Glückauf, Jg. 47, No. 40

bei Abholung in der D ruckerei 3.K; bei Bezug durch d ie P o st und den B uchhandel 6 .Ä;

unter Streifband für D eu tsch ­ land, Österreich-Ungarn und

Luxemburg 8 M , unter Streifband im W e ltp o st­

verein 9 J l .

Glückauf

Berg- und H üttenm ännische Zeitschrift

füt die 4 m al g esp a lten e Nonp.- Z eile oder d eren R aum 25 Pf.

N ä h eres über P r e is­

erm äßigungen bei w iederh olter A ufnahm e erg ib t der a u f W un sch zur V erfü g u n g

stehende T arif E inzelnum m ern w erd en nu r in

A n sn a h m efä llen abgegeb en .

N r . 4 0 7 . O k t o b e r 1 9 1 1

■

4 7 . J a h r g a n g

In h a lt:

K r i t i s c h e S t r e i f z ü g e d u r c h d a s t e c h n i s c h e G e b i e t d e r K o k s o f e n i n d u s t r i e . V o n I n g e n i e u r C. S t i l l , R e c k lin g h a u s e n ( F o r t s e t z u n g . ) ...

Ü b e r G a s e r z e u g e r . V o n D i p l.- I n g e n ie u r G w o s d z , C h a rlo tte n b u rg ...

B e r ic h t ü b e r d i e V e r w a l t u n g d e r K n a p p s c h a f t s - B e r u f s g e n o s s e n s c h a f t i m J a h r e 1910. (Im A u s z u g e .) ...

M a r k s c h e i d e w e s e n : B e o b a c h tu n g e n d e r E r d b e b e n ­ sta tio n d e r W e s tf ä lis c h e n B e r g g e w e r k s c h a f ts k a s s e in der Z eit v o m 25. S e p te m b e r b is 2. O k t o b e r 1911 V o l k s w i r t s c h a f t u n d S t a t i s t i k : K o h le n e in - u n d

au sfu h r F r a n k r e ic h s im 1. H a l b j a h r 1911. A u ß e n ­ handel S p a n ie n s in B e r g w e r k s - u n d H ü t t e n ­ erzeugnissen im 1. H a l b j a h r 1911. V e r s a n d d e r W erke des S ta h lw e r k s - V e r b a n d e s a n P r o d u k t e n B im A u g u s t 1911. D ie r u s s is c h e E is e n i n d u s t r i e im J a h re 1910. R o h e is e n e r z e u g u n g d e r V e r e in ig te n S ta a te n im 1. H a l b ja h r 1 9 1 1 ...

V e r k e h r s w e s e n : A m tlic h e T a r if v e r ä n d e r u n g e n . W ag e n g es te llu n g zu d e n Z e c h e n , K o k e r e ie n u n d

S eite

1549 1559

1570

1574

1574

B r i k e t t w e r k e n d e s R u h r k o h l e n b e z i r k s ...

M a r k t b e r i c h t e : R u h r k o h l e n m a r k t im M o n a t S e p te m b e r 1911. E s s e n e r B ö rs e . D ü s s e ld o r f e r B ö rs e . V o m e n g lis c h e n K o h l e n m a r k t. V o m b e lg is c h e n K o h l e n m a r k t. Z in k m a r k t. M e ta ll­

m a r k t (L o n d o n ). N o tie r u n g e n a u f d e m e n g lis c h e n K o h le n - u n d F r a c h t e n m a r k t . M a r k t n o ti z e n ü b e r N e b e n p r o d u k t e ...

V e r e i n e u n d V e r s a m m l u n g e n : H a u p t v e r s a m m ­ lu n g d e s V e re in s d e u ts c h e r E is e n h ü t t e n l e u t e . D ie I X . o r d e n tlic h e H a u p t v e r s a m m l u n g d e s d e u ts c h e n M a r k s c h e id e r v e r e in s . D ie X X V . I n t e r n a t i o n a l e W a n d e r v e r s a m m lu n g d e r B o h r in g e n ie u r e u n d B o h r t e c h n i k e r ...

A u s s t e l l u n g s - u n d U n t e r r i c h t s w e s e n : D ie E i n ­ w e ih u n g d e r h ü t te n m ä n n i s c h e n I n s t i t u t e a n d e r T e c h n is c h e n H o c h s c h u le z u B r e s l a u ...

P a t e n t b e r i c h t ...

B ü c h e r s c h a u ...

Z e i t s c h r i f t e n s c h a u ...

P e r s o n a l i e n ...

S eito

1570

1576

1582

1586 1586 1590 1590 1592

Kritische Streifzüge durch das technische Gebiet der Koksofenindustrie.

V o n I n g e n ie u r C. S t i l l , R e c k lin g h a u s e n . ( F o r t s e t z u n g .)

B e r e c h n u n g p r a k t i s c h e r B e i s p i e l e . Im f o lg e n d e n s o lle n d i e b i s h e r i g e n E r g e b n i s s e A n ­ w e n d u n g f in d e n a u f d ie B e r e c h n u n g v o n B e i s p i e l e n , d ie dem p r a k t is c h e n B e t r i e b e m ö g l i c h s t n a h e k o m m e n . H i e r ­ für s in d d ie n a c h s t e h e n d e n A n n a h m e n u n d V o r a u s ­ se tzu n ge n z u g r u n d e g e le g t w o r d e n .

V o n d e n K o k s ö f e n w i r d in d e r Z e i t e i n h e i t (24 st) eine b e s t im m t e M e n g e K o k e r e i g a s g e l i e f e r t , d i e s i c h a u s d er D u r c h s a t z m e n g e t r o c k e n e r S t e i n k o h l e n f ü r d i e b e t r . Ö fe n e rg ib t. D a s G a s e n t h ä l t z u n ä c h s t n o c h s ä m t l i c h e n T e e r, s ä m t lic h e s A m m o n i a k ( f r e ie s u n d g e b u n d e n e s ) u n d s ä m tlic h e s b e i d e m D e s t i l l a t i o n s p r o z e ß f r e i g e m a c h t e s W a sse r in D a m p f f o r m u n d i m ü b e r h i t z t e n Z u s t a n d e . A u s d e m W a s s e r d a m p f g e h a l t e r g i b t s i c h e in e g a n z b e ­ s tim m te T e m p e r a t u r , d e r s o g . T a u p u n k t , b e i d e m d a s

G a s s e in s ä m t l i c h e s W a s s e r g e r a d e i m g e s ä t t i g t e n Z u ­ s t a n d e m i t s i c h f ü h r e n k a n n . B i s a u f d ie s e T e m p e r a t u r s o l l d a s G a s z u n ä c h s t a b g e k ü h l t w e r d e n . D u r c h d ie s e A b k ü h l u n g w i r d l e d i g l i c h e i n T e i l d e s T e e r e s a b g e ­ s c h i e d e n ; d e r R e s t s o l l d u r c h e in e b e s o n d e r e B e h a n d l u n g o h n e Ä n d e r u n g d e r T e m p e r a t u r d e s G a s e s e n t f e r n t w e r d e n . D a s G a s e n t h ä l t j e t z t n u r n o c h L e u c h t ­ g a s , W a s s e r d a m p f ( g e s ä t t ig t ) u n d A m m o n i a k ( f r e ie s u n d g e b u n d e n e s ) , u . z w . v o n d e n l e t z t e n b e i d e n B e s t a n d t e i l e n d i e g e s a m t e b e i d e r D e s t i l l a t i o n e n t s t a n d e n e M e n g e . I n d i e s e m w a s s e r g e s ä t t i g t e n Z u s t a n d e w i r d d a s G a s d e m S ä t t i g u n g s b a d e z u g e f ü h r t . H i e r e r f o l g t d i e A b ­ s c h e i d u n g d e s A m m o n i a k s , a u ß e r d e m a b e r w i r d i n d e m B a d e e in e g e w is s e W a s s e r m e n g e , d ie a ls V e r d ü n n u n g s ­ w a s s e r t e i l s m i t d e r S c h w e f e l s ä u r e , t e i l s f ü r s i c h b e s o n d e r s

z u g e s e t z t w i r d , a ls D a m p f d e m G a s e b e i g e m i s c h t . D a s G a s t r i t t a ls o m i t e in e r g r o ß e m W a s s e r d a m p f m e n g e a u s d e m S ä t t i g u n g s b a d e a u s , a ls e s b e i m E i n t r i t t b e ­ s e s s e n h a t , b e f i n d e t s i c h a b e r j e t z t j e d e n f a l l s i m ü b e r ­ h i t z t e n Z u s t a n d e . D i e v o r s t e h e n d d a r g e le g t e A r b e i t s ­ w e is e e n t s p r i c h t o f f e n b a r d e m e in g a n g s b e s c h r i e ­ b e n e n h e i ß e n V e r f a h r e n .

D e m g e g e n ü b e r is t b e k a n n t l i c h d a s k a l t e V e r f a h r e n d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß b e i i h m d a s G a s v o r d e r A m m o n i a k a b s o r p t i o n e in e g r ö ß e r e A b k ü h l u n g e r f ä h r t , s o d a ß e s m i t n i e d r ig e r e r T e m p e r a t u r in d a s S ä t t i g u n g r - b a d e i n t r i t t . U m e in e n Ü b e r b l i c k z u e r h a l t e n , w ie s i c h d ie V e r h ä l t n i s s e b e im Ü b e r g a n g v o m h e iß e n z u m k a l t e n V e r f a h r e n ä n d e r n , s o l l e in e A n z a h l v o n B e i s p i e l e n a n ­ g e f ü h r t w e r d e n , b e i d e n e n d i e T e m p e r a t u r d e s G a s e s b e im E i n t r i t t i n d a s S ä t t i g u n g s b a d v o m s o g . T a u p u n k t a n s t u f e n w e i s e e r n i e d r i g t a n g e n o m m e n w ir d . B e i d ie s e n n i e d r i g e m T e m p e r a t u r e n b e f i n d e t s i c h d a s G a s n a t ü r l i c h e b e n f a l l s i n b e z u g a u f d e n W a s s e r d a m p f g e h a l t j e d e s m a l i m S ä t t i g u n g s z u s t a n d e . D a n u n i n d ie s e n F ä l l e n a u c h d ie i m S ä t t i g u n g s b a d e h i n z u k o m m e n d e W a s s e r ­ m e n g e j e d e s m a l d ie g le ic h e is t , s o e r g i b t s i c h , d a ß a lle d ie s e B e is p ie le a u f d e r s e lb e n G r u n d l a g e a u f g e b a u t s i n d , a ls o u n ­ m i t t e l b a r V e r g l e i c h e z u la s s e n , n u r m i t d e m U n t e r s c h i e d e , d a ß s ic h d i e V o r g ä n g e j e d e s m a l a u f e in e r ä n d e r n T e m p e ­ r a t u r s t u f e a b s p ie l e n . Z u r B e r ü c k s i c h t i g u n g d e r p r a k ­ t is c h e n V e r h ä l t n i s s e is t h i e r b e i f o lg e n d e s z u b e a c h t e n . B e i d e r f o r t s c h r e i t e n d e n A b k ü h l u n g d e s K o k e r e i g a s e s , b e i d e r s i c h n a t ü r l i c h e in e z u n e h m e n d e M e n g e K o n d e n s w a s s e r b i l d e t , f ä l l t m i t d ie s e m e r f a h r u n g s g e m ä ß e in T e i l d e s i m G a s e e n t h a l t e n e n A m m o n i a k s a u s . Z u n ä c h s t w i r d b e i h ö h e r n T e m p e r a t u r e n n u r g e b u n d e n e s A m m o n i a k , u . z w . d e r g r ö ß t e T e i l s c h o n n a c h e in e r g e r in g e n A b k ü h l u n g , a b g e s c h i e d e n , s p ä t e r a u c h e in T e i l d e s f r e ie n A m m o n i a k s . D i e a u s g e f a lle n e n A m m o n i a k m e n g e n m ü s s e n n a t ü r l i c h i n i r g e n d e i n e r F o r m d e r A b s o r p t i o n i m S ä t t i g u n g s b a d e w ie d e r z u g ä n g l i c h g e m a c h t w e r d e n . D i e p r a k t i s c h a l l e i n b r a u c h b a r e L ö s u n g d ie s e r A u f g a b e b i e t e t d a s V e r ­ f a h r e n , d a s i m K o n d e n s w a s s e r e n t h a l t e n e A m m o n i a k d u r c h D e s t i l l a t i o n a ls A m m o n i a k g a s f r e i z u m a c h e n u n d d e m S ä t t i g u n g s b a d e w ie d e r z u z u f ü h r e n . A l l e r d i n g s g e ­ l a n g e n d a b e i m i t d e m A m m o n i a k n e u e M e n g e n W a s s e r ­ d a m p f i n d a s G a s , d ie n u r d u r c h e in e n e u e K ü h l u n g g a n z o d e r t e il w e is e b e s e i t i g t w e r d e n k ö n n e n ; d ie s e F r a g e s p i e l t a b e r b e i d e r B e h a n d l u n g d e r B e i s p i e l e k e in e R o l l e , w e il s i c h i n j e d e m F a l l e a u c h n a c h d e r W i e d e r ­ e i n f ü h r u n g d e s A m m o n i a k s d a s G a s in b e z u g a u f d e n W a s s e r d a m p f g e h a l t i m g e s ä t t ig t e n Z u s t a n d e b e f i n d e n m u ß , g l e i c h g ü l t i g w e lc h e T e m p e r a t u r ä n d e r u n g e n i n z w i s c h e n e t w a v o r s i c h g e g a n g e n s i n d . D a s E n d ­ e r g e b n is d ie s e r B e t r a c h t u n g is t a ls o , d a ß m i t d e r f o r t ­ s c h r e i t e n d e n A b k ü h l u n g d e s G a s e s l e d i g l i c h d ie M e n g e d e s g e b u n d e n e n A m m o n i a k s v e r r i n g e r t , d ie j e n ig e d e s f r e ie n A m m o n i a k s v e r g r ö ß e r t w i r d , w ä h r e n d d ie G e s a m t m e n g e d e s i n d a s S ä t t i g u n g s b a d e i n t r e t e n d e n A m m o n i a k s u n ­ v e r ä n d e r t b l e i b t .

D e r G a n g d e r B e r e c h n u n g is t f o l g e n d e r : A u s d e r Z u s a m m e n s e t z u n g d e s v o m T e e r b e f r e it e n K o k e r e i g a s e s , d e s s e n W a s s e r g e h a l t g l e i c h G t is t , e r g i b t s ic h m i t H i l f e d e r G l e i c h u n g 1 7 a d e r T e i l d r u c k d e s W a s s e r d a m p f s w r B e s t i m m t m a n z u d ie s e m D a m p f d r u c k w t n a c h d e n

W a s s e r d a m p f t a b e l l e n d i e S ä t t i g u n g s t e m p e r a t u r , so e r h ä l t m a n e i n e n b e s t i m m t e n W e r t t j , d e r m i t d e m sog.

T a u p u n k t d e s G a s e s g l e i c h b e d e u t e n d is t . D ie s e T e m p e ­ r a t u r t 1 s o l l a ls d i e h ö c h s t e v o r k o m m e n d e G a s t e m p e r a t u r b e i m E i n t r i t t i n d e n S ä t t i g u n g s k a s t e n f ü r e in B e is p ie l z u g r u n d e g e le g t w e r d e n . W e i t e r e B e i s p i e l e s o lle n a u f G r u n d d e r A n n a h m e g e b i l d e t w e r d e n , d a ß d ie s e E i n t r i t t s ­ t e m p e r a t u r t , s t u f e n w e i s e e r n i e d r i g t g e d a c h t w ird . J e d e m n e u e n W e r t v o n t , e n t s p r i c h t n a c h d e n W a s s e r ­ d a m p f t a b e l l e n e i n n e u e r W e r t d e s W a s s e r d a m p f d r u c k e s W j f ü r d e n S ä t t i g u n g s z u s t a n d . A u s d e n g e fu n d e n e n W e r t e n f ü r

\ \ \

c h u n g 1 8 a e i n b e s t i m m t e r W e r t G , f ü r d ie M e n g e des W a s s e r d a m p f e s , d e n d a s G a s m i t d e r T e m p e r a t u r t, i m S ä t t i g u n g s z u s t a n d e i n d a s B a d h i n e i n b r i n g t . A u s d e r i n d a s S ä t t i g u n g s b a d e i n g e b r a c h t e n W a s s e r d a m p f ­ m e n g e G j l ä ß t s i c h n u n o h n e w e it e r e s a u c h d ie h e ra u s­

g e t r a g e n e W a s s e r d a m p f m e n g e G 2 b e s t i m m e n , w e n n m an d a s g e s a m t e d e m B a d e z u f l i e ß e n d e V e r d ü n n u n g s w a s s e r h i n z u n i m m t . A u s d e m g e f u n d e n e n W e r t f ü r G., ergibt s i c h m i t H i l f e v o n G l e i c h u n g 21 a d ie G r ö ß e d es T e il­

d r u c k e s w 2 f ü r d e n W a s s e r d a m p f i m a b z ie h e n d e n Gase.

N a c h d e n e i n g a n g s g e m a c h t e n A n g a b e n ü b e r den G l e i c h g e w i c h t s z u s t a n d m u ß d e r W a s s e r d a m p f d r u c k w2 i m a b z i e h e n d e n G a s e m i t d e m D a m p f d r u c k w b des B a d e s i d e n t i s c h s e in . D u r c h d ie s e G l e i c h s e t z u n g w 2 = wb is t d ie o b e n f e s t g e s e t z t e B e t r i e b s t e m p e r a t u r t b des S ä t t i g u n g s b a d e s d u r c h A n w e n d u n g d e r G l e ic h u n g 13 o h n e w e it e r e s z u f i n d e n . M a n b r a u c h t n u r d ie z u w 2 = w b g e h ö r ig e S i e d e t e m p e r a t u r t 0 f ü r W a s s e r a ls V e r g le ic h s ­ w e r t a u s d e n W a s s e r d a m p f t a b e l l e n z u e n t n e h m e n und i n G l e i c h u n g 13 e i n z u s e t z e n . Z u r E r g ä n z u n g k a n n m an d a n n n o c h d ie G r e n z t e m p e r a t u r t g d e s S ä t t ig u n g s b a d e s n a c h d e r G l e i c h u n g 14 b e s t i m m e n .

O h n e w e it e r e s d a r f m a n a n n e h m e n , d a ß d ie T e m p e ­ r a t u r t b d e s S ä t t i g u n g s b a d e s g l e i c h is t d e r T e m p e ­ r a t u r t 2 d e s a b z i e h e n d e n G a s e s . Z u d ie s e m S ch lu ß b e r e c h t i g t d ie T a t s a c h e , d a ß d a s G a s i n m ö g lic h s t feiner V e r t e i l u n g d u r c h d i e S ä t t i g u n g s f l ü s s i g k e i t h in d u r c h - g e f ü h r t w i r d , u n d d a ß d i e B e r ü h r u n g s f l ä c h e n zw isch en d e n G a s b l ä s c h e n u n d d e r F l ü s s i g k e i t d ie j e n ig e n Stellen s i n d , a n d e n e n d i e d u r c h B i n d u n g d e s A m m o n i a k s en t­

s t e h e n d e R e a k t i o n s w ä r m e f r e i w i r d . D i e B e o b a c h t u n g e n a n a u s g e f ü h r t e n S ä t t i g u n g s k a s t e n b e s t ä t i g e n a u c h , daß d ie T e m p e r a t u r e n d e s S ä t t i g u n g s b a d e s u n d d es ab­

z i e h e n d e n G a s e s p r a k t i s c h g l e i c h s in d .

Z u j e d e r a n g e n o m m e n e n T e m p e r a t u r t , , m i t d e r d a s G a s a n W a s s e r d a m p f g e s ä t t i g t g e d a c h t i n d a s S ä t t i g u n g s b a d e i n t r i t t , g i b t e s a l s o im G l e i c h g e w i c h t s z u s t ä n d e e i n e g a n z b e s t i m m t e G r e n z t e m p e r a t u r t g u n d e i n e g a n z b e s t i m m t e , d u r c h d i e g e w ä h l t e S ä u r e k o n z e n t r a t i o n f e s t ­ g e l e g t e B e t r i e b s t e m p e r a t u r t b d e s S ä t t i g u n g s ­ b a d e s . D i e L a g e d e r T e m p e r a t u r e n t g b z w . t b , bezogen a u f t j , is t u n t e r s o n s t g l e i c h e n B e d i n g u n g e n le d ig lich a b h ä n g i g v o n d e r M e n g e d e s i n d a s B a d e in g e fü h rte n V e r d ü n n u n g s w a s s e r s . D a d i e B e t r i e b s t e m p e r a t u r des B a d e s t h g l e i c h d e r T e m p e r a t u r t 2 d e s a b z ie h e n d e n G a s e s a n g e n o m m e n w e r d e n m u ß , s o s t e l l t d e r T e m ­ p e r a t u r u n t e r s c h i e d t b - t , = t 2 - t j g l e i c h z e i t i g d ie Te m -

p e r a t u r e r h ö h u n g d a r , d i e d a s G a s z u r D u r c h f ü h r u n g des S ä t t ig u n g s p r o z e s s e s e r f a h r e n m u ß .

Z a h l e n a n n a h m e n . G a s m e n g e G g .

F ü r d ie Z a h l e n b e i s p i e l e s o l l e i n e G a s m e n g e z u g r u n d e gelegt w e r d e n , d ie d e m A u s b r i n g e n e i n e r K o k s o f e n ­ b a tte rie v o n 6 0 Ö f e n i n n e r h a l b 2 4 s t e n t s p r i c h t . D i e P u r c h s a t z m e n g e d ie s e r B a t t e r i e a n w a s s e r f r e i e r S t e i n ­ koh le b e t r a g e in d e r a n g e g e b e n e n Z e i t 6 0 • 6 0 0 0 = 360 000 k g , d ie E r z e u g u n g a n w a s s e r - u n d a m m o n i a k ­ freiem G a s s o l l s ic h f ü r 1 t e i n g e s e t z t e r t r o c k n e r K o h l e auf 300 c b m , b e z o g e n a u f 0 ° u n d 7 6 0 m m Q S b e l a u f e n . D as G a s m ö g e d ie n a c h s t e h e n d e Z u s a m m e n s e t z u n g b esitzen.

Z a h l e n t a f e l 5.

B e s ta n d te ile 1 c t m G a s e n t h ä l t

c b m k g

1 k g G a s e n t h ä l t

k g Schwere K o h le n w a s s e r s to f f e 1

C2 H 4 ... 0,019 0,0239 0,0384 L eichte K o h le n w a s s e r s to f f e

CH 4 ... 0/230 0,1604 0,2676 K ohlenoxyd C O ... 0,050 0,0701

0,0672

0,1126

K ohlensäure C O a ... 0,034 0,1081

W asserstoff H 2 ... 0,461 0,0413 0,0664 Sauerstoff O a ... 0,013 0,0186 0,0299 Stickstoff N a ... 0,187 0,2347 0,3770

zu s. 1,000 0,6222 1,0000

D a s R a u m g e w i c h t

d e s

b e t r ä g t d e m n a c h

y G V =

0,481

H ie r n a c h b e t r ä g t d i e G a s m e n g e

G g = 3 6 0 0 0 0 • 3 0 0 ■ 0 ,6 2 2 2 = 6 7 2 0 0 k g . A m m o n i a k m e n g e G a .

D a s A u s b r i n g e n a n A m m o n i a k , a u s g e d r ü c k t d u r c h N H ;i, s o ll z u 0 ,3 % d e r e i n g e s e t z t e n K o h l e n m e n g e a n ­ g e n o m m e n w e r d e n . D e m n a c h is t

G a = 0 ,0 3 • 3 6 0 0 0 0 = 1 0 8 0 k g .

D a s A n t e i l v e r h ä l t n i s

a

a,

W a s s e r d a m p f m e n g e G r

D ie W a s s e r d a m p f m e n g e G , d e s G a s g e m i s c h e s v o r d em S ä t t ig u n g s b a d e b e s i t z t o b e r h a l b d e s T a u p u n k t e s einen b e s t im m t e n W e r t , d e r g l e i c h d e r M e n g e d e s b e i dem V e r k o k u n g s p r o z e ß f r e i w e r d e n d e n W a s s e r d a m p f e s ist. D ie s e W a s s e r d a m p f m e n g e s e t z t s i c h z u s a m m e n aus d e m A n f e u c h t u n g s w a s s e r d e r z u v e r k o k e n d e n K o h le , d a s z u 1 2 % , u n d a u s d e m d u r c h Z e r s e t z u n g bei d e r V e r k o k u n g g e b i l d e t e n W a s s e r , d a s z u 4 % d e r tro c k e n e in g e s e t z t e n K o h l e n m e n g e a n g e n o m m e n w e r d e n

‘ Die schweren K oh len w asserstoffe sin d hier sä m tlic h der E in fa c h h eit lUihcr mit C ,H , g le ic h g e se tz t worden.

a = G a - — • _ - = 0 ,8 1 3 G a ...2 1 k a n n . I n s g e s a m t e r g e b e n s i c h a ls o 1 6 % d e r e in g e s e t z t e n K o h l e a ls W a s s e r d a m p f m e n g e in d e m g e b i l d e t e n K o k e r e i g a s e , m i t h i n

G j = 0 , 1 6 - 3 6 0 0 0 0 = 5 7 6 0 0 k g . W a s s e r d a m p f m e n g e G 2.

D i e W a s s e r d a m p f m e n g e G 2 i n d e m G a s e h i n t e r d e m S ä t t i g u n g s b a d e e r g i b t s i c h a ls S u m m e d e r W a s s e r ­ d a m p f m e n g e G j v o r d e m B a d e u n d d e s s ä m t l i c h e n i m B a d e n e u h i n z u g e k o m m e n e n W a s s e r s .

D i e s e s s e t z t s i c h , w ie s c h o n e r w ä h n t , z u s a m m e n a u s a = M e n g e d e s m i t d e r S c h w e f e l s ä u r e e i n g e b r a c h t e n

V e r d ü n n u n g s w a s s e r s u n d

i = M e n g e d e s s o n s t ig e n , z . B . a ls S p ü l w a s s e r e in - g e b r a e b t e n F r e m d w a s s e r s .

H i e r n a c h i s t G 2 = G t + a + i ... 2 3 . D i e G r ö ß e n v o n a u n d i la s s e n s i c h d u r c h d i e G e - s a m t a m m o n i a k m e n g e G a a u s d r ü c k e n .

D i e G r ö ß e v o n a is t o f f e n b a r b e s t i m m t , s o b a l d d ie K o n z e n t r a t i o n d e r z u v e r w e n d e n d e n S c h w e f e l s ä u r e f e s t - l i e g t . l n d e r P r a x i s w i r d f ü r d e n v o r l i e g e n d e n Z w e c k g a n z a l l g e m e i n S c h w e f e l s ä u r e v o n 6 0 ° B e v e r w e n d e t , d i e 7 8 % F L , S 0 4 u n d 2 2 % H 20 e n t h ä l t ; d e s h a l b s o l l a u c h h i e r m i t d i e s e r Z u s a m m e n s e t z u n g g e r e c h n e t w e r d e n . D a n u n f e r n e r d a s M e n g e n v e r h ä l t n i s H . , S 0 4 : ( N H 3) 2

= 9 8 : 3 4 is t , s o e r g i b t s i c h 9 8 2 2 3 4 ' 7 8

d e m n a c h f ü r d i e B e i s p i e l e

a = 0 ,8 1 3 • 1 0 8 0 = ~ 8 8 0 k g .

D i e F r e m d w a s s e r m e n g e i k a n n p r o p o r t i o n a l d e r e r z e u g t e n M e n g e a n s c h w e f e l s a u r e m A m m o n i a k g e s e t z t w e r d e n , d e n n s ie r ü h r t h a u p t s ä c h l i c h v o m B e s p ü l e n d e r b e n u t z t e n A p p a r a t e h e r , w ie e s n a m e n t l i c h n a c h d e m A u s s c h l e u d e r n d e s f e r t i g e n A m m o n i a k s a l z e s e r f o lg t . B e o b a c h t u n g e n i m p r a k t i s c h e n B e t r i e b e z e i g e n , d a ß m a n m i t e i n e r S p ü l w a s s e r m e n g e v o n 5 % d e r S a l z m e n g e g u t a u s k o m m t . U n t e r d i e s e r A n n a h m e w ü r d e s i c h , d a d a s s c h w e f e l s a u r e A m m o n i a k ~ 2 5 % N H 3 e n t h ä l t , e r g e b e n

1 - 0 , 0 5 7 ^ 4 = 0 , 2 0 G a ... 25 0 ,2 5

d e m n a c h f ü r d i e B e i s p i e l e

i = 0 , 2 0 - 1 0 8 0 = — 2 2 0 k g .

D u r c h E i n s e t z e n d e r f e s t g e le g t e n Z a h l e n w e r t e i n G l e i c h u n g 2 3 e r h ä l t m a n

G 2 = G , + 8 8 0 + 2 2 0 = G j + 1 1 0 0 k g ...2 3 a G a s k o n s t a n t e n R g, R a , R d -

F ü r L e u c h t g a s w i r d

1 0 3 3 3 ' 0 4 2 2 2

g = — 2 7 3 “ = ’

F ü r A m m o n i a k w i r d

R a = 4 9 ,6 0 '.

F ü r W a s s e r d a m p f i s t R d n i c h t k o n s t a n t , s o n d e r n f ü r v e r s c h i e d e n e S ä t t i g u n g s t e m p e r a t u r e n t b z w . S ä t t i g u n g s a u s d r ü c k e w v e r s c h i e d e n . R e c h n e t m a n m i t H i l f e d e r W a s s e r d a m p f t a b e l l e n 2 d i e W a s s e r d a m p f -

1 H ütte, 20. A ufl. 1. Bd. S. 319, 2 H ütte, a. a. O. S. 336.

k o n s t a n t e a u s d e r G l e i c h u n g R d = w v "

t + 2 7 3

a u s , s o

e r h ä l t m a n

Z a h l e n t a f e l 6 .

t in °C 1 0

20 30 40 50 | 60 | 70 | 80

mmQSi| 9,179 117,4 0 6 |3 1,555) 54,97 1 92,17 1149,211233,791355,47

|l24,79|236 ,6 4 |4 2 9 ,0 0 |7 4 7 ,3 4 |l2 5 3 ,l|2 0 2 8 ,6 |3 l7 8 ,5 |4 8 3 2 ,7 R d = | 46,94 | 46,92

46,89 | 46,85 | 46,80 | 46,74 | 46,66 | 46,56

D i e e r m i t t e l t e n W e r t e f ü r R d , d ie z u n ä c h s t n u r f ü r j e d e n W e r t d e s D a m p f d r u c k e s w b e i m S ä t t i g u n g s z u ­ s t a n d e g ü l t i g s i n d , k ö n n e n h i e r m i t g e n ü g e n d e r G e ­ n a u i g k e i t a u c h f ü r d ie s e lb e n D r ü c k e w b e i m Ü b e r h i t z u n g s ­ z u s t a n d e , a ls o o b e r h a l b d e r S ä t t i g u n g s t e m p e r a t u r , a ls z u t r e f f e n d a n g e n o m m e n w e r d e n , d e n n d ie h i e r i n F r a g e k o m m e n d e n Ü b e r h i t z u n g e n s i n d n u r g a n z g e r i n g f ü g i g u n d d i e A b w e i c h u n g e n v o n d e n G a s g e s e t z e n g e r a d e i n d ie s e m B e r e i c h b e i W a s s e r d a m p f u n e r h e b l i c h 2. N a c h d e n v o r ­ s t e h e n d e n F e s t s e t z u n g e n w i r d d e m n a c h a n g e n o m m e n , d a ß R j n u r m i t d e m D a m p f d r u c k w v e r ä n d e r l i c h is t .

G e s a m t d r ü c k e P s u n d P a.

U m d ie G r ö ß e d e r G e s a m t d r ü c k e d e s G a s e s P x u n d P 2 v o r b z w . h i n t e r d e m S ä t t i g u n g s b a d e f e s t le g e n z u k ö n n e n , i s t e in e A n n a h m e ü b e r d i e A n o r d n u n g d e r g e s a m t e n N e b e n p r o d u k t e n - G e w i n n u n g s a n l a g e , i m b e - s o n d e r n ü b e r d ie S t e l l u n g d e r G a s s a u g e r e r f o r d e r l i c h . I n u n s e r m B e i s p i e l m ö g e f ü r d e n W e g d e s G a s e s i n n e r h a l b d e r A n l a g e n a c h s t e h e n d e A u f e i n a n d e r f o l g e d e r A p p a r a t e z u g r u n d e g e le g t w e r d e n :

V o r l a g e — K ü h l e r — G a s s a u g e r — T e e r s c h e i d e r — A m m o ­ n i a k s ä t t i g e r — K o k s ö f e n .

I n d e n H e i z z ü g e n d e r K o k s ö f e n , i n d e n e n d i e v o n A m m o n i a k b e f r e i t e n K o k s o f e n g a s e z u r V e r b r e n n u n g g e la n g e n , h e r r s c h t e in D r u c k , d e r u n g e f ä h r d e m A t ­ m o s p h ä r e n d r u c k e n t s p r i c h t ; e r k a n n d e s h a l b e t w a z u 7 5 0 m m Q S = 10 2 0 0 k m / q m a n g e s e t z t w e r d e n . D e r D r u c k v e r l u s t d e s G a s e s v o n d e m A m m o n i a k s ä t t i g e r b i s z u d e n B r e n n e r m ü n d u n g e n i n d e n H e i z z ü g e n s o l l z u 1 0 0 m m W a s s e r s ä u l e = 1 0 0 k g / q m , d e r D r u c k v e r l u s t

1 w in kg/qm = 13,5i>3 (w in mm QS).

2 H ütte, a . a. O. S. 340.

i m S ä t t i g u n g s b a d e s e l b s t z u 6 0 0 m m W a s s e r s ä u le g l e i c h 6 0 0 k g / q m a n g e n o m m e n w e r d e n .

H i n t e r d e m S ä t t i g u n g s b a d e i s t a ls o P 2 = 1 0 2 0 0 + 1 0 0 = 10 3 0 0 k g / q m , v o r d e m S ä t t i g u n g s b a d e

P 4 = 10 3 0 0 + 6 0 0 = 1 0 9 0 0 k g / q m . T a u p u n k t d e s G a s e s u n d w e i t e r e K ü h l ­

t e m p e r a t u r e n .

A u s d e n b i s h e r i g e n A n n a h m e n ü b e r d ie Z u s a m m e n ­ s e t z u n g u n d d e n D r u c k d e s G a s e s v o r d e m S ä t t ig u n g s ­ b a d e e r h ä l t m a n d e n T e i l d r u c k w , d e s W a s s e r d a m p f e s f ü r d ie s e s G a s m i t H i l f e v o n G l e i c h u n g 17 a

w , = P , R d G .

R g

R a a

j a - r R d G j

I n d i e s e r G l e i c h u n g is t R j , d a s j a n a c h Z a h l e n t a f e l 6 i n g e r i n g e m M a ß e v o n d e m z u b e r e c h n e n d e n w , a b ­ h ä n g i g is t , a u f G r u n d e i n e r v o r l ä u f i g e n R e c h n u n g zu 4 6 ,5 9 e i n z u s e t z e n . D a h e r i s t

1 0 9 0 0 - 4 6 , 5 9 - 5 7 6 0 0 w , =

6 0 ,8 3 • 6 7 2 0 0 + 4 9 ,6 • 0 ,8 8 ■ 1 0 9 0 0 ■ 2 6 8 3 6 0 0

1 0 8 0 + 4 6 ,5 9 • 57600

4 0 8 7 8 0 0 + 4 7 1 4 0 + 2 6 8 3 6 0 0

= 4 2 8 9 ,9 k g / q m

= 3 1 5 ,5 4 m m O S .

W e n n m a n z u d i e s e m W e r t e v o n Wj a ls S ä t t ig u n g s ­ d r u c k i n d e n W a s s e r d a m p f t a b e l l e n d ie zu g e h ö rig e S ä t t i g u n g s t e m p e r a t u r a u f s u c h t , s o e r h ä l t m a n den g e s u c h t e n T a u p u n k t

% = 7 7 ,0 8 6 ° C .

D i e s e T a u p u n k t s t e m p e r a t u r t 4 = ~ 7 7 ,1 ° w i r d n ach d e n o b e n g e m a c h t e n A n n a h m e n a ls h ö c h s t e v o r ­ k o m m e n d e G a s e i n t r i t t s t e m p e r a t u r v o r d e m S ä t t ig u n g s ­ b a d e g e d a c h t . F ü r d i e B e h a n d l u n g w e it e r e r B e is p ie le m ö g e n T e m p e r a t u r e n t t = 7 0 ° b i s h e r a b z u tj = 10°

i n A b s t u f u n g e n v o n j e 10 ° a l s G a s e i n t r i t t s t e m p e r a t u r e n e i n g e s e t z t w e r d e n .

A u f G r u n d d e r f ü r d e n G a n g d e r B e r e c h n u n g un d f ü r d i e z u b e n u t z e n d e n Z a h l e n w e r t e s c h o n g e g e b e n e n E r ­ k l ä r u n g e n f i n d e t m a n d u r c h R e c h n u n g f o lg e n d e W e rte :

Z a h l e n t a f e l

T em peratur des Gases

vor dem S ä ttig u n g s-

bade ti

°C

S ä ttig u n g s­

druck von W asser­

dam pf ent­

sprechend t, w, kg/qm

A n te il­

v erh ä ltn is d es als freies N H 3

v orhande­

nen A m m o­

n ia k s1 a

M enge des halten en W

vor dem S ä ttig u n g s­

bade G, in k g

gem äß Gig. 18a

m G ase ent- asserdam pfes h in ter dem S ä ttig u n g s­

bade G. in kg

gem äß G le. 23a

77,1 4 289,9 0,880 57 600 58 700

70.0 3 178,4 0,908 36 490 37 590

60,0 2 028,6 0,937 20 240 21 340

50,0 1 253,1 0,957 11 490 12 590

40,0 747,4 0,970 6 504 7 604

30,0 429,0 0,979 3 618 4 718

20,0 236,6 0,986 1 954 3 054

10.0 124,8 0,990 1 022 2 122

T eild ru ck des W asser-

dainpfes im Gase h in ter d .S ä ttig u n g s-

bade w , in kg/q m

gem äß Gig. 21a

S ä ttig u n g s- tem peratur v. W asser­

dam pf ent- sprecli. w ,

t ,

«C

G renz­

tem p eratu r des S ä ttig u n g s ­

b a d es

‘ff

°C gem äß Gig. 14

4 128,8

3 092,5 2 020,3 1 297,6 825,5 528.7 348.7 244,9

76,16 69,37 59.91 50,70 41,87 33,68 26,44 20 56

B e tr ie b s­

tem p eratu r d es S ä ttig u n g s ­

b ad es t p = t , in °C gem äß G ig. 13

82,47 75,19 65,10 55,35 46,04 37,46 29,92 23,82

84,53 77,10 66,83 56,90 47,46 38,76 31,12 24,95

U ntersch ied der S ä ttig u n g s­

tem peraturen d. ein - u. aus­

tret. Gases

- ti

°C

0,93 0,63 0,09 0,70 1,87 3,68 6.44 10,56

Unter­

schied der Tem­

peraturen des ein- u.

austr.Gases

tj —1|

«C

7,43 7,10 6.83 6.90 7,46 8,76 + 11.12 + 14,95

V erä n d erlich k eit angenom m en w orden, d am it die E rg eb n isse beim V erg leich e i i l i ü e r - Vn, T a u p u n k t seh r nah e = 1,00 wird, eine stet bei m ittlere und hühern T em peraturen die V erh ältn isse h in sic h tlic h des Ü b e r s c h ü s s e ,ä f r n ' Je7 f.a n S a u fw eisen ; un ter d ie ser A nnahm e werden ai

o u c ia u m s s e s uei itea K tio n sw ä rm e w e n ig e r g ü n stig .

D ie in d e r Z a h l e n t a f e l 7 n i e d e r g e l e g t e n E r g e b n i s s e fü r d ie W e r t e v o n t 0 , t g , tj, = t 2 s i n d i n d e r n a c h s t e h e n d e n A b b ild u n g g r a p h i s c h a ls F u n k t i o n e n d e r G a s e i n t r i t t s - t e m p e r a t u r t j a u f g e t r a g e n w o r d e n . A u s d i e s e r D a r ­ s te llu n g , d ie e in ü b e r s i c h t l i c h e s B i l d ü b e r d i e T e m p e r a t u r ­ v e r h ä ltn is s e b e i m S ä t t i g u n g s b e t r i e b e l i e f e r t , la s s e n s i c h einige in t e r e s s a n t e S c h l ü s s e z ie h e n .

/ ,

A Ä

V /

Ä / / y

A

A

A

4 ■ 4 4 '

A

C7

0 10 ¿0 30 70 SO 60 70 77)

t j in °C

A b b . 1.

W ie s c h o n g e s a g t w u r d e , b e d e u t e t t , d i e j e n i g e T e m p e r a t u r , m i t d e r d a s G a s i n w a s s e r g e s ä t t i g t e m Z u s t a n d e m i t e i n e m W a s s e r d a m p f g e h a l t G j i n d a s S ä t t ig u n g s b a d e i n t r i t t , f e r n e r t), = t 2 d i e B e t r i e b s ­ te m p e r a t u r d e s B a d e s u n d z u g l e i c h d i e T e m p e r a t u r , m i t der d a s G a s i n ü b e r h i t z t e m Z u s t a n d e m i t e in e m W a s s e r d a m p f g e h a lt G 2 ) > G , a u s d e m S ä t t i g u n g s b a d e a u s tr itt. t 2 - t t is t a ls o d ie T e m p e r a t u r e r h ö h u n g , d ie d a s G a s b e i d e m S ä t t i g u n g s p r o z e ß e r f ä h r t . S i e e r g i b t sich v o n s e lb s t a u s d e r T a t s a c h e , d a ß b e i m D u r c h ­ s tre ic h e n d u r c h d a s S ä t t i g u n g s b a d d a s m i t d e r T e m p e ­ r a t u r t, e i n t r e t e n d e G a s d i e B a d t e m p e r a t u r tb = t 2 a n n e h m e n m u ß . D i e B a d t e m p e r a t u r t h is t a b e r d ie d u r c h d ie a n g e n o m m e n e S ä u r e k o n z e n t r a t i o n c 2 b z w . s gegebene G l e i c h g e w i c h t s t e m p e r a t u r . I h r V e r h a l t e n z u r G a s e in t r it t s t e m p e r a t u r t , is t i n d e r A b b . 1 v e r a n s c h a u ­ lic h t. E b e n s o w ie d u r c h d i e W a s s e r d a m p f m e n g e G x im G a s e v o r d e m B a d e e in e g a n z b e s t i m m t e S ä t t i g u n g s ­ te m p e r a t u r t , f e s t g e le g t is t , s o g i b t e s a u c h f ü r d a s G a s h in te r d e m S ä t t i g u n g s b a d e m i t d e m W a s s e r d a m p f ­ g e h a lt G 2 e in e b e s t i m m t e S ä t t i g u n g s t e m p e r a t u r t 0.

D ie L a g e d ie s e r b e id e n S ä t t i g u n g s t e m p e r a t u r e n t t u n d t 0 ist o ffe n b a r u n a b h ä n g i g v o n d e m S ä t t i g u n g s v o r g a n g u n d d e n E i n w i r k u n g e n z w i s c h e n G a s u n d S ä t t i g u n g s b a d le d ig lic h d u r c h d ie Z u s a m m e n s e t z u n g u n d d e n G e s a m t ­ d r u c k d e s G a s e s g e g e b e n . A u s d e r S ä t t i g u n g s t e m p e r a t u r t n e rg ib t s ic h , w ie a u s g e f ü h r t w u r d e , d i e G r e n z t e m p e r a t u r des B a d e s t g f ü r d ie S ä u r e k o n z e n t r a t i o n s = 0 u n d d ie B e t r i e b s t e m p e r a t u r tb f ü r d i e a n g e n o m m e n e S ä u r e ­ k o n z e n t r a t io n s = 7 % , w e n n m a n d e n E i n f l u ß d e r Z u ­

s a m m e n s e t z u n g d e s B a d e s a u f d ie s o g . S i e d e p u n k t s ­ e r h ö h u n g a n H a n d d e r G l e i c h u n g e n 13 u n d 14 b e r ü c k ­ s i c h t i g t .

W a s d a s M a ß d e r T e m p e r a t u r e r h ö h u n g t 2 — tj d e s G a s e s a n l a n g t , s o s i e h t m a n a u s A b b . 1, d a ß h i e r a u f i m w e s e n t l i c h e n n u r d ie L a g e d e r b e id e n S ä t t i g u n g s t e m p e r a t u r e n t 0 u n d t , z u e i n a n d e r e in e n v o n d e r b e t r a c h t e t e n T e m p e r a t u r s t u f e s t a r k a b ­ h ä n g i g e n E i n f l u ß a u s ü b t . D i e G r ö ß e d e r S i e d e ­ p u n k t s e r h ö h u n g e n t b - t 0 b z w . t g - t 0 i s t v o n d e r L a g e d e r T e m p e r a t u r n u r w e n i g a b h ä n g i g . D a g e g e n z e i g t d i e S ä t t i g u n g s t e m p e r a t u r t 0 d e s a u s d e m B a d e a u s ­ t r e t e n d e n G a s e s i n s o f e r n e i n c h a r a k t e r i s t i s c h e s V e r ­ h a l t e n , a ls s ie b e i n i e d r i g e n T e m p e r a t u r e n e r h e b l i c h ü b e r d e r S ä t t i g u n g s t e m p e r a t u r t , d e s e i n t r e t e n d e n G a s e s l i e g t , b e i m i t t l e r n T e m p e r a t u r e n s i c h il r s t a r k n ä h e r t u n d b e i h o h e m T e m p e r a t u r e n s o g a r e t w a s k l e i n e r a ls t ( w i r d ; d . h . d e r S ä t t i g u n g s p u n k t d e s v o m B a d e w e g ­ z i e h e n d e n G a s e s l i e g t b e i h ö h e r n T e m p e r a t u r e n n o c h e t w a s n i e d r i g e r a ls d e r S ä t t i g u n g s p u n k t d e s e in t r e t e n d e n G a s e s , o b w o h l d e r W a s s e r d a m p f g e h a l t d e s G a s e s h i n t e r d e m B a d e g r ö ß e r a ls v o r d e m B a d e is t . D i e E r k l ä r u n g f ü r d ie s e a u f f a l l e n d e E r s c h e i n u n g l i e g t d a r i n , d a ß d a s G a s b e i m D u r c h s t r e i c h e n d u r c h d a s S ä t t i g u n g s b a d a n D r u c k v e r l i e r t u n d a n V o l u m e n z u n i m m t , w o m i t s i c h b e i h ö h e r n T e m p e r a t u r e n d i e W a s s e r a u f n a h m e f ä h i g k e i t i n h ö h e r m M a ß e s t e i g e r t , a ls d e r i m B a d e n e u h i n z u ­ g e k o m m e n e n W a s s e r m e n g e e n t s p r i c h t . I m ü b r i g e n i s t f ü r d ie e i g e n t ü m l i c h e V e r ä n d e r l i c h k e i t d e s T e m p e r a t u r ­ u n t e r s c h i e d e s t 0 - t , d a s V e r h a l t e n d e s G a s e s i n b e z u g a u f d i e W a s s e r a u f n a h m e f ä h i g k e i t b e i v e r s c h i e d e n e n T e m p e r a t u r e n m a ß g e b e n d ( v g l. S p a l t e 4 d e r Z a h l e n ­ t a f e l 7). E i n V e r g l e i c h d e r S p a l t e n 4 u n d 5 l ä ß t d e u t l i c h e r k e n n e n , d a ß d i e E r h ö h u n g d e s W a s s e r d a m p f g e h a l t e s G t v o r d e m B a d e a u f G 2 h i n t e r d e m B a d e b e i n i e d r i g e m T e m p e r a t u r e n e in e v e r h ä l t n i s m ä ß i g v i e l g r ö ß e r e R o l l e s p i e l t , u n d d a ß d e s h a l b e i n e v i e l g r ö ß e r e T e m p e r a t u r ­ e r h ö h u n g d e s G a s e s z u r A u f n a h m e d e s n e u h i n z u ­ g e k o m m e n e n W a s s e r s n ö t i g w i r d a ls b e i h ö h e r n T e m ­ p e r a t u r e n .

A u s d e r A b b . 1 i s t f e r n e r o h n e w e it e r e s z u e r s e h e n , d a ß d a s a u s d e m S ä t t i g u n g s b a d e a b z i e h e n d e G a s s i c h s t e t s i m ü b e r h i t z t e n Z u s t a n d e b e f i n d e n m u ß . D e n n d a s G a s m u ß b e i m A u s t r i t t a u s d e m B a d e e in e T e m p e r a t u r t 2 g l e i c h d e r G l e i c h g e w i c h t s t e m p e r a t u r tb a n n e h m e n , u n d d ie s e m u ß n a t u r g e m ä ß ( v g l. G l e i c h u n g 13) s t e t s o b e r h a l b d e r S ä t t i g u n g s t e m p e r a t u r t 0 d e s a b z i e h e n d e n G a s e s lie g e n .

F e r n e r g i b t d i e D a r s t e l l u n g e i n a n s c h a u l i c h e s B i l d v o n d e r B e d e u t u n g d e r G r e n z t e m p e r a t u r t g . M a n s i e h t , d a ß d i e B e t r i e b s t e m p e r a t u r tb d e s B a d e s s t e t s e t w a s o b e r ­ h a l b d e r T e m p e r a t u r t g l i e g t , d i e f ü r d e n B e h a r r u n g s ­ z u s t a n d d i e u n t e r s t e d e n k b a r e G r e n z e d a r s t e l l t .

D u r c h d i e b i s h e r i g e n A u s f ü h r u n g e n i s t b e z ü g l i c h d e r g e s u c h t e n Z u s t a n d s b e d i n g u n g e n f ü r d a s s t o f f l i c h e G l e i c h ­ g e w i c h t i m S ä t t i g u n g s b a d e f e s t g e s t e l l t w e r d e n , d a ß e s z u j e d e r T e m p e r a t u r t , , m i t d e r d a s a n W a s s e r d a m p f g e s ä t t i g t e G a s i n d a s S ä t t i g u n g s b a d e i n t r i t t , e in e g a n z

b e s t i m m t e , d u r c h d i e a n g e n o m m e n e S ä u r e k o n z e n t r a t i o n f e s t g e le g t e G l e i c h g e w i c h t s t e m p e r a t u r tb d e s S ä t t i g u n g s - b a d e s g i b t , d ie z u g l e i c h a ls A u s t r i t t s t e m p e r a t u r t 2 d e s G a s e s a n g e s e h e n w e r d e n m u ß .

Z u r F e s t s t e l l u n g d e s B e h a r r u n g s z u s t a n d e s i s t n u n n o c h , w ie s c h o n o b e n e r w ä h n t w u r d e , e in e U n t e r s u c h u n g d e s G l e i c h g e w i c h t s i n b e z u g a u f d i e z u f l i e ß e n d e n u n d w e g f l i e ß e n d e n E n e r g i e m e n g e n e r f o r d e r l i c h , d ie a u f d i e U n t e r s u c h u n g d e s W ä r m e g l e i c h g e w i c h t s i m S ä t t i g u n g s ­ b a d e ) h i n a u s k o m m t . E i e s e w e i t e r n U n t e r s u c h u n g e n s o l l e n i m f o l g e n d e n u n t e r B e n u t z u n g d e r b e i d e n b i s ­ h e r i g e n B e r e c h n u n g e n e r m i t t e l t e n Z a h l e n d u r c h g e f ü h r t w e r d e n .

E r m i t t l u n g d e r B e d i n g u n g e n f ü r d a s W ä r m e ­ g l e i c h g e w i c h t i m S ä t t i g u n g s b a d e .

A l l e i m S ä t t i g u n g s b a d e v o r s i c h g e h e n d e n E n e r g i e ­ u m s e t z u n g e n k o m m e n n a c h a u ß e n h i n d a d u r c h z u r G e l t u n g , d a ß s ie d e n W ä r m e z u s t a n d d e s B a d e s b e e i n ­ f lu s s e n . D i e U n t e r s u c h u n g d e s B e h a r r u n g s z u s t a n d e s k o m m t d a h e r a u f d i e F e s t s t e l l u n g d e s g e s a m t e n Z u ­ g a n g e s u n d A b g a n g e s v o n W ä r m e m e n g e n , d . h . a u f d ie A u f s t e l l u n g e i n e r W ä r m e b i l a n z f ü r d a s S ä t t i g u n g s b a d h i n a u s .

A l s e in e V o r a u s s e t z u n g z u r E i n h a l t u n g d e s B e ­ h a r r u n g s z u s t a n d e s w a r v o n v o r n h e r e i n d i e B e d i n g u n g a u f g e s t e l l t w o r d e n , d a ß d i e F l ü s s i g k e i t s m a s s e d e s B a d e s w ä h r e n d d e s B e t r i e b e s w e d e r e in e V e r ä n d e r u n g i h r e r M e n g e n o c h i h r e r Z u s a m m e n s e t z u n g e r le id e n d ü r f e . D a u n t e r d ie s e r V o r a u s s e t z u n g a u c h i h r W ä r m e i n h a l t u n v e r ä n d e r t g l e i c h b l e i b t , w i r d i n d e n f o lg e n d e n R e c h ­ n u n g e n d e r B e t r a g d ie s e s W ä r m e i n h a l t e s a ls K o n s t a n t e g ä n z l i c h a u ß e r a c h t g e la s s e n w e r d e n .

N a c h d e m G e s e t z v o n d e r E r h a l t u n g d e r E n e r g i e m u ß f ü r e in e n b e l i e b i g e n Z e i t a b s c h n i t t d i e S u m m e a l l e r E n e r g i e ä n d e r u n g e n , h i e r a ls o d i e S u m m e s ä m t l i c h e r z u f l i e ß e n d e n u n d a b f l i e ß e n d e n W ä r m e m e n g e n , g l e i c h N u l l s e in . A l s Z e i t a b s c h n i t t s o l l w i e f r ü h e r d i e Z e i t d a u e r v o n 2 4 s t z u g r u n d e g e le g t w e r d e n . A l s p o s i t i v w i r d d i e ­ j e n i g e E n e r g i e ä n d e r u n g , d i e e i n e r W ä r m e z u f u h r o d e r e i n e m W ä r m e g e w i n n , u n d a ls n e g a t i v d i e j e n i g e a n ­ g e n o m m e n , d i e e i n e r W ä r m e a b f u h r o d e r e i n e m W ä r m e ­ v e r l u s t g l e i c h k o m m t .

D i e g e s a m t e W ä r m e z u f u h r b z w . W ä r m e a b f u h r f ü r d a s S ä t t i g u n g s b a d z e r f ä l l t i n f o lg e n d e T e i l e :

1. d i e b e i d e m Z u s a m m e n t r e t e n v o n A m m o n i a k u n d S c h w e f e l s ä u r e z u s c h w e f e l s a u r e m A m m o n i a k f r e i w e r d e n d e R e a k t i o n s w ä r m e W , ( p o s i t i v ) ;

2. d i e d u r c h A b k ü h l u n g u n d S t r a h l u n g v o m S ä t t i g u n g s ­ b a d e n a c h a u ß e n a b g e g e b e n e W ä r m e W 2 ( n e g a t i v ) ; 3 . d i e z u r Ü b e r f ü h r u n g d e s i n d a s S ä t t i g u n g s b a d g e l a n g e n d e n F r e m d w a s s e r s i i n D a m p f f o r m a u f ­ z u w e n d e n d e W ä r m e W 3 ( n e g a t i v ) ;

4 . d i e b e i m D u r c h s t r e i c h e n d e s S ä t t i g u n g s b a d e s d u r c h L e i s t u n g ä u ß e r e r A r b e i t b e w i r k t e E n e r g i e ä n d e r u n g d e s G a s e s W 4 ( n e g a t i v ) ;

5. d i e d e r T e m p e r a t u r e r h ö h u n g w ä h r e n d d e s D u r c h ­ s t r e i c h e n s d u r c h d a s S ä t t i g u n g s b a d e n t s p r e c h e n d e i n n e r e E n e r g i e ä n d e r u n g d e s G a s e s W 6 ( n e g a t i v ) ;

6 . d i e d e m B a d e k ü n s t l i c h v o n a u ß e n z u z u f ü h r e n d e b z w . v o n i h m a b z u f ü h r e n d e W ä r m e W 6 a ls R e s t . S ä m t l i c h e W ä r m e m e n g e n w e r d e n i m f o l g e n d e n d u r c h W E a u s g e d r ü c k t .

R e a k t i o n s w ä r m e W , .

D i e R e a k t i o n s w ä r m e W 4 i s t a b h ä n g i g v o n d e r i n d a s S ä t t i g u n g s b a d h i n e i n g e l a n g e n d e n A m m o n i a k m e n g e G a , v o n d e m T e i l b e t r a g

a

H i e r n a c h s e t z t s i c h d i e G r ö ß e d e r R e a k t i o n s w ä r m e W j z u s a m m e n a u s d e m A n t e i l W / , d e r b e i d e r B i n d u n g v o n

n

a . B e s t i m m u n g v o n W / .

D i e G r u n d l a g e d e r B e r e c h n u n g b i l d e t d i e t h e r m o ­ c h e m i s c h e G l e i c h u n g 1

1 8 0 1 8 0 igo

H 2S 0 4 + 2 ( N H 3) - [ ( N H 4' 2 S 0 4] = + 6 6 , 9 W E . . . 2 3 . B e i d ie s e r S c h r e i b w e i s e s o l l n a c h O s t w a l d d i e ü b e r ­ g e s c h r ie b e n e Z a h l d i e T e m p e r a t u r d e r z u s a m m e n g e f ü h r t e n b z w . g e b i l d e t e n S t o f f e , 'd ie E i n s c h l i e ß u n g i n r u n d e K l a m m e r n d e n g a s f ö r m i g e n , d i e E i n s c h l i e ß u n g i n e c k i g e K l a m m e r n d e n f e s t e n u n d d i e W e g l a s s u n g d e r K l a m m e r n d e n f l ü s s i g e n A g g r e g a t z u s t a n d a n d e u t e n .

D i e G l e i c h u n g 2 6 b e s a g t , d a ß b e i m Z u s a m m e n t r e t e n v o n 1 G r a m m o l e k ü l (1 M o l) w a s s e r f r e i e r f l ü s s i g e r S c h w e f e l ­ s ä u r e v o n 1 8 '’ m i t 2 M o l e n g a s f ö r m i g e n A m m o n i a k s v o n 1 8 ° z u 1 M o l s c h w e f e l s a u r e n A m m o n i a k s i n f e s t e r F o r m v o n 18 ° e in e W ä r m e m e n g e v o n 6 6 ,9 W E f r e i w i r d .

D i e G l e i c h u n g 2 6 i s t a b e r f ü r u n s e r e B e r e c h n u n g e n n i c h t o h n e w e it e r e s b r a u c h b a r , w e i l d i e Z u s t a n d s b e ­ d i n g u n g e n d e r a u f e i n a n d e r r e a g i e r e n d e n K ö r p e r v o n d e n V o r a u s s e t z u n g e n d i e s e r G l e i c h u n g a b w e i c h e n . Z u n ä c h s t h a b e n w i r es n i c h t m i t w a s s e r f r e i e r S c h w e f e l s ä u r e ( H 2S 0 4) z u t u n , s o n d e r n m i t w a s s e r h a l t i g e r S ä u r e ( H 2 S 0 4 • m H . , 0 ) , d e r e n E i n t r i t t s t e m p e r a t u r a l l e r d i n g s m i t 1 8 " a n g e n o m m e n w e r d e n k a n n . D i e s e w a s s e r h a l t i g e S ä u r e m u ß i n w a s s e r ­ f r e ie S ä u r e ( H 2S 0 4) u n d i h r e n W a s s e r g e h a l t m H 20 z e r l e g t g e d a c h t , u n d d e r W a s s e r g e h a l t m H 20 m u ß v o m f l ü s s i g e n Z u s t a n d e m i t d e r T e m p e r a t u r 1 8 ° i n d e n d a m p f -

1 v g l . C h e m . K a l. J911, 2. T e il, S . 206.

f ö r m i g e n Z u s t a n d m i t d e r T e m p e r a t u r t 2 ü b e r g e f ü h r t w e r d e n . F e r n e r i s t d i e T e m p e r a t u r d e s z u t r e t e n d e n A m m o n i a k s n i c h t 18°, s o n d e r n g l e i c h d e r G a s e i n t r i t t s ­ t e m p e r a t u r t r E n d l i c h m u ß d i e T e m p e r a t u r d e s g e ­ b il d e t e n s c h w e f e ls a u r e n A m m o n i a k s g l e i c h d e r B a d ­ t e m p e r a t u r tb b z w . g l e i c h d e r G a s a u s t r i t t s t e m p e r a t u r t 2 g e s e t z t w e r d e n .

U n t e r B e r ü c k s i c h t i g u n g d ie s e r A b w e i c h u n g e n is t d ie G l e i c h u n g 2 6 w ie f o l g t a b z u ä n d e r n :

18» t2 t, t .

H 2 S 0 4 • m H 20 - m ( H 20 ) + 2 ( N H 3) - [ ( N H 4)2S 0 4] = x . . . 27 H i e r b e i w i r d z u n ä c h s t

18° 18« 180

H 2 S 0 4 • m H 20 = H 2 S 0 4 + m H 20 - q 4 . . . . 2 8 w o r in f ü r q 4 m i t g r o ß e r A n n ä h e r u n g e i n g e s e t z t w e r d e n k a n n 1

W E ... 2 S a 1 m + 1 ,8

F e r n e r i s t d e r W ä r m e a u f w a n d z u r Ü b e r f ü h r u n g v o n 1 k g W a s s e r v o n 0 ° i n g e s ä t t i g t e n D a m p f v o n t°

n a c h R e g n a u l t b e k a n n t l i c h g l e i c h 6 0 6 ,5 + 0 ,3 0 5 t W E , d ie s p e z if is c h e W ä r m e d e s W a s s e r s g l e i c h 1 ,0 u n d d i e d e s ü b e r h i t z t e n W a s s e r d a m p f e s g l e i c h 0 ,4 8 .

I m v o r l i e g e n d e n F a l l e i s t d a s V e r d ü n n u n g s w a s s e r m H 2 O v o m f lü s s i g e n Z u s t a n d e m i t d e r T e m p e r a t u r 18 ° i n ü b e r h i t z t e n D a m p f v o n d e r T e m p e r a t u r t„ — tb z u ü b e r f ü h r e n . D a d i e S ä t t i g u n g s t e m p e r a t u r d ie s e s D a m p f e s g le ic h t 0 is t , s o e r g i b t s i c h d e r W ä r m e a u f w a n d f ü r 1 k g V e r d ü n n u n g s w a s s e r

x , = 6 C 6 ,5 - (1 8 - 0 ) • 1 ,0 + 0 , 3 0 5 t 0 + 0 ,4 8 • (t2 - t 0)

= 5 8 8 ,5 + 0 ,3 0 5 t 2 + 0 ,1 7 5 (t 2 — 10) ... 29 U m n u n n i c h t e i n e n e u e V e r ä n d e r l i c h e t 0 m i t b e r ü c k ­ s ic h t ig e n z u m ü s s e n , s o l l ( t 2 - t 0) = ( t b - t 0) d u r c h t 2 = tb a u s g e d r ü c k t w e r d e n . D i e A b h ä n g i g k e i t z w i s c h e n tb u n d t 0 is t s c h o n f ü r e in e R e i h e v o n E i n z e l w e r t e n d u r c h d ie Z a h l e n t a f e l 4 d a r g e s t e l l t w o r d e n . D i e s e A b h ä n g i g k e i t k a n n h ie r m i t g e n ü g e n d e r G e n a u i g k e i t e r s e t z t w e r d e n d u r c h d ie G l e i c h u n g

(tb - 10) = ( t , - 10) = 2 ,8 + 0 , 0 6 6 t 2 ...3 0 a ls o w i r d

0 ,1 7 5 (t 2 - 10) = 0 , 5 + 0 ,0 1 2 t 2 ...3 C a u n d d u r c h E i n s e t z e n i n G l e i c h u n g 2 9

/j = 5 8 9 ,0 + 0 ,3 1 7 t 2 . . . 3 1 D a m M o l e H 20 = m • 18 g = m - 0 , 0 1 8 k g s i n d , s o e r ­ g i b t s i c h a u s G l e i c h u n g 31

'180 . t2

m H , O = m ( H 2 O ) - m • 0 , 0 1 8 • [ 5 8 9 ,0 + 0 , 3 1 7 t 2]

= m (H ., O ) - 1 0 ,6 m - 0 ,0 0 5 7 m t 2 . 3 2 D u r c h Z u s a m m e n f a s s u n g d e r G l e i c h u n g e n 2 8 , 2 8 a u n d 3 2 e r h ä l t m a n

18» t 2

H 2 S 0 4 • m H 2 O - m (H ., O )

180 I 7 8 0 m

= H ., S 0 4 - - ' ° “ - 1 0 ,6 m - 0 , 0 0 5 7 m t 2 . . 3 3 4 m + 1 ,8

F e r n e r w i r d , w e n n c p d i e s p e z i f i s c h e W ä r m e f ü r l k g g a s f ö r m ig e s A m m o n i a k b e d e u t e t , f ü r 2 M o l e = 3 4 g

= 0 ,0 3 4 k g N H S

1 v g l. C h em K al., a. a. O.. S . 156.

q 180

2 ( N H 3) = 2 ( N H , ) + 0 , 0 3 4 c p (t4 - 1 8 ) ...' ...3 4 D a c p = 0 , 5 3 z u s e t z e n i s t 1, w i r d

q 18»

2 ( N H , ) = 2 ( N H , ) + 0 , 0 3 4 - 0 , 5 3 (t4 - 18) 180

= 2 ( N H , ) + 0 ,0 1 8 t j - 0 , 3 2 4 ...3 5 E n d l i c h w i r d , w e n n c s d i e s p e z i f i s c h e W ä r m e f ü r 1 k g f e s t e s A m m o n i u m s u l f a t b e d e u t e t , f ü r 1 M o l = 1 3 2 g

= 0 ,1 3 2 k g ( N H 4) 2S 0 4

t 2 1 8 0

[ ( N H 4' 2 S 0 4] - [ ( N H 4)2 S 0 4] + 0 ,1 3 2 c s ( t 2 - 1 8 ) . . . . 3 6 D a c s = 0 ,3 5 i s t 2, e r g i b t s i c h

t0 180

[ ( N H 4)2 S 0 4] = [ ( N H 4)2 S 0 4] + 0 . 1 3 2 - 0 , 3 5 ( t , - 18) 180

= [ ( N H 4)2 S 0 4] + 0 , 0 4 6 2 12 - 0 , 8 3 2 . . . . 3 7 S e t z t m a n d i e E r g e b n i s s e d e r G l e i c h u n g e n 3 3 , 3 5 u n d 3 7 i n d i e G l e i c h u n g 27 e in , s o e r h ä l t m a n

18° Iso wo

17

H ., S 0 4 + 2 ( N H , ) - [ ( N H 4)2 S 0 4] 1 0 .6 m

m + 1,0

- 0 , 0 0 5 7 m t 2 + 0 , 0 l 8 t j - 0 , 3 2 4 - 0 , 0 4 6 2 12 + 0 ,8 3 2 =

x

17

X = 6 7 ,4 0 8

mn

m + 1 ,8 1

— ( 0 ,0 0 5 7 m + 0 ,0 4 6 2 ) t 2 ... 3 9 I n d ie s e r G l e i c h u n g i s t z u n ä c h s t n o c h d i e G r ö ß e v o n m z a h l e n m ä ß i g a u s z u d r ü c k e n . D a d ie K o n z e n t r a t i o n d e r z u v e r w e n d e n d e n S c h w e f e l s ä u r e v o n v o r n h e r e i n z u 7 8 % H 2 S 0 4 u n d 2 2 % H ., O f e s t g e le g t w o r d e n is t , e r h ä l t m a n

m H „ O m • 1 8 2 2

= --- = 4 0

H , S 0 4 9 8 7 8

2 2 9 8 , r „ r

a ls o m = • — = l , o 3 o 41

7 8 18

D a r a u s e r g i b t s i c h

1 7 ,8 6 m 1 7 , 8 6 - 1 , 5 3 5 m + 1 , 8 ' 1 ,5 3 5 + 1 , 8 0 0

1 0 ,6 0 m = 1 0 , 6 0 - 1 , 5 3 5 = 1 6 ,2 7 1 0 ,0 0 5 7 m = 0 ,0 0 5 7 - 1 , 5 3 5 = 0 ,0 0 8 7 5 .

S e t z t m a n d ie s e Z a h l e n w e r t e i n G l e i c h u n g 3 9 e in , s o e r g i b t s i c h

x = 6 7 , 4 0 8 - 8 , 2 2 0 - 1 6 , 2 7 1 + 0 ,0 1 8 t 4- ( 0 ,0 0 8 7 5 + 0 ,0 4 6 2 ) t 2

= 4 2 ,9 1 7 + 0 , 0 1 8 t 4 - 0 , 0 5 4 9 5 t 2 ... 4 2 G l e i c h ü n g 2 7 g e h t d a h e r ü b e r i n d i e G l e i c h u n g

18° t„

H g S 0 4 • 1 ,5 3 5 • H , 0 - 1 ,5 3 5 • ( H . ,0 )

+ 2 ( N H S) - [ ( N H 4h, S 0 4]

= 4 2 ,9 1 7 + 0 , 0 1 8 t 1 - 0 , 0 5 4 9 5 12 W E 4 3 D i e r e c h t e S e i t e d e r v o r s t e h e n d e n G l e i c h u n g l i e f e r t d a s M a ß d e r R e a k t i o n s w ä r m e , w e n n e in e M e n g e v o n

x H ü tte , a . a . O. S . 319.

* C h em . K a l. a. a . O. S. 1 2 1 .