Titel: | Ueber die Condensation der Salzsäure in Sodafabriken; von Dr. Georg Lunge. |
Autor: | Georg Lunge [GND] |
Fundstelle: | Band 188, Jahrgang 1868, Nr. LXXIX., S. 290 |
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LXXIX.
Ueber die Condensation der Salzsäure in
Sodafabriken; von Dr. Georg
Lunge.
Mit Abbildungen auf Tab.
V.
Lunge, über die Condensation der Salzsäure von der Fabrication des
Galubersalzes.
Nach dreijährigem Wirken hat Lord Derby's
Alkali-Acte gezeigt, daß eine so gut wie vollständige Condensation der bei
der Fabrication des Glaubersalzes entweichenden Salzsäure nicht nur möglich, sondern
sogar leicht ausführbar ist. Während der Regierungsinspector (Dr. Angus Smith) berechnet, daß unmittelbar vor
der Annahme des Gesetzes beinahe ein Drittel aller entstehenden Salzsäure in die
Luft entwich, zeigte sich schon am Ende des ersten Jahres die wirkliche Condensation
im Durchschnitte = 98,72 Proc., der Verlust also 1,28 Proc. Im zweiten Jahre betrug
die durchschnittliche Condensation 99,11, der Verlust 0,88; im dritten die
Condensation 99,27, der Verlust 0,73.
Dr. Smith macht freilich
selbst darauf aufmerksam, daß, abgesehen von den unvermeidlichen Ungenauigkeiten in
den Untersuchungsmethoden, ein gewisser Betrag von Salzsäure immer entweicht, ohne
daß man ihn in Rechnung
ziehen kann, und daß somit die oben angegebenen Zahlen nicht auf absolute
Genauigkeit Anspruch erheben können. Die Untersuchungsmethode, welche von den
englischen Inspectoren angewendet wird, ist die, ein gewisses Quantum Luft aus dem
Rohre oder Zugcanale anzusaugen, durch welchen die salzsäurehaltigen Gase aus dem
Ofen entweichen, und darin den Betrag von Chlor zu bestimmen; ein gleiches Quantum
wird aus dem Rohre angesaugt, welches aus dem Condensator nach dem Schornstein oder
in's Freie führt, und durch Bestimmung des Chlors darin ermittelt, ob irgend welche
Salzsäure und wie viel uncondensirt entweicht. Dabei müssen nothwendigerweise
diejenigen Mengen Salzsäure unbeachtet bleiben, welche aus dem gerösteten
Glaubersalz entweichen, wenn dasselbe aus dem Calcinirofen ausgezogen wird; indessen
kann man sicher mit Dr
Smith annehmen, daß der Verlust aus dieser Quelle nie 1
Proc. übersteigt. Er ließe sich ganz vermeiden, wenn man das Salz in gewölbte, mit
dem Condensator communicirende Räume auszöge und darin völlig erkalten ließe. Man
kann auch ohne dieses das Entweichen von Säuredämpfen aus dem frischen Sulfat fast
ganz vermeiden, wenn man einen kleinen Kunstgriff anwendet, welchen ich in den
englischen Fabriken meist beobachtet habe, nämlich das glühend aus dem Ofen
gezogene, stark rauchende Salz sofort mit einigen Schaufeln voll kalten Sulfates zu
bedecken.
wenn übrigens, wie es häufig geschieht, so viel Schwefelsäure zur Zersetzung des
Kochsalzes angewendet wird, daß sie überwiegt, so bestehen die aus der Salzmasse
entweichenden Gase fast nur aus Schwefelsäure, und fallen nicht unter die
Alkali-Acte. Eine andere Verlustquelle für Salzsäure ist die Undichtheit des
Mauerwerkes in Muffelöfen, wodurch etwas Salzsäure, statt in den Condensator in den
Schornstein gezogen werden kann; ja es soll vorgekommen seyn, daß ein besonderer
Canal angelegt war, durch welchen ein Theil der Zersetzungsgase absichtlich in den
Schornstein, statt in den Condensator, abgeleitet wurde.
Man wird in Deutschland ein solches Verfahren, abgesehen von dessen moralischer
Verwerflichkeit, auch in ökonomischer Beziehung für aller Vernunft in's Gesicht
schlagend halten; aber es kommt in England unter besonderen localen Verhältnissen
noch immer vor, daß man die condensirte Säure ganz oder theilweise weglaufen lassen
muß, und daß mithin die Condensation eine Last, kein Vortheil ist.
Wenn die Inspectoren einen solchen Fall vermuthen (welcher übrigens nur bei
Muffelöfen, nie bei Flammöfen eintreten kann), so lassen sie ein Loch in den
Schornstein bohren und untersuchen die Luft darin auf Salzsäure. So viel bleibt aber
feststehend, daß selbst die Sodafabriken, welche in den Berichten mit „vollkommener
Condensation“ figuriren, noch immer recht deutlich durch die
Geruchsnerven wahrzunehmen sind. Freilich ist es oft schwer durch den Geruch zu
entscheiden, wie viel von dem Sodafabriken-Geruche auf Salzsäure, und wie
viel auf schweflige Säure, Chlor und Schwefelwasserstoff kommt, welche drei
letzteren natürlich nicht zusammen vorkommen können, da sie sich gegenseitig
zersetzen. Die Inspectoren haben sich aber nur mit der Salzsäure zu befassen, und
dürfen vorläufig auf die anderen Gase keine Rücksicht nehmen; doch wird erwartet,
daß bei Erneuerung der im nächsten Jahre erlöschenden Acte, auch auf die letzteren
Rücksicht genommen werden wird.
Wenn nun auch in Deutschland keine so speciellen gesetzlichen Vorschriften zur
Verhütung unvollständiger Condensation bestehen, wie in England, so liegt es doch im
entschiedensten Interesse aller Sodafabrikanten, einerseits allen Grund zu Klagen
von Seiten der Adjacenten zu beseitigen, und andererseits so wenig als möglich von
ihrer Salzsäure zu verlieren. Der enorme Fortschritt, welchen die englischen
Sodafabriken im ersten Jahre der Alkali-Acte gemacht haben, zeigt es, wie
leicht der in Rede stehende Zweck zu erreichen ist, wenn man das Princip der
Condensation richtig versteht. Dasselbe läßt sich auf drei Bedingungen zurückführen:
hinreichende Wassermenge, große Berührungsfläche und hinreichende Abkühlung. Die
Condensationseinrichtungen müssen wo möglich so construirt seyn, daß die
Zersetzungsgase nicht mehr Wasser zu vollständiger Condensation gebrauchen, als
hinreicht, um noch starke Salzsäure zu geben, und dieß wird eben theils durch große
Berührungsflächen (z. B. die Kohks in den Kohksthürmen), theils durch Luftabkühlung
erreicht. Namentlich die Wichtigkeit dieser letzten Bedingung hat sich in den
letzten Jahren immer mehr und mehr herausgestellt. In dem dritten officiellen
Berichte bemerkt Dr. Smith
(S. 37): „Die Abkühlung des Gases, bevor es in den Condensator tritt, ist
ein äußerst wichtiger Punkt, so wichtig, daß man ihn den Schlüssel zu jeder
guten Condensation nennen kann. Er verlangt die sorgfältigste Beachtung aller
Sodafabrikanten. “ Aeußere Wasserkühlung der Condensationsapparate,
wie sie in Deutschland und Frankreich schon seit längerer Zeit gebräuchlich ist,
wird wohl in keiner großen englischen Fabrik angewendet, und ist auch überflüssig.
Kaum braucht es wohl erwähnt zu werden, daß der Condensationsapparat auch so einfach
und so wenig reparaturbedürftig als möglich seyn soll. Aus diesem Grunde werden in
höchst wenigen englischen Sodafabriken Bonbonnes angewendet, deren Zahl bei den
größeren Fabriken viele Hunderte betragen müßte. Auch scheint es festzustehen, daß
vollständige Condensation durch Bonbonnes allein, ohne Zuhülfenahme von Kohksthürmen,
nicht zu erreichen ist. Wohl aber kann derselbe Nutzen, welchen Bonbonnes haben,
nämlich die Darstellung reiner und starker Säure, und die gute Abkühlung der Gase
durch Luftkühlung, auch durch einfachere und beständigere Apparate, nämlich
steinerne Tröge, erreicht werden.
Es läßt sich nicht läugnen, daß viele Fabriken eine gute Condensation auch mit
Vernachlässigung mancher sehr zu empfehlender Vorsichtsmaßregeln erzielen. Ich kenne
eine Reihe von Fabriken, in welchen das Gas durch unterirdische Canäle, ohne alle
Steintröge u. dgl. direct in die Condensationsthürme geführt wird, und welche doch
vollkommene oder nahezu vollkommene Condensation erreichen. Aber dann müssen die
Thürme größeren Umfang und Höhe haben, als sonst nöthig. Dieß würde noch nicht so
viel zu sagen haben, wenn es nicht damit in Verbindung stände, daß man dann weniger
concentrirte und mehr verdünnte Säure erhält, welche letztere nur selten vollkommen
verwerthet werden kann. Ueberhaupt ist nach meiner Ansicht das System unterirdischer
Gascanäle mindestens bei Muffelöfen ganz zu verwerfen. Man baut sie mit Kalkmörtel,
welchem etwas Salz zugemischt wird, und welcher dadurch allerdings bedeutend größere
Widerstandsfähigkeit gegen heiße und trockene Salzsäuredämpfe erhält; aber es erfolgt doch
immer schon etwas Condensation selbst in diesen Canälen, wodurch sie allmählich
zerstört werden und enormen Säureverlust verursachen, welchen man häufig nicht eher
als durch die zerstörende Wirkung der Säure auf nahe stehende Fundamente gewahrt.
Ich fand in einer Fabrik, welche einen solchen Canal hatte, daß nahe an 40 Proc.
Salzsäure darin verloren giengen; als ich ihn aufbrechen ließ, fand sich der ganze
Boden mit Salzsäure durchdrungen. Zwar macht man um den Canal herum einen Lehmschlag
(puddle) aber dieser wird von der Säure selbst stark
angegriffen. Es sind also entschieden nur oberirdische Leitungen von Fliesen oder
weit einfacher von irdenen Röhren zu nehmen, worüber später ein Näheres. Gußeiserne
Röhren lassen sich nur für die sehr heißen Gase aus Flammöfen anwenden; bekanntlich
wirkt heißes und trockenes Salzsäuregas auf Gußeisen nur wenig ein.
Ich will nun zunächst einige bemerkenswerthe Ergebnisse der englischen
Fabriken-Inspection aus den drei Blaubüchern (Berichten des Dr
Smith an das Parlament), mit meinen eigenen Erfahrungen
und Bemerkungen, mittheilen und dann zur Beschreibung von praktisch bewährten
Condensationseinrichtungen übergehen. Vorher aber will ich nicht unterlassen, auf
den ausgezeichneten Aufsatz von E. Kopp: Sur la fabrication du sulfate de soude et la condensation du
gaz
hydrochlorique en Angleterre hinzuweisen (Moniteur scientifique 1868 p. 615–618 und 724–732; im Auszuge in Wagner's Jahresbericht für 1866, S. 174). Ich habe im Folgenden
absichtlich manche wichtige Punkte weniger ausführlich besprochen, weil sie sich in
dem erwähnten Aufsatze hinreichend abgehandelt finden.
Nur ganz kleine Fabriken zersetzen in England noch Kochsalz mit Schwefelsäure in
Cylindern, wobei dann fast immer Bonbonnes zur Condensation verwendet werden. Die
übergroße Mehrzahl der englischen Fabriken läßt die erste Einwirkung in gußeisernen
Schalen vor sich gehen, wobei etwa 70 Proc. der Salzsäure entweichen, und überträgt
das breiartige Gemisch dann nach einem Calcinirofen, wo der Rest der Salzsäure
entfernt wird. In Muspratt's technischer Chemie findet
sich eine Beschreibung eines passenden Ofens; jedoch wird nur sehr selten eine so
große Charge, als dort erwähnt, gemacht, nämlich 16 Centner; weit gewöhnlicher
beträgt die Charge 9 bis 11 Centner, und häufig nur 5 bis 6 Centner. Das hieraus
entweichende Gas in Bonbonnes zu condensiren, ist nicht mehr zweckmäßig; man wendete
dazu zuerst enorm große Tröge aus mit Pech verkittetem Mauerwerk an, und, weil auch
dieß bei größerem Umfange der Fabrication zu unbequem und zugleich der Werth der
Salzsäure zu gering war, baute man die Schornsteine so hoch, daß, wie man meinte,
die Säuredämpfe sich mit einer sie unschädlich machenden Uebermenge von Luft mischen
mußten. Natürlich schlug auch dieses Mittel fehl, und um so willkommener war eine
der schönsten Erfindungen des um die Technik so hoch verdienten Gossage, die der Kohksthürme
(1836). Daß diese jetzt die Hauptgrundlage der Condensation in allen größeren
Sodafabriken sind, ist allgemein bekannt. Ihre Wirksamkeit erhellt aus folgender
Betrachtung. Wenn die Luft nur sehr wenig Salzsäure enthält (0,003 Procent), so
erscheint sie bei feuchtem Wetter schon neblig. Auch wenn man sie in schnellem
Strome durch gut abgekühlte Röhren gehen läßt, so erscheint sie beim Austritte immer
noch neblig; aber wenn man sie durch zerbrochene Stücke Kohks oder durch äußerst
enge, feuchte Canäle durchströmen läßt, so tritt sie klar aus. Die schwebenden
Säuretheilchen, welche zu klein sind, um herabzufallen, scheinen wie Niederschläge
auf einem Papiersilter zurückgehalten zu werden. Es ist also wesentlich die
Oberflächenwirkung, welche sich hier nützlich erweist, und wenige Materialien bieten
eine so große äußere und innere Oberfläche dar als Kohks. Die enorm große innere
Oberfläche der Kohks wird freilich nicht direct ausgenutzt, da sich ihre Poren mit
flüssiger Säure füllen und dem Gase keinen Durchgang gestatten; Steine oder Ziegel
würden also ähnlich wirken; aber die Poren der Kohks wirken doch indirect durch die fortwährende
Diffusion zwischen der Säure von innen und dem frischen Wasser von außen. Uebrigens
werden auch von manchen Fabriken feuerfeste Ziegel, von anderen eigenthümliche
irdene Formstücke mit vielen Durchbohrungen angewendet. Man findet auch, namentlich
bei Flammöfen, Ziegel im unteren und Kohks im oberen Theile der Thürme angewendet.
Der Einfachheit wegen will ich sie trotzdem meist als
„Kohksthürme“ bezeichnen, wenn
„Condensatoren“ zu allgemein erscheint. Der Zweck der
Ziegelfüllung ist theils der, dem bei Flammöfen unvermeidlichen Ruß weitere
Durchgangsöffnungen zu geben, bis er sich abgesetzt hat, theils eine Entzündung der
Kohks durch allzu heiße Ofengase zu vermeiden.
Die Kohksthürme sind fast immer viereckig, von 9 bis 64 Quadratfuß Grundfläche und
von 5 bis 125 Fuß Höhe; sie werden theils einzeln für sich, theils in Communication
mit einander gebraucht; sie können entweder mit der freien Luft oder mit dem
Schornstein in Verbindung stehen. Natürlich sind diese Bedingungen nicht
willkürlich, sondern richten sich nach den Umständen, z. B. nach der Größe der
Chargen, ob Muffelöfen oder Flammöfen u. dgl. Da aber die Gase aus dem Calcinirofen
sehr heiß herauskommen, so ist eine Abkühlung derselben, z. B. durch eine längere
Leitung von irdenen Röhren sehr vortheilhaft; sonst wird der Kohksthurm selbst
häufig ganz heiß. Wollte man dieses durch Anwendung von mehr Wasser verhindern, so
würde man nicht nur verdünntere Säure bekommen, sondern möglicherweise sogar den
Durchgang der Gase zu sehr erschweren.
Es ist aber immer sehr schwer, namentlich wenn man nur starke Säure haben will,
sämmtliche Zersetzungsgase in einem einzigen Kohksthurme mit Vortheil zu
condensiren, und man läßt darum meist die Gase noch in einen Waschthurm (flushing tower) gehen, in welchem ihnen die Salzsäure
bis auf den letzten Rest entzogen werden kann, während die resultirende schwachsaure
Flüssigkeit als ganz werthlos für die meisten Zwecke wegläuft. Wo man hingegen die
Gase aus der Pfanne für sich allein condensirt, genügt es meist, einen einzigen
hohen Kohksthurm anzuwenden, welcher mit dem Schornstein gar nicht in Verbindung
steht.
Die Kohksthürme können (nach A. Smith) mit folgenden
Fehlern behaftet seyn. Wenn die Kohks zu lose geschichtet oder die Stücke zu groß
sind, so wird dem Gase nicht genug Widerstandsfläche entgegengesetzt; auch stürzen
dann leicht einzelne Schichten zusammen, bilden eine compactere Masse und lassen dem
Gase einen leichteren Weg durch einen anderen Theil des Querschnittes. In diesem
Falle bleibt ein großer
Theil des Thurmes ganz unthätig, und daher sind auch manche äußerlich sehr große
Kohksthürme in ihrem effectiven Theile nur sehr klein. Ganz derselbe Fall tritt ein,
wenn die Kohks zu dicht gepackt sind. Dann wird dem Gase solcher Widerstand
entgegengesetzt, daß es die doch immer vorhandenen weiteren Stellen aufsucht. Ein
sehr schlimmer Fall ist es, wenn die Thürme aus dem Loth gewichen sind. Dann rinnt
das Wasser nicht gleichmäßig herunter, und das Gas steigt natürlich gerade
hauptsächlich an der trockenen Seite auf, wo es weniger Widerstand findet. Ein sehr
großer Thurm, mit viel Wasser gespeist, kann dadurch werthlos werden. Ein solcher
Fall trat z. B. in einer Fabrik bei Newcastle ein. Man half dort dem Uebelstande
wenigstens theilweise dadurch ab, daß man an der gesenkten Seite hölzerne Fächer
anbrachte, welche das Wasser zwangen nach der anderen Seite des Thurmes
hinüberzufließen. Sehr häufig sind die Thürme überhaupt zu klein. Einigermaßen kann
man diesem Uebelstande durch vermehrten Wasserzufluß abhelfen, aber nur bis zu einem
gewissen Grade. Die Condensation erfordert nämlich eine gewisse Zeit und kann, wenn
die Thürme nicht hoch genug sind, durch keine noch so große Wassermenge vollständig
erreicht werden. Ein großer Kohksthurm arbeitet also immer vortheilhafter als ein
kleiner. Es sind Fälle vorgekommen, wo ein kräftiger Strom Wasser herabsiel und nur
ganz schwach sauer unten anlangte, während das Gas oben stark sauer entwich. Wenn zu
viel Wasser herabfließt, kann dadurch sogar die Oberfläche der Kohks verringert und
ihre Wirksamkeit verschlechtert werden. Ich will hier, was in den Blaubüchern fehlt,
darauf aufmerksam machen, daß die Vertheilungs-Vorrichtungen für das Wasser,
ehe es auf die Kohks strömt, häufig sehr unvollkommen sind; eine sehr zweckmäßige
Vorrichtung dazu wird später an ihrem Orte im Detail beschrieben werden. Sehr
wichtig ist es auch, daß das Gas immer in entgegengesetzter Richtung mit dem Wasser
gehen, also immer aufsteigen soll. Condensatoren mit einer Scheidewand im Inneren,
in welchen das Gas erst aufsteigt und dann herabgeht, sind mithin fehlerhaft
construirt. In dem ersten Blaubuche (S. 25) ist ein flagranter Fall aufgeführt, wo
ein solcher sehr schlecht wirkender Kohksthurm sofort zur richtigen Function
gebracht wurde, als man das oben angelangte Gas durch einen Röhrenstrang nach unten
führte und dann wieder in der zweiten Abtheilung aufsteigen ließ.
Es ist ferner von großer Wichtigkeit, daß der Zug durch die Kohksthürme nicht zu
stark sey; denn wenn das Gas zu schnell durchgesogen wird, so kann die Condensation
nicht vollständig seyn. Dieser Uebelstand tritt natürlich nicht leicht bei solchen
Thürmen ein, welche mit der freien Luft in Verbindung stehen, wie man sie aber nur für
Condensation der aus der Zersetzungspfanne entweichenden Säure mit Vortheil benutzen
kann.
Zur Condensation der Calcinirofensäure, oder beider zusammen, braucht man stärkeren
Zug, noch mehr bei Anwendung von Flammöfen, und muß dann die Kohksthürme mit einem
hohen Schornstein verbinden. Es hat sich nun gezeigt, daß in einer großen
nordenglischen Fabrik diejenigen Thürme, welche dem Schornstein am nächsten lagen,
also den stärksten Zug hatten, viel schlechter condensirten als die entfernter
angebrachten. Bei Anwendung von Muffelöfen könnte man diesem Uebelstand meiner
Ueberzeugung nach durch Regulirung der Abzugscanäle vermittelst Schiebern (von
starkem Glase) leicht abhelfen; dieß gieng freilich in jener Fabrik nicht an, da sie
mit Flammöfen arbeitet und man bei der Schieberstellung mithin nicht nur auf die
Condensation, sondern auch auf das Feuer Rücksicht zu nehmen hat. Es fragt sich, ob
man nicht auch Abhülfe schaffen könnte, wenn man auf den Schornsteinzug ganz
verzichtete, und den Zug durch einen im Ausgangsrohre spielenden Dampfstrahl
bewirkte; natürlich wäre eine Regulirung desselben sehr leicht. Ich kann jedoch
hierüber keine Angaben aus der Praxis anführen.
Ganz außerordentlich unterstützt wird die Wirksamkeit der Kohksthürme durch vorherige
Abkühlung der Gase. Schon oben habe ich eine Aeußerung des darin wohl competentesten
Mannes, Dr. Angus Smith,
angeführt. Man kann schon, wenn auch nicht mit vollkommener Sicherheit, auf gute
Condensation schließen, wenn ein Temperaturunterschied von 50° C. zwischen
dem Eingangs- und Ausgangsrohre in den Thüren besteht. Den Kohksthürmen wird
natürlich um so mehr Arbeit abgenommen, je mehr die Gase schon vor ihrem Eintritte
abgekühlt worden sind, und die Condensation erfolgt um so viel sicherer. Bei
Flammöfen entweicht das Gas manchmal mit solcher Hitze, daß die Kohks in Brand
gerathen können.
Es steht unbedingt fest, daß bei einer rationell construirten
Condensationsvorrichtung das Gas vor dem Kohksthurm erst eine Strecke passiren muß,
wo die luft kühlend darauf wirken kann, und zwar sind dazu am geeignetsten irdene
Röhren, entweder für sich oder in Verbindung mit steinernen Trögen, welche eine
große Kühlfläche darbieten. An einem Orte sah ich eine große Kammer aus Mauerwerk,
ohne Füllung mit Kohks, zu demselben Zwecke. Auch die bekannten Bonbonnes gehören
hierher, und wirken, so benutzt, d. h. in Verbindung mit einem Kohksthurme, ganz
vortrefflich; aber sie sind sehr umständlich in der Manipulation und, was weit mehr
in Anschlag kommt, der Durchmesser der Gascanäle ist bei ihnen nothwendigerweise ein
sehr beschränkter; und dieses sowohl als die vielen Kniee machen den Zug sehr schlecht;
sie sind daher für größere Fabriken überhaupt kaum anwendbar, und selbst für
kleinere würde ich Röhren mit Steintrögen, so wie sie unten beschrieben werden
sollen, vorziehen.
Am nächsten liegt die Anwendung der Röhren natürlich, wenn die Glaubersalzöfen sich
in einiger Entfernung von den Kohksöfen befinden; sie werden auch wohl aus diesem
Grunde zuweilen absichtlich so angelegt. In mehreren Fabriken fand ich einen Abstand
von 200 bis 300 Fuß von den Pfannen bis zu den Thürmen.
In Muspratt's Fabrik in Liverpool, wo der beschränkte Raum
nicht eine lange horizontale Leitung gestattet, und die Thürme ganz in der Nähe der
Oefen stehen, wird das Gas in Thonröhren erst vielleicht 50 Fuß aufwärts geführt,
dann durch ein Doppelknie wieder abwärts, und geht dann erst in den Thurm.
Einige sehr interessante directe Experimente über die abkühlende Wirkung der
Thonröhren sind in dem dritten Blaubuche (S. 40) beschrieben. So z. B. aus Kurtz's Fabrik in St. Helens. Hier passiren die Gase aus
der Pfanne und dem Muffelofen zusammen ein zwölfzölliges Thonrohr. Die Temperatur
dicht hinter dem Ofen fand sich (ich übersetze sie immer in Celsius'sche Grade)
170°; 6′ 3″ weiter 136°, 5 und 7′ 3″
weiter 110°; sie war also in einer Länge von 13′ 6″ um
60° gesunken, d. h. um 40°,44 auf den laufenden Fuß. Nun trat das Gas
in einen Steintrog von 200 Kubikfuß Inhalt ein, und verließ ihn mit einer Temperatur
von 76°, 5; nach einer weiteren Passage durch 48 Fuß zwölfzölliges Thonrohr
war seine Wärme 60°; die Condensation in dem Kohksthurme war absolut
vollständig. Allerdings war die Lufttemperatur während des Experimentes nur
6° C.
In einer anderen Fabrik sank die Temperatur während einer Passage durch 94 Fuß
Thonrohr von 162° auf 75°, 5, und zwar, wie man aus den Details sieht,
schon nach den ersten 40 Fuß auf 86°, 5. In einer dritten Fabrik, gleichfalls
mit vollständiger Condensation, zeigte das Gas dicht hinter der Pfanne 123°
bis 149°, und nach Durchstreichung einer 250 Fuß langen Röhrenleitung
34° bis 41°.
Ein Punkt, welchen die englischen Inspectoren naturgemäß als sie nicht angehend gar
nicht berühren, welcher aber für die meisten deutschen Fabriken von hoher
Wichtigkeit ist, betrifft die Möglichkeit, starke und möglichst reine Salzsäure für
den Handel zu erhalten. Auch für diesen Zweck sind die Thonröhren, welche dann mit
Steintrögen combinirt werden müssen, von größter Wichtigkeit, und machen die
Bonbonnes auch für
diesen Zweck ganz entbehrlich. Man wird nach etwa 50 Fuß langer Röhrenleitung so gut
wie alle Schwefelsäure in dem ersten Troge condensiren, und in den folgenden reine
Salzsäure erhalten. Die Thurmsäure kann man dann durch den ersten Trog hindurch
fließen lassen, da sie ohnehin nie rein ist, und so angereichert zur
Chlorkalkfabrication verwenden, während die Säure aus den übrigen Trögen in den
Handel kommt, zum Gebrauche für Zuckerfabriken u. s. f. Ich werde weiter unten eine
dafür taugliche Anordnung beschreiben; doch werden die localen Umstände, namentlich
die Niveauverhältnisse, in jeder Fabrik einige Eigenthümlichkeiten oder Abweichungen
zur Folge haben.
Eine ungemein wichtige Vorfrage für die Condensation ist noch: ob man zur Calcinirung
des in der Zersetzungsschale erhaltenen Breies Muffel- oder Flammöfen
anwenden solle. Diese Frage ist in den englischen Blaubüchern unentschieden
gelassen; in den ersten Berichten ist angeführt, daß man vollkommene Condensation nur bei Muffelöfen beobachtet habe; in dem
dritten Berichte dagegen ist gesagt, daß es in diesem Jahre auch bei einigen
Flammöfen gelungen sey, vollkommene Condensation zu erzielen. Es kann auch gar nicht
fraglich seyn, daß man durch hinreichend gute Abkühlung und hohe Kohkssäulen auch
bei Flammöfen immer an's Ziel kommen kann, bei Voraussetzung sorgsamer Arbeit. Aber
damit ist die Frage noch nicht im ökonomischen Sinne
gelöst. Es ist ganz unvermeidlich bei Flammöfen, daß man eine große Menge sehr verdünnter Salzsäure erhält, welche in Deutschland nur in
den wenigsten Fällen verwerthet werden kann. Dagegen kann man mit Muffelöfen so
arbeiten, daß die aus dem Waschthurme (flushing tower)
ablaufende Flüssigkeit 0° bis höchstens 1° Baumé; zeigt, so daß man
sie in jedem Canale fortlaufen lassen kann und einen höchst unbedeutenden Verlust
hat, während sämmtliche übrige Säure hinreichend stark erhalten wird, um entweder
zur Chlorkalkfabrication benutzt oder verkauft zu werden. Sollte man verdünnte Säure
gebrauchen, so steht ja eine Verdünnung durch das Wasser des Waschthurmes immer
frei. Ich stehe also nicht an, wenn es sich um gute Condensation der Salzsäure
handelt, die Anwendung von Muffelöfen ganz unbedingt für Deutschland zu empfehlen.
Die Flammöfen haben allerdings auch große Vorzüge anderer Art; aber nachdem ich
Alles hin und wieder erwogen und die mir vorliegenden Daten verglichen hatte, habe
ich mich doch auch noch aus anderen Rücksichten für Muffelöfen entschieden, obwohl
mein Wirkungskreis in einem Districte liegt, in welchem nur 4 Muffelöfen
(einschließlich der meinigen) auf mehr als 50 Flammöfen vorhanden sind. Eine nähere
Erörterung dieses Gegenstandes würde den vorliegenden, nur der Condensation gewidmeten
Aufsatz zu sehr ausdehnen, und findet vielleicht später eine besondere Stelle.
Zum Schlusse dieser allgemeinen Bemerkungen über Condensation will ich noch eine
Tabelle über die Condensationseinrichtungen und die Wirksamkeit derselben für alle
englischen Fabriken geben. Meine Daten sind aus drei in dem Blaubuche für 1866
gedruckten Tabellen entnommen, in welchen sie so auseinander gerissen sind, daß es
nicht möglich ist, directe Schlüsse aus ihnen zu ziehen; die Nummern folgen sich
darin nicht einmal in derselben Ordnung. Ich habe daher die wesentlichsten Daten in
einer Tabelle vereinigt, und dazu die Columnen d und e neu berechnet; sie reduciren den Kühlraum (in Röhren,
Trögen u. dgl.) und den Condensationsraum (in Kohksthürmen und Ziegelthürmen) auf
die Verarbeitung einer Tonne Salz per Woche, und
gestatten daher eine Vergleichung. Leider sind einzelne Daten der englischen
Tabellen durch grobe Druckfehler ganz unverständlich; ich habe die betreffenden
Nummern auslassen müssen. Auch hat die Angabe des Kühl raumes viel weniger Werth, als diejenige der Kühl oberfläche gehabt haben würde. Dagegen sind die Angaben über die Thürme
sehr vollständig und interessant; es wäre aber kaum möglich sie mit
Uebersichtlichkeit auf einer Tabelle mit den anderen Daten zu vereinigen, und ich
muß mich deßhalb auf die reducirte Columne e
beschränken, welche eigentliche Condensations- und Waschthürme zusammenwirft.
Bei Flammöfen wiegt im Allgemeinen der Kubikinhalt der letzteren, bei Muffelöfen
derjenige der ersteren vor; die Höhe ist immer größer bei den Condensations-
als bei den Waschthürmen, wenn eine Verschiedenheit stattfindet, obwohl es
logischerweise eigentlich umgekehrt seyn sollte. Zur Füllung dienen bei den
Condensationsthürmen ausschließlich Kohks, mit einziger Ausnahme von Nr. 14; bei Nr.
11 sind Ziegel und Kohks angeführt; von den Waschthürmen finden sich etwa ¾
mit Kohks und ¼ mit Ziegeln (feuerfesten Steinen) gefüllt; die letzteren
kommen namentlich in einem bestimmten Districte zusammengehäuft vor. Unter
Waschthürmen verstehe ich übrigens alle Thürme, in welchen nur schwache Säure (bis
etwa 5° Baumé) condensirt wird; es gehören also die Thürme für die Ofengase aus Sulfatflammöfen
dahin.
Tabelleüber Condensation der Salzsäure
in England.
a
b
c
d
e
f
g
h
Nr.
Anzabl der Zersctzunqsschalen.
Anzahl der per Woche
verarbeiteten Tonnen Salz (à 20 Ctr.).
Kühlraum in Kubikf. per
Tonne Salz per Woche.
Sonden-sationsraum in Thürmen, Kudikf. per Tonne Salz per
Woche.
Anzahl der Flammöfen.
Anzahl der Muffelöfen.
Uncondensirtes Salzsäuregas in Proc.
1
3
100
7,5
73,0
0
3
0
2
1
15
13,3
78,0
0
1
0,02
3
1
14
102,1
26,8
0
1
0
4
2
116
0
55,9
0
4
0
5
1
50
1,3
72,4
0
2
0,17
6
1½
60
11,7
137,2
0
3
0
7
7
220
10,3
94,9
0
7
0
8
6
260
0
51,7
0
6
0
9
1
40
6,2
76,4
0
1
0
10
3
180
2,3
45,5
0
6
0
11
5
200
2,0
67,3
1
4
0,06
12
4
156
0
93,1
0
4
0
13
1
54
13,0
61,6
0
2
0,19
14
3
200
0
45,8
6
0
4,06
15
2
135
0
44,1
4
0
1,16
16
3
110
2,7
147,1
0
3
0
17
2
90
0,5
40,9
0
4
0,07
18
5
225
3,5
47,5
0
5
0
19
2
90
2,2
33,2
0
4
0
20
3
125
20,4
81,4
6
0
0,48
21
1
27
22,2
153,5
0
2
0
22
9
350
25,9
80,2
0
9
0
23
2
40
15,3
64,7
0
2
0,67
24
3
100
2,9
39,2
0
3
0,04
25
1
36
0,6
46,0
1
1
0,25
26
1
50
1,2
33,4
0
1
0,03
27
1
50
0,4
25,2
0
1
2,16
28
1
50
2,0
70,0
0
2
0
29
1
40
0,5
52,0
1
0
3,62
30
1
39
8,7
67,7
0
1
0
31
2
60
25,9
76,6
0
2
0
32
1
25
4,8
72,5
0
1
0
33
1
14
132,1
171,7
1
0
1,41
34
3
85
32,2
130,0
2
1
0,96
35
1
27
10,1
56,2
0
1
2,02
36
1
27
5,4
47,1
0
1
0,92
37
7
170
9,5
93,9
0
7
0
38
2
57
1,6
31,5
0
2
0
39
2
68
175,6
185,7
2
0
1,32
40
1
23
61,5
81,0
0
1
0,72
41
1
18
75,7
40,0
0
1
0,87
42
2
54
70,0
73,3
0
2
0
43
2
43
38,3
46,0
0
2
0
44
1
30
56,8
85,3
1
0
3,09
45
1
15
7,0
144,0
0
1
0,61
a
b
c
d
e
f
g
h
Nr.
Anzabl der Zersctzunqsschalen.
Anzahl der per Woche
verarbeiteten Tonnen Salz (à 20 Ctr.).
Kühlraum in Kubikf. per
Tonne Salz per Woche.
Sonden-sationsraum in Thürmen, Kudikf. per Tonne Salz per
Woche.
Anzahl der Flammöfen.
Anzahl der Muffelöfen.
Uncondensirtes Salzsäuregas in Proc.
46
1Cyl.
10½
0
44,5
0
1
0
47
4
140
14,8
82,3
2
2
0
48
1
28
23,0
54,0
0
1
0
49
2
86
5,4
62,6
2
0
2,7
50
2
86
1,1
59,5
2
0
2,3
51
1
36
20,4
56,2
1
0
0
52
1
36
21,6
102,5
1
0
0
53
4
144
12,6
58,0
4
0
3,2
54
1
36
2,6
13,5
1
0
2,8
55
1
57
9,2
34,1
2
0
0,9
56
1
36
6,4
56,8
1
0
0
57
6
240
12,0
107,2
6
0
1,6
58
5
263
35,0
88,0
5
0
0,9
59
2
72
4,1
27,1
0
2
0,6
60
1
36
1,8
27,7
1
0
0
61
1
36
4,3
44,7
1
0
2,2
62
2
70
36,6
141,4
2
0
0
63
1
36
15,5
127,5
1
0
0
64
2
86
5,0
63,1
2
0
0,9
65
1
47
58,7
83,0
1
0
0
66
1
40
28,5
75,0
1
0
0
67
1
38
13,2
81,0
0
1
0,6
68
1
9
59,1
26,0
0
1
1,71
69
16
460
30,9
48,9
2
18
0,35
70
3
105
8,9
38,0
0
3
2,44
71
1
10½
55,9
116,5
0
1
1,3
72
4
120
15,0
54,0
0
5
0,023
73
1
15½
47,0
83,6
0
1
0,79
74
1
36
11,2
23,6
0
1
0,66
75
1
23,8
24,9
51,8
0
1
1,6
76
1
25
24,3
50,0
0
1
1,7
Außerdem sind noch 11 Fabriken aufgeführt, welche ich auslasse, weil die Daten
unvollständig oder durch Druckfehler unverständlich sind, und von 24 Fabriken finden
sich gar keine Angaben in dem Berichte. Im Ganzen sind jetzt 101 Alkali Works in Großbritannien und Irland
registrirt.
Ich werde nun eine Condensationseinrichtung im Detail beschreiben, welche mir nach
Besichtigung vieler der bedeutendsten englischen Sodafabriken und nach mehrjähriger
Thätigkeit in einem der Centren der brittischen Sodafabrication am zweckmäßigsten
auch für deutsche Verhältnisse zu seyn scheint.
Aus dem eben gegebenen Resumé der officiellen Berichte des Dr
Smith ergeben sich schon die Gründe, welche dafür
sprechen, neben den
Kohksthürmen eine vorgängige Abkühlung der Gase eintreten zu lassen, und ich kann
daher auf das Bestimmteste anrathen, die Kohksthürme in einer Entfernung von 100 bis
200 Fuß von den Glaubersalzöfen anzulegen, oder wenn dieß nicht möglich seyn sollte,
den oben aus Muspratt's Fabrik angeführten Ausweg
einzuschlagen, nämlich die Gase in einem Röhrenstrange vertical auf- und
abwärts zu leiten, um mehr Kühlfläche zu erlangen. Es versteht sich nach meinen
früheren Auseinandersetzungen von selbst, daß ich die Anwendung von Muffelöfen zur
Glaubersalzdarstellung voraussetze, und ich will deßhalb nur, um alle Unklarheit zu
vermeiden, schon jetzt ein- für allemal bemerken, daß
alle zu beschreibenden Apparate und Dimensionen sich auf Muffelöfen
beziehen; für Flammöfen müßten nicht nur größere Apparate gewählt werden,
sondern es ließe sich dann auch gar nicht mit irgend welchem Vortheile versuchen,
die beschwerliche doppelte Condensation der Pfannen- und Ofengase zu
vermeiden und eine einzige Gasleitung anzuwenden. Bei Muffelöfen aber läßt man die
Gase aus der Pfanne und dem Calcinirraum zusammentreten und leitet sie in einem
gemeinschaftlichen Röhrenstrange fort.
Selbstredend empfiehlt es sich unter allen Umständen, die Operationen so zu leiten,
daß die Chargirungszeiten der beiden Oefen nicht zusammentreffen, sondern daß
vielmehr die eine Pfanne chargirt werde, wenn die andere etwa halb abgearbeitet
ist.
Die Einschaltung von Steintrögen zwischen den Oefen und Kohksthürmen ist nicht
unbedingt nothwendig, und es läßt sich auch ohne sie vollkommene Condensation,
selbst zu starker Säure, erzielen. Dennoch muß ich sie entschieden schon im
allgemeinen, aber namentlich für deutsche Verhältnisse empfehlen, wo man vieler und
zwar auch schwefelsäurefreier Salzsäure für den Handel benöthigt. Zunächst kann man
bei alleiniger Anwendung von Kohksthürmen die Salzsäure zwar stark genug für den
eigenen Gebrauch (17 bis 18° Baumé), aber nicht für den deutschen Handel (21
bis 22° Baumé) gewinnen, wenn man es nämlich vermeiden will, ein irgend
beträchtliches Quantum schwacher, werthloser Säure (Waschwasser) zu erhalten. Es
liegt auf der Hand, daß wenn man im ersten Thurme den Wasserzufluß verringert, man
in diesem zwar concentrirtere Säure erhalten wird; aber dann muß man unbedingt in
dem zweiten Thurme mehr Wasser zufließenlassen, um vollständige Condensation zu
erzielen, und es wird überhaupt mehr Gas unabsorbirt aus dem ersten Thurme in den
zweiten entweichen. Die Praxis hat ergeben, daß bei Thürmen von richtiger
Construction die Concentration nicht unter 18° Baumé zu fallen braucht, aber
auch nicht über diesen Punkt getrieben werden kann, ohne daß der eben berührte
Uebelstand eintritt; man müßte denn einen besonderen kleinen Thurm zur
Vorcondensation erbauen, dessen Zweck aber besser und billiger durch die Steintröge
erreicht wird. Nur wo das Quantum Verkaufs-Salzsäure sehr groß ist, und wo es
zugleich nicht auf die gelbe Farbe und den Eisengehalt ankommt, welchen sie immer
aus den Kohks aufnimmt, ließe sich ein besonderer Vorcondensator anrathen.
Die Zahl der Steintröge habe ich auf drei angenommen; man wird meist mit dieser Zahl
seinen Zweck erreichen. In dem ersten verdichtet sich so gut wie alle mit
fortgerissene Schwefelsäure, und die darin erhaltene Säure ist also sehr unrein; die
beiden folgenden enthalten hinreichend reine und starke Salzsäure. Man kann sie mit
Wasser speisen und die Flüssigkeit ablassen, wenn sie hinreichend mit Säure beladen
ist. Bei einer größeren Anzahl von Trögen kann man sie auch mit Heberröhren
verbinden und einen Strom Wasser in ihnen dem Strom des Gases entgegenfließen
lassen, ganz wie es meist in den Bonbonnes geschieht. Man wird aber nicht den großen
Vorzug übersehen, den die Tröge vor den Bonbonnes haben: erstens in der Einfachheit
und Haltbarkeit, und zweitens in dem großen Durchmesser, welchen man den
Leitungsröhren geben kann; auch kann man diese seitlich, statt in Knieen, einmünden
lassen, und dadurch den Zug weniger stören.
In Fig. 1
findet sich die Skizze einer Condensationseinrichtung, wie sie vollkommen zur
absoluten Condensation der Salzsäure aus zwei englischen Muffelöfen ausreicht. Die
zu Grunde liegende Wochenproduction beider Oefen zusammen beträgt im Durchschnitt 80
Tonnen (à 20 Centner) wasserfreies Glaubersalz. Man
sieht zunächst bei a den Röhrenstrang, welcher das Gas
von den Oefen herleitet; er muß über den Oefen so hoch vertical aufgeführt seyn, daß
er von da bis in den ersten Steintrog b fortwährenden
Fall (etwa ½ Zoll auf den laufenden Fuß) hat. Die Gase treten aus den Oefen
in 15 Zoll weiten Thonröhren aus, welche entweder gesondert in die Cisterne b eintreten, oder sich schon vor derselben in einem Yförmigen Verbindungsstücke vereinigen; das sie
gemeinsam fortsetzende Rohr muß dann 21 Zoll lichte Weite haben, und diese Dimension
ist auch für alle später auftretenden Rohrleitungen beizubehalten. Ich ziehe es vor,
beide 15 zöllige Röhren gesondert in den Trog b
einzuführen, weil man dann beim Stillstande des einen Ofens die mit dem anderen in
Verbindung stehende Röhre durch das Mannloch von d
absperren und Nebenzug abhalten kann.
Man bemerkt dann die drei Steintröge b, b1 und b11 Sie stehen am Boden
mit einander in abschließbarer Verbindung durch 1–2 zöllige Thonröhren, und haben außerdem
jede noch einen Ablaßhahn. Man sieht auch das 1½ Zoll weite Thonrohr i, welches sie mit den Sammelcisternen h und h1 verbindet, und es gestattet, die in b, b1 und b11 condensirte Säure dorthin abfließen zu lassen,
wenn man sie nicht direct aus den letzteren in Ballons abläßt. Nach den jedesmaligen
localen Bedürfnissen wird man vielleicht nur den Inhalt von b nach h und h1 ablassen, um ihn zur Chlorkalkfabrication zu
verwenden, dagegen die Säure aus b1 und b11 in Ballons zum Verkauf abziehen u. f. f.
Die Aufstellung der Tröge muß so seyn, daß das Gas aus ihnen in den ersten Kohksthurm
noch anzusteigen hat; am besten legt man sie sogar tief
genug an, um allenfalls die Thurmsäure noch in sie fließen lassen zu können, muß
aber dabei beachten, daß man auch noch Fall aus ihnen nach den Sammelcisternen h, h1 behält. In der Zeichnung ist der letzt erwähnte
Fall nicht vorgesehen; aber überhaupt kann sich eine solche allgemeine Skizze nicht
auf die Specialitäten der Niveau's einlassen, welche in jeder Fabrik nach den
localen Umständen einzurichten sind. Ich will deßhalb nur diejenigen
Niveaubedingungen anführen, welche unerläßlich sind.
Das Gas tritt dann in einen Kohksthurm c von 7 Fuß im
Quadrat lichter Weite und 45 Fuß Höhe, welcher als Hauptcondensator dient. Aus
diesem tritt es oben heraus, wird in dem (wieder 21 Zoll weiten) Röhrenstrange c1 nach abwärts
geleitet und tritt unten in den Waschthurm d ein,
welcher eben so hoch als c ist, aber nur 4 Fuß im
Quadrat lichte Weite hat. Aus diesem tritt es wieder oben heraus, und geht in dem
Röhrenstrange e abwärts in einen Zugcanal, welcher mit
dem Schornstein in Verbindung steht. In diesem muß durchaus ein Schieber angebracht
seyn, welcher die Regulirung des Zuges durch die Thürme gestattet, und nie weiter
geöffnet wird, als eben nothwendig ist. Als passende Substanz dafür empfiehlt sich
Glas, z. B. das englische rough plate glass
Anstatt das Gas, wie eben angegeben, zu leiten, ist es freilich viel einfacher die
Thürme c und d oben zu
verbinden; das Gas steigt dann in c aufwärts, tritt oben
nach d über und geht in diesem abwärts, um unten heraus
in den Zugcanal zu treten. Man erspart dabei die beiden Röhrenstränge c1 und e. Aber diese Ersparniß ist nicht in Anschlag zu bringen
gegenüber der weit vollkommeneren Wirksamkeit für Condensation, welche die zuerst
beschriebene Einrichtung hat.
Die beiden Thürme werden mit Wasser gespeist aus der hölzernen Cisterne f, welche auf einem am besten von den Thürmen
unabhängigen Gerüste, über diesen angebracht ist, so zwar, daß zwischen der
Oberseite der Thürme
und dem Boden der Cisterne noch Mannshöhe ist. Die Hähne g, g führen das Wasser den Thürmen in der
später zu beschreibenden Weise zu.
Die condensirte Säure aus c wird nach den Sammelcisternen
h, h1 abgelassen, deren Oberseite nicht höher als der
Boden des Thurmes seyn darf; man benutzt h zum
Einlaufen, während h1
zum Ablassen der Säure in die Chlorblasen u. dgl. dient, und umgekehrt. Auch diese
Cisternen müssen darum erhöht fundamentirt seyn, und es ist ganz unbedingt
anzurathen, der Säure aus ihnen Fall nach den Chlorblasen zu geben, wozu eine Höhe
des Fundaments von 5 Fuß meist zureichen wird. Es sind mir zwar Beispiele bekannt,
wo die Säure durch Gutta-percha-Pumpen gehoben wurde; aber die damit
verbundenen Mißlichkeiten waren so groß, daß mir jene Beispiele entschieden als
abschreckende gedient haben.
Ich will nun zur detaillirten Beschreibung der Construction aller erwähnten
Condensationsvorrichtungen übergehen, und mit den Thonröhren anfangen, welche das Gas zunächst aus dem Glaubersalzofen
wegleiten. Was vorerst deren Material betrifft, so wird von mehreren Londoner
Fabriken (sämmtlich in Lambeth belegen) eine eigene Masse dargestellt, welche sich
durch große Widerstandsfähigkeit gegen Säuren und Temperaturveränderungen
auszeichnet, und wohl ungefähr mit den Erzeugnissen der March'schen Fabrik in Charlottenburg auf einer Stufe steht.
Leitungsröhren aus dieser Masse finden sich wohl in der Mehrzahl englischer Fabriken,
welche überhaupt Thonröhren anwenden; sie sind aber sehr kostspielig. Conische
Röhren z. B., welche von 18 Zoll auf 15 Zoll abnehmen, kosten per Stück von 4½ Fuß Länge 15 Shilling, also über 1 Thlr. pr. Cour.
per laufenden Fuß. Ich versuchte deßhalb Röhren aus
derselben Masse, wie sie zu den Newcastler Chamottsteinen verwendet wird; sie wurden
absichtlich unglasirt angefertigt und 24 Stunden in heißem Theer untergetaucht
gehalten, bevor sie in Gebrauch genommen wurden, wodurch sie denn auch vollkommen
gasdicht wurden. Diese Röhren haben sich in längerem Gebrauche vollkommen bewährt
und stehen den Londonern in nichts nach. Ihr Preis beträgt für dieselbe effective
Weite, 15 Zoll, per Stück von 3 Fuß Länge excl.
Verbindungsmuff nur 4 Shilling; sie kosten also um das 2½fache weniger als
das Londoner Fabricat. Auch bei uns in Deutschland wird man ähnliche Röhren an allen
Orten, wo feuerfeste Ziegel gefertigt werden, darstellen können.
Was ferner die Gestalt der Röhren betrifft, so war früher
die conische allgemein
üblich, wo ein Rohr in das andere hineinragt, und das Dichtungsmittel zwischen die
beiden eingestemmt wird (man s. beistehende Figur). Den Grad der Zuspitzung kann man
aus der obigen
Textabbildung Bd. 188, S. 307
Angabe ersehen, wornach Röhren von 4 Fuß 6 Zoll Länge bei 15
Zoll lichter Weite an einem Ende, sich auf 18 Zoll am anderen erweitern. Röhren
dieser Form können nicht durch Pressen angefertigt, sondern müssen von Hand geformt
werden und kommen dadurch theurer zu stehen. Ich wählte darum die daneben
gezeichnete Form von Röhren mit Muffen: Verbindungen, welche sehr viel leichter und
billiger anzufertigen sind und sich auch in der Praxis vollkommen bewährt haben.
Als Dichtungsmittel für die Fugen dient ein durch Zusammenkneten von Steinkohlentheer
und fein gemahlenem Chamottthon hergestellter Kitt. Man verleibt dem Theer so viel
Thon ein, daß eine noch gut plastische Masse entsteht, und knetet sie sehr gut
durch, etwa wie man den Leinöl-Mennig-Kitt behandelt, welcher übrigens
ebenfalls manchmal zu diesem Zwecke angewendet wird, jedoch nicht nur theurer,
sondern auch weniger zweckmäßig ist; beide werden in gleicher Weise in die Fugen
eingestemmt. Wenn man größerer Mengen Theer-Thonkitt bedarf, wie es oben bei
der Construction eines Condensators der Fall ist, so empfiehlt es sich den Theer und
Thon auf einem Kollergange zusammenzumahlen. In Lancashire führt dieser Kitt den
sonderbaren Namen Barytes.
Die Dimensionen der Röhren kann man folgendermaßen bestimmen. Für einen
Sulfat-Muffelofen von 800 Centner Wochenproduction reicht eine lichte Weite
des Gasrohres von 15 Zoll aus, und zwar gemeinschaftlich für Pfannen- und
Ofensäure. Manche Fabriken haben sogar nur 12 Zoll Weite; doch ziehe ich 15 Zoll aus
Rücksicht auf schnellere Ableitung der Gase vor. Wenn man dann die Gase zweier
Pfannen und Oefen gemeinschaftlich fortleitet, muß man ein Rohr von 21 Zoll im
Lichten anwenden.
Die Länge der Rohrstücke wird man so groß nehmen, als es die Röhrenpresse überhaupt
gestattet, um so wenig Fugen als möglich zu haben. Es braucht kaum erwähnt zu
werden, daß man die Unterstützung der Röhren so anordnen muß, daß die Fugen für
etwaiges Nachstemmen ringsum zugänglich bleiben, und daß die condensirte Säure in
der Zeichnung von
rechts nach links läuft, also die Muffe immer höher liegen, wenn man nicht ganz
horizontal zu gehen gezwungen ist. Der schiefe Röhrenstrang c1 in Fig. 1 muß durch zwei ihm
entlang laufende Balken oder in anderer beliebiger Weise unterstützt werden, was in
der Zeichnung nicht angedeutet ist.
Säuretröge. — Die Tröge b, b1, b11 und h, h1 in Fig. 1 unterscheiden sich
nur durch ihre Dimensionen; ihre Construction ist ganz identisch. Man kann aber für
diese Construction selbst verschiedene Systeme anwenden. In Deutschland findet man
noch Tröge, welche aus einem einzigen Blocke gearbeitet sind. Bei größeren
Dimensionen stellen sie sich natürlich enorm theuer; sie sind dem Springen sehr
ausgesetzt und kaum zu repariren. Ich gehe daher nur näher auf die beiden in England
gebräuchlichen Constructionen ein, welche in den Figuren 2 bis 6, resp. 7 bis
10 dargestellt sind.
Bei der ersten Construction stoßen die Kanten der Seitensteine mit einer Neigung von
45° zusammen; die Verankerung wird durch gußeiserne Eckstücke und die
Dichtung in den wesentlichsten Theilen durch Kautschukstränge bewirkt. Fig. 2 zeigt
einen solchen Trog von oben, nach Hinwegnahme des Deckels, Fig. 3 den Seitenaufriß,
Fig. 4 den
Bodenstein und Fig.
5 einen der vier gleichen Seitensteine, wie sie vom Steinmetzen bearbeitet
werden müssen; Fig.
6 ist Seitenansicht (a) und
Horizontaldurchschnitt (b) der gußeisernen Eckstücke.
Zur Bearbeitung des Bodensteines gehört es vor Allem, daß eine seichte, etwa 1 Zoll
breite und ¼ Zoll tiefe, halbrunde Furche eingemeißelt wird in der Mitte der
Stelle für die Bodenkante der Seitensteine, um den Kautschukstrang aufzunehmen.
Natürlich setzt dieß voraus, daß der Stein recht horizontal gespalten ist; man wird
aber doch trotzdem noch ein Band von 6 Zoll Breite ganz eben abmeißeln müssen, in
welches dann die Furche eingeschnitten wird. Bei den Seitensteinen (Fig. 5) muß die Bodenkante
ganz eben abgemeißelt und eine ganz entsprechende Furche eingeschnitten seyn. Die
beiden Seitenkanten werden in der gezeichneten Weise zugerichtet, wobei aber nur der
schräge, mit der Dichtungsfurche versehene Theil glatt gemeißelt zu seyn braucht.
Die Oberkante wird mit einem Falz zur Aufnahme des Deckels versehen. Dieser selbst
bedarf keiner weiteren Bearbeitung; er darf auch aus zwei Hälften bestehen, während
dieß bei dem Bodensteine absolut zu vermeiden ist. Man sollte auch ein Mannloch in
dem Deckel anbringen. Wenn der fertig bearbeitete Bodenstein auf seinem Fundament in
vollkommen horizontale Lage gebracht worden ist, wird ein endloser Ring von
einzölligem, massivem Kautschukstrang in die Furche gelegt, deren eckiger Gestalt er
sich natürlich leicht
anbequemt, und an den etwas abgerundeten Ecken durch Stifte festgehalten. In diese
Ecken werden durch Einschnitte ⅝ zöllige Kautschukschnüre befestigt, deren
Länge der Höhe der Seitensteine entspricht; sie dienen später zur Dichtung der
Verticalfugen, und werden inzwischen durch von oben herkommende Schnüre
festgespannt. Die vier Seitensteine werden dann einzeln an ihre Stellen gebracht,
und etwas über ihrer schließlichen Lage durch Pflöcke festgehalten, indem sie sich
sämmtlich nach außen neigen und sich an hölzerne Stützen anlehnen. Wenn sie so
ungefähr an ihren Stellen sind, werden sie vorsichtig nach und nach genau auf den
richtigen Ort und in völlig senkrechte Lage gebracht, und die waagrechten und
senkrechten Kautschukschnüre in ihre Furchen hineingezogen, worauf die Pflöcke
angezogen werden und das Gewicht des Steines auf den Kautschuk drückt. Dabei bleiben
aber die Steine noch unterstützt, bis die Verankerung durch die Eckstücke und
Zugstangen (von einzölligem Rundeisen) erfolgt ist. Dieses Letztere ist eine
ziemlich mühselige Arbeit, da man jedes einzelne Stück unterstützen muß, bis der
letzte Bolzen an seinem Platze ist. Da wo die Eckstücke die Steine fassen, werden
kleine Vertiefungen eingemeißelt und Bleistreifen untergelegt, welche den
schädlichen Druck des Gußeisens auf einzelne Unebenheiten ausgleichen.
Nun legt man den Deckelstein ein, welcher durch den Theer-Thonkitt in seinem
Falze gedichtet wird; wenn er aus zwei Hälften besteht, so können diefe glatt
aneinander stoßen, mit demselben Kitte als Bindemittel. Um aber die Bodenfuge
säuredicht zu machen, reicht der Druck der Seitensteine auf den Kautschukstrang in
der Bodenfurche noch nicht hin; man muß daher zwei Querschienen, etwa von 4″
× 1½″ Stärke auf den Deckel legen, durch welche hindurch an
beiden Enden Schraubenbolzen gehen, welche unter dem Bodenstein sich rechtwinkelig
abbiegen und beim Anziehen der Muttern Deckel, Seiten und Boden zusammenpressen. Man
sieht in Figur
2 die Andeutung der Stellen, wo diese vier verticalen Bolzen angebracht
sind, und in Fig.
3 das eine Paar derselben mit der Druckschiene vollständig.
Bei der zweiten Construction greifen zwei gegenüberliegende Seiten in Nuthen der zwei
mit ihnen rechtwinkelig stehenden Seiten (welche ich der Kürze wegen fortan
„Enden“ nennen will) ein: alle vier Seiten ruhen in Nuthen
des Bodensteines. Die Verankerung geschieht nur auf zwei Seiten, durch Bolzen,
welche die vorragenden Theile der „Enden“ verbinden, und die
Dichtung geschieht durchweg vermittelst eingestemmten Theer-Thonkittes. Fig. 7 zeigt
einen so gebauten Trog in perspectivischer Ansicht, jedoch mit Beibehaltung der
richtigen Dimensionen. Nur ist, um die Einfalzung der Seiten in die Enden recht
deutlich zu zeigen, der Falz an der Oberkante weggelassen worden, welcher wie bei
der zuerst beschriebenen Construction für den Deckelstein ausgearbeitet werden muß.
Fig. 8
a zeigt den Bodenstein für sich von oben, 8 b im Durchschnitt seiner Dicke; Fig. 9
a einen der Endsteine im Aufriß, von innen gesehen; 9
b denselben im Aufriß einer Seitenkante; 9 c ist der Aufriß der Oberkante, 9 d der Aufriß der Bodenkante. Der Falz für den Deckelstein ist hier
gezeigt, da die Figuren 8, 9 und 10 wirkliche
Constructionszeichnungen für den Steinmetzen sind. Fig. 10
a ist ein Seitenaufriß eines der Seitensteine, 10 b derselbe von unten gesehen. In Fig. 8. bemerkt man
zunächst die Nuth für die vier Seiten- und Endsteine, 4⅝″ breit
und 1″ tief. In der Mitte derselben befindet sich eine V förmige Vertiefung (1 Zoll Seite des Dreiecks), welche mit einer
ähnlichen in der Bodenkante der Seitensteine zusammen eine rautenförmige
Dichtungsfuge darstellt. Der Endstein Fig. 9 zeigt eine ganz
entsprechende 1 Zoll tiefe Hervorragung an der Unterseite, da wo er in den
Bodenstein eintritt, mit dreieckiger Kittfurche; nur die beiden äußersten Ränder,
soweit sie über die Seitensteine hervorragen, sitzen rauh auf dem Bodensteine auf
und sind mit je zwei Bolzenlöchern durchbohrt. Außerdem haben die
„Enden“ ihrer Länge nach eine Nuth von 4⅝″
Breite und 1″ Tiefe, mit Vförmiger Vertiefung in
der Mitte, ganz ähnlich der im Bodensteine; in diese treten die Ränder der
Seitensteine ein Diese selbst (Fig. 10) zeigen nur eine
Vförmige Dichtungsnuth rings um die beiden Seiten
und den Boden laufend, da sie mit allen dreien in die oblongen Nuthen der Enden und
des Bodensteines eintreten; außerdem den Falz an der Oberkante. Es soll schon hier
ausdrücklich darauf aufmerksam gemacht werden, daß die Dicke der Seiten und Enden
nur auf vier Zoll angenommen ist, so daß sie in den für sie gelassenen Nuthen etwas
Spielraum haben, welcher zum Einstemmen von Kitt benutzt wird.
Wenn man zur Aufstellung eines so gebauten Troges schreiten will, so werden nach
Nivellirung des Bodensteines, die Seiten und Enden wie früher etwas über ihre
schließlichen Positionen gebracht und vorläufig unterstützt. Dann wird die Nuth des
Bodensteines mit Theer- und Thonkitt vollständig ausgefüllt und die Seiten
und Enden darauf niedergelassen, wobei sie natürlich eine Menge Kitt
herausquetschen, welcher dann inwendig und auswendig in den zwischen den Steinen und
den Rändern der Nuth bleibenden Raum eingestemmt wird. Vor dem Stemmen wartet man
jedoch zwei Tage, um den Kitt erst etwas erhärten zu lassen. Bei den senkrechten
Fugen der Seiten verfährt man etwas anders. Man macht kleine Kugeln aus dem Kitt,
läßt sie in die rautenförmige Kittfurche herabfallen und rammt sie mit einem heißen
Eisen fest ein, wobei eine Menge Kitt seitlich herausgequetscht wird; dieß setzt man
fort, bis man an die Oberfläche gekommen ist. Auch hier stemmt man dann den
herausgequetschten Kitt in die schmalen in der Nuth noch bleibenden Fugen ein. Die
vier, jedes Ende mit dem anderen verbindenden Schraubenbolzen werden schon vorher
angelegt, und schließlich so viel als möglich angezogen. Um ihren Druck auf den
Stein gleichmäßig zu vertheilen, läßt man sie auf eine Eisenschiene
(4″×⅜″) drücken, wie aus Fig. 7 ersichtlich. Statt
dieser kann man auch ein Stück Tannenholz (4″×6″) anwenden, wie
es bei den Kohksthürmen regelmäßig geschieht. Der Deckel kann einfach in seinen Falz
eingelegt werden, natürlich gebettet in Kitt; es ist aber nicht nöthig ihn durch
ähnliche Schienen und verticale Schraubenbolzen anzudrücken, wie sie in Fig. 3
gezeichnet sind, denn ihr Zweck ist dort nur der, die Dichtung der Bodenfugen durch
größere Pressung des Kautschuks sicher zu stellen, was bei der Nuthenverbindung mit
Theer-Thonkitt wegfällt. Doch gilt dieß nur von den Säurecisternen, mit
welchen allein wir uns hier befassen; bei den sonst ganz ähnlich construirten
Chlorblasen ist es sicherer, wenn man die Deckelverschraubung doch anwendet, weil
sie hier durch den Dampfdruck nöthig gemacht wird.
Es fragt sich nun, welches der beiden Systeme vorzugsweise zu empfehlen ist. Bei dem
ersten Systeme braucht man etwas weniger Quadratfläche der Fliesen für den gleichen
Inhalt, und die Zurichtung der Steine kann in kürzerer Zeit geschehen, weil die
zeitraubende Einmeißelung der oblongen Nuthen wegfällt; allerdings kosten die
abgeschrägten Endkanten auch ziemlich viel Arbeit. Dagegen braucht man bedeutend
mehr Eisenwerk als für die Tröge zweiter Art, nämlich 8 gußeißerne Eckstücke, welche
dort ganz fehlen, doppelt so viele Bolzen (8) für die Seiten-Verankerung und
die beiden Schienen, und vier Bolzen für die Deckelverankerung. Wenn einmal fertig,
halten diese Tröge äußerst lange aus, ohne Reparaturen zu bedürfen; in der That ist
es mir in der Praxis nicht vorgekommen, daß sie leck geworden wären, etwa durch
Verderben des Kautschuks und dergleichen. Wenn sie übrigens einmal auseinander
genommen werden, etwa zur Aufstellung an einem anderen Orte, so ist der
Kautschukstrang nicht mehr wieder zu gebrauchen. — Bei dem zweiten
beschriebenen Systeme braucht man etwas mehr Steinfläche für die vorspringenden
Ränder der „Enden,“ und unläugbar kostet die Zurichtung der
Steine bedeutend mehr Arbeit, während die Aufstellung etwas leichter von statten
geht, als in dem vorigen Falle. Dagegen ist, wie eben gezeigt, die Ersparniß an
Eisenwerk sehr bedeutend, und auch der Theer-Thonkitt ist sehr viel billiger als das Kautschuk. Die
Dichtung der Fugen ist nicht ganz so zuverlässig, als in dem ersten Falle, und man
muß hin und wieder durch Stemmen nachhelfen; doch hängt natürlich hierbei Alles von
der Geschicklichkeit und Sorgfalt des ersten Ausstellers ab. Es sind mir Chlorblasen
nach diesem Systeme bekannt, welche nach fünfjährigem Gebrauche noch nicht das
mindeste Anzeichen zum Lecken darboten. Die Tröge nach diesem Systeme kommen immer
etwas billiger zu stehen als nach dem ersten, welches so viel mehr Eisenwerk
beansprucht.
Ich habe beide Systeme in der Praxis nebeneinander ausgeführt und benutzt, und ich
kann keine sehr entscheidenden Gründe für die Wahl des einen oder anderen angeben.
Das erste System findet sich hauptsächlich in Lancashire angewendet, daneben jedoch
das zweite, welches am Tyne so gut wie ausschließlich herrscht.
Ich habe mich schließlich für Neuanlagen entschlossen, stets das zweite System zu
benutzen, ohne mein Urtheil als maßgebend hinstellen zu wollen. Dieß bezieht sich
auf Säuretröge (und Chlorblasen), für Kohksthürme nehme ich keinen Anstand das
zweite System (mit Nuthenverbindung) entschieden zu empfehlen.
Textabbildung Bd. 188, S. 312
Es ist mir auch in der Praxis eine Combination beider Constructionen vorgekommen,
nämlich Nuthenverbindung und Theer-Thondichtung, aber mit Verankerung
nicht durch Löcher in den überstehenden Seitenenden der Steine, sondern durch
gußeiserne Eckstücke und vier Schraubenbolzen. Die nebenstehende Skizze einer
Ecke wird dieß ganz klar machen. Die Wahl dieser Bauart geschah, weil man
fürchtete, daß ein zu großer Zug auf die durch die Bolzen direct verbundenen
Enden ausgeübt würde; aber man muß wohl in der betreffenden Fabrik von dieser
Ansicht zurückgekommen seyn, da ich die später gebauten Chlorblasen ganz wie in
Fig.
7–10 construirt
vorfand. Sonst fällt natürlich bei der skizzirten Combination die Eisenersparniß
weg, bis auf die Deckelschienen und Bolzen.
Ich habe bisher absichtlich die Dicke der Steine fast ganz außer Betracht gelassen,
weil diese nämlich von verschiedenen Umständen abhängt. In Nordengland hat man die
Annehmlichkeit einen kieseligen Sandstein benutzen zu können, welcher in Yorkshire
vorkommt und zu diesem Zwecke vollkommen geeignet ist. Er widersteht kochender
Salzsäure, auch ohne in Theer gekocht zu seyn, viele Jahre lang vollständig; in der
That ist er zu dichtkörnig, um den Theer tief eindringen zu lassen. Außerdem ist er
ungemein ebenmäßig und parallel geschichtet, so daß man Platten von bedeutender Größe und in
beliebiger Dicke einfach durch Keile losspalten kann. Man kann daher von diesem
Steine viel dünnere Platten anwenden, als von poröseren und weniger festen
Sandsteinen, bei denen häufig dünnere Platten eben so theuer oder noch theurer als
dicke zu stehen kommen. Ich habe mich aus der Erfahrung überzeugt, daß eine Dicke
von 6 Zoll für den Bodenstein, 4 Zoll für die Seiten und Enden, und 4 oder
allenfalls 3 Zoll fur den Deckel vollkommen hinreichen. Allerdings nimmt man die
Stärke häufig bedeutender, aber, wie ich aus der Praxis versichern kann, völlig
zwecklos. Ein Kochen des Yorkshire Steines in Theer ist, wie gesagt, nicht
erforderlich; dagegen empfiehlt es sich doch, und kostet sehr wenig, den Trögen nach
der Aufstellung einen Anstrich von Theer oder noch besser mit dem von mir
beschriebenen TheerfirnißLunge, Destillation des Steinkohlentheeres
(Braunschweig 1867), S. 153; man vergl. auch dieses Journal Bd. CLXXXII S.
232. zu geben, was für das Eisenwerk an sich
unentbehrlich ist. Vielleicht findet sich ein ähnlicher Sandstein auch in
Deutschland, was mir nicht bekannt ist; allenfalls dürfte es selbst nicht unthunlich
seyn, ihn aus England zu importiren, wenigstens für Fabriken in der Nähe großer
schiffbarer Flüsse, denen er durch Wassertransport zugänglich ist. AIs Preis frei an
Bord Hull ist mir von einer der renommirtesten Firmen in Yorkshire 3 Shill. 9 Pence
= 1 Thlr. 7 Sgr. 6 Pf. per Kubikfuß angegeben
worden.
Der Yorkshire Sandstein wird fast ganz allgemein in Lancashire angewendet; am Tyne
gebrauchte man unbegreiflicherweise bis vor wenigen Jahren einen dort vorkommenden
Sandstein, welcher nicht nur viel schlechter, sondern sogar theurer ist und
unbedingt ein langes Kochen in Theer erfordert. In den letzten Jahren wird indessen
die Verwendung von Yorkshire Stein immer allgemeiner; meines Wissens war die von mir
geleitete Fabrik die erste am Tyne, welche ihn einführte. Man nimmt den ordinären
Sandstein am Tyne nie schwächer als 6 bis 7 Zoll, häufig 8 und 9 Zoll, und kocht ihn
6 bis 8 Tage in Theer, nachdem er seine Zurichtung
erhalten hat. Da man auch in Deutschland seine Zuflucht zu dem Kochen in Theer
nehmen muß, so sind die dazu dienlichen Einrichtungen hinreichend bekannt und ich
brauche mich nicht auf ihre Beschreibung einzulassen. Ich will also nur noch
schließlich erwähnen, daß meine sämmtlichen Zeichnungen die Dicken vom Yorkshire
Stein voraussetzen, und bei größeren Stärken natürlich entsprechender Abänderung
bedürfen.
Die Kohksthürme selbst müssen so solid als möglich
fundamentirt seyn, weil ihr Gewicht sehr bedeutend ist, und die Wassercisterne oben
bei der geringsten Abweichung vom Lothe großen Zug ausübt. Eine Senkung der
Fundamente muß also vermieden werden. Es ist schon oben darauf hingewiesen worden,
daß die Condensation sehr unvollkommen wird, wenn die Thürme aus dem Lothe weichen.
Wenn es der Preis von Bruchsteinen irgendwie erlaubt, sollte man sie statt Ziegeln
zu dem Fundamente verwenden, und mit Cement mauern, damit die Regenfeuchtigkeit
keinen Schaden thun kann. Auch muß man Vorsorge treffen, daß etwa überlaufende Säure
unschädlich ablaufen kann und nicht auf das Mauerwerk wirkt. Das Fundament muß, wie
schon oben angeführt, so hoch angelegt seyn, daß die condensirte Säure Fall behält,
sowohl nach den Condensirtrögen b, b1
b11, als nach den
Sammeltrögen h, h1 und von diesen noch nach den Chlorblasen. Alsdann
schreitet man zuerst zur Aufrichtung des Balkengerüstes, welches später die
Wassercisterne tragen soll, das aber beim Bau zum Aufwinden der Steine benutzt wird.
Die Construction des Gerüstes, wie sie am Tyne üblich ist, läßt sich aus Fig. 1 genügend
deutlich ersehen. Man sieht, wie dasselbe am Fuße durch eiserne Eckstücke und
Schraubenbolzen zusammengehalten wird. Die Dicke der senkrechten Balken braucht
nicht mehr als 9″×9″ zu betragen; die diagonalen Stücke können
schwächer seyn. Wenn das Gerüst aufgerichtet ist, legt man auf die Querbalken,
welche seine obere Bekrönung auf zwei Seiten bilden, Eisenbahnschienen, die an
beiden Enden etwas aufgebogen sind. Auf diesen läuft eine Art Wagen mit
durchbrochenem Boden und niedrigen Rädern, auf welchem zwei Schienen in einer auf
die ersten senkrechten Richtung angebracht sind. Eine gleichfalls auf Rädern
laufende Winde wird auf diesem zweiten Schienenpaar angebracht, und man kann dann
natürlich die Hebevorrichtung mit größter Leichtigkeit und Schnelligkeit über jeden
beliebigen Ort innerhalb des Gerüstes bringen. Das Ganze bildet einen hin-
und hergehenden Krähn (travelling crane), welcher von
vier Mann bedient wird, nämlich zwei an jeder Handhabe der Winde.
Die Bodensteine, welche mindestens 12 Zoll dick seyn müssen und natürlich sehr schwer
sind, werden am besten schon auf das Fundament gebracht, ehe noch das Gerüst
aufgerichtet wird; man braucht zu ihnen natürlich den Krähn noch nicht, da sie nur
horizontal gelegt werden und mit Schraubenwinden gehoben werden können.
Die übrigen, senkrecht zu stehen kommenden Steine werden mit zwei seichten
Vertiefungen nahe an ihrer Oberkante versehen, in welche eine am Ende der
Windenkette hängende Klammer faßt.
Textabbildung Bd. 188, S. 315
Aus der beistehenden Figur ist ersichtlich, wie der eine Arm der Klammer in ein
viereckiges Loch im Steine faßt, während der andere durch eine Schraube und zwei
Holzkeile gegen die andere Seite des Steines angedrückt wird. Auf diese Weise
werden die vier Steine einzeln gehoben, welche zu jeder Schicht gehören, durch
Bewegung des Krahnes über ihre Plätze gebracht, niedergelassen und vorläufig
durch beliebige eiserne und hölzerne Stützen festgemacht; wenn darauf die
Verankerung und Dichtung der Schicht vollständig ausgeführt worden ist,
schreitet man zum Aufsetzen der folgenden Steinlage und so fort, bis man an die
oberste kommt; der Deckelstein muß jedoch fortbleiben, bis die Füllung mit Kohks
beendigt ist.
Die einzelnen Schichten werden ganz ähnlich gebaut, wie die oben ausführlich
beschriebenen Steintröge, und können nach jeder der beiden beschriebenen
Constructionsweisen eingerichtet seyn. Es kommt jedoch hier noch die Dichtung der
Querfugen zwischen den einzelnen Schichten vor, welches die Sache etwas complicirter
macht. Für die erste Construction (vier gleiche Seitensteine mit Kanten von
45° Neigung) bedarf man eines Kautschukringes am Boden von 1″ Stärke,
und senkrechter Kautschukstränge von 9/16″ oder ⅝″ Stärke zur
Dichtung der Eckfugen. Man befestigt diese, wie oben beschrieben, in den vier Ecken
des der Nuth angepaßten Bodenringes, und spannt sie senkrecht bis zum Oberbalken des
Gerüstes aus; man muß dann die Steine so herablassen, daß die Verdichtungsstränge an
ihre richtige Stelle kommen. Die Horizontalfugen werden durch Flanellstreifen
gedichtet, welche man 24 Stunden lang in einem Brei aus Leinölfirniß, Mennig (2
Thle.) und feingemahlenem Schwerspath (3 Thle.) hat einweichen lassen. Der Zusatz
des Schwerspathes geschieht nicht nur der Billigkeit halber, sondern auch weil sonst
der Kitt zu schnell fest werden würde. Bei dem kleinen Thurme, welcher nur ganz
schwache Säure condensirt, braucht blos die unterste Schicht, welche als
Säurereservoir dient, Kautschukstränge zur Dichtung der Längsfugen zu haben; der
ganze Rest des Thurmes kann mit Flanell fertig gemacht werden. Eines ist sehr nöthig
zu beachten: die Ober- und Unterkanten aller Steine müssen eine schwache
Neigung (etwa 1 Zoll) nach innen haben, wie es aus Fig. 11 und
15
ersichtlich ist; im Uebrigen sind sie glatt gearbeitet. Bei dieser Anordnung kann
keine Säure nach dem Aeußeren der Thürme gelangen. Man vergesse auch nicht,
sämmtliche Kanten der Steine vor dem Zusammenfügen mit einer Bürste zu reinigen, da
ein einziges kleines Steinchen oder grober Sand den ganzen Thurm verderben könnte.
Die Verankerung durch
die Eckstücke und Schraubenbolzen ist eine ziemlich umständliche Arbeit, weil jeder
einzelne Theil derselben einer Unterstützung bedarf, bis endlich die letzte
Schraubenmutter angezogen worden ist. Es braucht kaum erwähnt zu werden, daß mit dem
Thurme zugleich ein leicht zu entfernendes hölzernes Gerüst in seinem Inneren
aufsteigen muß, welches den Arbeitern zum Standpunkt dient.
Bei der zweiten Construction ist die Aufführung an sich leichter, weil die Steine
ineinander eingreifen, und namentlich ist die Verankerung ohne alle Umstände zu
bewerkstelligen. Dieser Vortheil tritt hier noch viel überwiegender hervor, als bei
dem Bau von Säuretrögen und Chlorblasen. Dagegen ist die Fugendichtung, namentlich
der Horizontalfugen, weniger leicht und zuverlässig, weil die geringste
Nachlässigkeit des den Theer-Thonkitt einstemmenden Arbeiters sehr schädlich
wirkt. Aus diesem Grunde wird neuerdings eine Art der Fugendichtung ausgeführt,
welche an Billigkeit und Zuverlässigkeit nichts zu wünschen übrig läßt. Man arbeitet
eine V förmige Nuth rings um die Kanten jedes Steines
herum; die Figuren
9 und 10 können auch hier für die Bearbeitung der „Seiten“
und „Enden“ dienenDoch empfiehlt es sich, hier der größeren Sicherheit gegen das Ausbrechen
halber, den zum Durchgehen der Bolzen dienenden Rand noch etwas breiter zu
halten, etwa 6 Zoll statt der angegebenen 4½ Zoll., wenn
man die Oberseite identisch mit der Unterseite macht, abgesehen von der schwachen
Neigung, welche die Horizontalkanten zeigen müssen. Der Kantenaufriß Fig. 15 wird dieß
vollkommen deutlich machen. Es entsteht dadurch also eine rautenförmige Rinne
überall wo sich zwei Steine berühren. Sobald nun eine Schicht vollendet ist, gießt
man geschmolzenen Schwefel (ohne irgend welchen anderen Zusatz) in alle nach oben
mündenden Oeffnungen; der Schwefel läuft natürlich auch in die horizontalen Rinnen
und gibt vollkommene Sicherheit gegen alles Lecken von Säure oder Gas. Selbstredend
würde der Schwefel schmelzen, wenn die Gase über 100° heiß in den Thurm
einträten; dieser Fall ist aber bei Anwendung von Vorkühlung unmöglich. Auch darf
ein so gedichteter Thurm nicht bedeutenden Erschütterungen ausgesetzt seyn.
Textabbildung Bd. 188, S. 316
Vor Einführung der Schwefeldichtung pflegte man die Horizontalkanten in Falzen zu
arbeiten (s. beistehende Figur), wobei man absichtlich die Ränder der Falzen
nicht genau auf einander treffen ließ, um Theer-Thonkitt dazwischen
bringen zu können; diese Construction ist aber nicht so gut als die eben
beschriebene, und wird jetzt kaum mehr ausgeführt.
Noch eine andere Verbesserung bricht sich neuerdings imme
Textabbildung Bd. 188, S. 317
mehr Bahn. Man macht nämlich die vier Steine jeder Schicht
nicht von gleicher Höhe, sondern läßt z. B. die „Seiten“
der ersten Schicht über die „Enden“ einen Fuß hervorragen.
In der nächsten Schicht werden die Steine von gleicher Höhe, aber gegeneinander
vertical verschoben, wie es beistehende Skizze zeigt und wie es auch in Fig. 15
auf der Tafel angedeutet ist. Dadurch erreicht man viel besseren Verband als bei
rings herumlaufenden Schichtenstößen. Auf die Dichtung mit Schwefel hat dieß
keinen Einfluß, eben so wenig auf die Bearbeitung der Steine, wie man sich bei
näherer Betrachtung überzeugen wird. Nur muß man darauf achten, daß die beiden
Ankerbolzen immer so vortheilhaft als möglich angebracht werden, um den Verband
recht gut zu machen.
Früher baute man statt dessen Schichten von gleicher Höhe, ließ aber die
„Seiten“ und „Enden“ von Schicht zu
Schicht abwechseln.
Anstatt der in Fig.
7 für die Säurecisternen angegebenen Eisenstreifen bedient man sich zur
Egalisirung des Druckes der Schraubenbolzen bei den Kohksthürmen regelmäßig
hölzerner Balken (etwa 6″ Quadrat), welche der ganzen Höhe des Thurmes
entlang gehen. In manchen Fällen findet man diese Bindebalken stärker genommen, und
dann zugleich zum Tragen der Wassercisterne dienend; es empfiehlt sich aber, das
Gerüst für diese unabhängig von dem eigentlichen Thurme zu halten wo es dann auch
viel besser als Baugerüst zu benutzen ist. Die eben erwähnten Bindebalken sind in
Fig. 1
nicht gezeichnet, um sie nicht zu complicirt zu machen; sie sind aber vertical den
Seiten des Thurmes entlang an den vier Ecken zu denken, so daß alle Schraubenbolzen
durch sie hindurchgehen. Der Horizontaldurchschnitt in Fig. 12 wird dieses
vollkommen deutlich machen.
Die Dicke der Steine braucht in dem unteren Theile nicht 5 Zoll zu übersteigen, und
nimmt nach oben zu auf 4½ Zoll, schließlich auf 4 Zoll ab. Man findet die
Steine häusig dicker, dieß ist jedoch bei Yorkshire Sandstein nicht erforderlich.
Weichere Sandsteine erfordern natürlich größere Stärken.
Bisher ist immer nur die Construction der Kohksthürme aus Steinplatten vorausgesetzt
worden. Man findet sie jedoch auch aus Ziegeln gebaut, häufiger namentlich die
Thürme zur Condensation schwacher Säure, z. B. der Ofensäure aus offenen Röstöfen.
Nur selten findet man in guten Fabriken auch Ziegelthürme zur Condensation der
starken Säure. Sie kommen in der Anlage billiger als die Steinthürme, wenigstens am Tyne, wo die
Chamottziegel sehr billig sind; aber sehr selten entsprechen sie allen
Anforderungen, und ich habe es aus dem Munde eines sehr tüchtigen Fabrikanten, daß
er nach fünfjährigen Versuchen darauf verzichte, seine Ziegelthürme so dicht als
Steinthürme zu machen. Wem es demnach weniger darauf ankommt, bei der Anlage anfangs
etwas zu ersparen, als ein dauerndes und nicht leicht reparaturbedürftiges Stück
Arbeit herzustellen, der wird sich doch zum Bau von Steinthürmen entschließen; an
vielen Orten Deutschlands dürften die Ziegelthürme nicht einmal den Vorzug der
Billigkeit haben. Ich will aber immerhin auch über die Construction von
Ziegelthürmen aus der Praxis einige Notizen geben.
Als Material der Ziegelthürme dienen immer feuerfeste
Steine (Chamottziegel), weil diese auch den Säuren viel besser als gewöhnliche
Mauerziegel widerstehen. Als Mörtel wendet man ein Gemisch von Theer und China Clay an, und hält die Fugen so eng als möglich.
Manchmal findet man einen Kernschacht und einen äußeren Mantel, welche durch eine
Isolirschicht von Asphalt getrennt sind. Häufiger ist das Gemäuer solid.
Textabbildung Bd. 188, S. 318
In manchen Fabriken werden eigene Formziegel angewendet, welche einen Zoll Fall
auf ihre Länge von 9 Zoll haben. Dann sieht das Gemäuer wie beistehend im
Verticaldurchschnitt aus; innen die schräg abfallenden Ziegel, außen eine halbe
Dicke gewöhnlicher Ziegel. Am Boden würde man außen eine volle Ziegelstärke
nehmen. Der Zweck der Abschrägung ist selbsteinleuchtend. Jedoch sollen, nach
der Ansicht vieler Praktiker, solche Thürme keinen erheblichen Vorzug vor den
aus lauter gewöhnlichen Ziegeln gebauten haben. Im letzteren Falle macht man die
Mauern am Tyne 18 Zoll (vier halbe Ziegel) stark auf 10 Fuß über dem Boden, und
15 Zoll (drei halbe Ziegel) auf den Rest der Höhe. Es liegen je drei Schichten
so, daß die lange Seite der Ziegel mit der Mauer parallel läuft;
Textabbildung Bd. 188, S. 318
die vierte Schicht besteht immer aus langen Bändern,
welche senkrecht zur Mauerdicke lausen. zur besseren Stabilirung des Baues und
zugleich als Träger für die Wassercisterne sind in den Ecken senkrechte Balken
von 12 Zoll im Quadrat angebracht, welche in der beistehend im Horizontalschnitt
gezeichneten Weise ausgeschnitten sind, so daß die Mauerecke in sie eingreift.
Etwa alle 5 Fuß der Höhe sind daran die angedeuteten gußeisernen Eckstücke
angebracht, welche durch Schraubenbolzen zusammengezogen
werden und dadurch die Verankerung des Thurmes bewerkstelligen. Der Boden des
Thurmes wird immer von einer einzigen Steinplatte gebildet und er erhält über sein
ganzes Innere und Aeußere mehrere Anstriche von Theer.
Kopp (a. a. O.) erwähnt, daß man allenfalls
Condensationsthürme auch aus gewöhnlichen Mauerziegeln bauen könne, welche in heißem
Theer getränkt und unmittelbar nach dem Herausnehmen verlegt werden, wobei der Theer
selbst als Mörtel dient. Ob sich dieser auch in der Praxis auf die Länge bewährt,
ist mir nicht bekannt.
Es sey schließlich noch erwähnt, daß die Waschthürme in vielen Fabriken nicht so hoch
als die ersten Condensationsthürme, dagegen viel breiter, oblong gebaut sind und
mehrere (2 oder 3) Zwischenwände haben, die letzteren mit Oeffnungen abwechselnd
oben und unten, so daß das Gas einen auf- und absteigenden Weg machen muß.
Sie stellen dann eigentlich drei oder vier nebeneinander gelegene Thürme vor. Bei
Anwendung von Steinplatten hat diese Construction keine besonderen Vorzüge, dagegen
empfiehlt sie sich mehr für Ziegelthürme, welche billiger in dieser Weise
herzustellen sind.
Die Construction des „Domes,“ d. h. des Rostes, auf welchem die
Kohks aufruhen, ist dieselbe für alle beschriebenen Bauarten. Man pflegte den Dom
früher aus feuerfesten Ziegeln von besonders harter Qualität zu wölben, wie man es
noch in den meisten technischen Werken gezeichnet findet. Auch jetzt geschieht dieß
noch häufig; ich glaube aber die in Fig. 11 und 12 gezeichnete
und praktisch sehr gut bewährte Construction vorziehen zu müssen. Drei Steinplatten
stehen auf der hohen Kante auf dem Bodensteine des Thurmes; sie reichen bis über das
Gas-Eintrittsrohr in die Höhe (also etwa 3 Fuß hoch), und stehen mit diesem
parallel; die mittlere Platte, welche in der Zeichnung der Länge nach durchschnitten
zu denken ist, hat vorn einen Ausschnitt, so daß das eintretende Gas sich zwischen
allen vertheilt. Der Grundriß Fig. 12 macht dieß noch
deutlicher. Diese Platten (welche etwa vier Zoll dick seyn können), dienen als
Träger der Rostplatten, welche 12 Zoll breit und vier bis sechs Zoll dick sind und
2½ Zoll von einander abstehen. Fig. 12 ist ein
Horizontalschnitt des Thurmes gerade über den Rostplatten, worin man auch die Träger
derselben sieht.
Man könnte die Roste zwar gleich von Anfang an mit einbauen, läßt sie aber gewöhnlich
erst nach Vollendung des Thurmes herab und stellt sie in diesem auf, worauf man
sofort zur Füllung mit Kohks schreiten kann.
Die Kohks müssen von der besten und härtesten Qualität seyn; Gaskohks sind unbedingt zu
verwerfen, weil sie zu weich sind und bald oder später zerbröckeln würden.
Unmittelbar über den Rosten legt man ganz große Stücke, und zwar sucht man längliche
Stücke aus, welche man ganz regelmäßig und parallel legt, so daß die erste Schicht
sich mit den Roststäben kreuzt, die zweite in darauf senkrechter Richtung, die
dritte wieder gleich der ersten, und so fort. Man nimmt aber zu jeder Schicht
kleinere Stücke und schließlich hauptsächlich Stücke von etwa 5 bis 6 Zoll Länge und
2 Zoll Dicke; immer mit Untermischung einiger größerer Stücke. Da die spätere
Wirksamkeit des Kohksthurmes hauptsächlich darauf beruht, daß sowohl das Wasser als
das Gas gleichmäßig in ihm vertheilt werden, so kann man nicht genug Sorgfalt auf
Aussuchen und Anordnen der Kohksstücke verwenden; das Einlegen derselben sollte nur
einem ganz zuverlässigen Manne überlassen werden. Wenn jedoch ein Drittel des
Thurmes in dieser regelmäßigen Weise gefüllt worden ist, so kann man die übrigen
zwei Drittel einfach durch Hereinschütten von kohksbrocken füllen, welche von allem
Mull durch ein Sieb mit zwei Zoll Oeffnung im Quadrat getrennt worden sind. Die
kohksaufschüttung wird bis unmittelbar unter das Niveau des Gasaustrittsrohres
fortgesetzt; nach einiger Zeit sinkt die Füllung um einige Zoll zusammen.
Man kommt jetzt zum Auflegen des Deckels. Er besteht aus einer oder zwei Steinplatten
von 3 Zoll Dicke, in welcher 64 Löcher für den Thurm c
und 9 Löcher für den Thurm d eingemeißelt sind, die sich
nach unten etwas verjüngen und zur Aufnahme der thönernen Ueberlaufnäpfe Fig. 14
dienen; die Fugen werden mit Mennigkitt gedichtet. Dieß wird aus dem Durchschnitte
in Fig. 11
klarer werden. Die Ueberlaufnäpfe bestehen aus zwei Theilen, dem eigentlichen Napfe
mit der halbzölligen kurzen Oeffnungsröhre im Centrum, und dem lose darauf sitzenden
Deckel, welcher den Wasserverschluß bewerkstelligt. Der ganze Deckel wird mit einem
Steinrande von 8 bis 12 Zoll Höhe umgeben und auf ihm der hölzerne Kipptrog
befestigt (siehe auch Fig. 13). Wenn derselbe
seinen Inhalt über die eine Hälfte der Näpfe ausgeleert hat, so werden sie sich mit
Wasser füllen, wovon aber sofort alles ablaufen wird, was über dem Niveau des
halbzölligen Centralrohres steht; die Einkerbungen in dem Deckel des Napfes
gestatten dem Wasser nachzufließen, ohne das Gas herauszulassen, weil immer noch
eine kleine Absperrungssäule von Wasser bleibt. Gerade dieses periodische
Ueberlaufen ist bekanntlich für die gleichmäßige Benetzung der Kohks am
vortheilhaftesten; übrigens ist dieß und die Wirkung des Schaukeltroges zu allgemein
bekannt, um weiter besprochen werden zu müssen.
Die eben beschriebene Unordnung von Schaukeltrog und Ueberlaufnäpfen kann ich aus der
Praxis angelegentlich empfehlen, und ist sie von mehreren anderen Fabriken am Tyne
nachgeahmt worden; in Lancashire war sie schon früher üblich. Am Tyne hatte man
früher und hat man oft jetzt noch nur einfache Oeffnungen in der Deckelplatte,
welche bei irgend vorkommender Nachlässigkeit im Zulaufenlassen des Wassers Gas
ausströmen ließen. An vielen Orten läßt man das Wasser durch eine einzige Oeffnung
mit heberförmiger Biegung auf eine zwei bis drei Fuß tiefer angebrachte
„Spritzplatte“ herabfallen, welche es in dem Thurm
herumschleudert. Dieß wirkt aber lange nicht so vollkommen als die oben detaillirte
Einrichtung.
Wenn die Deckelplatten aufgezogen worden sind, nimmt man die Winde oben auf dem
Gerüste in Stücken, läßt sie herab und zieht mit einer Rolle die einzelnen Bohlen
herauf, welche die Wassercisterne bilden sollen, und schon vorher vollkommen
zugerichtet und zusammengepaßt worden sind. Sämmtliche Bohlen sind von 3 zölligem
Tannenholze; ihre Kanten sind glatt gehobelt, und werden mit
Leinöl-Mennigfirniß bestrichen, ehe sie zusammengefügt werden. Außerdem
werden sämmtliche Fugen nach dem Zusammensetzen der Cisterne mit Hanf und
Mennigfirniß vollkommen kalfatert. Die Zusammenpressung der Boden-Planken,
welche vermittelst einzelner Tragbalken (7″ × 3″) auf dem
Oberbalken (9″ × 9″) des Hauptgerüstes ruhen, wird durch Keile
bewirkt, ganz wie bei Zimmerdielen. Die Seitenplanken werden durch eine Anzahl von
senkrecht durchgehenden Schraubenbolzen (deren Köpfe in Fig. 1 sichtbar sind) an
einander und an die Bodenplanken gebunden. In horizontaler Richtung greifen zwei
„Seiten“ in entsprechende Nuthen zweier
„Enden“ ein, genau wie bei der Steinconstruction Fig. 7, und
werden in ganz gleicher Weise durch horizontale Schraubenbolzen zusammengepreßt.
— Statt dieser Construction finden sich auch einfache, hölzerne, mit Blei
ausgeschlagene Kästen. Eisen ist natürlich als Material der Cisternen zu
verwerfen.
Im Boden der Wassercisterne sind zwei mit Hähnen g, g versehene einzöllige Wasserröhren angebracht, welche
über der Mitte der Schaukeltröge münden (angedeutet in Fig. 13). Diese Röhren
ragen inwendig etwa 6 Zoll über den Boden der Cisterne hinaus und sind mit einer
durchlöcherten Haube versehen, um Schlamm u. dgl. abzuhalten. Die Speisung der
Cisterne geschieht intermittirend durch ein zweizölliges Druckrohr, und zwar meist
durch eine besondere kleine Druckpumpe.
In Fig. 1 ist
auch die Treppe zwischen den beiden Thürmen und ein Gang um die Cisterne
angedeutet.
Sämmtliches Holz-, Eisen- und Steinwerk wird mit einem zweimaligen
Anstriche von Theer oder noch besser Theerfirniß (s. oben) versehen, welcher einmal
jährlich zu erneuern ist.
Die condensirte starke Säure fließt durch einen 1½ zölligen Thonhahn dicht
über dem Bodensteine des großen Thurmes ab, und wird durch Thonröhren nach den
Sammelcisternen h, h1 geleitet, welche, zur Aufnahme von 24 stündiger
Production zweier Oefen, mindestens vier an der Zahl und 7′ × 5
× 5′ seyn müssen. Ueber ihre Construction ist gar nichts Neues zu
sagen und auf die Tröge b, b1, b11 zu verweisen. Die schwache Säure aus dem kleinen
Thurm läßt man entweder ganz weglaufen, oder sammelt sie zu irgend welchem Gebrauche
auf, oder endlich man speist mit ihr die Tröge b, b1, b11 um dort verstärkt zu
werden. Ein in England gemachter Vorschlag, sie durch einen Montejus nach der Höhe
der Thürme zu pumpen und zur Speisung des starken Condensationsthurmes (c in Fig. 1) zu verwenden, hat
große praktische Schwierigkeiten in der Ausführung und hat sich keine weitere
Verbreitung verschaffen können. Auch Kopp weist auf die
Mißlichkeiten dieses Verfahrens hin, und es wird meines Wissens nur in einer
einzigen Fabrik (zu Walker am Tyne) ausgeführt. Man hat dort einen Apparat mit
Luftdruck, genau wie sie zum Heben der Schwefelsäure auf die Gay-Lussac'schen Thürme angewendet
werden; nur ist der Druckcylinder in diesem Falle mit Gutta-percha
ausgekleidet.