GLÜCKAUF
Berg- und Hüttenmännische Zeitschrift
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S ch riftw altu n g für Schlesien: P ro f e sso r Dr.-Ing. O. S P A C K E L E R , Breslau
H eft 3 Essen, 16. Januar 1943 79. Jahrgang
Seite N E T T L E N B U S C H , Louis: V erfahren zur Ste ig eru n g des A u s b ri n g e n s an K o h len
w e rts to ff e n bei der V e r k o k u n g ... 33 D er B ergbau d e r T ürkei un d seine B e d e u tu n g im je tzig en K r i e g e ... 39 U M S C H A U : 50 Ja h r e V D E — Z u r Erdölh öffig keit W estfalen s — V o r tr a g s f o l g e ü b er
B e rg s c h ä d e n f ra g e n — S o n d e rv o r t r a g s v e r a n s t a l t u n g e n 1943 — Z u r F r a g e der A bhängigkeit des m en g en - un d g ü te m ä ß ig e n A u s b rin g e n s an K ohle i\w ertstoff en von d e r T e m p e r a t u r d e r W a n d und des Q a s s a m m e l r a u m s ... 41 W I R T S C H A F T L I C H E S : N eue N i c k e l l ä n d e r ... 43 Patentbericht, Bücherschau, Z e its c h r ifte n s c h a u ...44 P e r s ö n l i c h e s ... , 4 8
V D B .-N arhrichten ... 48
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GLÜCKAUF
Berg- und Hüttenmännische Zeitschrift
Heft 3 / 16. Januar 1943 79. Jahrgang
Verfahren zur Steigeru ng des A usbringens an K ohlenwertstoffen bei der Verkokung'.
Von Dr.-Ing. Louis N e t t l e n b u s c h , H in d e n b u rg (O.-S.).
Die Wirtsch aftlichkei t im K o k ereib etrieb h ä n g t in hohem M aße von dem A usbringen und der Q ualität der K oh le nw ertsto ff e, die bei der V e r k o k u n g anfallen, ab; es ist d a h e r verständlich, d aß im m er w ie d e r V ers uche und Verfahre n b e k a n n t w erd en , die das Ziel verfolg en, die zur V e rk o k u n g k o m m e n d e Kohle so a u szunutzen, daß so w o h l das G e s a m t a u s b ri n g e n als auch der Anteil d e r beso n d ers wertvollen N e b e n p ro d u k te , K o hle nw erts to ffe, im Vergleich zu dem Teil der w en ig er wertv ollen P ro d u k t e be so n d e r s g ro ß ist.
Bei den Versuchen, über die in den letzten Jahren berichtet w o rd en ist, muß u nterschie den w erden, ob die w irtschaftliche V e rb e sse r u n g durch die V e r k o k u n g selbst, d. h. durch g ü n s t ig e re V e rk o k u n g s b e d i n g u n g e n , erreicht wird o d e r durc h neue V erfahren in der A ufbereitung der bei der V e r k o k u n g g ew o n n e n e n K ohle nw ertsto ff e. Die folgenden A u sfü h ru n g en sollen sich nur mit de nje nigen Versu chen u n d V orschlägen befa sse n, die sich auf die Ste igerung bzw. V erbesserung d e r K o h len w erts to ffe durch die Art der V e rk o k u n g se lbst beziehen.
Auf die w ese ntlic hen V erfahren, die auch an v e r
s chiedenen Stellen in die Pra xis eingeführt w o rd e n sind, soll im fo lgenden ku rz e in g eg a n g en w erd en.
Übersicht über die bisherigen Verfahren.
1. D e c k e n k a n a l 2.
Im J a h r e 1930 bau te G o l d s c h m i d t den D e c k e n kanal, um die im K a m m e r g e w ö l b e a u ftreten d en t h e r mischen Z e rse tz u n g e n der K o k so fen g ase nach Mög lichkei t zu verhindern. D er Kanal a (Abb. 1) ist un m itte lb a r üb er dem G a s s a m m e lr a u m b a n g e o r d n e t und mit diesem durch eine Reihe s e n k r e c h te r Z u fü h ru n g s -K an äle c verbunden.
An den Füllöffnungen d g e h t d e r Kanal um diese b e id e r seits heru m . Die kleinen Z u f ü h ru n g s k a n ä le sind so b e messen, d aß der Q uersch n itt die ser Ö ffnungen von dem Steigerohr e aus nach der en tg e g e n g e s e tz te n O fenseite hin zunim m t; auf diese W eise w ird erreicht, daß das aus der Kohle a u stre te n d e G as nicht durc h den G a ssa m m e lr a u m d ir e k t zum S te ig e ro h r a b g e s a u g t wird, s o n d e r n sich z u näch st über die g a n z e L änge d e r B esch ick u n g / vo ll
ko m m en gleich m äß ig auf den über dem G assam m elrau in liegenden D e c k e n k a n a l verteilt u nd von hier aus dann durch das S teig ero h r zur V o rlag e abzieht.
d d d d
Abb. 1. Deckenkanal nach G oldschm idt.
Die A rb eitsw eise nach G o ld sc h m id t, bei der die D e stilla tio nsg ase also m öglic hst schnell der h o h en T e m p e ra tur des G a s s a m m e lr a u m e s e n tz o g e n w e rd e n , soll die bereits g e b ild e te n B enzoldäm pfe vor einer nachtr äglichen Z e r s e t z u n g sc hützen und dam it die B en z o la u sb e u te e r höhen.
1 E in g e re ic h t im D ezem b er ¡939; V o rtra g g e h a lte n am 22. Mai 1940 vor dem K o k ereia u ssch u ß in H in d e n b u rg (O .-S .).
: T h a u , A.. B ren n ato ff-C h em . 15 (1934) S. 41.
2. S t i l l s c h e I n n e n a b s a u g u n g 1.
Bei d e r Stillschen In n e n a b s a u g u n g (Abb. 2) w ird die therm ische Sch o n u n g d e r D estillationserzeugnisse bei der V e r k o k u n g in d e r W eis e a n g e stre b t, daß man du rch die O fendecke eine Anzahl von Rohren a in die B eschic kung b steckt, durc h die die Innengas e u n te r einer S a u g u n g von 200—500 m m — je nach der A rt d e r d u rc h g e s e tz t e n Kohle — in eine b e so n d e r e V o rla g e c a b g e s a u g t w e r d e n ; die S au g u n g w ird absichtlich ho c h g e h a lte n , um die der V o re n tg a s u n g e n ts ta m m e n d e n D estillatio n sp ro d u k te r e s t los u nd nach M öglichkeit auch die E rzeu g n isse aus der plastischen Zone, von denen u n te r norm alen B e dingungen ein erheblic her Teil zur heiß en W a n d hin abzie ht, mit durch die inneren u n d k ü h leren Kohlensc hichte n a b z u führen un d sie s o vor T e m p e r a tu r e n zu b e w a h re n , die h öher als ihre E n ts t e h u n g s t e m p e r a t u r e n sind. D iese a b g esau g ten G a se ziehen also nicht m e h r über die ga n z e Länge des G a ssa m m e lr a u m e s , in dem bei der üblichen V e r k o k u n g — je nach den V e r k o k u n g s b e d i n g u n g e n — eine mehr o d e r w e n ig e r st a r k e Z e r s e t z u n g der flüchtigen B e
standteile eintritt, h in w e g zum S teigerohr, s o n d e r n w erd en auf direktem W e g e durch die Schnüffelrohre in einen b e sonderen Kanal, w o eine S paltung nicht m ehr möglich ist, abgeführt. Die A u ß e n g a se ne h m e n denselben W e g wie bei der n orm alen V e r k o k u n g u n d sind dam it auch d e n selben T e m p er atu rein flü s sen au sgesetz t.
Die A u fa rb e itu n g der I n n e n g a s e g esch ieh t in einer g e tr e n n te n K ondensation. Im g a n z e n w e rd e n Leichtöl- und T e e r a u s b e u t e e r h ö h t ; die g e w o n n e n e n Benzol- u nd T e e r-
1 L i t t e r s c h c i d t u. R e e r i n k , G lü c k a u f 71 (1935) S. 4 6 1 .' M ü 11 e r, ö l u. K ohle 9 (1933) S. 37. B r o c h e , G lü c k a u f '70 (1934) S. 1137. S c h m i d t und K u h n . Öl u. K ohle 9 (1933) S. 93 u. 95
33
■ I- f
34 Q 1 ü c k a ti f 79. J a h r g a n g ^ H j ^ i
Pro d u k te unterschei den sich g e g e n ü b e r den Erzeugnissen bei der N o rm a l v e rk o k u n g dadurc h, daß sie einen höheren G ehalt an aliphatischen K ohle nw assers to ff en aufweisen.
3. I n n e n a b s a u g u n g n a c h N i g g e m a n n 1.
Bei der I n n e n a b s a u g u n g nach N ig gem ann (Abb. 3) wird ein Teil des Destillationsgases durch die Türen ti
— sow ohl auf der K oksseite als auch auf der Maschinen - seite — abgesaugt. Neben der normalen A b sau g u n g durch die Ste igerohre w erden mittels einer b esonderen S augung durch in den K am m ertü ren a n g eb rach te Kanäle b Schwel- p ro d u k te abgeführt, die bei der V e rk o k u n g an den Innen
seiten der T ee rn ä h te als P r i m ä r - P r o d u k te ents te hen. Jede T ü r h a t 3 - 4 Kanäle, die sich von der Tür-Innenfläche mit leichtem Gefälle nach außen erstrecken. Die Kanäle m ünden in ein vor je d e r T ü r vertikal nach unte n v e r laufendes R o h r c, das durch ein le icht lö sbares V e rb in d u n g s stück an eine unter den Öfen liegende S am m elv orla ge d angeschlossen ist.
in geb zieht.
d er s i c h d i e a l l m ä h l i c h e U m w a n d l u n g d e s P r j® ar uldeten Halbkokses in H o c h t e m p e r n t u r k o k s VCMIj
Die durch diese Sam m elv orla ge ab g e sa u g te n D estil
la tio nsprodukte w erden in einer b e sonderen N eben- pro d u k ten an lag e, die aus einem G ask ü h ler, einem G a s sa uger, einem A m m oniakw ascher, einem Leich tölw asch er mit L eichtölg ew in nungsanlage u nd den erforderlichen Pum pen und Behältern besteh t, gew onnen. Nach der E n t
fe rnung der in dem G as en th altenen W ertsto ffe w ird das Innengas mit dem A ußengas vermischt.
Das Ölausbringen w ird durch die A b sau g u n g nach N ig gemann erhöht; das gew o n n en e P r o d u k t ist ein h o c h w ertiges Schwelöl.
D ie Vorgänge im K oksofen bei der Verkokung.
Die vorste hend gen an nte n V erfahren zur Ste igeru ng des Ausbringens an K ohle nw ertsto ff en bei der V erkokung beruhen alle drei darauf, die D estillationserzeugnisse vor hohen T em peraturen u nd dam it vor ih rer Z ersetzu n g zu schützen; dieses Bestreben w ird verständlich, wenn man sich die V org änge im Koksofen bei d e r norm ale n V er
kokung kla r macht.
Die Verkokung im Koksofen be gin nt an d e r heißen K am m erw and mit d e r E r w ä r m u n g d e r in unm ittelbarer Nähe liegenden Kohlenteilchen. Mit zunehm ender E rhit zung erweicht die Kohle, u nd es bilden sich paral lel d e r beiden Heizwände Verkokungsnähte, T eern ähte genannt, die eine plastische, wenige Z entim eter breite Schicht darstellen u n d in der die eigentliche Z ers etzung der Kohle vom E r w eichungsbeginn bis zur W ie d e rv erfes tig u n g vor sich geht. Die beiden T eern ähte rücken mit fo rtsch reiten d er Ab
g a r u n g im mer näher anein ander un d tr effen sich etwa nach zwei Dritteln der G aru ngszeit in d e r Mitte der Kammer, wenn die Beheizung d e r beiden K am m erw ände gleichmäßig erfolg t. Zwischen den beiden T eern ähten findet bereits eine V orentg asung statt, w äh ren d auf der and ere n Seite d e r Teernähte nach den heißen K am m er
w änden zu die N achentg asung bis zum fe rtigen Koks s t a tt
findet. Nach der heute üblichen V orstellung von den Vor gän g en im Koksofen unte rscheidet man drei H a u p t z o n e n 2:
1. die zwischen den T eern ähten liegende Zone d e r V or
e rw ärm u n g , in der die Kohle allmählich auf ih r e E r w eic hungstem peratu r e rw ä rm t w ird ;
2. die plastische Zone, die vom E rw eic hungsbeginn bis zur W ie d e rv erfes tig u n g der weichen Kohlenmassen reicht un d in der die physikalische U m w a n d lu n g des K ohle ngefü ges in das K oksgefüge vor sich geht;
3. die Halbkoks- und Kokszone, die sich von den T e e r nähte n bis zu den heißen O fenw änden erstreckt und
1 N i g g e m a n n , G lü ck au f 73 (1937) S. 705: 79 (1943) S. 5.
D a m m . G lü ck a u f 64 (1928) S. 1073.
H iernach g li e d e rt sich die E n tg a s u n g der Kohle im Koksofen in:
a) die V o re n tg a s u n g vorn Beginn der E r h it z u n g bis zum E r w e ic h u n g s p u n k t;
b) die E n tg a s u n g in der E rw e ic h u n g s z o n e ,
c) die N ach en tg asu n g nach d e r W ie d e r v e r f e s ti g u n g der zähflüssigen Schmelze.
Die einzelnen K ohlenteilchen d u rc h la u fe n den ganzen T em peraturbereich von etw a 20° C beim Ein sa tz in den O fen bis zu d e r T e m p e r a tu r , die zur B il d u n g eines festen, g asfreie n Koksstückes e rf o rd e rlic h ist; in d e r E rw ä rm u n g s zone, in d e r nach d e r V e r d a m p f u n g des Kohlenvvassers schon eine m ehr od e r m in d er s ta rk e E n t g a s u n g einsetzt, bew egen sich die T e m p e r a tu re n zwischen 20° C und — je nach A rt d e r Kohle — 35 0 —500° C.
Die mit d e r V o re n tg a s u n g e in tre te n d e Z ersetzu n g der Kohle schreitet in d e r plastischen Z one le b h a f t fort. In der 3. Zone, d e r H albkoks- un d Kokszone, als o zwischen der T e e rn a h t u n d d e r W an d , st eigt die T e m p e r a t u r — je nach d e r G a ru n g sz e it — bis a u f 1100° C. Die bei d e r Vorent
ga su n g u nd d e r E n tg a s u n g in d e r plastischen Zone ent
w eichenden flüch tigen Bestandteile sind p rim ä re Zer
setzungserz eugnisse d e r Kohle, also S c h w e ip ro d u k te — Ur
te er u n d Urb en zin — m it nichtarom atischem Charak te r.
W e d e r die dir ekt aus d e r Kohle noch die aus dem Halb
koks entb undene n flüchtigen B esta ndteile verlassen nun den O fe n in d e r M en g e u n d Q ualität, w ie sie an ihrem Ent
st e h u n g s o rt a n fa l le n ; sie sind a u f ihrem W e g e durch die K ammer zum S te ig ro h r hin T e m p e r a tu re i n w i rk u n g e n aus
gesetzt, die ihren u r s p rü n g lic h e n C h a r a k te r vollkommen ändern .
Die in d e r V orw ärm ezone a e ntw eic henden flüchtigen Bestandteile nehm en ihren W e g (Abb. 4 u n d 4a) nach der Mitte d e r Beschickung u n d d a n n nach oben, w ä h re n d die in der N a c h e n tg a s u n g s z o n e b aus dem H a l b k o k s abgespal
tenen D estillationserz eugnisse durc h den g lü h en d en Koks zu den heißen O f e n w ä n d e n hin u nd dann a u f w ä r t s strömen.
Von den ü b rig en in d e r E r w e ic h u n g sz o n e c gebildeten Spaltstücken w a n d e r t ein Teil in das Innere des Besatzes u n d d e r andere durch die N ach en tg asu n g s zo n e, also durch den g lü h en d en Koks zur O fe n w a n d . Die zw ischen den Teer
nähten in d e r v e rh ä ltn ism ä ß ig kühlen K ohle nach oben ziehenden Innengase mischen sich im Gassam m elrauin d mit den durch den g lü h e n d e n Koks u n d an den Wänden aufw ärts strö m e n d e n A u ß e n g a s e n u n d w e r d e n dann ge
mei nsam durc h den G a s s a i n m e lr a u m zum S te i g e ro h r e hin ab g e sa u g t. In den Abb. 4 un d 4 a ist d e r W e g der Gase im Kokso fen durch die Pfeile a n g e d e u t e t. Abb. 4 stellt einen Q u e rsc h n itt und 4 a einen L ä n g ssc h n itt durch die K am m er dar.
H = 'S
--/hZU
\
; \ : —
= b c d c b
Abb. 4. Abb. 4a.
Abb. 4 u nd 4a. W eg d e r G ase im Koksofen.
Die p ri m ä r aus d e r Kohle abg e sp a lte n e n Z ers etzungs
produkte w erd en T e m p e r a tu r e n ausgesetz t, die zum Teil wesentlich h ö h e r liegen als ihre E n ts t e h u n g s t e m p e r a t u r und w erd en d ad u rch in ihrem chem ischen A ufbau w eitgehend v erändert. D er U rte e r verlie rt durc h die d urch die höheren T e m p e r a tu re n h e r v o r g e ru fe n e s e k u n d ä r e Z e r s e t z u n g seinen aliphatischen C ha ra k te r, die sauren ö l e w e rd e n u n te r Ab
s p a l tu n g von W ass er un d Seitenketten ab g e b a u t, und es entste hen vo rw ieg en d arom atisc he K ohlenw assers toffe.
Nach dem Austrete n d e r Spalterzeugnisse aus d e r E r
w eichungszone un d d e r N ach en tg asu n g s zo n e nach den K am m erw än d en hin w e rd e n diese G ase durc h den glühen
den Koks und an d e r heißen W a n d stark ü b e rh itz t so daß
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die s e k u n d ä r e Z ersetzu n g nicht n u r eine U m b ild u n g der aliphatischen Erzeugnisse in arom atische h e rvorruft, s o n dern un te r U m stä n d e n so g a r ein vo llk o m m e n e r Zerfall in K ohle nstoff u n d Gas, un d dam it in w e n ig e r w ertvolle P r o dukte, ein t ri tt ; im G assam m elrau m w ir d die Z ersetzu n g dieser G a se noch vers tärk t. Die In n en g as e behalten zunächst die Eig enschaften p r i m ä r e r Z erse tz u n g se rz e u g nisse, solange sie sich in d e r kühle ren Kohle zwischen den beiden T e e r n ä h t e n befinden; erst nach dem A ustrete n aus der Beschic kung ziehen sie mit den heißen A u ß e n g asen an den h ocherhitzten Flächen der D eck e u n d der W ände vo rb ei u nd w e rd e n durch die dadurch bedin gte
;j. höhere T e m p e r a tu r zersetzt.
Die s ek u n d är e Spaltu n g d e r prim ä r aus d e r Kohle ent
b u n d en en E rzeu g n isse führt' b e so n d e r s bei ku rz e n G a ru n g s - .. Zeiten o f t zu ganz erheblichen Verlusten im A usbringen an
w ertv olle n N ebenprodukten.
Neues Verfahren zur Steigerung des A usbringens an K ohlenw ertstoffen.
Auf G r u n d d e r E rkenntn is, welche Bed eu tu ng die sekundäre Z ersetzung d e r flüch tigen Bestandteile im Koks
ofen f ü r die W irtschaftlic hkeit des K okereibetriebes hat, w u rd en a u f einer A nla ge im R uhrgebie t Versuche an- 1 gestellt, die V o rg ä n g e im Koksofen so zu beein
flussen, daß ein optimales A usbringen an K o h le n w e rt
stoffen erreic ht w ird. Die U nte rs u ch u n g en fü h rten zu einem
~a': Verfah ren, bei dem durch E in h a ltu n g bestim m ter T e m p e r a turen im G assam m elrau m — u n a b h ä n g ig von d e r G a r u n g s zeit — die s ekundäre Z ersetzung g e s te u e rt w ird . Das V er
fahren w ird seit Dezember 1938 an einer O f e n g r u p p e von 35 Öfen d u r c h g e f ü h r t un d hat sich bestens bew ährt.
E i n r i c h t u n g d e r O f e n g r u p p e .
Die nach dem neuen V erfah ren b etr ie bene O fe n g r u p p e , die im Ja h r e 1937 /3 8 ge b a u t w u rd e , unte rscheidet sich von einer norm alen G r u p p e d ad u rch , daß sie m it zwei Vorlag en a u n d c (Abb. 5) a u s g e r ü s te t ist, die w iederum durc h eine Leitung i m iteinander v e rbunden sind. Beide V orla gen sind wie so n s t beim Betrieb mit einer V orlage am K opf der Öfen ang e b ra c h t u n d haben — wie auch die S te ig ro h re —- gleiche A bmessungen . Die Q uerschnitte sin d so bemessen, daß je d e V orlage f ü r sich die in d e r O f e n g r u p p e erzeugte G a s m e n g e au fn eh m en kann. Auch die E in richtu ng d e r A m m on iak w as sers p ü lu n g zur K ühlu ng d e r G ase ist a u f beiden V orlagen dieselbe. In den G as a b fu h ru n g s le i tu n g e n sind bei g un d h K la ppen ang eb rach t, um die eine o d e r an d e re Vor
lage — je nach B e d a rf — an die S a u g le itu n g f a n hängen o d er von ihr a b h än g en zu können. Die beiden Klappen werden mit H ilfe eines H a n d r a d e s bed ien t; wenn man die eine K la ppe öffnet, w ir d die a n d e re K la ppe gleichzeitig g e schlossen. Die K onstr uktion d e r Ventile b u n d e ist an beiden Vorlag en dieselbe, d e r G äsabschluß geschieht durch Klappen, die von d e r O fe ndecke aus b edie nt w erd en. Die Abm essungen d e r Öfen sind f o l g e n d e : Länge 10 0 4 0 mm, mittler e Breite 450 m m u n d H öhe 3 300 mm.
B e s c h r e i b u n g d e s V e r f a h r e n s .
Die O f e n g r u p p e g e h t m it 2 1 s t ü n d i g e r G a r u n g s z e i t;
hie rbei sind die 35 Öfen in 3 G ru p p e n eingeteilt, un d zw a r
gehöre n alle K am m ern, die sich in d e r 1. bis 7. G a r u n g s stunde befinden, zur 1. G ru p p e , alle K am m ern, die in der 8. bis 1 1. G a ru n g s s t u n d e sind, zur 2. G ru p p e u n d die K am mer n, die in d e r 18. bis 21. G a r u n g s s t u n d e sind, zur 3. G ru p p e.
In d e r E in ste llu n g der Beheizung d e r Öfen besteht geg e n ü b e r d e r norm alen V erk okung kein U nte rs chie d, lediglich in der A b s a u g u n g der K o k so fe n g a se (Abb. 6). In der A b b ild u n g ist die S au g v o rla g e m it a u n d die K ü h lv o r
lage mit c bezeichnet; als S au g v o rla g e ist die V orla ge zu verstehen, aus d e r das G as nach den K ühle rn hin ab g esau g t wird, w ä h r e n d die K ühlv orlage lediglich d en Z w e c k hat, das G as d urch Berieselüng mit A m m o n iak w as ser zu kühlen. Die Öfen der 1. u n d 3. G ru p p e sind auf der Seite zur S a u g v o rla g e a hin durc h die Ventile b a b g e s p e r r t und nu r nach d e r K ühlv orlage hin g e ö f f n e t ; die Öfen d e r 2. G r u p p e sind nach beiden V orlagen hin offen.
Abb. 6. Abb. 6a.
Abb. 6 u n d 6a. Schematische D arstellu n g des neuen V erfahre ns.
Das Gas aller K am m ern d e r 1. u n d 3. G r u p p e v erläß t die G a s sam m elräu m e d einseitig zur K ühlvorlage hin und ström t, nachdem es durc h die A m m o n ia k w a s se rs p ü lu n g auf etwa 1 1 0 ° C g e k ü h lt ist, aus d e r K ühlvorlage durc h die Ventile cL u n d G assa m m e lr ä u m e d e r Öfen d e r 2. G r u p p e zur S augvorlage, aus d e r es dam i mit Hilfe des Kokere ig ebläses zur K ondensation ab g e s a u g t w ird. H ierd u r ch sinkt die T e m p e ra t u r im G assam m elrau m aller Öfen d e r G ru p p e 2, die sich in d e r Z eit d e r stärksten Benzol- u n d T e e r b i ld u n g b e finden, auf etw a 600° C, so daß die w eiter e Z e rs e t z u n g d e r A ußengase in diesen Öfen v e rh i n d e rt u n d die se kundäre Z ersetzung d e r In nengase bis a u f das d e r im G a s s a m m e l
raum b e w u ß t ein ges tellten T e m p e r a t u r e n ts p rech en d e Maß bes chränkt w i r d ; die G a s s a m m e lr a u m t e m p e ra t u r von 600° C w ir d f ü r die ganze Z e it d e r 8. bis 17. G a r u n g s s tunde ein geha lten. Beim Ü b e rg a n g des einzelnen O fe ns von der einen in die a n d e re G ru p p e , also w en n d e r O fe n von d e r 7. in die 8. G a r u n g s s t u n d e o d e r von d e r 17. in die 18. G a r u n g s s t u n d e ge ht, muß d e r O fe n en ts p re c h e n d g e schal tet w e r d e n ; nach d e r 7. S tu n d e w i r d das Ventil an der Seite d e r S a u g v o rla g e g e ö ff n e t, u n d nach d e r 17. G a r u n g s stu n d e w ird es w ie d e r geschlossen.
Beim E in trete n der d urch die W a s s e r s p ü l u n g g e kühlten G a se in die G a s s a m m e lr ä u m e der G ru p p e 2 w erd en die G a s s a m m e lr ä u m e auf der Seite d e r K ühlv orlage, also auf d e r Seite des Eintritts d e r G ase, s t ä r k e r g e k ü h l t als auf der a n d eren Seite; aus diesem G r u n d e stellt m an, um eine möglic hst gleich m äß ig e T e m p e r a t u r im G a s s a m m e l
raum zu b e k o m m e n , die beid en V o rlag en , die a b s p e r r b a r mit der S a ü g le itu n g v e r b u n d e n sind, alle 2 S tu n d e n um, so daß in re g e l m ä ß i g e n Z eitabschnitte n die K ühlvorlage als S au g v o rla g e u n d u m g e k e h r t die S a u g v o r l a g e als K ü h l
vorlage b etrieb en w ird, w o b e i die ein ze lnen K am m ern s in n g e m ä ß mit u m g e s c h a lte t w e rd e n . Abb. 6 a ze ig t die A b s a u g u n g nach d e r U m ste llu n g d e r beid en V o rlag en . Die U m stellu n g g e h t so vor sich, d aß z u n äch st an d e r Seite de r S au g v o rla g e alle g e sch lo ssen en Ventile d e r g a n z e n O f e n g r u p p e g e ö ff n e t w e r d e n ; so d a n n w ird die K la ppe h (Abb. 5) g e ö f f n e t u n d g le i c h z e it ig die K la ppe g geschlossen.
Die Ventile d e r G r u p p e n 1 u n d 3, die v o r d e r U m ste llu n g d er V o rla g e n g e ö ff n e t w u r d e n , w e rd e n n ach d e r U m stellung der V o rla g e n an der a n d e re n Seite d ie ser Öfen w ieder geschlossen.
Die U n te rt e il u n g d e r Öfen in 3 G r u p p e n bei den v e r s chiedenen G a r u n g s z e i t e n w i r d in der W e is e v o r g e n o m m e n , daß man die G a r u n g s z e i t d urch 3 teilt un d d a n n die sich hie rbei e r g e b e n d e Zahl f ü r die 1. G r u p p e m it 1, f ü r die 2. G r u p p e mit 1,5 u nd für die 3. G r u p p e mit 0,5 multipli-
36 G l ü c k a u f 79. Jah rg a n g , H e ft 3
ziert. Bei einer Q a ru n g s z e i t von 21 h ergibt sich dem nach:
für die 1. G r u p p e err e c h n e n sich d ann: 7 1 = 7 h ji ,, 2. ,, „ >, . »> 7 • 1,5 = 10,5 h
„ „ 3. „ „ „ 7 ■ 0,5 = 3,5 h
D em nach g e h ö r e n alle Öfen, die in der 1. bis 7. Stu nde g a re n , zur 1. G ru p p e , alle Öfen, die sich in der 8. bis 17. G a r u n g s s t u n d e befinden, zur 2. G ru p p e u n d die Öfen in der 18. bis 21. G a r u n g s s t u n d e zur 3. G ruppe.
F ü r 16 h G aru n g szeit erg ib t sich f o lg e n d e E in teilung:
1 6 : 3 = 5,3, dem nach für G ru p p e 1 = 5,3 ■ 1 = 5 h 2 = 5,3 • 1,5 = 8 h 3 = 5,3 • 0,5 = 3 h
Die D u r c h fü h ru n g des V erfa h re n s ist außero rdentlic h einfach; zusätzliche A rb eitsk räfte sind nicht erforderlich.
Die U m sc h a ltu n g der beid en V orla gen, die alle 2 h erfolgt, wie auch die U m stellu n g d e r einzelnen Öfen beim Ü ber
g a n g von der einen in die an d e re G ru p p e , w ird von dem V o rla g e n w ä rt e r mit ü b ernom m en.
Die Einteilung in 3 G ru p p e n w ird verständlich, wenn man sich die E n tg a s u n g im K oksofen im Verlauf einer G a r u n g s z e i t vorstellt; im w esentlic hen kann man bei der V e r k o k u n g 3 Abschnitte u n tersch eid en :
Im 1. Sta dium der V e r k o k u n g sind die W ä n d e der K am m ern un d auch der G a ssa m m e lr a u m s t a r k abgekühlt, so daß eine n e n n e n sw e rte Spaltu n g der prim äre n Z e r se t z u n g s p r o d u k t e der Kohle nicht erf olg en kann. Es ist deshalb eine Ü berleitu ng des G ases in andere Kammern, dere n G a s s a m m e lr ä u m e h eiß er sind, vorteilhaft.
Im 2. S ta dium findet die H a u p te n tg a s u n g der Kohle statt mit der höchsten T e e r- u nd B enzol-K onzentra tion im G as, die zur Z eit des Schließens der T e e r n a h t besonders hoch ist; in diesem A bschnitt ist die T e m p e r a t u r im G a s s a m m e lra u m schon g e w a ltig g estiegen, so daß die s e k u n däre Z e r s e t z u n g der Des tillationsgase zu g r o ß e n V e rä n d e ru n g e n so w o h l hinsichtlich der M e n g e als auch der Q ualität der K oh len w assers to ffe führ t.
Im 3. S ta dium der V e rk o k u n g ist der Anfall an Gasen und D äm pfen nur noch gerin g , so daß tr o tz der T e m p e ra tu r im G a s s a m m e lr a u m , die in diesem A bschnitt am höch sten ist, ein n e n n e n s w e rt e r Verlust an K o h len w ert
stoffen nicht m e h r eintritt.
Diese 3 H a u p ta b sc h n itte der V e r k o k u n g w e rd e n bei dem neuen V erfah ren durc h eine ents p rech en d e G r u p p e n ein teilung der Öfen berücksic htig t.
Selb stv ers tä ndlic h soll die o ben a n g e g e b e n e Formel nur einen Anhalt für die G r u p p e n e in te ilu n g g e b e n ; wie aus den g e m a c h te n A u sfü h ru n g en zu entnehm en ist, k o m m t es bei dem neuen V erfahren in erste r Linie d arau f an, die s e k u n d ä r e Z e rs e t z u n g der D estillationserz eugnisse durch die Ein stellung einer bestim m ten G a s s a m m e lr a u m t e m p e ra tur im 2. Sta dium der V e r k o k u n g auf ein gew olltes Maß zu beschränken.
W e n n die G a s s a m m e lr a u m t e m p e ra t u r, die sich bei der E inteilung nach der oben a n g e g e b e n e n Form el ergibt, zu nie drig ist, k ann man sie h ö h e r einstellen, indem man die G r u p p e 2 w e ite r a u s d e h n t u n d d afü r die G ru p p e n 1 und 3 o d e r n u r eine die ser beiden G ru p p e n kle iner wählt. W enn z. B. bei der G ru p p e n e in t e il u n g von 7, 10 u n d 4 h bei 2 1 s t ü n d ig e r G a ru n g s z e i t die mittlere G a s s a m m e lr a u m t e m p e r a t u r aller Öfen der 2. G r u p p e 600° C b e tr ä g t und diese für das optimale A usbringen an K ohlenw ertsto ff en zu nied rig erscheint, so k ann die T e m p e r a t u r leicht auf 650° o d e r 700° C g e b r a c h t w e rd e n , indem man 6, 12 und 3 h als G ru p p e n e in t e il u n g nim mt. A u ß e rd e m kann die T e m p e r a t u r du rch die A m m o n i a k w a s s e rs p ü lu n g der K ühl
v orlage g e r e g e l t w e r d e n ; w enn das G as aus den G ru p p e n 1 und 3 nicht, wie o ben a n g e g e b e n , auf 110° C, so n d ern nur auf 200° C g e k ü h l t w ird, tr it t das G as mit einer höheren T e m p e r a t u r in die G a s s a m m e lr ä u m e d e r 2. G r u p p e ein, so d aß auch die T e m p e r a t u r im G a s s a m m e lr a u m selbst sich h ö h e r einstellt. G e n a u so wie die T e m p e r a tu r du rch diese M a ß n a h m e n e r h ö h t w e rd e n kann, lä ßt sie sich auch durch Ä nderu ng d e r G ru p p e n e in t e il u n g u n d der A m m o n i a k w a s s e rs p ü lu n g hera b s e tz e n . W ic htig ist, daß die T e m p e ra t u r im G a s s a m m e lr a u m — u n a b h ä n g i g von d e r jeweiligen G a r u n g s z e i t und der B eheiz ung der Öfen — mit Hilfe des neuen V erfa h re n s so eingeste llt w e rd e n k a nn, daß das m axim ale A usbringen an w ertvolle n D esti ll ati onsprodukten g e w ä h rle i s t e t ist.
E r g e b n i s d e s n e u e n V e r f a h r e n s .
Z ur F estste llu ng der W ir k u n g des V erfa h re n s und der Änderung im A usbringen und in der Q u alität d e r K o h le n w erts to ffe g e g e n ü b e r der N o rm a l v e r k o k u n g , w u rd e n mit der oben g e n a n n te n O f e n g r u p p e von 35 Öfen bei 2 v e r schiedenen G a ru n g s z e ite n V ersuche angestellt, dere n E r
geb nis im folgenden w ie d e r g e g e b e n wird.
/. V ersuchsreihe hei 1 6 stä n d ig e r Q arungszeit.
Zum V ergleich w u rd e dre O f e n g r u p p e zu ers t mit einer Vorlage, also norm al (V ersuch 1), un d anschlie ßend nach dem neuen V erfahren (V ersuch 2) betr ie ben. Die beiden V ersuche, die jeweils 6 T a g e d au erten , sind gem einsam mit der F orschungsstelle des B e rg b au -V erein s in Essen d u rc h g e f ü h rt w o rd en . Die B e nzolprobe n w u rd e n vom Benzolv erband u nd die T e e r p r o b e n von d e r Gesellschaft für T e e r v e r w e r t u n g unte rsucht.
Die G r u p p e n e in te ilu n g bei V ersuch 2 w a r 5, 8 und 3 h, dem nach g e h ö rt e n alle Öfen, die in d e r 1. bis 5. Stunde garten , zur 1. G ru p p e , die in der 6. bis 13. S tu n d e garten, zur 2. G r u p p e u nd die Öfen in der 14. bis 16. G a r u n g s stunde zur 3. G ru p p e . Das E rgebnis d e r V ersuche g e h t aus der Zahle ntafe l 1 hervor:
Z a h l e n t a f e l 1. E rgebnis se der V ers uche bei l ö s tü n d i g e r G aru n g szeit.
V ersu c h ... 1 2 A r b e i t s w e i s e ... N o rm a l
b e trie b
N eu es V e rfa h re n G a r u n g s z e i t... ...h 16 16
K o h len ein satz n a ß t/24 h . . . 573,5 584,25
,, tro c k e n t/24 h . . . 504,6 512,85
K o h le: F lü c h tig e B esta n d te ile . . 22,2 22,17
W a s s e r ... ... % 12,02 12,24 A sc h e ... ... % 7,73 7,96 K ö rn u n g (u n te r 2 mm) ...% 80,3 80,7 K a m m e r t e m p e r a t u r e n ... ... ° C 1135 1133 M ittlere T e m p e ra tu re n im G a ssa m m e lra u m . ° C 896 727 G a s a u s b e u te ... N m 3/t T ro c k e n k o h le 354 353 O b e r e r H e i z w e r t ... 4705 4693 H e i z w e r t z a h l ... k c a l/k g T ro c k e n k o h le 1666 1658 A u sb rin g e n (b e z o g e n au f T ro c k e n k o h le ):
G esam tb en zo l ( g e r e i n ig t) ... ... °/o 0,839 0,905 T o l u o l ... ... % 0,078 0,135 T e e r ... ...% 1,99 2,53 S ch w efelsau re s A m m o n iak . . . . ... % 0,853 1,001 P h en o l als A m m o n iak w a sse r . . . ... % 0,006 0,014
G a s z u s a m m e n s e tz u n g : % % -
C O , ... 1,8 1,6
C n H m . . . 2,1 2,4
o 2 ... 0,3 0,3
C O ... 6,2 6,4
H „ ... . 62,9 61,8
C H , . . . . * 22,2 23,0
N o ... 4,5 4,5
Die Z ahle n zeigen, daß die neue A rbeitsw eise eine merkliche S teig eru n g des A usb rin g en s an wertvollen N e b e n p ro d u k te n h e rv o r ru ft ; die A usbeute an gereinig tem Benzol ist um 7o/0j die A usbeute an T e e r um 27 o/o un d die an sc hw efelsaurem A m m oniak um 17 o/0 g estieg en . Das G a s a u s b ri n g e n u n d die H e iz w e rtz a h l ha b e n sich k a u m g e ändert. Die eingesetzte Kohle w ar bei beid en Versuchen p ra ktisch dieselbe. Die G a s s a m m e lr a u m t e m p e r a t u r e n sind k u rv e n m ä ß ig in Abb. 7 d argeste llt.
W ä h r e n d die T e m p e r a t u r bei V ersuch 1, d. h. bei der N o rm a l v e rk o k u n g , von e t w a 800° C zu Beginn d e r G a ru n g s - zeit bis auf 1040u C am E nde d e r G a r u n g s z e i t a nsteig t, b e t r ä g t die G a s s a m m e lr a u m t e m p e r a t u r bei V ersuch 2, also dem neuen V erfahren, in der Z eit der s t ä r k s t e n G a s entw icklung und der g r ö ß t e n T e e r - u n d B enzolb ild ung nur 650° C. Am Ende d e r G a r u n g s z e i t s te ig t die Kurve auch bei Versu ch 2 s t a r k an; dies ist a b e r nicht von Belang, da in den letzten S tu nden der Anfall d e r T j a s e un d D äm pfe , die noch aus der Kohle a b g e sp a lte n w e r d e n , n u r g e ri n g ist
A ußer d e r m e n g e n m ä ß ig e n S te i g e r u n g zeigt sich bei dem neuen V erfah ren auch eine erhebliche qualitativ e V erb e s s e r u n g in den K o h len w erts to ff en . Die B en zo l
analy se (Abb. 8) h a t sich nach d e r Seite der h ö h e r s i e d e n den H o m o lo g e n hin g e ä n d e r t . D er T o lu o l g e h a lt im g e reinig ten Benzol ist von 9 auf 15,1 o/0 g estiegen. Die T o l u o l a u sb e u te hat einschließlich d e r E rh ö h u n g des G e s a m t b en zo la u sb rin g en s um 8 0 o/o zugen o m m en . Der T e e r ist
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besser g e w o r d e n (Z ahle nta fel 2); er enth ält m ehr ö l, mehr Phenole und w e n ig e r Pech. U nter B erücksichtigung der S teig eru n g des T e e r a u s b r in g e n s von 1,99 auf 2,53 o/o ist die Ö la usbeute bei dem neuen V erfahren g e g e n ü b e r der N o r m a l v e rk o k u n g um 66°'o gestie gen.
Abb. 7. O assa m m e ir a u m te m p e ra tu re n bei 1 6 s t ü n d ig e r O aru ngszeit.
°C
130
120
110
100
90
BO
-4 —
7
Versuch 1 Versuch 2 Spez Oer/icht 0 .8 8 0 7 0 .8793
Nichtaromaten 0 0
20 30 90 50
_ .1_ .
50 20
2
80
Abb. 8. Benzoluntersuchung.
Der P h e n o lg e h a l t im A m m o n ia k w a s se r stieg von 0,4 auf 1,04 g/1. A ußer diesen V erb e sse r u n g e n , die im A us
b ringen un d in der Q u alität d e r N e b e n p r o d u k t e erzielt w u rd en , k o n n te n auch so erh eblic he betrie blic he Vorteile durch A n w e n d u n g des neuen V erfahrens festg estellt w erden, daß sie allein schon die A rb eitsw eise nach dem neuen V erfah ren rechtfertigen:
1. die O r a p h it a n s ä t z e im O a s s a m m e ir a u m , die beim lö s tü n d i g e n N o rm a lb e tr ie b se h r s t a rk sind, v e r schw in den.
2. N a p h th a li n s t ö ru n g e n durch A nsätze in den Kühlern un d W a s c h e r n ge h e n s t a rk zurü ck, so daß das öftere A usdam pfen fortfällt und
3. g e h t die T e e r e n t w ä s s e r u n g , die be so n d e r s bei k urzen G a ru n g s z e i te n oft g ro ß e S chw ie rigkeiten macht, sehr leicht vor sich.
Z a h l e n t a f e l 2. U n te r s u c h u n g der T e e re der V e rsu c h s
reihe I ( l ö s t ü n d i g e O a ru n g sz e it).
S ie d e p u n k te V e rs u c h 1 V e rsu c h 2
% %
-180» C ... 3,35 1 ,0 0 . 1 8 0 -2 3 0 ° C ... 2,55 4,00 230—270° C ... 6,80 10,20 270 P ech ... 20,60 24.50 O lg e h a lt ... 30,30 39,70 P e c h g e h a l t ... 66,40 57,00 E r w e i c h u n g s p u n k t... 6 7,0° C 67,0» C R e in p h e n o l im R o h t e e r ... n ic h t v o rh a n d e n 0,189 % K reso l ... ■ > 0,532 „
II. V ersuchsreihe bei 21 stä n d ig e r O a ru n g szeit.
Dieselben Versuche w u rd e n nu n m e h r bei 2 1 s t ü n d ig e r O a ru n g sz e it d u r c h g e f ü h r t; auch hie r w u r d e die alte Be
tr iebsw eise, also die N o rm a l v e rk o k u n g (Versuch 1), v e r
glichen mit dem neuen V erfah ren (Versuch 2). Die V e r
suchsdauer b e tr u g jew eils 4 T a g e ; je den Versuch ließ man 14 T a g e anla ufen, um die O f e n g r u p p e a u f die b e tr e ffe n d e A rbeitsweise einzuf ahren.
Die G ru p p e n e in te ilu n g bei d e r II. Versuchsr eih e w ar 7, 9 u n d 5 h; man w ählte diese Ein teilung, um im 2. Sta dium d e r V erk okung eine m öglic hst niedrige O a s s a m m e i
ra u m te m p e ra tu r zu bekommen. D er Druck in d e r S aug
vorlage w u rd e wie in d e r I. V ersuchsr eihe a u f 2 m m WS gehalten; d e r Druck in d e r K ühlv orlage b e tr u g 4—5 mm (Z ahle nta fe l 3).
Z a h l e n t a f e l 3. V orla gendruck un d Druck im Q assam m elr aum .
Z eit nach d e r F üllung
h
D ru ck im G a ssa m m e lrau m F ü 11 o c h
1 11 | III i IV
S a u g v o rla g e K ü h lv o rla g e mm W S
1 2,0 2,5 2,5 2,0 2,0 3,5
2 2,5 2,5 2,5 2,0 2,0 3,5
3 1,5 1,5 1,5 1,0 2,0 3,5
4 1,5 1,5 1,5 1,0 2,0 3,5
5 1,5 1,5 1,5 1,5 2,0 3,5
6 1,5 1,5 1,5 1.5 2,0 4,0
7 1,5 1,5 1,5 1,0 2,0 3,5
8 1,5 1,5 1 1,5 1,0 2,0 3,5
9 1,5 1,5 1,5 1,0 2,0 3,5
10 1,0 1,0 1,0 1,0 2,5 4.5
11 1,0 1,0 1,0 1,0 2,0 4,0
12 1,0 1,5 1,5 1,5 2,5 5,0
13 1,5 1,5 1,5 1,0 2,0 4,0
14 1,5 1,0 1,0 1,0 2,0 4,0
15 1,0 1,0 1,5 1,5 2,5 4,5
16 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 4,0
17 1,5 1,5 1,0 1,0 2,0 4,0
18 1,5 1,5 1,0 1,0 2,0 4,0
19 1,5 1,5 1,5 1,5 2,0 4,0
20 1,0 1,0 1,0 1,0 2,0 3,5
21 1,0 1,0 1,0 1,0 2,0 4,0
Das E rg eb n is d e r 11. Versuchsreihe ist in Zahlentafel 4 zusam mengestellt.
Z a h l e n t a f e l 4. E r g e b n is se d e r Versuche bei 2 1 s t ü n d ig e r G aru ngszeit.
V ersu ch A rb eitsw eise
90 % 100
O a ru n g s z e it .
K o h len ein satz n a ß ...t/24 h
„ t r o c k e n ... t/24 h
N o rm a l
b e trie b
440,98 391,73 K o h le: F lü c h tig e B esta n d teile
W a s s e r ...
A sc h e ...
K ö rn u n g (u n te r 2 m m )
K a m m e r te m p e r a t u r e n ...° C M ittlere T e m p e ra tu re n im O a ssa m m e ira u m . ° C G a s a u s b e u te ... N m 3/t T ro c k e n k o h le O b e r e r H e i z w e r t ... k c a l/N m 3 H e i z w e r t z a h l ...k c a l/k g T ro c k e n k o h le A u sb rin g e n (b e z o g e n au f T r o c k e n k o h le ) : O esam tb en zo l ( g e r e i n ig t) ... % T o l u o l ... % T e e r ... % S ch w efelsau re s A m m o n i a k ...<>j P h e n o l a u s A m m o n i a k w a s s e r ...%
O a s z u s a m m e n s e tz u n g :
CO,...
C n H m . . .
O ,...
CO...
H ...
C H , . . . . N...
22,3 11,17
7,6 71,8 1061
860 332 4818 1571
N eu es V e rfa h re n
21 448,96 392,79 22,4 12,51
7,75 73,9
1049 623 324 5046 1637
0,848 0,102 2,25 1,035 0,012
0,987 0,186 3,23 1,213 0,033
0/ %
1,9 1,5
2,5 2,6
0,25 0,3
5,5 5,6
61,05 58,9
24,1 26,1
4,75 5,05
Auch hier sieht man w ie d e r den U n te rs c h ie d d e r G a s s a m m e l ra u m t e m p e r a tu re n in d e r Zeit d e r stärksten Benzol- u n d T e e r b i ld u n g ; w ä h r e n d bei Versuch 1 die T e m p e r a t u r in diesem Sta dium von etw a 800° C bis a u f 950° C a n steigt, ble ibt sie bei V ersuch 2 fast über die g a n z e Länge dieses A bschnittes bei etw a 500° C stehen. D as A usb rin g en 3P g e rein ig tem Benzol ist um 16<>/o, an T e e r um 43 o/o un d an schw efelsaurem Ammoniak um 17 o/0 gestie gen.
38 G l ü c k a u f 79. Ja hr g a ng , H e f t ■____
Die V erb esseru n g im A usbringen g e g e n ü b e r d e r ersten V ersuchsr eihe g e h t zum Teil a u f Kosten d e r Q u alität der P r o d u k t e ; d e r G ehalt des gereinig ten Benzols an Nicht - a ro m a te n bei V ersu ch 2 b e tr u g 2,5 o/o, w ä h re n d im Benzol von Versuch 2 d e r ers te n V ersuchsreihe keine Nichtaro- m aten festzustellen w aren. Die Versc hlechte ru ng d e r P r o dukte bei Versuch 2 e rk l ä rt sich durch die nie drig e T e m p e r a t u r im G a ssam m elr au m (Abb. 9).
Abb. 9. G assam m elrau m tem p eratu ren bei 2 1 stü n d ig e r G arungszeit.
Die Kohle w ar auch bei diesen beiden Versuchen p ra k tisch dieselbe. Lediglich d e r W a ss e rg e h a lt unte rschie d sich um 1,34 o/o; es ist a b er nicht anzunehmen, daß eine bessere Ü bere in stim m ung im W a s s e rg e h a lt das E rg eb n is d e r V er
suche maßgeblic h g e ä n d e r t hätte. Das G asausbringen hat sich w iederum w enig g e ä n d e r t ; die H eizwertzahl ist d a gegen bei Versuch 2 etwas gestiegen.
Der T o lu o l g e h a lt im gereinig ten Benzol ist von 12,15 «/o bei Versuch 1 a u f 18,7 o/0 bei Versuch 2 gestiegen; dam it hat die Ausb eu te an T oluol un te r Berücksich tigung des G e sa m t
ben zol- M ehrausbrin gens um 79 o/o zugenommen.
D er Ö lg ehalt im T e e r ist von 38,8 a u f 42,5 o/0 ge
stiegen , un d die Ölausb eute h a t im ganzen, wenn man das M ehrau sb rin g en an T e e r von 2,25 <y0 bei Versuch 1 auf 3,23 o/o bei Versu ch 2 einbezieht, um 57 o/0 zu genom m en.
Die T eeranalysen gehen aus d e r Zahlentafel 5 hervor.
Z a h l e n t a f e 15. U n te rs u c h u n g d e r T eere d e r Versuchsreihe I!
( 2 1 s tü n d ig e G arungszeit).
S ie d e p u n k te V e rsu c h 1 V e rsu c h 2
% %
— 180° C ... • . . . 1,3 1,3 180—230° C ... 3,3 5,6 2 3 0 - 2 7 0 ° C ... 8,0 9,2 27 0 - P e c h ... 26,2 26,4 O lg e h a lt ... 38,8 42,5 P e c h g e h a l t ... 56,2 52,5 E r w e i c h u n g s p u n k t... . 67° C 6 7 “ C G e h a lt an R h e in p h en o l im T e e r . . . . 0,209 % 0,358 °/„
G e h a lt an K reso l im T e e r ... 0.367 „ 1,264 ,,
D er P h e n o lg e h a lt ist so w o h l im T eer als auch im A m m o
nia kw asser hö h er g e w o r d e n ; im A m m oniakw asser ist der P h e n o lg e h a lt von 0,74 g/1 a u f 2,15 g/1 gestiegen.
B e s p r e c h u n g d e r E r g e b n i s s e .
Aus den vorg en an n ten E rgebnis sen g e h t ein deutig he rv or, daß bei A n w e n d u n g des neuen V erfahrens sowohl bei l ö s t ü n d i g e r als auch bei 2 1 s t ü n d ig e r .Garungszeit g e g e n ü b e r d e r N o rm a lv e rk o k u n g hinsichtlich des Aus
brin g en s wie d e r Q ualität d e r K o h len w erts to ffe bedeute nde Vorteile erzielt w erden. Die W ir k u n g d e r neuen A rb eits
weise b e ru h t auf einer Schonung d e r D estillationserzeug
nisse durc h B eein flussung d e r T e m p e r a tu r, S tr ö m u n g s geschw indigkeit un d Benzolkonzentration des Gases im G a s s a m m e lr a u m ; alle dre i Fak to ren wirken in derselben Richtung. Die T e m p e r a tu r w ird in d e r Zeit d e r größten Teer- u n d Ben zolb ild ung durch Einleiten gekühlten Gases a u f ein gew o lltes M aß h e rab g es etzt; die ein gel eitete Menge ist so g r o ß , daß die S tr ö m u n g sg es ch w in d ig k eit des frisch aus d e r Kohle entb undenen Gases e rh ö h t u nd dam it die Verweilzeit in dem heißen G a ssam m elraum verkürzt wird.
A u ß e rd e m ist die Benzolkonzentration des aus d e r 1. und 3. G ru p p e z u g e fü h r te n G ases so n ie drig , d aß auch die Benzolk onzentra tion des Gases d e r 2. G ru p p e a u f dem W ege durc h den G assam m elrau m stark herab g es etzt wird.
Bei d e r N o rm a l v e rk o k u n g zieht ein Teil des Gases als A ußengas durc h den g lü h en d en Koks un d an d e r heißen
W and vorbei zum G a ssam m elr au m , w ä h re n d der kleinere Teil als Innengas zwischen den V e rkokungsnähten durch die kalte Kohle zum G a ssa m m e lr a u m w a n d e r t Die A ußen
gase e rf a h re n schon a u f dem W ege von d e r T e e r n a h t zum G assam m elrau m eine Z erse tz u n g , die sich aber im G as
sam m elraum w egen d e r d o r t herrsch en d en geringere n S tr ö m u n g sg es ch w in d ig k eit erheblich ve rs tä rk t. Die Innen- gase behalten d a gegen die E ig e n sc h a fte n p r i m ä r e r Z e r
setzungserzeugnisse, solange sie sich in d e r kü h leren Zone zwischen den T e e rn ä h t e n befinden. E r s t nach dem Aus
trete n aus d e r Beschickung mischen sich die kühlen Innen
gase mit den heißen A ußengasen u n d w e rd e n dann durch die T e m p e r a tu r s te ig e r u n g u n d a u f dem la n g e n W e g e durch den G a ssam m elr au m ebenfalls zersetzt. Bei A n w e n d u n g des neuen V erfah ren s d a g e g e n kann die Z e r s e t z u n g d e r Innen
gase im G assa m m e lr a u m vollkom m en v e r h i n d e r t werden, wenn die T e m p e r a t u r g e n ü g e n d ti ef e in g e s te llt w ird . Außer den Innengasen w ird durch die K ü h lu n g des G assam m el
raumes bzw. durch die d a m it v e rb u n d e n e V e rk ü rz u n g der Aufe nth altszeit u n d die V e rr i n g e r u n g d e r Benzolkonzentra
tion des G ases auch d e r Teil d e r A u ß e n g a se vor der Z ersetzung geschützt, d e r beim E in t rit t in den G assam m el
raum noch u n zersetz t hierhin g e la n g t. Die Z e r s t ö r u n g der p ri m ä r in d e r T e e r n a h t gebildeten Spaltstücke am glühen
den Koks u n d an den W än d en kann d urch K ühlung der G a s sam m elräu m e natü rlich nicht w ie d e r rü ck g än g ig ge
m acht w e r d e n ; w as z e r s tö r t ist, b le ibt z e rs tö rt. V or weiterer Z e rse tz u n g geschont w e r d e n kann n u r d e r Teil d e r Destil- lation'sprodukte, dere n Z e rs e t z u n g bei d e r N orm alver
koku n g e r s t im G a ssa m m e lr a u m eintritt. Auch bei den zu Beginn dieser A u s fü h ru n g e n beschrie benen V erfah ren der D e c kenabsaugung u n d d e r In n e n a b s a u g u n g von Still und N ig g em an n w ir d die s e k u n d ä r e V ersetzung d e r Destilla
tionserz eugnisse ein geschrä nkt. D er G r a d d e r sekundären Z e rse tz u n g ist aber a b h ä n g ig von d e r O f e n t e m p e r a t u r und kann som it nicht u n a b h ä n g ig — wie d a s bei dem neuen Ver
f ahren d e r F a ll ist — von d e r G a r u n g s z e i t g e s t e ig e r t werden.
Auch bei d e r A rb eitsw eise m it d e r Ausgleichsvorlage von O tto ist die G a s s a m m e lr a u m t e m p e r a t u r im Haupt
stadium d e r V erkokung a b h ä n g ig von d e r jew eilig en Ofen
te m p e ra tu r. Bei diesem V erfa h re n , das an sich den Druck
ausgleich zwischen den einzelnen K am m er n zum Ziele hat, sind alle Öfen w ä h r e n d der g a n z e n G a ru n g s z e i t an beide V orlagen an geschlossen, so d aß das G as aus den Gas
sa m m elräu m en re stlos in die eine o d e r a n d e re V orla ge oder in beid e V orlagen abziehen kann. Ein Teil des Gases der
jen igen Öfen, die sich in d e r H a u p tg a s e n t w i c k lu n g be
finden, zieht in die A usg leich sv o rlag e u n d von hier aus durch die G a ssa m m e lr ä u m e d e r Öfen, die sich im End
zustan d d e r A b g a r u n g befinden, die also selbst n u r noch w enig G as entwickeln, zur S a u g v o rla g e . Die Temperatu r im G assa m m e lr a u m f ä l lt d esh alb auch n u r bei den Öfen be so n d e r s stark ab, die am E n d e d e r G a r u n g sind.
Die V erfah ren von Still u n d N ig g e m a n n gehen darauf hinaus, die zw ischen den T e e r n ä h t e n en tw e ic h e n d e n De
stilla tio nserzeugnisse o d e r zum m in d esten einen Teil der
selben g e tr e n n t a b zusaugen un d sie a u f diese W eise vor der sek u n d ären Z e rse tz u n g zu schützen; die Z e r s e t z u n g der A ußen gase, die bei d e r N o r m a l v e r k o k u n g im G assam m el
raum fo rtsch reitet, w i r d d urch die A rbeitsw eise nach diesen beiden V erfahre n nicht v e rh i n d e rt , sie w i r d eher noch v e r g r ö ß e r t, da die A bkü h lu n g du rch die so n s t aus der Kohle a u s tre te n d e n k alten In n en g as e fortfällt.
Bei d e r In n en a b s a u g u n g falle n, — wie schon zu Be
ginn d e r Arb eit e r w ä h n t — P r o d u k t e an, die einen wesent
lich anderen chemischen A ufbau u n d d a m it a n d e r e E ig en
schaften als die bei d e r no rm a le n H o c h te m p e r a tu r verk o k u n g gew o n n en en Benzole u n d T e e re aufw eis en. W äh ren d bei d e r H o c h te m p e ra tu r v e rk o k u n g d e r Steinkohle als kennzeichnende K o h le n w a sse rs to ff e f a s t auss ch ließ lich die rin g f ö r m ig gebaute n B enzolv erbin dungen (A ro m a te n ) an
fallen, g e w in n t man bei d e r T i e f t e m p e r a tu r v e r k o k u n g oder Schtvelung neben Phen o len dem E r d ö l nahestehende Benzine, die zum Teil durc h K o h le n w a s s e rs to ff e mit offenen un d v e rz w e ig te n Ketten (A liphate n) ausgezeichnet sind. Die P ro d u k te , die bei d e r In n e n a b s a u g u n g aus dem Innengas gew onnen w e rd e n , stellen d e r a r t i g e Schw ei
pro d u k te dar, sodaß bei d e r V e rk o k u n g m it Innenab- s a u g u n g P ro d u k t e d e r H o c h te m p e r a tu r v e r k o k u n g u n d auch Schw eiprodukte anfalle n. Das A u ß e n g a s lie fe r t rein aro matischen T e e r u n d rein arom atisches Leichtöl, das Innen gas h ochw ertiges Schwelöl u n d ein Leichtöl, das zu etw a
% aus Benzol un d rd. ein Drittel aus Benzin besteht Das
