Titel: | Chemisch-technische Notizen; von Dr. Georg Lunge. |
Autor: | Georg Lunge [GND] |
Fundstelle: | Band 184, Jahrgang 1867, Nr. CXVI., S. 504 |
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CXVI.
Chemisch-technische Notizen; von Dr.
Georg Lunge.
(Fortsetzung von Bd. CLXXXII S. 394.)
Lunge, über die Fabrication von Knochenkohle schwefelsaurem
Ammoniak und Superphosphat.
V. Zur Fabrication von Knochenkohle,
schwefelsaurem Ammoniak und Superphosphat.
Mit Abbildungen auf Tab. VII.
A.Die Destillation der Knochen.
Die Knochenkohle, welche in so enormen Mengen bei der Fabrication und Raffinirung
des Rübenzuckers gebraucht wird, daß selbst die Abfälle davon einen sehr
wichtigen Handelsartikel ausmachen, wird fast allgemein in Deutschland nach
einem der unrationellsten Processe in der ganzen Technik dargestellt. Man
verkohlt die Knochen in gußeisernen Töpfen, welche höchstens 1/3 Centner fassen,
mit Aufwendung von verhältnißmäßig ungemein großen Arbeitskosten beim Einsetzen
und Ausnehmen der Töpfe; man muß nach Vollendung des Brandes den Ofen tagelang
erkalten lassen, ehe man ihn öffnen und befahren kann; man verliert endlich
nicht nur alle flüchtigen Producte der Verkohlung (trockenen Destillation),
sondern verursacht auch durch deren Geruch eine große Belästigung der
Nachbarschaft, da sie nie vollständig verbrennen. Als Gegengewicht gegen diese
Nachtheile wird man wohl die Ersparung von Brennmaterial durch die Hitze der
brennenden Destillationsgase nicht im Ernste anführen können, da der Verbrauch
an Kohlen noch immer viel größer bei der intermittirenden Topfverkohlung, als
bei der continuirlichen Retortenverkohlung ist. Der Grund, warum diese letztere
fast gar nicht von den Zuckerfabriken oder den für sie arbeitenden Fabrikanten
benutzt wird, läßt sich also wohl ausschließlich nur darin suchen, daß die
Retortenkohle, wie sie namentlich von Polen aus in den Handel kam, der Topfkohle
an Qualität nachstand, und namentlich immer zu braun erschien, gegenüber dem
sammtschwarzen Aussehen fehlerfreier Knochenkohle. Wenn in der That mit der
Retortenverkohlung eine solche Verschlechterung in der Qualität der Knochenkohle
unzertrennlich verbunden wäre, so ließe sich gegen Aufgeben der Retortenarbeit
von Seiten der Fabrikanten nichts sagen; sie würde dann auf den seltenen localen
Fall beschränkt bleiben müssen, wo der Werth der Kohle und der Ammoniaksalze
zusammen als Dünger denjenigen der Kohle allein als Entfärbungsmittel in der
Zuckerfabrication, und andererseits den an rohen Knochen übersteigt.Ganz unmöglich ist dieser Fall unter besonderen Umständen keineswegs. Anders steht es aber, wenn der Fehler in der Qualität der Kohle auf
schlechte Construction, Einmauerung oder Betrieb der Retorten zurückzuführen
ist.
Ich habe an mehreren Orten in England Gelegenheit gehabt, die Fabrication von
Knochenkohle für Zuckerraffinerien (natürlich von Colonialzucker) zu beobachten;
ich habe sie nirgends in Töpfen, sondern überall in Retorten darstellen sehen,
mit vollkommener Verwerthung der Destillationsproducte, und habe mich von der
tadellosen Qualität des Productes überzeugt. Es ist doch auch von vornherein
nicht anzunehmen, daß die englischen Raffineure mit einem Producte verlieb
nehmen sollten, welches für die Deutschen zu schlecht ist. Ich glaube mithin,
daß der Unterschied zwischen englischer und deutscher, resp. polnischer
Retortenkohle in den Apparaten und Verfahren liegen muß, und daß eine möglichst
genaue Beschreibung der letzteren, wie sie in England gebräuchlich sind, nach
meinen Beobachtungen und Notizen der technischen Welt Deutschlands von einigem
Interesse seyn wird. Wenn es einmal festgestellt ist, daß man in Retorten eine
ebenso gute Kohle als in Töpfen erzeugen kann, so liegt der Vortheil des
continuirlichen Verfahrens in den ersteren so auf der Hand, daß eine nähere
Auseinandersetzung darüber gar nicht erforderlich seyn wird. Der größte Theil
meiner Beschreibung bezieht sich auf eine Fabrik zu Greenock (in Schottland), doch
sind auch einige andere Fabriken berücksichtigt, und ich werde auch Gelegenheit
nehmen, eigene kritische Bemerkungen zu dem Mitgetheilten und Vorschläge zu
Verbesserungen und Erweiterungen einzuschalten.
Ein Hauptfehler der bei uns früher üblichen Retorten scheint der gewesen zu seyn,
daß ihr Durchmesser zu groß war. In Folge dessen konnte die Hitze nicht bis in
das Centrum der Retorte vordringen, wenigstens nicht in hinreichendem Maaße, und
ein Theil der Knochen entgieng immer der vollständigen Verkohlung. Natürlich
wird dieser Uebelstand sofort gehoben, wenn man die Retorten nicht weiter, oder
doch nur wenig weiter, als die gebräuchlichen Brenntöpfe nimmt. Obwohl die
letzteren in neuerer Zeit häufig enger als früher genommen werden, so kann man
doch einen Durchmesser von 12 Zoll im Lichten für durchaus nicht zu groß
ansehen, und in der That findet man auch in England die Retorten häufig nur 12
Zoll weit. In Greenock sah ich eine Combination von zwei zwölfzölligen und einer
achtzehnzölligen Retorte, und diese ist es, welche ich in der Figur 1 wiedergebe.
Indessen liegt gar kein Grund vor, warum man nicht alle drei Retorten nur
zwölfzöllig nehmen sollte, und ich selbst würde diese Construction vorziehen.
Das Material der Retorten ist Gußeisen von 1 Zoll Stärke. Chamotteretorten habe
ich nie beobachtet, und würde ihre Anwendung auch kaum für gerathen halten,
theils wegen der viel schlechteren Wärmeleitung, theils wegen der Gefahr, daß
durch die immer entstehenden Sprünge, ja schon durch die Porosität der Thonmasse
selbst ein Weißbrennen der Knochen verursacht werden könnte. Außerdem würde wohl
die Anwendung von Chamotteretorten diejenige von mechanischen Exhaustoren nach
sich ziehen müssen, und dadurch die Gefahr des Weißbrennens noch vermehrt
werden. Die Umstände bei der Gasbereitung aus Steinkohlen sind ganz andere, und
werden von den eben erwähnten Uebelständen wenig beeinflußt; eine nähere
Auseinandersetzung darüber gehört nicht hierher. Im Uebrigen ähnelt der
Knochenverkohlungsapparat ungemein dem Apparat zur Leuchtgasfabrication, wie man
aus der Beschreibung sehen wird.
Fig. 1
zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch einen Ofen für drei Retorten. Es ist
nur eine Feuerstelle vorhanden, welche mit einem Gewölbe überspannt ist, in
dessen Seiten sich Füchse b, b zum Entweichen der
Flamme befinden. Die beiden unteren zwölfzölligen Retorten liegen seitlich davon
(man sieht die eine davon c, c' in Profilansicht)
und werden zuerst vom Feuer umspült, welches dann um die obere achtzehnzöllige
Retorte d, d' herumgeht und über derselben in einen
Zugcanal entweicht,
wie es aus der Zeichnung ersichtlich ist. Man beachte namentlich, daß sämmtliche
Füchse vorn enger seyn müssen als hinten, wie es auch die Zeichnung angibt,
damit das Feuer alle Theile der Retorten mit gleicher Stärke bestreicht.Ich habe dieß an dem betreffenden Orte nicht direct bemerken können, aber
es scheint mir dem Principe und der Praxis in anderen Fällen nach
unumgänglich nothwendig. Statt der hier gegebenen Construction kann auch jede beliebige andere
Art der Einmauerung gewählt werden, welche folgende Bedingungen vereinigt:
Schutz der Retorten vor der Stichflamme, gleichmäßige Erhitzung derselben rings
herum und Möglichkeit, eine Retorte auszuwechseln, ohne die übrigen zu stören,
oder den Ofen ganz einzureißen. Alle diese Bedingungen sind auch für Gasretorten
erforderlich, und jeder Gasingenieur wird mit Leichtigkeit den ganzen Apparat
für die Knochenkohle herstellen können.
Die Retorten bestehen aus zwei Theilen, einem am Boden geschlossenen Cylinder c und d, welcher den
eigentlichen Erhitzungsapparat darstellt, und einem durch Flansche damit
verschraubten Kopfe c' und d', welcher den Deckel und das Ableitungsrohr enthält; der Zweck
dieser Trennung ist der bekannte, nämlich den Körper c oder d, welcher nach und nach verbrennt,
auswechseln zu können, während der Kopf c' und d' so gut wie gar nicht leidet. Beiläufig leiden die
Retorten weit weniger und dauern weit länger (auch im Verhältniß zu ihrer
größeren Dicke) als die gewöhnlichen Brenntöpfe, weil sie nicht, wie diese, der
unaufhörlichen Abwechslung zwischen Erhitzen und Erkalten unterliegen. An der
Mündung haben die Retortenköpfe einen glatten Flansch, und zwei angegossene
Oesen, durch welche man nach Anlegung des Deckels eine Querstange zur
Verschraubung desselben einlegt; die Fig. 2, wo die
Einrichtung in größerem Maaßstabe (für eine elliptische Retorte) gezeichnet ist,
wird jede weitere Beschreibung des Deckelverschlusses unnöthig machen. Statt der
Schraube kann auch allenfalls ein Keil dienen. Ich will nur erwähnen, daß man
jedenfalls hier, wie in vielen Gasfabriken, statt der schweren gußeisernen
Deckel solche von 3/8'' starkem Eisenblech anwenden kann, welche sich mit
größter Leichtigkeit handhaben lassen; im Uebrigen wird der Verschluß ganz wie
bei Gasretorten, und ohne Kitt bewirkt.Ich habe in einigen Gasfabriken, welche eisenblechene Deckel anwenden,
etwas gebrauchten Reinigungskalk als Kitt verwenden sehen. Wenn die
Deckel glatt anschließen, so ist dieß besser als Kitt; sonst kann Thon
oder Lehm dazu dienen. Die Länge der Retorten ist natürlich nicht immer dieselbe, kann aber
nicht erheblich um 10 Fuß schwanken; in dem mir vorliegenden Falle war sie 10
1/3 Fuß, wovon 1 Fuß auf den aus dem Ofen hervorragenden Theil kam; diesen Fall habe
ich in der Zeichnung zu Grunde gelegt. Die Abführung der dampf- und
gasförmigen Destillationsproducte geschieht durch 3–4 Zoll weite Röhren
f, f, welche sämmtlich in ein quer über dem Ofen
fortlaufendes Hauptrohr g einmünden, das durch ein
Ueberlaufrohr in einem constanten Niveau mit Wasser (Theer u. dgl.) gefüllt
erhalten wird; die Röhren f, f tauchen zwei Zoll
tief in die Sperrflüssigkeit ein. Man bemerkt den Reinigungsstutzen in dem Knie
der Röhren f, f. Das Hauptrohr g ist ein gemeinschaftliches nicht nur für die drei
Retorten eines Ofens, sondern auch für die mehrerer Oefen, wenn solche, wie
gewöhnlich, zusammengebaut sind, was in allen Fällen geschehen wird, wo ein
etwas größerer Betrieb stattfindet, wieder ganz wie in Gasfabriken. Man spart
dann besonders an Mauerwerk und Eisen für die Verankerung, welche letztere
übrigens, als für jeden Techniker selbstverständlich, in der Zeichnung
fortgelassen ist, um sie nicht unnöthig zu compliciren.
Aus dem Hauptrohre g entweichen die Gase und die
meist noch nicht condensirten Dämpfe durch ein Leitungsrohr h, dessen Weite der Zahl der dazu gehörigen Retorten
entspricht; für 12 Retorten z.B. genügen 6 Zoll lichte Weite. Man gibt dem Rohre
h senkrecht über g
eine solche Aufsteigung, daß es von dort an fortwährenden Fall bis zu dem
Condensator i haben kann. Seine Länge war in dem
hier beschriebenen Falle circa 120 Fuß; der
Condensator i befand sich in freier Luft, außerhalb
des zur Verarbeitung seines Inhaltes bestimmten Gebäudes, und das Rohr h lief um die Wände des letzteren herum. Von Strecke
zu Strecke münden in das Rohr h Dampfröhren k, k, durch welche man Temperatur und
Feuchtigkeitszustand so regulirt, daß keine Verstopfung durch ausgeschiedenes
festes kohlensaures Ammoniak eintreten kann. Ob eine solche eingetreten ist,
wird man leicht daran erkennen können, daß das Rohr nur bis zur
Verstopfungsstelle warm und hinter derselben plötzlich kalt ist. Um eine größere
Kühlfläche zu erhalten, spaltet sich das Rohr h
(hier nicht gezeichnet) wieder in zwei schwächere Rohre, welche nebeneinander
bis zum Condensator i fortlaufen. Dieser letztere
ist ein niedriger, aber langer und breiter Behälter aus zusammengeschraubten
Gußeisenplatten, oder aus vernietetem Kesselblech, mit dampfdicht angefügtem
Deckel. Alle in dem Rohre h condensirte, so wie die
aus dem Hauptrohre g ablaufende Flüssigkeit sammelt
sich in diesem Behälter, und die große kühlende Fläche, welche seine Wände und
Deckel darbieten, bewirkt eine fast vollständige Condensation der verflüchtigten
Ammoniaksalze, welche in dem mit übergehenden und aus dem Dampfe condensirten
Wasser gelöst bleiben. Mir scheint es, als ob man statt des langen Rohres
h und des Gefäßes i
ebensowohl den bekannten senkrechten Luftcondensator der Gasfabriken anwenden
könnte, namentlich wo der Raum ein beschränkter ist. Man braucht auch dann
dieselbe Rohrlänge und ein Sammelgefäß für das Condensat, welche beide durch die
vielen Kniee und Scheidewände etwas kostspieliger als die hier mitgetheilte
Einrichtung ausfallen werden; die Dampfröhren in den Leitungsröhren wird man
auch dann brauchen, und sogar für jede Rohrlänge einen Dampfhahn anbringen
müssen. Ein Vortheil des senkrechten Röhrencondensators, neben der ebenerwähnten
Raumersparniß, ist jedenfalls die leichtere Uebersichtlichkeit, und die
geringere Wahrscheinlichkeit von Stockungen in den senkrechten Röhrentheilen;
dafür müssen die Kniee um so sorgfältiger beaufsichtigt werden. Es dürfte hier
am zweckmäßigsten seyn, einen Dampfhahn in der Mitte jedes Kniees
anzubringen.
Auf alle Fälle condensiren sich die Ammoniaksalze, unter welchen das kohlensaure
Ammoniak bei weitem vorwiegt, fast vollständig in dem Gefäße i, welches eine concentrirte wässerige Lösung
derselben enthalten wird, zugleich mit dem Theer, welcher sich ebenfalls in
diesem Gefäße sammelt. Der letzte Rest des Ammoniaks wird in den beiden Fässern
l und m absorbirt,
welche verdünnte Schwefelsäure enthalten. Man sieht aus der Zeichnung, wie die
Zuführungsröhren einige Zoll in die Säure eintauchen (dieser Theil der Röhren
muß von Blei seyn), während die Abführungsröhren dicht unter dem Deckel
abschneiden. Die Fässer l und m müssen mit Blei ausgeschlagen seyn, weil sie sonst nur sehr kurze
Zeit halten würden; längere Zeit können sie durch einen dicken Ueberzug von
Steinkohlentheer-Pech erhalten werden. Durch einen (nicht gezeichneten)
Holzhahn nahe am Boden des Fasses überzeugt man sich, ob die Säure gesättigt
ist, und läßt in diesem Falle die Lösung von schwefelsaurem Ammoniak ab, um sie
mit der Hauptlösung einzudampfen; dann füllt man durch ein Spundloch im Deckel
des Fasses frische Säure nach. Das nicht absorbirte Gas entweicht aus dem
zweiten Fasse m durch ein Abzugsrohr n von Eisen, welches nicht weiter als 2 Zoll zu seyn
braucht, da sich hier keine festen Producte mehr condensiren können. Das Rohr
n ist entlang dem Leitungsrohre h bis zurück zum Ofen geführt, hat also fortwährende
Steigung bis über dem Ofen selbst, so daß alles darin etwa noch Condensirte,
nach m zurückfließt. Dann tritt es mit offener
Mündung in eine der Feuerungen der Ofenreihe ein, wo sich die Gase mit der
Feuerluft mischen und in deren langem Wege um die Retorten herum vollständig
verbrennen; es ist kaum möglich, daß noch irgend welche riechende Bestandtheile
entweichen sollten.
Auch bewirkt die Verbrennung des Gases natürlich eine Ersparung an Brennmaterial, welche
durchaus nicht unbedeutend ist. Wenn man, wie gewöhnlich, mehrere Oefen neben
einander hat, z.B. vier Oefen mit zwölf Retorten, so wird es räthlich seyn, das
rückkehrende Rohr n über dem Ofen in vier Zweige zu
theilen, von denen je einer in jede der Feuerungen eintritt; sie sind mit Hähnen
zu versehen, damit man das Gas je nach Bedarf in eine oder die andere der
Feuerungen leiten kann, wo eben größere Hitze verlangt wird. Eine Gefahr des
Zurückschlagens der Flamme in das Rohr ist in diesem Falle durchaus nicht zu
befürchten; schon in dem engen und langen Rohre n
ist die Abkühlung so stark, daß sich keine Entzündung darin fortpflanzen kann
(nach dem Princip der Davy'schen Sicherheitslampe),
und zum Uebermaaße dienen die beiden Fässer l und
m als hydraulische Ventile, welche das Gas nur
nach einer Richtung hin, aber nicht zurückgehen lassen.
Das in i condensirte Gemisch von Theer und wässeriger
Lösung läßt man von Zeit zu Zeit nach dem Absitzbehälter o ablaufen, wo man ihm so lange Ruhe gestattet, bis die Flüssigkeiten
sich vollkommen getrennt haben. Man kann auch zwei solcher Gefäße anwenden, und
die Flüssigkeit aus i durch ein schwanenhalsförmiges
Ablaßrohr, welches das Gas nicht entweichen läßt, continuirlich nach dem einen
der Absitzgefäße laufen lassen, während das andere sich in Ruhe befindet. Der
Theer schwimmt zu oberst, weil er leichter als Wasser ist, ähnlich dem
Braunkohlen- und Torftheer, aber unähnlich dem Steinkohlentheer; man
entfernt ihn durch Abhebern oder Abschöpfen. Es läßt sich nicht läugnen, daß
dieser Theer bis jetzt ein unangenehmes Nebenproduct darstellt. Wenn man nicht
anders kann, so destillirt man ihn zusammen mit Steinkohlentheer; aber sein
Reichthum an Anilin, Picolin und der großen Reihe ihrer Homologe ist eine nichts
weniger als angenehme Eigenschaft hierbei. Ein kleiner Theil wird in Apotheken
als „Knochenöl“ verwendet und gut bezahlt; nach englischen
Quellen soll er auch von Gerbern gebraucht werden, worüber mir nichts Näheres
bekannt ist. Es steht fast mit Sicherheit zu erwarten, daß über kurz oder lang
auch dieses, jetzt ungern gesehene Abfallproduct eine Anwendung finden und zu
einem viel begehrten Handelsartikel werden wird, wie so viele andere. Vorläufig
wird man ihn, abgesehen von den angeführten Verwendungen, wohl immerhin in
manchen Fällen als Substitut des Steinkohlentheeres, z.B. zu Pappdächern,
Anstrichen und dergl., gebrauchen können.
Die unter dem Theer im Gefäße o sich ansammelnde
Lösung wird durch einen Hahn im Boden abgelassen. Da man in diesem Stadium schon
ziemlich tief angekommen seyn wird, so wird es in den allermeisten Fällen nicht
mehr möglich seyn, natürlichen Fall von dem Hahne im Boden von o nach dem Saturationsbottich oder Dampfkessel für
das Ammoniakwasser eintreten zu lassen. Pumpen, Elevatoren u. dgl. kann man aber
kaum gebrauchen, weil alle feineren Metalltheile zu sehr durch die chemische
Wirkung der Flüssigkeit leiden würden, und schon aus diesem Grunde wäre ein
Apparat nach Art der Monte-jus in den
Zuckerfabriken der empfehlenswertheste, wenn er auch nicht schon im Allgemeinen
ein so rationelles Princip verträte. Meine Abbildung und Beschreibung bezieht
sich auf diejenige Form des Monte-jus (wie
ich ihn in Ermangelung eines besseren Namens nennen will), welche man in England
nicht nur für diesen Zweck, sondern namentlich auch zur Hebung von Schwefelsäure
sehr allgemein in Anwendung findet; nur ersetzt im letzteren Falle comprimirte
Luft den Dampf. p stellt ein Gefäß aus starkem
Gußeisen (bis 2 Zoll dick) vor, dessen Gestalt derjenigen der englischen
Sodawasserflaschen sehr ähnlich und wahrscheinlich direct von ihr entlehnt ist,
da es in beiden Fällen auf die beste Form zur Widerstandsfähigkeit gegen inneren
Druck ankam. Der dicht mit dem Untertheil verschraubte Deckel enthält drei
Oeffnungen für eben so viele Röhren, von denen q das
Ammoniakwasser aus o, und r Dampf leitet; s ist das Druckrohr,
welches man bis zu beliebiger Höhe und in beliebigen Windungen führen kann. Man
füllt erst den Monte-jus p fast voll,
schließt den Hahn von q und läßt durch r Dampf eintreten, welcher auf die Oberfläche der
Flüssigkeit drückt und sie durch das Rohr s
forttreibt. Wenn p entleert ist, schließt man den
Hahn von r, öffnet den von q und beginnt das Spiel von Neuem. Auf diese Art transportirt man die
ganze zu verarbeitende Flüssigkeit nach dem Theile der Fabrik, wo man sie der
weiteren Behandlung unterwirft, wie es später beschrieben werden soll.
Die Art der Arbeit mit diesem Apparate ist folgende. Zwei Mann sind zur Bedienung
von je 12 Retorten erforderlich, welche eine nach der anderen entleert und
wieder frisch beschickt werden. Jeder Brand dauert 6 Stunden; es sind also im
Ganzen 48 Beschickungen in 24 Stunden zu machen, und sie sind so vertheilt, daß
jede halbe Stunde eine andere Retorte darankommt, und die Arbeiter mithin stets
beschäftigt bleiben, ohne zu viel Arbeit auf einmal zu haben. Nach dem Oeffnen
der Retorte wirft man die vorn zunächst der Mündung liegende Kohle mit einer
Schaufel heraus, weil sie nie ganz gut gebrannt ist, und zieht dann den ganzen
Rest so schnell als möglich in Cylinder aus dünnem Eisenblech aus, welche den
ganzen Inhalt einer Retorte fassen. Sie sind 2 1/2 bis 3 Fuß weit und etwa 2 Fuß
hoch; am oberen Rande haben sie einen Falz, in welchen ein eiserner Deckel mit
Handhabe paßt, den man sofort nach dem Hereinstürzen der Kohle auflegt und mit Thon
verschmiert. Obwohl die Kohle in vollem Glühen und theilweise noch brennend
ausgezogen wird, so reicht doch die beschriebene Vorrichtung vollkommen hin, um
ihr Weißbrennen zu verhüten. Die Löschcylinder werden von einem Mann auf einer
Art niedriger Karren (bogie) an den Ofen
herangefahren und nach dem Füllen auf dem Karren nach dem offenen Hofraume
weggefahren, durch Neigen des Karrens (dessen nur wenige Zoll hohe Räder nahe an
der Handhabe liegen) heruntergelassen und nun so lange sich selbst überlassen,
bis sie vollkommen ausgekühlt sind; erst dann werden sie geöffnet und entleert.
Man hat natürlich immer eine ganze Anzahl Löschcylinder in der Abkühlung
begriffen stehen, welche einer nach dem anderen geöffnet werden.
Sobald eine Retorte entleert worden ist, wird sie wiederum gefüllt, wozu die
bekannte, auch in Gasfabriken übliche, lange, halbrunde Schaufel dient, welche
die ganze Retorte auf einmal füllt. Uebrigens hat man vollkommen Zeit, die
Retorte von zwei raschen Arbeitern mit der Wurfschaufel füllen zu lassen, wobei
man sie voller machen kann; obwohl sie immer in Kirschrothgluth ist, tritt doch
eine Entzündung der Knochen nicht augenblicklich ein. Dann wird der Deckel
vorgelegt und verschraubt, und die Retorte sechs Stunden sich selbst überlassen.
So geht es continuirlich fort, mit der in England und noch mehr in Schottland
selbstverständlichen Unterbrechung durch den Sonntag, über den hinüber die
Retorten nur heiß gehalten werden, ohne zu arbeiten. Die zu verwendenden Knochen
werden vorher in gewöhnlicher Weise von Fett befreit.
Zum Zerkleinern (Brechen) der Knochenkohle dienen mannichfache Vorrichtungen. In
der Greenocker Fabrik waren dazu zwei Walzenpaare vorhanden, beide senkrecht zur
Achse mit scharfen Riffeln versehen, welche also gleichsam Ringe um den Körper
der Walzen bilden. Die Riffeln sind nicht ganz parallel mit den Endflächen,
sondern bilden einen allerdings sehr spitzen Winkel mit denselben; dadurch wird
die Wirkung von Scherenschnitten erreicht werden, indem die Riffeln auf den
beiden Walzen nach entgegengesetzten Seiten schräg verlaufen, ähnlich wie es
beim Papierholländer der Fall ist. Die Riffeln des zweiten Walzenpaares sind
etwas enger gestellt als die des ersten; natürlich kann man auch die Walzen
jedes Paares enger oder weiter stellen. An anderen Orten findet man dasselbe
Princip, das der scharfen schrägen Riffeln, mit demjenigen der Kaffeemühle
vereinigt; die Riffeln sind nämlich an der Innenseite eines etwas conischen
Ringes angebracht, in welchem sich gleichfalls ein cannelirter conischer Körper
dreht.
Es bleibt nun noch übrig, etwas über die Verarbeitung der condensirten Lösung von
kohlensaurem Ammoniak und Schwefelammonium zu sagen. Dieselbe ist bei weitem
concentrirter als das Gaswasser der Steinkohlengasfabriken, so daß sie wohl
einen etwas größeren Transport aus verschiedenen Knochenkohlenfabriken nach
einer gemeinschaftlichen Ammoniakfabrik lohnen würde. In den meisten Fällen wird
sie aber an Ort und Stelle aufgearbeitet, zumal da die dazu erforderlichen
Apparate weder sehr umfangreich, noch kostspielig sind, und das Ganze meist zu
dem Complex einer Düngerfabrik gehört. In der Fabrik zu Greenock wird das
Ammoniakwasser durch den beschriebenen Monte-jus in einen großen hölzernen Bottich gedrückt, welcher
auf dem Dache der Fabrik im Freien steht, und dort mit Schwefelsäure gesättigt.
Das Gas entweicht mithin in die freie Luft, und obwohl es meist Kohlensäure und
nur wenig Schwefelwasserstoff enthält, so dürfte doch dieses Verfahren nur an
wenigen Orten thunlich seyn; in Greenock wird es durch die hohe Lage der Fabrik
und die Nähe des Meeres ermöglicht. An den meisten anderen Orten muß man den
Schwefelwasserstoff durch Verbrennen zu beseitigen suchen, was keineswegs zu den
leichten und angenehmen Aufgaben der Technik gehört; alle anderen
Absorptionsarten sind viel zu umständlich und kostspielig.
Meiner auf lange Erfahrung mit dem Gaswasser gestützten Ansicht zufolge ist es
entschieden anzurathen, das Ammoniakwasser nicht direct mit Säure zu sättigen,
sondern es in einem Dampfkessel mit Zusatz von Kalk zu destilliren und die
Dämpfe in Säure aufzufangen oder zu Ammoniakflüssigkeit (Salmiakgeist) zu
condensiren. Wie große Vortheile dieses Verfahren in jeder Beziehung hat, durch
geringere Kosten für Brennmaterial, Gewinnung eines unvergleichlich reineren
Productes, Vermeidung jeder Belästigung der Nachbarschaft u.s.w., habe ich in
meiner demnächst erscheinenden Schrift „über die Verarbeitung des
Steinkohlentheeres und Ammoniakwassers“ (Verlag von Vieweg in Braunschweig) ausführlich dargelegt; man
findet darin auch Beschreibungen und Zeichnungen der benöthigten Apparate.
An diesem Orte ist kein Raum vorhanden, darauf einzugehen, und ich will nur noch
einige Worte darüber sagen, wie in der beschriebenen Fabrik mit der Lösung von
schwefelsaurem Ammoniak weiter verfahren wird. Sie fließt aus dem
Saturationsbottich in große bleierne Pfannen, und wird daselbst durch
Hochdruckdampf unter starkem Sieden abgedampft. Der Dampf tritt durch eine
geschlossene Spirale von Bleirohr ein, welche auf dem Boden der Pfanne liegt.
Die Pfannen sind mit einem trichterförmigen, innen mit Blei bekleideten
Schwadenfange bedeckt. Aus ihnen läuft die hinreichend eingedampfte Lösung in
die niedriger stehenden Krystallisirgefäße. Diese sind sechs Fuß im Quadrat
und 1 1/2 Fuß hoch; sie sind aus zwei Zoll starken Bohlen zusammengesetzt und
mit Blei ausgeschlagen. Im Boden haben sie ein Loch, welches durch einen Zapfen
mit langem Stiel verschlossen ist; nach Beendigung der Krystallisation öffnet
man den Zapfen, läßt die Mutterlauge in darunter angebrachte Holztröge ablaufen
und schaufelt die Krystalle in andere Tröge mit durchlöcherten Böden, welche
ebenfalls Abfluß nach dem Mutterlaugen-Reservoir haben. Man läßt die
Krystalle längere Zeit abtropfen und lufttrocken werden, worauf das
schwefelsaure Ammoniak entweder in den Handel kommt, oder, wie es meist
geschieht, unmittelbar in der Fabrik selbst zur Zusammensetzung von Düngemitteln
verwendet wird.
B.Künstlicher Dünger (Superphosphat).
Die Fabrication von Superphosphat ist in England im Principe natürlich dieselbe
wie in Deutschland; in der praktischen Ausführung tritt aber in England die
Anwendung mechanischer Hülfsmittel weit mehr hervor. Als phosphorsäurehaltiges
Material dienen Knochenmehl, Knochenkohlenabfall, Koprolithen, Sombrerophosphat
u. dgl.; zur Aufschließung verwendet man stets nur Schwefelsäure, nicht
Salzsäure, welche man an einigen Orten Deutschlands mit Vortheil zum theilweisen
Ersatz der Schwefelsäure gebraucht. Die Schwefelsäure wird in der Stärke
genommen, wie sie direct aus den Kammern abfließt, also von 1,500 bis 1,600
spec. Gewicht; in der That sind die englischen Düngerfabrikanten regelmäßig auch
Fabrikanten ihrer eigenen Schwefelsäure. Die Einrichtung ist dann immer so, daß
die Säure direct aus den Kammern durch ein Rohr in den Apparat fließt, wo die
Aufschließung der phosphorsäurehaltigen Substanzen stattfinden soll; wenn die
Niveaus der Localitäten dieß nicht gestatten, so drückt man die Säure
vermittelst des in dem vorigen Artikel beschriebenen Monte-jus in ein höher belegenes Reservoir. Wenn man Dampf von
höherem Drucke hat, so kann man diesen direct anwenden, weil sich nicht so viel
davon condensirt, um die Säure zu stark zu verdünnen; anderenfalls bringt man
eine Luftpumpe an, welche sogar allenfalls durch Menschenkraft bewegt werden
kann; daß die comprimirte Luft in dem Monte-jus ganz ebenso wie der Dampf wirkt, ist von selbst
ersichtlich. Unter allen Umständen vermeidet man die großen Kosten,
Unannehmlichkeiten und Risicos, welche der Transport der Säure in Ballons
veranlaßt.
Die Materialien werden unter Kollergängen (verticalen Mühlsteinen) gemahlen,
welche 5 bis 6 Tonnen (100 bis 120 Ctr.) täglich fertig machen. Der Bodenstein
ist mit einer gußeisernen Platte, welche am besten flach schalenförmig
ist, bedeckt und die Läufer sind mit einem (etwa 1 1/2 Zoll) dicken gußeisernen
Ringe eingefaßt, so daß das Mahlen zwischen Eisen und Eisen stattfindet. Der
Durchmesser der Läufer ist etwa sechs Fuß; sie müssen namentlich zum Mahlen der
sehr harten Koprolithen sehr schwer seyn. An vielen Orten wendet man auch
horizontale Mühlsteine an; doch habe ich solche zufällig nie in Arbeit gesehen,
und weiß nichts Näheres über Construction und Production derselben, als daß man
französische Mühlsteine anwendet. Knochen braucht man bekanntlich nicht sehr
fein zu mahlen, wenn sie für Superphosphat bestimmt sind; jedoch wird
Superphosphat aus Knochenmehl verhältnißmäßig selten gemacht, außer auf
besondere Bestellung. Vor dem Mahlen werden die Knochen übrigens mit Wasser
ausgekocht, um das Fett zu gewinnen, und einige Stunden lang gedämpft, wie es
auch in Deutschland meist geschieht. Man zieht es vor, den Stickstoffgehalt
durch Zusatz von schwefelsaurem Ammoniak zu erreichen, und hat z.B. zwei Sorten,
eine mit 4 Proc. und eine mit 8 Proc. schwefelsaurem Ammoniak. Die Koprolithen,
das Sombrerophosphat und alle ähnlichen Phosphate müssen sehr fein gemahlen
werden, weil ihre Ausschließung durch Säure nur schwierig von statten geht. Die
Qualität der Koprolithen ist bekanntlich sehr verschieden; manche Sorten sind so
reich an kohlensaurem Kalk und verursachen dadurch einen solchen Verlust an
Säure, daß ihre Anwendung kaum rentirt. Im Allgemeinen richtet man die Quantität
der Säure so ein, daß der fertige Dünger etwa 25 Proc. lösliche und 10 Proc.
unlösliche Phosphate enthält.
Das Mischen der Phosphate mit der Säure wird in kleineren Fabriken in gemauerten,
mit Theeranstrich versehenen Gruben durch Handarbeit vorgenommen, erfordert aber
nicht nur sehr viel Arbeitskraft, sondern auch so viel Zeit, daß es in großen
Fabriken sehr unbequem wäre. In solchen findet man stets mechanische
Mischapparate, von denen ich zwei verschiedene anführen will. Der eine besteht
aus einem zehn Fuß langen, einen Fuß weiten Cylinder von 1'' starkem Gußeisen,
welcher etwas geneigt liegt. In ihm bewegt sich eine vierkantige Welle, welche
ihrer ganzen Länge nach mit Flügeln in der Art besetzt ist, daß eine
archimedische Schraube entsteht, welche das an dem einen Ende eingeführte
Gemenge von Phosphaten und Säure langsam forttransportirt und dabei gründlich
durchmischt, bis es am anderen Ende des Cylinders fertig anlangt. Die Flügel der
Schraube sind lauter einzelne Stücke, welche mit einer Hülse auf der Welle
aufsitzen und, da dieselbe kantig ist, sich nicht darauf drehen können, sondern
mit ihr umgehen müssen. Ein einziges Modell reicht für alle aus, indem man immer
jedes folgende Stück um eine Seite des Viereckes verstellt, so daß vier Flügel einen vollkommenen
Schraubengang bilden, dessen Durchmesser der innere des Cylinders und dessen
Höhe etwa zwei Fuß ist; der Cylinder enthält also fünf Umgänge der Schraube. Man
hält immer eine Anzahl von Schraubenflügeln vorräthig, um die abgenutzten sofort
auswechseln zu können, was in Folge der Wirkung der Säure häufig nothwendig
wird. Das Mehl fällt durch einen Trichter an dem höheren Ende ein, und die Säure
stießt unmittelbar daneben durch ein Rohr zu; man muß das Gemisch immer ziemlich
feucht halten, weil sonst die Mischungsschraube zu schwer geht.
Die andere zu erwähnende Mischungsvorrichtung ist ein kleiner Kollergang mit
Steinen von etwa 2 Fuß Durchmesser, welche ebenfalls mit einem dicken Eisenreif
umgeben sind. Statt des Bodensteines und seiner Zarge dient ein kreisförmiger
Trog aus Gußeisen. Man soll dadurch bessere Aufschließung mit geringerem
Säureverbrauch erreichen, als in dem erst beschriebenen Apparate, und kann
jedenfalls das Gemisch trockener halten.
Um das Superphosphat in einen feinkörnigen Zustand zu bringen, wenden die meisten
Düngerfabriken den Carr'schen Desintegrator an,
welchen ich in meiner nächsten Mittheilung beschreiben werde.