39 41,44 0,01 0,01 85,17 50,87
1905 134,72 62,57 0,25 0,12 54,96 25,53
1911 220,45 64,05 12,55 3,65 66,18 19,23
1915 281,10 65,72 32,91 7,69 68,55 16,03
1916 300,77 65,47 39,82 8,67 72,80 15,85
1917 335,32 65,92 55,29 10,87 69,96 13,75
1918 355,93 69,15 63,83 12,40 40,46 7,86
1919 377,72 68,12 87,07 15,70 34,28 6,18
1920 443,40 63,81 163,54 23,54 25,43 3,66
1921 469,64 61,87 195,06 25,70 28,50 3,75

Diese Tafel zeigt recht deutlich, welch außerordentliche Bedeutung die Erdölindustrie in den Vereinigten Staaten in den letzten 20 Jahren erlangt hat, ihre Gewinnung hat sich in dem genannten Zeitraum um 400 Mill. Faß gehoben und ihr Anteil an der Weltgewinnung erreichte im Jahre 1918 fast 70 v. H. Recht bemerkenswert ist auch die sehr rasche Entwicklung der Erdölgewinnung Mexikos, die erst im Jahre 1901 ihren Anfang nahm und im letzten Jahre bereits über ein Viertel der Welterzeugung lieferte, wogegen Rußland, das zu Beginn des Jahrhunderts noch an der Spitze sämtlicher Erdölländer stand und mehr als die Hälfte der Welterzeugung lieferte, seine einstige Bedeutung vollkommen verloren hat. Seine Erdölgewinnung betrug im letzten Jahre nur noch ein Drittel von derjenigen des Jahres 1901, nachdem im Jahre 1916 noch einmal ein Höhepunkt erreicht war, der aber infolge des Krieges und der Revolution nicht aufrechterhalten werden konnte.

An vierter Stelle unter den Erdöl liefernden Ländern steht Niederländisch-Indien, das seine Gewinnung in den letzten 20 Jahren von 2,25 auf 17,53 Mill. Faß steigern konnte, nach ihm folgt Persien mit einer Erzeugung von 12,36 Mill. Faß. Indien und Rumänien erzeugten im Jahre 1920 beide etwa je 7,5 Mill. Faß, entsprechend 1,1 v. H. der Weltgewinnung, Die Erdölgewinnung Galiziens hat seit dem Beginn des Jahrhunderts nur wenig zugenommen, sie ist von 2,35 auf nur 5,61 Mill. Faß gestiegen, entsprechend 0,8 v. H. der Weltgewinnung. Seine höchste Förderung erreichte Galizien im Jahre 1909 mit faßt 15 Mill. Faß, im Jahre 1913 war sie bereits auf die Hälfte zurückgegangen und durch den Krieg sank sie im Jahre 1915 bis auf 4,16 Mill. Faß.

Von Ländern mit einer Erdölgewinnung von mehr als 1 Mill. Faß im Jahre 1920 sind noch zu nennen Peru mit 2,82, Japan mit 2,14, Trinidad mit 2,08, Argentinien mit 1,66, Aegypten mit 1,04 und Britisch-Borneo mit 1,02 Mill. Faß. Frankreich ist durch die Einverleibung des Elsaß in die Reihe der Erdöl liefernden Länder eingetreten und lieferte 1920 388700 Faß, während Deutschlands Erdölgewinnung infolge dieses Verlustes auf 212000 Faß zurückgegangen ist.

Als Kraft- und Wärmequelle steht das Erdöl in einem scharfen Wettbewerb mit der Kohle, doch kann es ihr vorerst noch nicht den Rang ablaufen. Immerhin zeigen obige Zahlen, daß die Erdölgewinnung seit dem Beginn dieses Jahrhunderts auf mehr als das Fünffache gestiegen ist, während die Weltkohlengewinnung in dem gleichen Zeitraum nur eine Zunahme von rund 75 v. H. aufzuweisen hat. (Glückauf 1922, S. 79–82.)

Sander.

Gewinnung von Schmierölen aus Braunkohlengeneratorteer. Der gewöhnliche Braunkohlengeneratorteer liefert bei der Destillation bekanntlich neben festem |231| Paraffin in der Hauptsache dünnflüssige Oele, die zwar zum Betrieb von Dieselmotoren sehr gut verwendbar sind, die sich aber nicht als Schmieröle eignen, da sie keine genügende Viskosität besitzen. Nach einem neuen von der Badischen Anilin- und Sodafabrik angegebenen Verfahren (D. R. P. 310075) lassen sich jedoch aus diesen dünnflüssigen Oelen hochwertige Schmieröle gewinnen, wenn man sie nach vorheriger Abscheidung des Paraffins einer Druckerhitzung unterwirft. So soll man z.B. ein Braunkohlengeneratorteeröl, das bei 10 mm Druck bis 190° siedet, im Autoklaven zwei Stunden lang auf 350° erhitzen, wobei der Druck etwa 10 at betragen soll. Dabei tritt rasch eine Polymerisation des Oeles ein, zugleich werden gasförmige Kohlenwasserstoffe abgespalten, die einen je nach der Beschaffenheit des verwendeten Oeles verschieden hohen Ueberdruck erzeugen, den man mit Hilfe eines selbsttätigen Sicherheitsventils auf der gewünschten Höhe halten kann. Nach beendigter Druckerhitzung werden die niedriger siedenden Anteile (bis etwa 300°) des Oeles bei Atmosphärendruck abdestilliert, wobei man als Rückstand in einer Ausbeute von etwa 30 v. H. ein Schmieröl erhält, das einen Flammpunkt von 160° und eine Viskosität von 6,6 Englergraden bei 50° C hat.

Ein Schmieröl mit noch höherem Flammpunkt und noch höherer Viskosität läßt sich erzielen, wenn man die Fraktion des Braunkohlengeneratorteers verwendet, die bei 25 mm Druck zwischen 200 und 290° siedet. Wenn man dieses Oel durch Tiefkühlung und Abpressen möglichst weitgehend von dem darin enthaltenen Paraffin befreit und hierauf drei Stunden lang in einem Rührautoklaven auf etwa 300° erhitzt, erhält man ein Oel, das nach dem Abdestillieren des unterhalb 350° siedenden Anteils als Rückstand ein Schmieröl vom Flammpunkt 210° und mit einer Viskosität von 7,5 Englergraden bei 50° C ergibt. Die niedrigsiedenden Anteile dieser Oele können als Treiböle für Dieselmotoren Verwendung finden, und zwar ist infolge ihres niedrigen Flammpunktes ein Zusatz von Zündöl nicht erforderlich.

Sander.

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