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Research Collection
Doctoral Thesis
Studien über die Entgasung und die Reaktionsfähigkeit verkokterBrennstoffe
Author(s): Rösli, Armin
Publication Date: 1924
Permanent Link: https://doi.org/10.3929/ethz-a-000096223
Rights / License: In Copyright - Non-Commercial Use Permitted
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ETH Library
Sonder-Abdruckaus dem Monats-Bulletin des Schweiz. Vereins von Gas- und Wasserfachmännern, Jahrgang 1924.
Studien über die Entgasungund die Reaktionsfähigkeit
verkokter Brennstoffe
Von der
Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich
zur Erlangung der Würde eines Doktors
der technischen Wissenschaften
genehmigte
Promotionsarbeit
Vorgelegt von
Armin Rösli, Dipl. Ing.-Chemikeraus Pfaffnau (Luzern)
No. 355 Referent: Herr Prof. Dr. E. Bosshard
Korreferent: Herr Prof. Dr. E. Baur
1924
Fachschriften-Verlag & Buchdruckerei A.-G., Zürich.
Meinen Eltern
aus Dankbarkeit
gewidmet.
Die vorliegende Arbeit wurde im März 1922
begonnen und im Oktober 1923 zu Ende ge¬führt. Die experimentellen Untersuchungen wur¬
den in den Laboratorien der Eidg. Prüfungs¬anstalt für Brennstoffe ausgeführt.
Herrn Dr. P. Schlüpfer, Direktor der Eidg.Prüfungsanstalt für Brennstoffe, auf dessen An¬
regung hin und unter dessen Leitung diese Ar¬beit durchgeführt wurde, möchte ich an dieserStelle für sein reges Interesse und die mir er¬
teilten Ratschläge meinen wärmsten Dank aus¬
sprechen.
Inhaltsverzeichnis.
Seite
7. Einleitung 5
77. Auswahl und Untersuchung des Versuchsmaterials ...8
Probeentnahme und Aufbereitung der Proben ....9
Chemische Untersuchung der Proben • 9
Physikalische Untersuchung der Proben 9
777. Ueber das Verhalten verkokter Brennstoffe bei hoher Temperatur .11
Einleitung 11
Apparatur und Methodik 12
Besprechung der Versuchsergebnisse 21
a) Verlauf der Gasabspaltung 21
b) Zusammensetzung des erzeugten Gases....
24
c) Aenderung der Elementarzusammensetzung der Kokse .28
7V. Ueber die Reaktionsfähigkeit verschiedener Kokse .... 28
Einleitung .28
Ermittlung der Zündtemperatur mit Luft 29
Ermittlung der Zündtemperatur mit Sauerstoff. . . .
31
Ermittlung der Verbrennungsgeschwindigkeit mit Luft . .32
Bestimmung der Reaktionsfähigkeit durch Ermittlung des Kohlen-
säurediagrammes 32
Bestimmung der Reaktionsfähigkeit im Kohlensäurestrom .40
Bestimmung der Reaktionsfähigkeit im Wasserdampfstrom .44
V. Zusammenfassung 45
Literaturverzeichnis 46
Aus der Eidgenössischen Prüfungsanstalt für Brennstoffe (E.T.H.)Direktion Dr. P. Schläpfer.
Studien über die Entgasung und die Reaktionsfähigkeitverkokter Brennstoffe.
I. Einleitung.
Die Anforderungen, die man bis noch vor
kurzer Zeit an den Koks für die verschiedenen
technischen Verwendungszwecke stellte, be¬
schränkten sich auf die Festlegung gewisserGrenzen im Gehalt an Asche, Wasser, Schwefel,sowie an die Druckfestigkeit und Zerreiblichkeit.
Nach Simmersbach1) wurden an Giesserei-
und an Hochofenkoks folgende Anforderungengestellt:
Hochofenkoks:
1. 9% Asche
2. 5 o/o Wasser
3. 1—1,25 o/o Schwefel
4. 6% Staub beim Empfang5. 50 o/o Porenvolumen
6. 100 kg Druckfestigkeit pro cm2 im Minimum.
' Maximum
Klasse II:
9 o/0 Asche
5 o/o Wasser
2,5 o/0 Schwefel
Maximum
GiessereikoksKlasse I:
1. 8 % Asche
2. 5 % Wasser
3. 1 % Schwefel
4. 6 °/o Staub beim Empfang \
5. 40% Porenvolumen i
6. 100 kg Druckfestigkeit pro cm*
im Minimum.
Diese Daten sagen über die Eigenschaft, auf
welche es bei der Verwendung von Koks am
meisten ankommt, nämlich die Reaktionsfähig¬keit, nichts aus. Man begnügte sich aber mit
den angeführten Qualitätsanforderungen, weilkein einfaches und reproduzierbares analytischesVerfahren für die Bestimmung der Reaktions-
lj Simmersbach, Grundlagen der Kokschemie, 2. Auflage,1914, Seite 243.
fähigkeit von Koks zur Verfügung stand. Auch
war man erst auf Grund der Arbeiten von
Wüst1),- Howland3) und besonders von Kop¬pers*), als diese Forscher den Einfluss der
Reaktionsfähigkeit des Kokses auf die Wirt¬
schaftlichkeit des Hochofenprozesses erneut
darlegten, wieder auf die Wichtigkeit einer Me¬
thode zur Bestimmung der Reaktionsfähigkeitdes Kokses aufmerksam geworden.
Die verschiedenen technisch wichtigen Koks¬
sorten müssen etwa folgende Eigenschaften hin¬
sichtlich Reaktionsfähigkeit aufweisen:
Hochofenkoks. Beim Hochofenprozess kommt
es darauf an, eine schnelle Auflösung des Koks¬
kohlenstoffes unmittelbar vor den Formen durch
die primär durch Verbrennung erhaltene Koh¬
lensäure zu erzielen, um dadurch eine indirekte
Reduktion des Eisenerzes zu erlangen. Ein Koks,der diese Eigenschaft hat, ist leicht verbrenn-
lich. Ein Hochofen, der mit solchem Koks be¬
trieben wird, wird, wie Howland6) an prak¬tischen Versuchen gezeigt hat, einen kleinen
Brennstoffverbrauch aufweisen. Howland brauchte
bei seinen Versuchen z. B. 530 kg bis sogar nur
471 kg Kohlenstoff je Tonne Roheisen, während
sich in Europa der Verbrauch an Kohlenstoffauf 700—800 kg je Tonne Roheisen stellte").
Generatorkoks soll leicht verbrennlich sein,wie dies beim Hochofenkoks erwähnt wurde,damit bei verhältnismässig niedriger Tempera¬tur eine möglichst vollständige Reduktion der
primär durch Verbrennung entstandenen Koh¬lensäure zu Kohlenoxyd erfolgt; denn hier be¬deutet der Gehalt an Kohlensäure im Genera¬
torgas einen Wärmeverlust, indem der Heizwertdes Gases heruntergesetzt wird. Zudem tritt im
2) Wüst, Stahl und Eisen, 1905, Seite 589.
S) H. P. Howland, Bulletin of the American Inst, of mining,engeneers, 1916, Seite 627.
*) H. Koppers, Stahl und Eisen, 1921, Seite 1173.
5) 1. c.
«) Koppers, Stahl und Eisen, 1921, Seite 1173.
Generator bei schwer verbrennlichem Kokseine Betriebserschwerung dadurch ein, dass
man bei Anwendung solch schwer verbrenn-licher Kokse die Generatoren sehr heiss gehenlassen muss.
Giessereikoks. Der Koks für den Kupolofen,also Giessereikoks, soll dagegen vor den For¬men zu Kohlensäure verbrennen, und die Re¬
duktion der Kohlensäure zu Kohlenoxvd sollwomöglich nicht eintreten, denn es kommt aus¬
schliesslich auf die Wärmeerzeugung an. Der
Kohlenstoff soll also vollständig in Kohlensäure
übergeführt werden; denn wenn 1 kg Kohlen¬
stoff zu Kohlensäure verbrennt, werden 3240
Wärmeeinheiten mehr erzeugt, als wenn er zu
Kohlenoxvd umgesetzt wird. Die Reduktion be¬
deutet also einen Wärmeverlust für den Ofen,und ein guter Giessereikoks soll Kohlensäure
nur schwer zu Kohlenoxvd reduzieren.
Zentralheizungskoks. Für den Zentral¬
heizungskoks gelten ungefähr die gleichen Er¬
wägungen wie beim Giessereikoks. Auch diesersoll Kohlensäure nur schwer zu Kohlenoxvdreduzieren, damit das Rauchgas möglichst we¬
nig Kohlenoxvd enthält, was sonst einen Ver¬
lust an Wärme bedeuten würde. Immerhin geltenhier gewisse Einschränkungen, weil zu schwer
verbrennliche Kokse in Zentralheizungen mit
gewöhnlichem Zug schlecht abbrennen und weilferner durch Sekundärluftzufuhr das Kohlen¬
oxvd noch im Ofen nutzbar gemacht werden
kann.
Es hat schon früher nicht an Versuchen ge¬
fehlt, die Verbrennlichkeit von Koks zahlen-
mässig festzulegen7) ; z. B. hat Thörner8) die
Verbrennungsgeschwindigkeit von Koks durch
den Glühverlust im Luft- bezw. Kohlensäure¬
strom bestimmt und das Verhältnis der Ver¬
brennungsgeschwindigkeit von Koks zu derjeni¬gen von Holzkohlen aufgestellt.
Die Kokereiindustrie hat aber diesen Ar¬
beiten keine weitere Beachtung geschenkt; denn
jahrzehntelang trachtete sie nicht besonders
darnach, für bestimmte Verwendungszwecke ge¬
eignete Kokse herzustellen. Erst in den letzten
Jahren, wo die Brennstofftechnik und die
Brennstoffveredelung erneut wissenschaftlichem
Studium unterworfen wurden, wurde auch wie¬
der viel diskutiert, wie man dieses Ziel er¬
reichen könnte.
Koppers •) hat in einem viel beachteten und
verdienstvollen Vortrag, den er vor dem Ver¬
ein deutscher Eisenhüttenleute hielt, zuerst
wieder auf die Wichtigkeit der Verbrennlichkeit
des Kokses für den Hochofeniprozess hinge¬wiesen. In diesem Vortrage betonte er unter
Heranziehung der Howlandschen Versuche, dass
die Verbrennlichkeit des Kokses in erster Linie
von der Entgasungstemperatur abhänge, und
stellte die Forderung auf, dass Hochofenkoks
bei Temperaturen, die 700—800° C nicht über¬
schreiten, hergestellt werden sollte. Er zeigteanhand von Laboratoriumsversuchen, dass auf
höhere Temperatur erhitzte Kokse ärmer an
flüchtigen Bestandteilen seien, und glaubte, die
7J Simmersbach, 1. c.
8) Stahl und Eisen, 1886, Seite 71.
») Koppers, Stahl und Eisen, 1921, Seite 1173.
schlechtere Verbrennlichkeit der Kokse daraufzurückführen zu sollen.
Er beschrieb auch eine Methode zur Prüfungdes Kokses auf seine Verbrennlichkeit10), in¬
dem er Koks von bestimmter Körnung in einem
kleinen Versuchsschachtofen bei bestimmterLuftzufuhr und bestimmter Schichthöhe ver¬
brennt und die Höhe der entstehenden Kohlen-oxvdflamme misst. Je höher die Flamme ist,um so mehr Kohlenoxyd bildet sich, also um so
verbrennlicher ist der Koks.
Korevaar11) löst die Frage ähnlich wie Kop¬pers; jedoch wählt er die Höhe der Koksschichtso, dass sie gerade genügt, die primär ent¬standene Kohlensäure zu Kohlenoxyd zu redu¬zieren. Die Kohlenoxydflammen werden danngleich hoch, und die Schichthöhe des Koksesgibt das Mass für die Verbrennlichkeit. Zur
Durchführung des Verfahrens schlägt der Ver¬fasser vor, die Versuchsöfen als gasdicht auf¬einander passende Ringe aufzubauen, bis derZustand der vollständigen Reduktion zu Koh¬
lenoxyd erreicht ist.
Beide Methoden können keinen Anspruchauf grosse Genauigkeit erheben. In den soebenerschienenen Koppersschen Mitteilungen, Heft 2
1923, wird dies bestätigt.Auch Hausser12) bezeichnet diese zwei Ver¬
fahren mit Recht als schwerfällig und auchnicht einwandfrei; denn die verschiedene Ofen¬höhe, die z. B. beim Verfahren von Korevaargewählt wird, bedingt einen verschiedenenWärmeverlust, der bei schwer verbrennlichemKoks, also grosser Ofenhöhe, den Ofeninhalt so
weit abkühlen kann, dass der gewünschte Zu¬stand der vollständigen Reduktion zu Kohlen¬oxyd überhaupt nicht eintreten kann.
Korevaar macht ferner den Vorschlag, nachLe Chatelier13) als Mass für die Verbrennlich¬keit die höchste Temperatur im brennendenKoks zu bestimmen.
Bunte und Kötmel11) geben eine Methode
an, die Verbrennlichkeit von Koks zu bestim¬men durch Messung der Temperatur, bei wel¬cher der Temperaturanstieg durch die Entzün¬dung des Kokses eintritt. Diese Methode be¬
rücksichtigt also nur die erste Reaktion der
Verbrennung, die Verbrennung zu Kohlensäure.
Weitere Versuche und Methoden zur Be¬
stimmung der Verbrennlichkeit beruhen auf der
Ermittlung des Verhältnisses CO ; CO2 als Massder Verbrennlichkeit, wie z. B. die altern Ver¬suche von Mathesius15) über die Einwirkungvon Kohlensäure auf fein gekörnten Koks.
Auf diesem Prinzip beruht auch die von
Fischer, Breuer und Broche1") neuerdings in
Vorschlag gebrachte Methode zur Bestimmungder Verbrennlichkeit von Koks. Sie ermittelnbei bestimmt umschriebenen Versuchsbedingun¬gen die Temperatur, bei welcher erhitztes Koks-
10) Stahl und Eisen, 1922, Seite 569.
il) Stahl und Eisen, 1923, Seite 431.
12) Stahl und Eisen, 1923, Seite 903.
13) Le Chatelier, Industrielle Heizung, deutsche Ueberset-
zung, Finkelstein, 1922, Seite 23.
") Gas- und Wasserfach, 1922, Seite 592.
Is) Mathesius, die physikalischen Grundlagen des Eisen¬hüttenwesens, 1916, Seite 12.
16) Brennstoff-Chemie, 1923, Seite 33.
— 7 —
pulver darüberstreichende Kohlensäure in Koh-
lenoxyd umzuwandeln beginnt.
Endlich möchte ich noch die Arbeit von
Hausser") erwähnen, die erst nach Abschluss
meiner eigenen Untersuchungen erschien. Der
Verfasser begründet auf rein theoretischer
Grundlage, ausgehend von den Grundsätzen der
Reaktionskinetik, ein Verfahren zur vergleichs¬weisen Bestimmung der Verbrennlichkeit von
Koks, das nur eine Analyse der Verbrennungs¬gase und die Messung ihrer Temperatur not¬
wendig macht. Mit Hilfe dieser analytisch er¬
mittelten Daten kann man die Verbrennlichkeitdes untersuchten Materials mit derjenigen eines«Normal-Kokses» vergleichen.
Kürzlich stiess ich auf eine Arbeit von
Bahr"), in der ein ähnliches Prinzip für eine
Laboratoriumsmethode zur Bestimmung der Re¬aktionsfähigkeit von Koksen übertragen wird.
Berger1") bestimmt die Verbrennlichkeitnach der Zeit, die ein Koksstückchen von 1 gGewicht •
zur vollständigen Verbrennung im
Sauerstoffstrom braucht.
Kürzlich kam mir auch eine neue Arbeit aus
dem Koppersschen Laboratorium zu Gesichte,betitelt « Ueber Versuche zur Bestimmung derVerbrennlichkeit verkokter Brennstoffe»20), in
welcher ein Teil der von mir zitierten Arbeitenebenfalls besprochen wird, und in der eine Me¬thode zur Bestimmung der Verbrennlichkeit desKokses vorgeschlagen wird, bei der das Kohlen-
oxydvolumen gemessen wird, das beim Ueber-
leiten von 100 Teilen Kohlensäure über Koksbei 950 ° C entsteht, und das als Massstab für
die Verbrennlichkeit dient.
Durch die sich rasch folgenden Arbeitenwurde die verschiedene Reaktionsfähigkeit ver¬
kokter Brennstoffe dargelegt. Dies rief einer
erneuten Diskussion, was die Ursache der ver¬
schiedenen Verbrennlichkeit sei. Bis heute ist
diese Frage aber noch nicht abgeklärt, sondernstark umstritten.
Nach Koppers21) ist der Gehalt verkokterBrennstoffe an flüchtigen Bestandteilen von aus¬
schlaggebender Bedeutung. Er beobachtete, dass
Kokse, welche einer bestimmten Temperaturausgesetzt wurden, beim Erhitzen auf höhereTemperatur plötzlich viel Gas entwickelten, undschliesst daraus, dass die Temperatur, bei wel¬cher die Entwicklung des Gases wieder beginnt,direkt als ein Massstab für die Verbrennlichkeiteines Kokses betrachtet werden könne, weilnach seiner Ansicht über 700—800° C erhitzteKokse schwer verbrennlich sein sollen.
Nach Bunte und Kölmel22) dagegen spieltder Gehalt an flüchtigen Bestandteilen keineRolle.
Nach Sutcliffe und Evans33) ist der Einflussder Verkokungstemperatur erst an zweiter Stellevon Bedeutung. Eine viel grössere Rolle scheintihnen die Porosität des Kokses zu spielen. Je¬doch ist auch die Frage des Einflusses der Po-
") Stahl und Eisen, 1923, Seite 903.
18) Bahr, Brennstoff-Chemie, 1923, Seite 312.
19) Kruppsche Monatshefte, April 1923, Seite 57.2°) Koppers Mitteilungen, 1923, Heft 2.
») 1. c.
») f. c.
B) Journal soc. Chem. Industrie, 1922, Seite 196.
rosität als Hauptfaktor für die Verbrennlichkeitdes Kokses noch sehr umstritten2*).
Berger1*) fand, dass bei Koksen, die er aus
verschiedenen Kohlen in einem Laboratoriums¬versuchsofen bei verschiedenen Temperaturengewann, die Verkokungstemperatur keinen Ein¬fluss auf die Verbrennlichkeit des Kokses hatte.Die Verbrennlichkeit sei vielmehr ausschliesslichauf die Porosität zurückzuführen. Die Ver¬kokungstemperatur beeinflusse nur die Zünd¬
temperatur des Kokses.
Das gegenteilige Ergebnis haben allerdingsFischer, Breuer und Broche2") erhalten, indemsie bei Laboratoriumsversuchen eine beträcht¬liche Abnahme der Verbrennlichkeit mit steigen¬der Verkokungstemperatur feststellten. Die Ver¬brennlichkeit nahm aber sehr stark ab, als dieseVerfasser Koks mit Teer vermischten und er¬
neut auf hohe Temperatur erhitzten. Nach diesen
Beobachtungen ist der Hauptfaktor der Ver¬brennlichkeit die Oberflächenbeschaffenheit der
Zellwandungen des Kokses.
Nach Heyd27) soll die Verbrennlichkeit in
erster Linie durch die Bildung von glasigenSchmelzflüssen in Form von Siliziumkohlenstoff-Verbindungen beeinflusst werden.
Die Richtigkeit dieser Ansicht wird jedochneuerdings von Schreiber28) bestritten. Er be¬
ruft sich dabei auf seine praktischen Beobach¬
tungen und Erfahrungen in der Kokereitechnikund weist besonders auf die Zunahme des Was¬
serstoffgehaltes und die Abnahme des Methan¬gehaltes des Gases gegen Ende der Garungszeithin. Er führt die Abnahme der Verbrennlichkeitdarauf zurück, dass gegen Ende der Garungszeitdie Kohlenwasserstoffe, besonders Methan, zer¬
setzt werden, der Kohlenstoff sich in graphi¬tischer Form an den Zellwandungen absetzt unddadurch eine Verminderung der Verbrennlich¬keit bewirkt.
In der neuesten Arbeit von Koppers2") weist
dieser nach, dass Koks in seiner Verbrennlich¬keit durch Ueberhitzen stark beeinträchtigt wirdund dass ferner die Zündungstemperatur nichtunbedingt mit der Verbrennlichkeit parallelgeht.
Dieser Literaturauszug beweist, welche Wich¬tigkeit gerade heute der Verbrennlichkeit desKokses in Fachkreisen beigemessen wird; denndie meisten der zitierten Arbeiten stammen aus
der jüngsten Zeit.
Ausser der ersten Koppersschen Arbeit waren
sie noch nicht erschienen, als ich von meinemChef, Herrn Dr. Schläpfer, Direktor der Eidg.Prüfungsanstalt für Brennstoffe, beauftragtwurde, das Verhalten des Kokses bei hoherTemperatur zu studieren, weil praktische Ver¬suche an Gaserzeugungsöfen30) es wünschens¬wert erscheinen Hessen, das Verhalten des
2*) Stahl und Eisen, 1921, Seite 1258.25) 1. c.
Z>) Brennstoff-Chemie, 1923, Seite 198.
28) Brennstoff-Chemie, 1923, Seite 273.
2») Koppers Mitteilungen, 1923, Heft 2.
3°) Grob, Auszug aus dem Berichte der Eidg. Prüfungs¬anstalt für Brennstoffe.
Diebold, Auszug aus dem Berichte der Eidg. Prüfungs¬anstalt für Brennstoffe und
Versuche an Kammeröfen im Gaswerk Bern, über die dasBulletin des Schweiz. Vereins von Gas- und Wasserfachmännerndemnächst berichten wird.
— 8 —
Kokses hinsichtlich Gasabspaltung und Reak¬
tionsfähigkeit bei hoher Temperatur zu kennen.
Meine Arbeit zerfiel deshalb in zwei Haupt¬teile, nämlich in «Das Studium des Verhaltens
verkokter Brennstoffe bei hoher Temperatur un¬
ter Luftabschluss» und «Das Studium der Re¬
aktionsfähigkeit verschiedener Kokse».
II. Auswahl und Untersuchung des
Versuchsmaterials.
Die verschiedenen Ansichten über die Ur¬sache und die Bestimmung der Verbrennlichkeit
von Koks waren wahrscheinlich zum Teil auf
verschiedene und wohl auch einseitige Auswahldes Versuchsmaterials durch die verschiedenenForscher zurückzuführen. Deshalb legte ich be¬
sonders Wert darauf, für meine Untersuchungen,sowohl in Bezug auf die Entgasung als auf die
Reaktionsfähigkeit, ein geeignetes und vielseiti¬
ges Versuchsmaterial zu verwenden.Ich wählte folgende verkokte Brennstoffe:
/. Bei niedriger Temperatur hergestellte Kokse.
a) Reine grossstückige Buchenholzkohle No. 1:
Gehalt an Asche 3,7 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 13,9 %
b) Tortkarbozit bei ca. 320 ° C hergestellt No. 2:
Gehalt an Asche 3,5 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 38,8 %
2. Bei höherer Temperatur hergestellter TorfkoksNo. 3.
Gehalt an Asche 5,2 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 13,9 %
3. Petrolkoks No. 4.
Schwere, nicht blasige, wenig glänzende Stücke.Gehalt an Asche 2,7 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 8,0 %Der Petrolkoks wurde gewählt, weil er ein
bei niedriger Temperatur hergestellter Koks ist,jedoch glasige, wenig poröse Zellwandungen auf¬
weist.
4. Gaskokse.
Bei den oben erwähnten Versuchen in schwei¬zerischen Gaswerken wurden eine Anzahl Gas¬kokse aus gleichartiger Kohle, aber in verschie¬denen Ofensystemen entgast, zur Untersuchunggenommen,
a) Horizontalretortenkoks aus dem GaswerkAarau No. 5:
Ziemlich leichter Koks aus Saarkohle
« Reden ».
Mittleres Retortenladegewicht 225 kg.Temperatur der ausgestossenen heissesten
Kokspartien ca. 1050 ° C.Ausstehzeit 7 Stunden.
Gehalt an Asche 5,4 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 3,6 %
b) Grosskammerkoks aus dem Gaswerk BadenNo. 6:
Grossstückiger, würfeliger Koks mit ungleich-massig mattem bis glänzendem Bruch, aus
Saar- und englischen Kohlen 4 :6.Mittleres Kammerladegewicht 2800 kg.Temperatur der Heizkammern ca. 1180 ° C.Ausstehzeit 24 Stunden.Gehalt an Asche 8,7 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 3,0 %
c) Vertikalkammerkoks aus dem Gaswerk Bern:
Grossstückiger, dunkelgrauer bis hellgrauerKoks mit schieferigen Einlagerungen, aus
Saar- und englischen Kohlen 1 : 1.
Mittleres Kammerladegewicht ca. 1320 kg.Temperatur der Heizkammern ca. 1200 ° C.
Ausstehzeit 13 Stunden.Bei diesem Koks wurden dunkle und helleStücke aussortiert und für sich zur Unter¬
suchung verwendet.
Vertikalkammerkoks, dunkle Stücke, No. 7:Gehalt an Asche 7,8 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 4,4 %
Vertikalkammerkoks, helle Stücke, No. S.¬Gehalt an Asche 7,5 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 3,2 %
d) Vertikalkammerkoks aus dem Gaswerk BernNo. 11:
Grossstückiger, stengeliger Koks mit dunkel¬
grauer Bruchfläche und schieferigen Ein¬
lagerungen, aus engl. Kohle «Consett».Mittleres Kammerladegewicht ca. 1300 kg.Temperatur der Heizkammern ca. 1200 ° C.Ausstehzeit 14 Stunden.
Gehalt an Asche 13,1 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 2,6 %
e) Vertikalretortenkoks aus dem Gaswerk Bern,aus Saar- und englischen Kjohlen 1:1.Mittleres Retortenladegewicht ca. 490 kg.Temperatur der Retorten ca. 1200 ° C,Ausstehzeit 13 Stunden.
Diese Probe wurde ebenfalls in dunkleund helle Stücke sortiert und je für sichzur Untersuchung verwendet.
Vertikalretortenkoks, dunkle Stücke, No. 9:
Dunkelgrauer Koks mit schieferigen Ein¬lagerungen,Gehalt an Asche 9,9 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 3,7 %
Vertikalretortenkoks, helle Stücke, No. 10:
Hellgrauer Koks mit schieferigen Einlage¬rungen.Gehalt an Asche 9,4 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 2,3 %
5. Zechenkokse.
Es kamen auch einige Zechenkokse verschie¬dener Provenienz, mit verschiedenem Aschen¬gehalt und verschiedener Oberflächenbeschaffen¬heit, zur Untersuchung, um den Einfluss des
Aschengehaltes sowie der Oberflächenbeschaf¬fenheit auf die Reaktionsfähigkeit zu studieren.
a) Ruhrkoks « Prosper » No. 16:
Stengeliger, dichter, schwerer Koks mit hell¬
grau glänzenden Bruchflächen.Gehalt an Asche 8,4 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 2,3 %
b) Ruhrkoks « Mathias Stinnes » No. 18:
Stengeliger, dichter, schwerer Koks mit hell¬
grau glänzenden Bruchflächen.Gehalt an Asche 7,0 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 1,7 %
c) Oberschtesischer Zechenkoks No. 19:
Stengeliger Koks mit hellgrauen Bruch¬flächen, die Rostflecken aufweisen.Gehalt an Asche 9,3 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 3,3 %
- 9"
d) Belgischer Zechenkoks « Mon* » No. 20:
Dichter, schwerer Koks mit hellgrauenBruchflächen,Gehalt an Asche 13,9 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 1,3 %
e) Französischer Koks « Ronchamp » No. 17:
Grossstückiger, würfeliger, dunkelgrauer,gleichmässiger Koks,Gehalt an Asche 13,5 %Gehalt an flüchtiges Bestandteilen 3,2 %
6. Giessereikokse.
Endlich wurden mir von zwei schweizerischen
Werken je zwei Zechenkokse zur Verfügung ge¬
stellt, deren Verhalten für Giessereizwecke be¬
kannt war, nämlich:
a) Zechenkoks « Emma » No. 12:
Grobstückiger, dichter, schwerer Koks mit
hellgrauen Bruchflächen, Einlagerungenund Rostflecken; benützt für Giesserei¬
zwecke in Giesserei A; für Giessereizwecke
als gut bezeichnet.
Gehalt an Asche 11,0 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 1,9 %
b ) Zechenkoks « Präsident » No. 13:
Grobstückiger, ziemlich dichter, schwerer
Koks mit hellgrauen Bruchflächen, viel
Einlagerungen und Rostflecken; benützt
für Giessereizwecke in Giesserei A ; für
Giessereizwecke als schlecht bezeichnet.
Gehalt an Asche 12,7 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 2,8 %
c) Zechenkoks « Präsident » No. 14:
Grobstückiger, dichter, schwerer Koks mit
glänzenden, hellgrauen Bruchflächen; be¬
nützt für Giessereizwecke in Giesserei B;für Giessereizwecke als gut bezeichnet.
Gehalt an Asche 10,2 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 2,6 %
d) Zechenkoks französischer Provenienz No. 15:
Grossstückiger, dunkelgrauer Koks mit dun¬
keln, matten Bruchflächen, viel schieferi¬
gen Einlagerungen und Rostflecken; be¬
nützt für Giessereizwecke in Giesserei B;für Giessereizwecke als sehr schlecht be¬
zeichnet.Gehalt an Asche 14,0 %Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 8,4 %
Probenahme und Aufbereitung der Proben.
Um sowohl für die Analysen wie auch für
die andern Untersuchungen eine gute und gleich-massige Durchschnittsprobe zu erhalten, wurdewie folgt verfahren:
Nach dem Diagonalverfahren wurde von den
ursprünglichen Proben die Hälfte für spätereUntersuchungszwecke und als Handmuster bei¬
seite gelegt. Der Rest wurde auf die Körnung10/30 mm zerkleinert und davon für die Be¬
stimmung des spez. Gewichtes und der Porositäteine Durchschnittsprobe genommen. Der zurück¬
bleibende Teil wurde geschrotet und auf die
Körnung 3/5 mm ausgesiebt. Von dieser Kör¬
nung wurde ein Durchschnitt genommen für die
Versuche zur Bestimmung der Reaktionsfähig¬keit. Der ganze Rest der Probe wurde für die
Analyse aufbereitet, gemahlen «ad gebeutelt.Bei zwei Gaskoksen, nämlich Vertikalkammer-koks und Vertikalretortenkoks aus dem Gas¬
werk Bern, wurden dunkle und helle Stückevorerst sortiert und zur Probenahme und Auf¬
bereitung getrennt behandelt, wie oben angegebenwurde.
Chemische Untersuchung der Proben.
Alle Kokse wurden nach den in der Eidg.
Prüfungsanstalt für Brennstoffe üblichen Me¬
thoden auf Elementarzusammensetzung, Gehalt
an Wasser, Asche und flüchtigen Bestandteilen
sowie auf den Heizwert untersucht.
Ich sehe davon ab, die Untersuchungsver¬fahren hier näher zu beschreiben.
Die erhaltenen Resultate sind in der Tab. 1
nachstehend zusammengestellt:
Fig. 1
Physikalische Untersuchung der Proben.
Bei der physikalischen Untersuchung be¬
schränkte ich mich auf die Bestimmung des
spez. Gewichtes und der Porosität der Proben.Dabei verfuhr ich wie folgt:
Zur Bestimmung des spez. Gewichtes und derPorosität wurde die Methode nach Seger ange¬wandt, wie sie in der keramischen Industrieüblich ist31).
») Siebe a H. Beriet 1. c.
10
Analysen der
Buehenboli-
kohle
Torlkarbozll
hergeslelllbei
ea. SMH
- Torikoks
hergestelltbei häherer
Temperatur
Feirolkoks
Mzontal-Retortenkoks
larao
Diirehsehnill
Rammerolen-koks
BadenDurebsebDlll
YerHkal-kammerkoks
Bern
dunkle SIDeke
ferilkal-kammerkoks
Bern
helle SIDeke
No. 1 No. 2 No. 3 No. 4 No. 5 No. 6 No. 7 No. 8
Tabelle 1.
Analysen der Brennstoffe.
a) Rohsubstanz.
Gehalt an Wasser. . % 4,0 5,7 5,7 0,6 0,9 2,9 2,4 1,1
Gehalt an Asche . . . % 3,5 3,1 4,9 2,7 5,4 8,4 7,6 7,4
7337 6263 7041 8098 7606 6972 7168 7253
b) Wasserfreie Substanz.
Gehalt an Asche . . . % 3,7 3,5 5,2 2,7 5,4 8,7 7,8 7,5
Gehalt an Schwefel. . % 0,11 0,23 0,30 0,97 0,68 1,27 1,03 0,98
7671 6676 7508 8151 7681 7201 7361 7343
c) Reinsubstanz.
Gehalt an flüchtigen Be¬standteilen (exkl. CO2) % 14,3 39,9 14,4 8,2 3,6 3,3 4,5 3,2
7925 6921 7879 8367 8102 7870 7968 7926
Verbrennungswärme . WE 8110 7133 8004 8548 8170 7901 8032 7969
Gehalt an:
Kohlenstoff. . . . »/0 90,17 75,87 89,55 92,84 96,00 96,00 95,55 96,42
Wasserstoff. . . . % 2,71 3,94 2,31 3,10 0,87 0,57 0,94 0,58
Sauerstoff 10;
Stickstoff ;•••/»7,00 19,95 7,82 3,06 2,41 2,07 2,37 1,94
Schwefel %
%
Gesamtwasserstoff auf 1000
Teile C berechnet . . .
0,12 0,24 0,32 1,00 0,72 1,39 1,14 1,06
100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
30 52 26 33 9 6 10 6
Wasserstoff durch Sauer¬
stoff gebunden ....10 33 11 4 3 3 3 2
Disponibler Wasserstoff . .20 19 15 29 6 3 7 4
Tabelle 2.
Spez.Gewichte n.Porosität
Scheinbares spez. Gewicht 0,414 0,474 0,497 0,843 0,746 0,890 0,799 0,846
Wirkliches spez. Gewicht. 1,365 0,950 1,417 1,340 1,591 1,751 1,611 1,629
69,8 50,1 64,9 37,1 53,1 49,2 50,4 48,1
30—40 g Koks in Stücken von 15/25 mm
wurden bei 105 ° C getrocknet und nach dem
Erkalten im Exsikator gewogen. Die Probewurde in einen grossen Reagenszylinder ge¬
bracht und evakuiert. Dann wurde heisses, aus¬
gekochtes, destilliertes Wasser zufliessen ge¬lassen und unter zeitweisem Erwärmen eine
Stunde im Vakuum belassen. Die Probe wurdedann mit dem Wasser in einem Vakuumexsika-
tor evakuiert, bis keine Luftbläschen mehr be¬
obachtet werden konnten. Dies dauerte bei ein¬
zelnen Proben bis zu 24 Stunden,
Nachdem die Probe nass wieder gewogen
war, wurde sie zur Bestimmung des Volumensin das Volumenometer gebracht, wie es in Fig. 1
dargestellt ist.
Nach dem Füllen des Apparates mit destil¬liertem Wasser wird durch Ablassen beim
Bunsenventil das Wasser auf A.. .0 gebracht.
Dann saugt man bei C Wasser aus der Flaschein die Kugel B, so dass man den Stopfen derFlasche herausnehmen und die Probe in dieFlasche eingeben kann. Nach dem Verschliessender Flasche lässt man das Wasser aus der
Kugel B wieder in die Flasche bis zur Marke A
zurück.
Der Stand an der Bürette gibt dann das'Volumen des eingebrachten Kokses an.
Ist das Volumen grösser, als die Büretten-
teilung zeigt, so lässt man durch das Bunsen¬ventil einen Teil des Wassers in einen Mess¬
zylinder ab und stellt wieder auf Marke A ein.
— Il -
ausgewählten Koksproben. Tabellen 1 und 2
ïertikal-
retortenkoksBern
dunkle StDeke
Verdkal-retortenkoks
Bern
helle SIBeke
Vertlkal-kammerkoks
Bern
Durchschnitt
Koks
„Emma"benltzl
Olesserel i
Koks
„Präsident"benBtzl
Olesserel 1
Koks
„Präsident"benutzt
Glesserel B
FranzösischerZechenkoksttnOtzl
Olesserel B
Buhrkoks
„Prosper"
Französischer
Koks
„Bonebamp" ES
BE
g.
ils- Obersehles.
Zechenkoks
BelgischerZechenkoks
„Mens"
No. 9 No. 10 No. 11 No. 12 No. 13 No. 14 No. 15 No. 16 No. 17 No. 18 No. 19 No. 20
1,8 0,64 1,4 0,9 1,4 0,8 6,7 0,24 0,23 0,06 3,6 0,5
9,7 9,3 12,9 10,9 12,5 10,1 13,0 8,3 13,3 7,0 9,0 13,9
6992 7170 6864 6987 6849 7040 6357 7259 6869 7372 6935 67,65
9,9 9,4 13,1 11,0 12,7 10,2 14,0 8,4 13,5 7,0 9,3 13,9
1,30 1,27 0,73 1,0 0,95 0,98 0,90 0,87 0,69 0,72 0,85 0,60
7128 7220 6973 7055 6952 7098 6855 7277 6912 7376 7215 6802
3,8 2,3 3,9 1,85 2,99 2,73 8,98 2,35 3,60 1,62 3,31 1,28
7881 7930 8021 7923 7968 7909 7952 7928 7932 7937 7956 7903
7960 8000 8063 7945 8005 7932 8003 7971 7976 7954 7977 7919
94,48 96,26 96,82 96,76 96,38 96,87 94,24 97,13 96,94 97,45 95,64 97,85
0,90 0,67 0,79 0,41 0,69 0,43 0,96 0,55 0,58 0,31 0,39 0,29
3,16 1,67 1,55 1,70 1,84 1,61 3,75 1,37 1,69 1,46 3,03 1,18
1,46 1,40 0,84 1,13 1,09 1,09 1,05 0,95 0,79 0,78 0,94 0,68
100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
10 7 8 4 7 4 10 6 6 3 4 3
4 2 2 2 2 2 5 2 2 2 4 2
6 5 6 2 5 2 5 4 4 1 0 1
0,790 0.888 0,976 0,857 0,888 0,842 0,927 0,851 0,804 0,937 0,799
1,590 1,731 — 1,678 1,730 1,756 1,631 1,653 1,773 1,565 1,593 1,435
50,3 48,7 — 48,4 50,5 49,7 48,3 43,9 52,0 48,6 41,2 44,3
Die Errechnung geschieht wie folgt:
Ist a = g Trockengewicht,b = g Nassgewicht,v = cm3 Volumen,
so ist:
Scheinbares spez. Gewicht =--—
Wirkliches spez. Gewicht =
3. Porosität =
Die erhaltenen Werte sind
1 und 2 zusammengestellt.
v-[b-a)
lOO(fe-o)0/0
v
in den Tabellen
III. Ueber das Verhalten verkokter
Brennstoffe bei hoher Temperaturunter Luftabschluss.
Einleitung.
In der Fachliteratur finden sich mancherlei
Angaben über die Zusammensetzung der bei der
Entgasung verschiedener Kohlen in verschiede¬nen Ofensystemen zu bestimmten Zeitmomentenentnommenen • Gase.
Es sei nur auf die Arbeiten von Bunte undseiner Schüler 32) und auf die verschiedenen An-
32) Gas- und Wasserfach.
- iâ -
gaben über die Entgasung in Koksöfen ver¬
wiesen33).In jüngster Zeit sind durch die Eidg, Prü¬
fungsanstalt für Brennstoffe systematisch der¬
artige Untersuchungen an verschiedenen Ofen¬systemen durchgeführt worden und zum Teilschon veröffentlicht.
Die Ergebnisse aller dieser Untersuchungenstimmen darin überein, dass die Gasabspaltungbeim Erhitzen der Kohlen auf hohe Temperaturstets in der Weise verläuft, dass im Anfang derEntgasung ein kohlenwasserstoffreiches, heiz-
kräftiges Gas entsteht und dass von einem be¬stimmten Zeitmomente an der Wasserstoffgehaltdes Gases besonders stark ansteigt, währenddem
Da Koppers den Verlauf der Gasabspaltungbeim Erhitzen von Koks sogar zur Beurteilungder Reaktionsfähigkeit der Kokse benutzen willund annimmt, der Verlauf der Entgasungskurvelasse zugleich einen Rückschluss über die Tem¬
peratur, auf die der Koks bei der Herstellungüberhaupt erhitzt worden sei, ziehen, gewannenderartige Versuche auch nach dieser RichtungBedeutung.
Endlich war die Kenntnis des Entgasungs¬verlaufes von Koksen auch deshalb von Wich¬tigkeit, weil die Entgasung bei -der Ermittlungder Reaktionsfähigkeit nach den verschieden¬sten Methoden nicht ohne Einfluss ist, wie ichweiter unten zeigen werde.
A = Amperemeter.B = Büretten zum Auffangen des Gases.
M = Millivoltmeter.0 = Ofen.
Fig. 2
T Ä Thermoelement.V == Vorschaltwiderstand.S = zum Seitengalvanometer
Versuchsanordnung zur Entgasung der Koksproben.
die schweren Kohlenwasserstoffe verschwinden
und auch der Gehalt an Methan sehr stark zu¬
rückgeht. Dagegen unterscheiden sich die ver¬
schiedenen Literaturangaben sehr stark hinsicht¬lich des Verlaufs des Stickstoffgehaltes der Gas¬proben. Währenddem z. B. bei den neuesten
durch die Eidg. Prüfungsanstalt für Brennstoffe
vorgenommenen Untersuchungen die Gase selbstnach 48stündiger Ausstehzeit in Kammeröfennicht über 9 Vol.-% Stickstoff enthielten, wer¬
den von Schreiber in seinem Buche in einem
Entgasungsdiagramme eines Koksofens Stick¬
stoffgehalte bis zu 46 % angeführt. Es war dar¬um von Interesse, das Verhalten von Koksen,welche in Retorten- und Kammeröfen hergestelltwurden, bei erneutem Erhitzen auf hohe Tem¬
peratur unter Luftabschluss zu studieren. Manwar dadurch imstande, den Verlauf der Gas¬abspaltung beim Erhitzen von Koksproben beisteigender und bei konstant gewählter Tempe¬ratur genau zu verfolgen und so festzustellen,in welcher Weise z. B. der Wasserstoff, Stick¬stoff und der Sauerstoff frei gemacht werden.
SS) Simmersbach 1. c.
Schreiber.
Es ist schon lange bekannt, dass die brenn¬bare Substanz von Koksen verschiedener Prove¬nienz verschiedene Elementarzusammensetzungaufweisen kann34), trotzdem sie bei nicht sehr
verschiedenen Temperaturen hergestellt wurden.Es musste daraus geschlossen werden, dass auchdie Ausstehzeit die Zusammensetzung der Koks¬substanz beeinflusse.
Die nachstehend beschriebenen Versuche kön¬
nen als Beitrag zur Klärung der eben aufgewor¬fenen Fragen dienen.
Apparatur und Methodik.
Zur Entgasung bei steinender Temperaturverwendete ich die Proben in fein gemahlenemZustande, wie sie zur Analyse aufbereitet waren.
Die Proben wurden getrocknet, gewogen undin ein Quarzgefäss von ca. 35 cm3 Inhalt, miteinem langen, angeschmolzenen Rohr, das an die
Gasentnahmevorrichtung angeschlossen wurde,eingefüllt.
Zur Heizung baute ich einen elektrischenWiderstandsofen von ca. 2,9 Ohm Widerstand,gebildet durch Chromnickeldraht, der um ein
s») Streit, Dissertation, Zürich, 1909.
- 13 -
Quarzrohr gewickelt ist. Durch einen Vor-schaltwiderstand kann der Ofen mit 1—13 Am¬
pere und 110 Volt belastet und sehr leicht be¬
liebig rasch angeheizt werden. Bei den Ver¬
suchen wurde mit 2 Ampère Belastung angeheiztund der Vorschaltwiderstand allmählich ausge-
element aus Platin-Platin-Rhodium. Das Element
war auf einen Vergleichspol bei 20 ° C geeicht,und es wurde deshalb auch die Methode der
Kompensation gewählt. Als Galvanometer wurde
ein Millivoltmeter zur rohen Ablesung und in
Parallelschaltung dazu ein Edelmannsches Sai-
800 300 «X»
Temperaturrac öoö mot.
No. 7 Vertikalkammerkoks Bern, dunkle Stücke.
No. 8 Vertikalkammerkoks Bern, helle Stücke.
No. 9 Vertikalretortenkoks Bern, dunkle Stücke.
No. 10 Vertikalretortenkoks Bern, helle Stücke.
Fig. 3 a
Entgasung verschiedener Vertikalretorten- und Vertikalkammerofenkokse
bei steigender Temperatur.
schaltet, so dass ein regelmässiger Temperatur¬anstieg leicht eingehalten werden konnte. Letz¬terer betrug ca. 160—170 °C pro Stunde. Zurbessern Temperaturübertragung war im Heiz¬rohr eine Nickelhülse eingebracht, so dass zwi-
tengalvanometer zur genauen Ablesung benutzt85).Es konnte so die Temperatur auf 1 ° C genau
abgelesen werden. Das Thermoelement war so
eingesetzt, dass die Lötstelle in die Mitte des
Quarzgefässes zu liegen kam und seine Schen-
No. 5 Horizontalretortenkoks Aarau.No. 6 Kammerofenkoks Baden.
No. 11 Kammerofenkoks Bern.
Fig. 3 b
Entgasung verschiedener Kokse bei steigender Temperatur.
sehen Quarzkörper und Heizrohr fast keinfreier Raum blieb. Während der Versuche wurdedas Heizrohr unten durch einen Schamotte¬zapfen verschlossen, während oben mit Asbest¬wolle verschlossen wurde.
Zur Temperaturmessung diente ein vom Eidg.Amt für Mass und Gewicht geeichtes Thermo-
kel ca. 10 cm aus dem Ofen herausragten. Zu¬dem wurde zwischen Ofen und Klemmen desThermoelementes ein Schutzschild aus dickemAsbest angebracht.
Zum Auffangen und Messen des Gases dien-ten zwei Bunte-Büretten mit Zweiweghahn, die
») Debrunner, Disstrtation, Zürich E. T. H., 1923.
— 14 —
abwechselnd mit dem Gasentnahmerohr verbun¬
den wurden.
Die ganze Apparatur ist in Fig. 2 schematisch
wiedergegeben.Vor Beginn der Versuche wurde die Appa¬
ratur stets auf Dichtigkeit geprüft durch Tief¬
stellen des Niveaugefässes.
entwicklung wurde das Gas von 50 zu 50 ° C ge¬trennt analysiert. Als Absperrflüssigkeit diente
50%iges Glyzerinwasser. Die erzeugten Gas¬
mengen sind, umgerechnet auf Normalzustandund 100 g wasserfreie Substanz, in den Tabellen3 a bis 3 i wiedergegeben und in den Abbildun¬
gen 3 a bis 3 c graphisch aufgezeichnet.
7000
Intqasünqshjurw i //fifinn
»
—
/
',nnn
oo /'
snnn CD
ê/p>/ /
/
?onn
E
i//
mnn
O
,,--- ;#
n
—^É^ui.'*' ==^ z^-~~~~
500 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400t-» Temperatur
No. 1 Buchenholzkohle ....
No. 1 a Buchenholzkvhle, entgast .
No. 16 Ruhrkoks Prosper ....Vertikalkammerkoks Bern, dunkle Stücke
Vertikalretortenkoks Bern, helle Stücke.
Vertikalretortenkoks Bern, dunkle Stücke
Kammerofenkoks Baden ....
Fig. 3 c
Entgasung verschiedener Kokse bei steigender Temperatur.
No. 7
No. 10
No. 9
No. 6
Wasserfreie Wasser- und aschen-Substanz freie Substanz
Gehalt an flüchtigenBestandteilen
3,5 14,3
8,4 2,47,8 4,59,4 3,29,9 3,88,7 3,3
Es wurden folgende Proben bei steigender
Temperatur entgast:
Buchenholzkohle No. 1;Horizontalretortenkoks No. 5;
Grosskammerkoks No. 6;Vertikalkammerkoks, dunkle Stücke, No. 7;
Vertikalkammerkoks, helle Stücke, No. 8;
Vertikalretortenkoks, dunkle Stücke, No. 9;
Vertikalretortenkoks, helle Stücke, No. 10;
Vertikalkammerkoks, Durchschnitt, No. 11;Ruhrkoks « Prosper » No. 16.
Das Gewicht der Probe betrug für Holzkohle
ca. 11 g, für die Kokse ie nach dem Volumen¬
gewicht und dem Quarzkörper 20—30 g. Die
Proben wurden vor dem Einfüllen bei 105 ° C
getrocknet.Nach dem Entgasen wurden sie wieder zu¬
rückgewogen, um den Glühverlust zu bestimmen.
Der Glühverlust der einzelnen Proben ist, auf
100 g wasserfreie Substanz umgerechnet, in den
entsprechenden Tabellen 3 a bis 3 i angeführt.Bei einigen Proben konnte letzterer jedoch we¬
gen Defekt der Quarzgefässe nicht bestimmt
werden.
Das Gas wurde gemessen und in Temperatur¬intervallen, zumeist von 100 zu 100 ° C, in Am¬
pullen zur Analyse abgefüllt. Bei starker Gas-
Sofort nach den einzelnen Versuchen wurden
die Gasproben analysiert. Ich benutzte dazu den
Orsat-Pintsch-Apparat. Nach der Absorptionder Kohlensäure in Kalilauge und des Sauer¬stoffes in alkalischem Hydrosulfit nach Franzen
wurde das Gas fraktioniert über Kupferoxydverbrannt36). Schwere Kohlenwasserstoffe wa¬
ren in keiner Probe zugegen. Die fraktionierte
Verbrennung wurde verschiedentlich kontrol¬liert durch Bestimmung des Kohlenoxydes durch
Absorption in ammoniakalischer Kupferchlorür-Iösung und Uebereinstimmung gefunden. Die
Analvsenresultate sind in den oben erwähntenTabellen 3 o bis 3 i zusammengestellt. In den
Fig. 4 a bis 4 e ist die Zusammensetzung der
Gasproben einiger Entgasungen graphisch dar¬
gestellt, wo auch die in den einzelnen Tempe¬raturintervallen erzeugte Gasmenge eingezeich¬net ist. Die von 750'Can ausgezogenen Linien
sollen andeuten, dass die Gase von dieser Tem¬
peratur an vollständig luftfrei waren.
Ferner habe ich in den Fig. 5 a bis 5 c die
Volumen der einzelnen Gasbestandteile, bezogenauf 100 g wasserfreie Substanz, die sich wäh¬
rend der Entgasung entwickelten, graphisch auf¬
getragen.
s«) Schert, Dissertation, Zürich E. T. H., 1923.
— 15 -
Entgasnng bei steigender Temperatur. Tabellen 3a bis 3c
Zusammensetzung des Gases Gasmengen0°/760 mm Hg
pro 100 gwasserfreier
Temperatur C02 + H2S o2 H2 CO CH4 N2
Vol. o/0 Vol. o/0 Vol. o/o Vol. o/0 Vol. o/0 Vol. o/0 Substanz
Tabelle 3 a.
Buchenholzkohle No. 1.
bis 300° C . 31,0 12,4 0,5 1,8 — 54,3 1240
300- 400° C. 53,6 2,4 14,3 4,6 2,9 22,2 409
400- 500° C . 39,0 0,5 9,9 26,8 19,4 4,4 1062
W500— 600° C
. 23,5 0,0 23,3 16,8 36,4 0,0 1798
es
600- 700° C. 5,6 0,0 53,0 15,8 26,0 0,0 3760
CO
cd*0£
700— 750° C. 2,2 0,0 63,6 14,2 20,0 0,0 3025
(5 750— 800° C. 0,5 0,0 74,8 7,9 16,8 0,0 2370
W800— 850° C
. 0,0 0,0 84,3 3,6 12,1 0,0 2125
850 - 900° C. 0,0 0,0 91,7 1,6 6,7 0,0 1555
900-1000° C. 0,0 0,0 94,5 2,0 3,5 0,0 2535
1000-1100° C. 0,0 0,0 93,8 4,7 0,8 0,7 2125
1100—1180° C. 0,0 0,0 90,4 8,6 0,0 1,0 670
b|I bis 1000° C .
^1\ 1000—1250° C .
4,6
18,5
0,0
0,0
69,7
60,3
23,8
18,5
0,0
0,0
1,9
2,7
610
635
Tabelle 3 b.
Horizontalretortenkoks No. 5.
bis 400° C . . . 52,1 5,1 0,0 5,7 0,0 37,1 210
400— 600° C 42,1 3,1 8,4 9,5 7,4 29,5 140
600- 700° C 33,1 2,3 31,2 17,7 5,9 9,8 190
700— 800° C 14,6 0,0 56,7 24,5 1,4 2,8 810
800— 900° C 1,2 0,0 86,3 9,5 1,0 2,0 1240
900-1000° C 0,4 0,0 92,7 5,5 0,0 1,4 1615
1000-1100° C 0,3 0,0 91,9 4,3 0,0 3,5 ,14101100-1200° C 0,6 0,0 90,7 3,0 0,0 5,7 1240
1200-1250° C 1,0 0,0 82,7 7,1 0,0 9,2 640
1250-1270° C 0,8 0,0 74,6 9,6 0,0 15,0 690
Glühverlust = 3,8 %, bezogenauf wasserfreien Koks.
Tabelle 3c.
Grosskammerkoks Baden
No. 6.
bis 300° C . . . 27,2 10,3 0,0 3,1 0,0 59,4 112
300—«00° C 28,0 0,6 10,0 5,4 11,0 45,0 81
600- 700° C 26,3 0,6 31,2 13,7 12,6 15,6 120
700- 800° C 13,5 0,0 53,4 20,2 6,3 6,6 440
800- 900° C . 0,8 0,0 77,3 14,9 3,5 3,5 350
900—1000° C 0,2 0,0 83,0 9,3 1,4 6,1 500
1000-1100° C 0,3 0,0 82,5 6,1 0,7 10,4 610
1100-1200° C 0,5 0,0 79,1 6,4 0,0 10,0 880
1200-1250° C 0,6 0,0 76,5 10,1 0,0 11,8 300
Glühverlust = 6,4 °/0, bezogen1 auf wasserfreien Koks. 1 1 1 I 1
Entgasung bei steigender Temperatur. Tabellen 3d bis 3f
Zusammensetzung des Gases Gasmengen08/760mmHg
pro 100 gwasserfreierSubstanz
Temperatur CO2 + H2S
Vol. o/„
O2
Vol. o/0
H2
Vol.o/0
CO
Vol. o/0
CHi
Vol. 0/0
N2
Vol.o/0
Tabelle 3d.
Vertikalkammerkoks,dunkle Stücke, No. 7.
bis 300° C. . . 33,2 8,7 0,0 3,4 0,0 54,7 200
300— 700° C 26,9 1,4 35,4 9,1 18,1 9,1 340
700— 800° C 7,7 0,0 60,1 21,1 7,7 3,4 630
800— 900° C 0,6 0,0 81,0 11,3 2,8 4,3 1090
900-1000° C 0,2 0,0 86,0 8,3 1,6 3,9 830
1000 - 1050° C 0,6 0,0 88,6 4,5 0,4 5,9 870
1050-1100° C 0,2 0,0 90,7 3,0 0,4 3,7 1000
1100-1200° C 0,4 0,0 87,8 5,1 — 6,7 1150
1200-1250° C 0,6 0,0 85,7 8,4 0,0 5,3 570
1250-1280° C 0,6 0.0 76,3 13,3 0,0 9,8 305
Glühverlust = 4,9 °/0, bezogenauf wasserfreien Koks,
Tabelle 3e.
Vertikalkammerkoks,helle Stücke, No. 8.
bis 500° C. . . 33,3 3,3 7,9 2,9 0,0 55,1 88
500— 800° C. 31,5 0,5 27,0 21,3 0,4 19,3 212
800— 900° C. 5,7 0,0 46,3 38,8 1,4 7,8 326
900—1000° C . 0,3 0,0 75,2 14,3 0,5 9,7 520
1000—1100° C. 0,2 0,0 84,5 5,4 0,4 9,5 695
1100-1180°C . 0,6 0,0 85,5 5,2 0,3 8,4 1030
1180—1200° C . 0,4 0,0 84,6 8,8 0,4 5,8 240
Glühverlust = 1,7 °/0, bezogenauf wasserfreien Koks.
Tabelle 3 f.
Vertikalretortenkoks,dunkle Stücke, No. 9.
bis 600° C. . . 57,8 3,3 3,8 4,2 7,5 23.4 216
600- 700° C 20,8 1,3 38,3 15,5 12,5 11,6 229
700-800° C 10,2 0,5 56,0 21,6 6,5 5,2 720
800— 900° C 0,7 0,0 79,4 10,9 1,6 74 993
900-1000° C 0,0 0,0 87,4 7,2 0,5 4,9 820
1000—1100° C 0,1 0,0 88,4 4,9 0,4 6,2 1096
1100-1150° C 0,6 0,0 88,1 3,2 0,2 7,2 690
1150-1200° C 0,7 0,0 84,6 6,9 0,2 7,6 770
1200-1250° C 0,6 0,0 80,7 9,6 0,0 9,1 550
1250—1300° C 0,2 0,0 74,8 16,1 0,0 8,9 380
1300—1360° C 0,8 0,0 63,0 26,7 0,0 9,5 480
Glühverlust = 5,7 %, be
auf wasserfreien Koksogs.
en
- 17 -
Entgasung bei steigender Temperatur. Tabellen 3 g bis 3 i
Zusammensetzung des Gases Gasmengen09/760 mm Hg
pro 100 gwasserfreier
Substanz
Temperatur C02 + H2S
Vol. •/,,
o2
Vol. 9/o
H2
Vol. o/0
CO
Vol. o/„
CH4
Vol. o/0
N2
Vol. o/0
Tabelle 3g.
Vertikalretortenkoks,helle Stücke, No. 10.
bis 700° C . . . 27,9 1,4 22,9 9,6 0,0 38,2 168
700- 800° C 30,2 0,9 29,3 23,8 1,4 14,4 161
800- 900° C 6,5 0,0 41,8t
43,7 1,0 7,0 136
900—1000° C 1,0 0,0 62,0
'
25,9 0,8 10,3 390
1000-1100° C 0,4 0,0 81,7 7,2 0,4 10,3 960
1100-1150° C 0,5 0,0 85,0 5,1 0,3 9,2 690
1150-1200° C 0,5 0,0 83,7 7,9 0,0 7,9 510
1200-1250° C 0,5 0,0 80,8 10,6 0,0 8,1 410
1250-1300° C 0,5 0,0 75,4 14,4 0,0 9,7 560
1300-1350° C 0,6 0,0 69,4 15,0 0,0 15,0 105
Tabelle 3h.
Vertikalkammerkoks,Durchschnitt, No. 11.
bis 300° C. . .
111
300- 550° C — 60
550- 700° C 25,4 1,5 42,3 3,8 6,9 20,1 72
700— 800° C 14,5 0,0 38,6 35,1 1,5 10,3 158
800- 900° C 1,9 0,0 67,9 24,1 1,9 4,2'
367
900— 950° C 0,0 0,0 82,2 10,4 1,5 5,9 435
950-1000° C 0,2 0,0 83,0 7,0 0,6 9,2 1097
1000-1050° C 0,2 0,0 88,2 3,9 0,6 7,1 680
1050-1100° C 0,3 0,0 89,6 3,2 0,4 6,5 740
1100-1150° C 0,3 0,0 90,7 3,7 0,4 4,9 650
1150-1200° C 0,5 0,0 87,5 6,0 0,0 6,0 570
Glühverlust = 3,9 °/o, bezogenauf wasserfreien Koks.
Tabelle 3i.
Ruhrkoks „Prosper" No. 16.
bis 300° C. . . 7,7 10,0 11,5 0,0 0,0 70,8 75
300- 800° C 35,4 0,0 31,5 12,5 3,2 17,4 250
800— 900° C 5,6 0,0 47,8 35,1 0,9 10,6 165
900-1000° C 1,2 0,0 48,6 35,1 0,4 14,7 220
1000—1100° C 1,0 0,0 75,2 11,2 0,2 12,4 535
1100—1200° C 0,8 0,0 82,5 6,7 0,0 10,0 890
1200—1300° C 1,6 0,0 75,6 12,0 0,0 10,8 880
1300—1350° C. 1,0 0,0 58,9 20,0 0.0 20,1 470
Glühverlust = 2,3 °/o, bezauf wasserfreien Koks.
en
- 18
Die entgasten Koksproben wurden nach den
Methoden der Eide. Prüfungsanstalt für Brenn¬
stoffe untersucht. Die Analysenresultate sind in
den Tabellen 4a und 4b zusammengestellt. Die
bei steigender Temperatur entgaste Holzkohle
An Stelle der Büretten verwendete ich zum
Auffangen und Messen des Gases zylindrischeGasometer aus Glas mit einem Fassungsver¬mögen von ca. 700 cm3
Mengen Gas entstanden.
weil plötzli.h grosseDas Gas wurde unter
Gaszusammensetzung und Gasmengen.
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1*00
Fig. 4 a.
Entgasung bei steigender Temperatur; Buchenholzkohle No. 1.
konnte nicht untersucht werden wegen Defekt
des Quarzgefässes.Bei der Entgasung bei konstant gehaltener
Temperatur bis zu 1200 ° C wurde auch wieder¬
um der beschriebene elektrische Ofen benutzt.
Es wurde aber nicht pulverisierter, sondern
granulierter Koks benutzt.
die Gasometerglocke geleitet und konnte obenin Ampullen abgefasst werden. Als Absperr¬flüssigkeit diente wiederum 50%iges Glyzerin¬wasser.
Bei der Entgasung bei konstanter Tempera¬tur verfuhr ich nicht überall gleich.
Grosskammerkoks No. 6 entgaste ich wie
Gaszusammenselzung und Gasmengen.
1000 cc
900 «CO 1100 1200°C
Temperatur
Fig. 4 b
Entgasung bei steigender Temparaturj Kammerofenkoks Baden No. 6.
- 19 -
folgt: Die Koksprobe wurde in den Ofen ein¬
gesetzt und durch rasches Anheizen auf 800 ° C
erhitzt. Bis zu 300 ° C wurde das entwickelte
Gas nicht aufgefangen. Das während der An-
in bestimmten Zeitintervallen gemessen und zur
Analyse entnommen.
Die Anheizperiode auf 800 ° C dauerte 15 Mi¬
nuten; die weitere Erhitzung bei 800 ° C wurde
Gaszusammensetzung und Gasmer.gen.
1000
VOl.%
200 300 400 S» 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1WC
Temperatur
Fig. 4 c
Entgasung bei steigender Temperatur ; Vertikalretortenkoks Bern, dunkle Stücke, No. 9.
heizperiode zwischen 300 und 800 °C entwik-
kelte Gas wurde gesondert aufgefangen und
analysiert. Sodann wurde der Ofen bei kon¬
stanter Temperatur gehalten und die Gasmengen
dagegen 6 Stunden fortgesetzt. Hierauf wurde
innert 15 Minuten die Temperatur auf 1000 ° C
gesteigert, trotzdem die Entgasung noch nicht
beendet war, und 4 Stunden bei dieser Temoe
Gaszusammensetzung und Gasmengen.
1000 CC
200 500 ÄÖ0 SÖÖ600 700.
800 900 1000 . tlOO 1W0 1500 • W»°C
Temperatur
Fig. 4d
Entgasung bei steigender Temperatur; Vertikalretortenkoks Bern, helle Stücke, No. 10.
- 20 -
Zusammensetzung und Gasmengen.
1000 cc
Fig. 4e
Entgasung bei steigender Temperatur; Ruhrkoks „Prosper" No. 16.
Mengen der einzelnen Gasbestandteile.
200 300 «00 500 600 700 800 900 1000 1100 1200?
Fig. 5 a
Entgasung bei steigender Temperatur;Buchenholzkohle No. 1
Mengen der einzelnen Gasbestandteile.
~E«5 WO" TO 1100 1200 1300°C.
Fig. 5 b
Entgasung bei steigender Temperatur;Kammerofenkoks, helle Stücke, No. 8.
- 21 —
ratur belassen. In gleicher Weise wurde dannauf 1100 °C erhitzt und während I6Y2 Stundenbis zum Aufhören der Gasentwicklung bei die¬
ser Temperatur gehalten.Die Gasmengen pro 100 g wasserfreie Sub¬
stanz sind in der Tabelle 6 aufgeführt und in
Fig. 6 graphisch aufgetragen. Das Gas wurde
in üblicher Weise analysiert. Die Resultate sindin der Tabelle 6 wiedergegeben. Die Fig. 6 zeigtdie Zusammensetzung des Endgases jeder Ent¬
gasungsperiode.Bei der Entgasung des Vertikalretorten-
kokses No. 9 wurde der Ofen zuerst auf 1000°C
Mengen der einzelnen Gasbestandteile.
1500.
m
1N
m
\
100g; B
8>1
t /1
S
im f1
«rttere äureC >2
#= ~-^>/& Mc ttianC 14
500 600100 800300.1000 11001200 BOOt.
Fig. 5 c
Entgasung bei steigender Temperatur ;
Ruhrkoks „Prosper" No. 16.
angeheizt und dann das Quarzgefäss mit demKoks in den Ofen eingeführt. Die erhaltenenGasmengen sowie die Analysen der Gasprobensind in der Tabelle 9 aufgeführt und in Fig. 9
graphisch aufgetragen.In gleicher Weise wurden die Buchenholz¬
kohle No. 1 und der Vertikalkammerkoks No. 7
bei 1000 °C entgast Diese zwei letzten» Probenwurden später noch weiter bei 1400 °C entgast.Die Resultate sind in den entsprechenden Ta¬bellen 7 und 8 und den graphischen Darstellun¬gen 7 und 8 nachfolgend aufgeführt.
Für die Entgasung bei 1400 °C wurde einelektrischer Kohlenrohrwiderstandsofen benutzt,
der in sehr kurzer Zeit auf sehr hohe Tempera¬turen angeheizt werden kann. Die Temperaturwurde mit einem optischen Pyrometer bestimmtund konnte fast konstant gehalten werden. Das
Quarzgefäss wurde bei 1400 ° C in den Ofen ein¬
geführt und das Gas in üblicher Weise aufge¬fangen und gemessen. Die erhaltenen Gasmengenpro 100 g wasserfreie Substanz und die Ana¬lysen der Gasproben sind in den entsprechendenTabellen und Abbildungen wiedergegeben. Die
Analysen der entgasten Kokse sind in den obenerwähnten Tabellen 4 a und 46 aufgeführt.
Besprechung der Versuchsergebnisse.
at Verlauf der Gasabspaltuni.In der letzten Kolonne der Tabellen 3a bis 3i
sind die bei der Entgasung bei steigender Tem¬peratur von 100 zu 100 ° C entwickelten Gas¬
mengen eingetragen, währenddem in den Fig. 3 abis 3 c die entsprechenden Werte graphisch dar¬
gestellt sind. Zu diesen Versuchen wurden fol¬gende Kokse verwendet:
Flüchtige Bestandteile
Buchenholzkohle No. 1 13,9Horizontalretortenkoks No. 5 3,6Grosskammerkoks No. 6 3,0Vertikalkammerkoks, dunkle Stücke, No. 7 4,4Vertikalkammerkoks, helle Stücke, No. 8 3,2Vertikalretortenkoks, dunkle Stücke, No. 9 3,7Vertikalretortenkoks, helle Stücke, No. 10 2,3Vertikalkammerkoks, Durchschnitt, No. 11 2,6Ruhrkoks « Prosper » No, 16 2,3
Aus den zahlenmässigen und graphischenDarstellungen erkennt man, dass unter den ge¬
wählten Versuchsbedingungen fTemperaturstei-gerung von 160—170°C pro Stunde) die pro
Zeiteinheit entwickelten Gasmengen ziemlichgeradlinig verlaufen, nachdem die Gasentwick¬
lung eingesetzt hat. Die Kurven zeigen aberuntereinander wesentliche Unterschiede. Bei derBuchenholzkohle mit 13,9 % flüchtigen Bestand¬teilen entwickelte sich von ungefähr 500"C an
sehr viel Gas. Der Anstieg der übrigen Kurven
entspricht nicht streng dem Gasgehalt der un¬
tersuchten Kokse. Beim Grosskammerkoks No. 6
z. B., der 3 % flüchtige Bestandteile enthielt,wurde das Gas ganz allmählich entbunden, so
dass die Kurve ohne scharfen Knick verlief.Aehnlich verhielt sich der VertikalkammerkoksNo. 8. Bei andern Koksen, die gleich viel oder
sogar weniger Gas enthielten, wiesen die Ent¬gasungskurven viel schärfere Knickpunkte auf,d. h. bei einer bestimmten Temperatur setzte
eine plötzliche Gasentwicklung ein. Diese Er¬
gebnisse deuten darauf hin, dass im ersten Fallungleichmässig entgaste Koksstücke erhitzt, im
zweiten Fall aber viel gleichmässiger entgasteProdukte verwendet wurden.
Aus den Kurven erkennt man ferner, dass
unter den gewählten Versuchsbedingungen die
Gasentwicklung bei den Gaskoksen schon zwi¬
schen 750 und 900 °C einsetzte, trotzdem derKoks in den Oefen Temperaturen von 1000 undmehr Grad ausgesetzt gewesen war. Dass sichdunkle und helle Stücke derselben Ladung beider Gasentbindung verschieden verhalten, gehtsehr deutlich aus dem Kurvenbild No. 3 a, wo
der Entgasungsverlauf dunkler und heller Verti¬kalkammer- und Vertikalretortenkoksstücke dar-
- 22 -
Buchenholzkohle
No. 1
Horizontal-
retortenkoks
No. 5
Kammerofenkoks
No. 6
un-
entgast
entgast2Std.bei
1000» C
entgast 2 SU!.
bei IM "C
unit Î SM.
bei 1400 »C
un-
entgast
entgastbei steig.Temp
bis
1270» c
un-
entgast
entgostbei steig.Temp.bis
12500C
entgast IStd
Dil B00O C,t SU.
Del lOOOo G
uni 11 SU.
bel IlOOo c
/. Wasserfreie Substanz.
Gehalt an:
Freiem Kohlenstoff . . °/oGas (inkl. C02) ... °/o
82,4
13,9
3,7
91,7*)5,4
2,9
91,0
3,8
5,2
91,0
3,6
5,4
93,7
0,6
5,7
88,3
3,0
8,7
90,3
0,8
8,9
86,9
2,1
11,0
°/o 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Gehalt an :
Kohlenstoff o/0Wasserstoff %
2. Wasser- und aschenfreieSubstanz.
Gehalt an :
Kohlenstoff °/0
Schwefel %Sauerstoff \
0,
Stickstoff /' ' ' /0
%
87,28
2,63
0,11
7671
90,17
2,71
0,12
7,00
95,02
0,27
0,05
7795
97,40
0,29
0,05
2,26
94,52
0,17
0,05
7649
99,36
0,18
0,05
0,41
91,00
0,82
0,68
7681
96,00
0,87
0,72
2,41
93,28
0,25
0,72
7574
98,62
0,27
0,76
0,35
87,82
0,53
1,27
7201
95,97
0,57
1,39
2,07
89,50
0,23
1,22
7289
98,09
0,25
1,34
0,32
88,02
0,22
0,95
7164
98,30
0,25
1,06
0,39
100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Gesamtwasserstoff auf 1000
Teile C berechnet....
Wasserstoff durch Sauerstoff
Disponibler Wasserstoff . . .
30
10
20
3
3
0
2
1
1
9
3
6
3
0
3
6
3
3
3
0
3
3
0
3
*) Der höhere Aschengehalt bei der entgasten Buchenholzkohle stammt aus dem Quarzgeiäss, weil der Quarz abblätterte
und in geringen Mengen m die Holzkohle gelangte.
gestellt ist, hervor. Die dunkeln Stücke sind stets
gasreicher, und die Gasentwicklung beginnt be¬
deutend früher. Es ist dies ein weiterer Beweis
dafür, dass nicht allein die Temperatur, welcherder Koks ausgesetzt gewesen ist, auf die Ent¬
gasungskurve massgebend ist, sondern dass auchdie Zeitdauer, während der dies geschah, eine
Rolle spielt. Nur beim Ruhrkoks « Prosper »
No. 16 setzt die Entwicklung erst bei 1050 °C
schärfer ein. Diese Befunde zeigen zweifelsfrei,dass die von Koppers37) gemachte Annahme,aus der Form der Entgasungskurve lasse sich ein
sicherer Schluss ziehen, auf welche Temperaturdie Kokse vorher erhitzt worden seien, nur be¬
dingt richtig ist. Die Steilheit der Kurven ist
einerseits von den gewählten Versuchsbedingun¬gen abhängig (bei sehr rasch ansteigender Tem¬
peratur z, B. wird man schärfere Knickpunkteerhalten); anderseits aber wird sie auch von derZeitdauer der Erhitzung auf eine bestimmte
Temperatur beeinflusst.
w) 1. c.
Analysen der Brennstoffe, bezogen auf den
Zu den Entgasungen bei konstanter Tempera¬tur wurden die
Flüchtige Bestandteile
Buchenholzkohle No, 1 13,9Grosskammerkoks No. 6 3,0
Vertikalkammerkoks, dunkle Stücke, No. 7 4,4
Vertikalretortenkoks, dunkle Stücke, No. 9 3,7benutzt.
Diese Proben wurden hauptsächlich auch
deswegen ausgewählt, weil sie später für die
Untersuchungen über die Reaktionsfähigkeit von
Koksen verwendet werden sollten. Die Versucheselbst können in drei Gruppen eingeteilt wer¬
den, nämlich in eine Versuchsgruppe mit stufen¬
weiser Entgasung bei 800, 1000 und 1100 ° C,resp. 1000 und 1400 °C einerseits und einen
weitern Versuch, bei dem die Entgasungstempe¬ratur dauernd 1000 ° C betrug, anderseits. Die
bei diesen Versuchen erhaltenen Resultate fin¬
den sich in den Tabellen 6, 7, 8 und 9 und in
den graphischen Darstellungen Fig. 6, 7, 8 und 9
zusammengestellt. Bei der stufenweisen Ent-
- 23 —
ursprünglichen und entgasten Zustand. Tabellen 4 a und 4 b.
Vertikalkammerkoksdunkle Stücke
No. 7
Veitikal-
kammerkoks
helle Stücke
No. 8
Vertikal-retortenkoks
dunkle Stücke
No. 9
Vertikal-
retortenkoks
helle Stücke
No. 10
Vertikal¬
kammerkoks
Durchschnitt
No. 11
Ruhrkoks
„Prosper"No. 16
un-
entgast
entgastbei steig.Temp.bis
1250" C
entgast3 StAbei
1000° C
entgast S SU.
bei 1000 oc
um ism.
blslDOOOC
un-
entgast
entgastb. steig.Temp.bis
1200» C
UQ-
entgast
entgastb. steigTemp.bis
1360» C
un-
entgast
entgastb. steig.Temp.bis
1300°C
un-
entgast
entgastb steig.Temp.bis
1200° C
un-
entgast
entgastb. steig.Temp.bis
1350 "C
87,8 91,4 90,3 89,3 89,3 91,5 86,4 89,2 88,3 90,0 84,3 86,3 89,3 91,3
4,4 0,8 1,4 1,0 3,2 0,9 3,7 0,7 2,3 0,7 2,6 0,8 2,3 0,5
7,8 7,8 8,3 9,7 7,5 7,6 9,9 10,1 9,4 9,3
100,00
13,1 12,9 8,4 8,2
100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
88,27 90,87 90,61 89,24 89,33 90,80 85,46 88,92 87,64 88,11 84,17 85,68 89,15 90,71
0,87 0,22 0,26 0,16 0,53 0,26 0,81 0,19 0,60 0,18 0,68 0,23 0,50 0,17
1,05 1,07 0,86 0,72 0,99 0,94 1,31 1,32 1,27 1,20 0,73 0,63 0,87 0,88
7361 7392 7406 7222 7343 7435 7128 7194 7220 7282 6973 6919 7277 7299
95,55 97,07 98,53 98,64 96,42 98,09 94,48 98,81 96,26 96,97 96,82 98,52 97,13 98,84
0.94 0,24 0,28 0,17 0,58 0,28 . 0,90 0,21 0,67 0,20 0,79 0,26 0,55 0,18
1,14 1,14 0,94 0,80 1.06 1,01 1,46 1,47 1,40 1,32 0,84 0,72 0,95 0,96
2,37 1,55 0,25 0,39 1,94 0,62 3,16 — 1,67 1,51 1,55 0,50 1,37 0,02
100,00 | 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,49 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
10 2 3 2 6 3 10 2 7 2 8 3 6 2
3 2 0 0 2 1 4 2 2 2 2 1 2 0
7 0 3 2 4 2 4 0 5 0 6 2 4 2
gasung des Grosskammerkokses No. 6 bei 800,1000 und 1100 °C entwickelte sich namentlich
bei den ersten beiden Perioden anfänglich viel
Gas. Nach 2—3 Stunden aber verliefen die Kur¬
ven fast horizontal. Wurde der Koks aber auf
1100°C erhitzt, so entwickelten sich anfänglichnicht mehr so grosse Gasmengen, die Gasent¬
wicklung hielt aber länger an. Bei den Erhitzun¬
gen auf 1100 und 1400 °C war die Gasentwick¬
lung, namentlich bei der gasreichen Buchenholz¬
kohle, anfänglich eine so stürmische, dass schonin 7 Minuten über 15 Liter Gas pro 100 g wasser¬
freier Substanz entbunden wurden. Nachher ver¬
lief die Gasentwicklung langsamer und setzte
erst bei der zweiten Erhitzungsperiode bei 1400*C
nochmals für kurze Zeit stürmisch ein. Ein ähn¬
liches, wenn auch weniger scharf ausgesproche¬nes Bild zeigte der Vertikalkammerkoks, dunkle
Stücke, No. 7, der gasärmer war.
Der Vertikalretortenkoks, dunkle Stücke, No. 9
wurde während der ganzen Erhitzungsperiode auf
1000 ° C gehalten, um zu zeigen, dass man auch
bei dieser Temperatur, die dem technischen
Ofenbetrieb ungefähr entspricht, eine sozusagen
vollständige Entgasung erreichen kann, wenn
i man die Erhitzungsdauer nur genügend langeausdehnt. Selbst bei der Anwendung von nur
15 g dauerte es über 12 Stunden, bis die Gas¬
entwicklung praktisch aufhörte. Allerdings war
die Hauptmenge des Gases schon nach 6 Stun¬
den entbunden. Dieser Versuch zeigt sehr gut,
dass man in der Praxis bei genügend langerAusstehzeit eine sozusagen vollständige Ent¬
gasung der Kokse erreichen kann, selbst wenn
man die Temperatur nicht übermässig hoch
steigert, und erklärt, warum Kokse, die langeausstehen, wasserstoffarm und vollständig «gar»
sind.
Die Entgasungsversuche haben weiter gezeigt,dass aus technischen Koksen, die nach 13- und
mehrstündiger Ausstehzeit bei rund 1000 ° C er¬
halten werden, bei erneutem oder weiterem Er¬
hitzen bis zur vollständigen Entgasung pro Tonne
noch 60—70 m3 Gas ausgetrieben werden kön-
- 24 —
Entgasung bei konstanter Temperatur.Grosskammerkoks No. 6. Tabelle 6.
Temperatur Zeil
Zusammensetzung des Gases Gasmengen0°/760 mm Hg
pro 100 gwasserfreier
Substanz
CO4+ H2S
Vol. o/0
H2
Vol. o/„
CO
Vol. o/0
CH4
Vol. o/.
Ns
Vol. o/0
300—600« C 6 Min. 20,0 3,6 4,8 0,8 70,8 251
600-700« C 4„ 22,0 29,2 17,2 12,5 19,1 416
700—800« C 5„ 5,8 74,6 13,0 4,0 2,6 1095
800» C 0-15„ 1,4 83,3 10,7 2,0 2,6 1067
800» C 15—45„ 0,8 75,7 10,2 4,2 9,1 405
800« C 45-75„ 1,3 77,8 13,9 2,4 4,6 465
800—1000« C 15 Min. 0,6 77,7 10,9 1,3 9,5 876
1000» C 15-45„ 0,3 81,1 12,8 0,5 5,3 876
1000« C 45 Min. bis 4 Std. 0,4 71,4 22,1 0,0 6,1 251
1000—1100» c v* std. 1,9 81,1 13,8 0,0 3,2 991
1100» c 0-2„ 1,2 73,0 18,1 0,0 7,7 230
1100« c 2—7 1,2 55,7 36,6 0,0 6,5 1286
1100« c 7 - 8»/, „ 1,6 50,8 42,7 0,0 4,9 317
1100» c 8*/2-103/4 ,. 1,8 46,9 44,1 0,0 7,2 919
1100» c 103/4-141/4 ,. 0,9 48,8 46,2 0,0 4,1 438
1100» c I4I/4-I6V2 ., 1,5 47,9 47,7 0,0 2,9 361
Entgasung bei konstanter Temperatur.Buchenholzkohle No. 1. Tabelle 7.
Temperatur Zeit
Zusammensetzung des Gases Gasmengen0°/760 mm Hg
pro 100 gwasserfreier
Substanz
C02 + H2SVol. o/o
02
VoLO/o
H2
Vol. »/o
CO
Vol. o/o
CH4
Vol. o/o
N2
Vol. o/0
1000» C 0- 7 Min. 21,0 1.0 30,2 26,5 13,6 7,7 15 000
| 1000» C 7- 14„ 0,9 0,0 88,9 3,4 4,5 2,3 4 730
(£> 1000» C 14— 30„ 0,9 0,0 94,9 3,9 0,0 0,3 I960'
- 1000» C 30- 60„ 0,6 0,0 94,3 3,7 0,0 1,4 920
1000«c 60-120„ 1,0 0,0 83,6 12,2 0,0 3,2 620
4 1400« C 5- 15 Min. 0,2 0,0 87,3 11,1 0,0 1,4 2 080
| 1400» C 15— 60„ 0,8 0,0 80,1 17,8 0,0 1,3 612
*
1400° C 60—120„ 0,2 0,0 55,5 43,2 0,0 1,1 210
nen, ohne dass man die Temperatur übermässigsteigert. Das entwickelte Gas ist allerdings, wie
gezeigt werden wird, wenig heizkräftig.
b) Zusammensetzung des erzeugten Gases.
Die Tabellen 3 a bis 3 i sowie die graphischenDarstellungen 4 a bis 4 / und 5 a bis 5 rf ent¬
halten die Ergebnisse der gasanalytischen Un¬
tersuchungen über die Entgasung bei steigen¬der Temperatur.
Zunächst sei nochmals darauf hingewiesen,dass die zur Entgasung verwendeten Kokse luft¬
haltig waren. Je nach der Oberflächenbeschaf¬fenheit enthielten sie neben Luft auch ziemlich
grosse Mengen Kohlensäure absorbiert. Die
Luft und die Kohlensäure wurden bei der Er-
— 25 -
hitzung nach und nach ausgetrieben. Bis zu
etwa 300—400 °C traten sie nicht in Reaktion
mit dem erhitzten Kohlenstoff. Nachher aber
wurde besonders der Sauerstoff verbraucht
(siehe Abschnitt über Zündpunkte). Erst von
etwa 800 ° C an können die entbundenen Gase
als reine Entgasungsprodukte angesprochen wer¬
den. Beim Durchgehen der Analysen und beim
Studium der graphischen Darstellungen der
Gaszusammensetzung muss diese Tatsache be¬
rücksichtigt werden. Ich verweise besonders auf
die hohen Kohlensäure- und Stickstoffgehalteder bis ca. 800 ° C aufgefangenen Gase. Ist die
Kohlensäure vollständig ausgetrieben, so gehtder Kohlensäuregehalt plötzlich stark zurück.
Die hauptsächlichsten Ergebnisse lassen sich
folgendermassen zusammenfassen.Bei allen Versuchen war der Wasserstoff
der Hauptanteil des entbundenen Gases. Er er¬
reichte unter den gewählten Versuchsbedingun¬gen bei etwa 1000—1100° C den Höchstwert.
Daneben trat stets Kohlenoxyd auf. Gasreiche
Entgasungsprodukte lieferten stets methanhaltigeGase, währenddem der Methangehalt bei gas¬
armen Produkten immer sehr gering war. Bei
den über 1000 ° C aufgefangenen Gasprobenkonnte nur noch in seltenen Fällen Methan in
geringer Menge nachgewiesen werden. Stick¬
stoffhaltige Kokse lieferten auch stets stickstoff¬
haltige Entgasungsprodukte. Der Stickstoffgehaltblieb während der ganzen Entgasungsperiodeziemlich konstant und überstieg nur in Aus¬
nahmefällen gegen das Ende der Entgasung hin10 %. Der Kohlenoxydgehalt der Gase nahm im
allgemeinen zwischen 800 und 1000 "C ab und
stieg nachher stets wieder an. Er wechselte bei
den einzelnen Koksen ziemlich stark.Schwefelwasserstoff konnte in den aus den
Koksen entbundenen Gasen stets, aber nur in
geringer Menge, nachgewiesen werden.
Bei der stufenweisen Entgasung des Gross¬kammerkokses No. 6 bei Temperaturen von 600,1000 und 1100 °C wies das Gas eine etwas an¬
dere Zusammsetzung auf als bei der Entgasungbei steigender Temperatur. Der Wasserstoff¬
gehalt erreichte weniger hohe Werte, während¬
dem der Kohlenoxydgehalt der Gase stets über
10% blieb. Bei der Erhitzung auf 1100 °C wies
Entgasung bei konstanter Temperatur.Vertikalkammerkoks, dunkle Stücke, No. 7. Tabelle 8.
Temperatur Zeit
Zusammensetzung des Gases Gasmengen0°/760 mm Hg
pro 100 gwasserfreier
Substanz
CO2+H2SVol. 0/,
02Vol. 0/0
H2
Vol. o/0
CO
Vol. 0/0
CH4
Vol. 0/,
N2
Vol. 0/0
1000°C 0— 5 Min. 14,5 5,0 40,5 12,8 2,4 24,8 1500
„1000° c 5— 15
„ 0,9 0,0 89,6 6,6 0,2 2,7 2210
•2 1000° C 15- 30„ 0,7 0,0 85,3 10,6 0,0 3,4 1300
fc 1000°C 30- 60„ 0,8 0,0 76,0 20,0 0,0 3,2 1140
1000° c 60-120„ 0,5 0,0 74,7 20,0 0,0 4,8 850
1000° c 120-180„ 0,6 0,0 74,5 20,0 0,0 4,9 470
4 1400° C 0-15 Min. 4,0 0,0 71,6 17,6 0,0 6,8 1590
S 1400° C 15- 60„ 3,0 0,0 60,6 30,8 0,0 5,6 430
ri 1400° C 60-120„ 0,7 0,0 51,8 42,5 0,0 5,0 60
Entgasung bei konstanter Temperatur.Vertikalkammerkoks, dunkle Stücke, No. 9. Tabelle 9.
Temperatur Zeit
Zusammensetzung des Gases Gasmengen0°/760 mm Hg
pro 100 gwasserfreier
Substanz
CO2+H2S
VoL0/„
H2
Vol. °/„
CO
Vol. o/0
NÄ
Vol. o/0
1000° C 0 — 1 Std. 2,2 75,0 18,8 4,0 1800
1000° c 1—2 1,4 65,0 27,6 6,0 600
1000° c 2-3 2,0 57,3 33,4 7,3 450
1000° c 3 - 4V4 „ 2,0 53,4 35,8 8,8 390
1000° c 41/4- vu .. 1,5 47,9 44,5 6,1 600
1000° c 73/4-1 lS/4 „ 0,6 47,7 45,8 5,9 310
- 26 —
das Gas etwa von der 7. Stunde an Wassergas¬zusammensetzung auf. Der Methangehalt ver¬
schwand von 1000 °C an ebenfalls vollständig.In Fig. 6 sind die Zusammensetzungen der bei
jeder Entgasungsperiode gefassten Endgase gra¬
phisch aufgetragen, um zu zeigen, wie sich die
ein Gas mit 20 % Kohlenoxyd, bei der Entgasungbei 1400 °C wuchs der Kohlenoxydgehalt eben¬
falls dauernd an, so dass am Ende der Entgasungwiederum ein wassergasähnliches Gas entbunden
wurde. Der Stickstoffgehalt des Gases bliebziemlich konstant.
Gaszusammenserzungdes Endgases
800° 1000° 1100°,1 Periode flrenode mfenode
Entgasung bei konshTemperahurKammeroFenkoksBaden
Ns6
I fiViode bei 800 °
C
I » » 1000° C
I - - 1100° C
Enfgasungskurven
1 ? 3 <- 5 6 7 8 9 10 11 12 13 K 15 16 17 18
Stunden
Fig. 6
Zusammensetzung immer mehr derjenigen des
Wassergases nähert.
Bei der stufenweisen Entgasung der Buchen¬
holzkohle No. 1 und des Vertikalkammerkokses,dunkle Stücke, No. 7 bei 1000 resp. 1400 °C
zeigten sioh ähnliche Erscheinungen. Das aus
Beim dauernden Erhitzen des Vertikal-
retortenkokses, dunkle Stücke, No. 9 auf 1000°Centwickelte sich dauernd ein viel kohlenoxyd-haltigeres Gas als beim Erhitzen des gleichenKokses bei steigender Temperatur. Sobald die
Gasentwicklung nur noch langsam vor sich
mn
Entgasungskurven
îimé<@C
Gaszusammenserzungmm
/<
Vbß
1 itrioae iooo"u
kohlensaure C02
zrenoae i«uu l
COI.HjSm
*fKtfitewyd C02
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60
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1 ^~«^^KoM n-Oiiyd CO
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WassersW H2 N
1 |\ MemanCH«
I15E00>A~^_Slicksl ff Ni Shcfc toff Hi
0 2
Sru TÖen » ; runden —s t
Fig. 7
Entgasung bei konstanter Temperatur; Buchenholzkohle No. 1 bei 1000 und 1400° C.
der Buchenholzkohle abgespaltene Gas war an¬
fänglich noch sehr wasserstoffreich ; nachheraber stieg der Kohloxydgehalt ebenfalls stark
an, so dass nach und nach wieder ein wassergasŠhnliches Gas entstand. Das Methan verschwandschon in der ersten Stunde der Entgasung.
Beim Vertikalkammerkoks entwickelte sichwährend der ersten Entgasungsperiode bei 1000°C
ging, bestand das Gas wiederum aus stickstoff¬
haltigem Wassergas.Die Versuche haben also ergeben, dass bei der
Entgasung von Koks, sei es nun bei konstanter
oder steigender Temperatur, stets stark wasser-
stoffhaltige Gase abgespalten werden, die auchimmer Kohlenoxyd und Stickstoff enthalten. Der
Stickstoffgehalt bleibt während der ganzen Ent-
- 27 -
gasungsdauer ziemlich konstant und übersteigtselten 10 %. Wenn sich in der Literatur also
Angaben finden, dass das Gas mit steigenderAusstehzeit immer stickstoffhaltiger werde, so
rührte dieser Stickstoff nicht von der Entgasungdes Kokses her, sondern er muss aus der Luft
stammen, die durch Undichtigkeiten in die Oefen !
stoff, was ein Beweis dafür ist, wi« fest derSchwefel im Koks gebunden ist. Bekanntlichkann er nur durch die Zufuhr von Wasserdampfleicht abgespalten werden 3,J. Schreiber39) nimmt
an, dass der hohe Wasserstoffgehalt der ent¬
bundenen Gase vor allem auf Methanzersetzungzurückzuführen- sei, das beim Erhitzen primär
Qaszusammensetzung
U% 1 ftriode woo °C
100 , Körtensâure COïtHîS KOMenuureCOl.HtS.
m Ir- Koriltnmsjii
m 'N Kohlen- OigdCD
/m
vi Wasserstoff •m —^_Wasser tofFK»
JO
70 \m\
\ N!>
2 Periode wjo°C
2 3
Stunden
con
ItH)
Enrgasungskurven
nm & ^g&P
smo :
proH
«on§/
sono
s
7mn
I.Ptnocle »00
(i2
Stunden
Fig. 8
Entgasung bei konstanter Temperatur; Vertikalkammerkoks Bern, dunkle Stücke, No. 7
bei 1000 und 1400° C.
gelangte. Der Sauerstoff der Luft wird dabei in
Kohlenoxvd überführt. Die Entgasungsproduktegasreicher koksartiger Stoffe sind auch methan-
haltig. Das Methan verschwand aber stets' in
den Gasproben, die oberhalb 1000 ° C, höchstens1100 ° C, entnommen wurden.
Das Gas, welches bei allmählich steigender
abgespalten werde. Diese Anschauung hat ohneZweifel eine gewisse Berechtigung. Die Versuchehaben aber gezeigt, dass sicherlich nicht allerWasserstoff hierauf zurückzuführen ist, sonderndass auch primär Wasserstoff abgespalten wer¬
den muss; denn aus den Analysen der bei ver¬
schiedener Temperatur erhaltenen Kokssorten
«n*
GaszusammensetzungKohlensäure C02tH2S
90 J
80 Koh en Oxi dC0
71
SO
50
30\ta SB] stuf FH l
20
10
0.
—- Sht ksro fN!
) 1 i : ' 1
hjr
iider
r i i 10 11 *
7DQQ
Enrgasungsk rve
A *3f>%
sum < fV
«mo /
MI/
m\
nun
•i
.1
0
JZc
0123*5678910 11 12
Stunden
Fig. 9
Entgasung bei konstanter Temperatur;. Retortenkoks Bern, dunkle Stücke, No. 9
Temperatur aus Koksen entbunden wird, weistnicht genau die gleiche Zusammensetzung aufwie dasjenige, das man beim Erhitzen der Pro¬ben auf konstante Temperatur erhält. Das Gasist in letzterm Falle stets kohlenoxydreicher.Gegen das Ende der Entgasung erhält man Gasevon wassergasähnlicher Zusammensetzung. DieGase sind stets sehr arm an Schwefelwasser-
lässt sich nachweisen, dass die Abnahme des
Wasserstoffgehaltes der Kokse und die Zu¬nahme des Kohlenstoffgehaltes nicht streng im
») Powell, Gas- und Wasserfach 1921, Seite 325. •
Monkhouse und Gobb, Gas- und Wasserfach,Seite 169; 1923, Seite 68.
Wibaut, Brennstoff-Chemie, 1922, Seite 273.
Schellenberg, Brennstoff-Chemie 1922, Seite 349.
*>) 1. c.
1922,
- 28 —
Verhältnis der Methanzersetzung steht. Ueber
Untersuchungen der Methanzersetzung in Ge¬
genwart von glühendem Kohlenstoff wird durchdie Eidg. Prüfungsanstalt für Brennstoffe späterberichtet werden.
c) Veränderung der Zusammensetzung der Koksedurch die Entgasung.
In den Tabellen 4 a und 4 b (Seite 22 und 23)sind die Zusammensetzungen der ursprünglichenund entgasten, verkokten Brennstoffe zusam¬
mengestellt. Die Analysen des entbundenenGases und die Mengenbestimmungen haben ge¬
zeigt, dass die verkokten Brennstoffe bei der
Entgasung besonders Wasserstoff- und sauer¬
stoffärmer werden müssen, währenddem der
Schwefelgehalt der 'Brennstoffe sich jedenfallsnicht stark ändern kann. Bei der Durchsicht der
Analysen erkennt man, dass diese Vorausset¬
zung zutrifft. Die Aenderung der Zusammen¬
setzung hängt sehr von der ursprünglichen Zu¬
sammensetzung der Brennstoffe und von der
Dauer und der Art der Entgasung ab. Am besten
lassen sich die Aenderungen im Kohlenstoff-,Wasserstoff- und Schwefelgehalt, bezogen auf
die wasserfreie Substanz, verfolgen. Bei der
Umrechnung auf die wasser- und aschenfreie
Substanz, die für Vergleichszwecke fast immer
vorgenommen wird, entstehen mehr oder weni¬
ger grosse Fehler, weil in den Koksen, wie schon
früher gezeigt wurde40), stets Sulfide vorhanden
sind, die zu Fehlern bei der Ermittlung der
brennbaren Substanz führen können, wenn man
nicht durch eine ganz genaue analytische Ver¬
folgung der sich bei der Veraschung abspielen¬den chemischen Vorgänge die Fehler zu be¬
stimmen versucht. Ich habe diese erweiterten
Untersuchungen nicht vorgenommen.
Aus der Tabelle 4 o ersieht man, dass es ge¬
lang, aus der Buchenholzkohle beim Erhitzen
auf 1400 ° C während mehreren Stunden fast
reinen Kohlenstoff herzustellen. Ferner ver¬
weise ich auf die Analyse des auf 1000 ° C er¬
hitzten Vertikalkammerkokses No. 7, weil man
gerade aus diesen Zahlen erkennt, wie weit¬
gehend man Kokse bei der Temperatur, welche
in Oefen normalerweise herrscht, entgasen kann.
Der Wasserstoffgehalt ging von 0,87 auf 0,26 %hinunter. Man kann also bei dieser Entgasungfast so weit wie beim Erhitzen von Koksprobenauf 1400°.C kommen. Aus den Elementaranalysensieht man ferner, dass die Wasserstoffabnahme
und die Kohlenstoffzunahme der Substanz nichtimmer im Verhältnis der Methanzersetzung än¬
dert. Schon dadurch ist der Beweis geliefert,dass es sich bei den Gasabspaltungsvorgängenin Koksen nicht ausschliesslich um eine Methan¬
abspaltung und sekundäre Zersetzung handeln
kann.
IV. Ueber die Reaktionsfähigkeitverschiedener Kokse.
Einleitung.
Beim Durchleiten von Luft durch eine glü¬hende Koksschicht spielen sich folgende drei
Reaktionen ab:
*>J Streit, 1. c.
rXo/be, Diss., Zürich 1908.
C +02 = C02 (1)C02 + C = 2 CO (2)2C +02=2CO (3)
Welche Bedeutung der Reaktion (3) zu¬
komme, ist noch umstritten. Die Reaktion (1)verläuft exotherm. Damit sie aber eintritt, ist
eine gewisse Temperatur erforderlich, die jenach der Kokssorte verschieden hoch liegt undals Zündtemperatur bezeichnet wird.
Auf der Ermittlung der Zündtemperatur ba¬
siert das von Bunte und Kölmela) in Vorschlaggebrachte Verfahren zur Bestimmung der Ver-brennlichkeit verschiedener Kokssorten. Die Höheder Zündtemperatur hängt bei ein und dem¬selben Brennstoff von verschiedenen Faktoren,wie Korngrösse, Beschaffenheit und Strukturdes Brennstoffes, Strömungsgeschwindigkeit und
Sauerstoffkonzentration des Gases usw., ab.Wenn man den Zündpunkt verschiedener Brenn¬
stoffe vergleichsweise ermitteln will, müssen
die Versuchsbedingungen so gewählt werden,dass alle in Betracht fallenden Faktoren gleichsind. Bunte und Kölmel haben deshalb bei ihrenVersuchen eine exakte Beschreibung der Appa¬ratur und Arbeitsweise gegeben.
Die Reaktion (2), also die Bildung von Koh¬
lenoxyd aus Kohlensäure in Gegenwart von
Kohlenstoff, haben Thörner*2) und neuerdingsFischer, Breuer und Broche *3) für eine Methode
zur Bestimmung der Verbrennlichkeit von Koks
herangezogen. Auch in diesem Falle wurden die
Versuchsbedingungen ganz genau umschrieben.
Ob das von Fischer und seinen Mitarbeitern
gewählte Verfahren, den Koks in fein pulveri¬siertem Zustande zu verwenden, einwandfrei ist,bleibe vorläufig dahingestellt.
Es wäre theoretisch auch möglich, die Um¬
setzungsgleichung zwischen Wasserdampf und
Kohlenstoff für die Ermittlung der Reaktions¬
fähigkeit von Koks heranzuziehen. Diesbezüg¬liche Versuche sind von mir gemacht worden,werden aber in der Eidg. Prüfungsanstalt für
Brennstoffe noch weiter fortgesetzt.Man kann, wie es Bunte und Fischer getan
haben, die Temperatur, bei der eine der er¬
wähnten Umsetzungen einsetzt, zur Ermittlungder Reaktionsfähigkeit heranziehen oder das
Reaktionsgleichgewicht bei einer bestimmten
höhern Temperatur ermitteln und mit demjeni¬gen eines idealen Brennstoffes vergleichen, wie
es beispielsweise Hausser*1) vorschlägt. In die¬
sem Falle wird sich unter bestimmten Versuchs¬
bedingungen ein Gleichgewichtszustand zwischender entstehenden Kohlensäure und dem Kohlen-
oxydgehalt des Rauchgases einstellen, der bei
verschiedenen Kokssorten wechselt, für sie aber
charakteristisch ist.
Auch kann man Kohlensäure bei einer be¬stimmten höhern Temperatur über den erhitztenKoks strömen lassen und das sich einstellende
Gleichgewicht zwischen Kohlensäure und Koh¬
lenoxyd ermitteln, wie es neuerdings vom Kop-persschen Laboratorium *5) vorgeschlagen wurde.
In den letzten beiden Fällen wurden für die
praktischen Versuche Temperaturen von 900 bis
fl) 1. c.
«) 1. c.
«) 1. c.
") 1. c.
«) I.e.
950 ° C gewählt. Diese Verfahren geben also
ebenfalls nur vergleichende Anhaltspunkte über
die Reaktionsfähigkeit bei einer ganz bestimm¬
ten höhern Temperatur. Sie zeichnen sich aber
dadurch aus, dass eine genaue analytische Ab¬
wägung des Brennstoffes nicht notwendig ist,sondern nur Temperaturmessung und eine Gas¬
analyse unter bestimmten Versuchsbedingungen.Die Methoden unterscheiden sich gegenüber
Versuchen, die darauf ausgehen, das Boudouard-
sche Gleichgewicht zu erreichen dadurch, dass man
nicht ein ruhendes, sondern ein konstant strömen¬
des Gas auf den festen Brennstoff einwirken lässt.
Die Reaktionsfähigkeit eines Kokses kann
so bei einer bestimmten Temperatur mit einem
idealen Brennstoff verglichen oder in Prozen¬
ten angegeben werden, wenn man z. B. den in
den sauerstoffhaltigen Bestandteilen des Reak¬
tionsgases enthaltenen Kohlenstoff ins Verhältnis
mit dem darin gebundenen Sauerstoff setzt,
wie dies Bahr tut, indem er folgende Formeln
verwendet :
Reaktionsfähigkeit =
(^r(°/oC08+ °/oCO))cg~(^T0/°co + W0/°CO2)°2g
Diese Formel, auf Prozentualbasis gebracht,lautet:
°/o Reaktionsfähigkeit =
_/ 0,0536 [o/oCOä + o/o CO) \
-V1000,7140/0CO + 0,14280/0CÖ2-37'7~2,6667'
Im Laboratorium der Eidg. Prüfungsanstaltfür Brennstoffe ging man von der Erwägung aus,
dass es wohl am zweckmässigsten sei, durchfortlaufende Analyse des Rauchgases, welches
aus der mit bestimmter Geschwindigkeit über
Koks, dessen Temperatur allmählich gesteigertwird, geleiteten Luft entsteht, ein vollständigesVerbrennungsdiagramm aufzunehmen. So bildetesich das von mir experimentell ausgearbeiteteneue Verfahren zur Bestimmung der Reaktions¬
fähigkeit von Koks aus, das unten näher be¬schrieben wird.
Während alle andern Verfahren nur gewisseAbschnitte aus dem Reaktionsverlauf heraus¬
greifen, gibt das neue Verfahren Aufschluss
über den ganzen Reaktionsverlauf innerhalb des
Temperaturbereiches von Zimmertemperatur bis
über 1200°C. Es gelang, das Verfahren in äusserst
einfacher Weise so auszubilden, dass zur Auf¬
nahme des Reaktionsdiagramms nur ca. 1 Stunde
notwendig ist.
Ich arbeitete aber nicht nur das eben skiz¬
zierte neue Verfahren aus, sondern prüfte auch
die inzwischen bekannt gewordenen Methoden
auf ihre praktische Anwendbarkeit und Genauig¬keit. Da aber die erst kürzlich vom Koppers-schen Laboratorium, von Hausser und von Bahr
vorgeschlagenen Verfahren nach Abschluss der
Versuche bekannt wurden, konnten diese nicht
mehr in die kritischen Untersuchungen mitein¬
bezogen werden. Schliesslich erwähne ich noch,
dass ich auch die von Berger vorgeschlagene
Methode zur Ermittlung der Reaktionsfähigkeitvon Koks, die, wie oben erwähnt wurde, auf
andern Ueberlegungen beruht, einer Prüfung un¬
terzog.
Ermittlung der Zündtemperatur mit Luit.
Die von mir gewählte Versuchsanordnungdeckt sich praktisch mit der von Bunte und
Kölmel angegebenen und ist in Fig. 9 a schema¬
tisch wiedergegeben.
Das Quarzrohr B von 18 mm innerem Durch¬
messer ist fast bis zur Mitte mit Schamottestein¬
chen von ca. 6 mm Korngrösse aufgefüllt zur
Vorwärmung der Luft und die Schamotte mit
einem Drahtsieb abgedeckt. Der Koks wurde in
der Körnung von 5/3 mm so eingefüllt, dass die
Lötstelle des Thermoelementes T 5 mm über
den Beginn der Koksschicht zu liegen kam. Die
Luft wurde direkt von der Wasserstrahlpumpeunten in das Rohr geblasen. Zur Messsung der
Strömungsgeschwindigkeit benutzte ich ein sog.
Kapometer K, welches ich vor den Versuchen
geeicht hatte. Zur Temperaturmessung diente ein
Platin - Platin - Rhodium - Element für hohe, ein
Silber-Konstantan-Element dagegen für niedrigeTemperaturen, welche beide vom Eidg. Amt für
A = Amperemeter. 0 = Ofen. V = Vorschaltwiderstand.
B = Quarzrohr mit Koks- K = Capometer. M = Millivoltmeter,
probe. C = Versuchsgasometer. T = Thermoelement.
Fig. 9 a
Versuchsanordnung zur Aufnahme des Reaktionsdiagramms.
- 30 —
Mass und Gewicht geeicht waren. Zur gasana¬
lytischen Verfolgung wurde ein Orsat-Apparatangeschlossen, und zwar in der Weise, dass zum
Gasausgleich ein kleiner Gasometer C vorge¬schaltet war. Die Luftgeschwindigkeit betrug beidiesen Versuchen 15 1 pro Stunde und konnte
sehr leicht konstant gehalten werden.Ich habe eine grosse Reihe solcher Versuche
mit vielen Koksen gemacht. Bunte und Kölmel
geben in ihrer Arbeit sehr scharfe Knickpunktein der Temperaturkurve und in den begleitendenTabellen den Zündpunkt auf 1 ° C genau an.
Trotzdem ich sehr sorgfältig arbeitete, konnteich keine so genaue Uebereinstimmung bei zwei
aufeinanderfolgenden Bestimmungen erhalten. In
Fig. 10 sind die Temperaturkurven von fünf
aufeinanderfolgenden Bestimmungen für Buchen-
«0°
ef ei
300°
. °/ /tl 11
•4-1
200°.,
100°
10' 20' 30" 40' 50'
Minuten
Fig. 10
Zündtemperatur von Holzkohle No. 1
ermittelt im Luftstrom.
holzkohle No. 1 aufgezeichnet. Der grosse Tem¬
peratursprung liegt bei den fünf Bestimmungenzwischen 250 und 290 ° C, zeigte also eine Diffe¬
renz von 40 ° C. Bei einer Bestimmung habe ich
dann mit der Temperaturkurve auch das Kohlen¬
säurediagramm der Rauchgase aufgenommen.Der Temperatursprung erfolgte bei 268 ° C, wäh¬
rend die Rauchgase schon weit unter dieser
Temperatur erhebliche Mengen Kohlensäure ent¬
hielten. Bei 250 °C betrug der Kohlensäure¬
gehalt schon 2 Vol.-%. Bei den Bestimmungender Zündtemperaturen von Koksen traten noch
weit grössere Differenzen auf, so dass bei den
vielen Bestimmungen oft überhaupt kein Knick¬
punkt gefunden wurde, sondern nur eine all¬
mähliche Zunahme der Temperatursteigerung.Auch bei diesen Versuchen verfolgte ich die
Reaktion der Entzündung gasanalytisch. Beim
Giessereikoks « Präsident » No. 14 z. B. zeigtesich ein Knick in der Temperaturkurve erst, als
der Kohlensäuregehalt der Rauchgase schon über
6 Vol.-% betrug, während beim Giessereikoks
«Präsident» No. 13 sogar 16 Vol.-% Kohlen¬
säure im Rauchgas enthalten waren, ohne dass
ein Temperatursprung beobachtet werden konnte.
Zweifellos wurde also unter den gewählten Ver-
suchsbedingungen die Entzündung nicht immer
durch Temperaturmessung erfasst. Es lässt sich
dies so erklären, dass in gewissen Partien des
Kokses, die der Lötstelle des Thermoelementesfern liegen, Verbrennung eintritt und sich die
Temperatursteigerung dem Thermoelement nicht
plötzlich mitteilt43). Je nach der Lage der Löt¬
stelle wird also der Versuch mehr oder wenigergut messend verfolgt werden können.
Ein besseres Mass für die Bestimmung des
Verbrennungsbeginnes bildet die Aufnahme der
Kohlensäuregehaltskurve des Rauchgases. Ich
habe für verschiedene Kokse die Temperatur
Zündtemperalurmii- SauerstoFFpVShd°c.600°
toi
500°
C
ii El
>
:
400° V7
3*
2<UOl.
E
300°
200",
100°
5 10 15 20 2 5 30 36 40 45 50
Minuten».
No. 1 Buchenholzkohle.
No. 6 Kammerofenkoks Baden.
No. 7 Vertikalofenkoks Bern, dunkle Koksstücke.
No. 5 Horizontalretortenkoks Aarau.
No. 8 Vertikalofenkoks Bern, helle Koksstücke.
No. 16 Ruhrkoks „Prosper".
Fig. 11
Zündpunktbestimmungen im Sauerstoffstrom.
Strömungsgeschwindigkeit 12 1 pro Stunde.
bestimmt, bei welcher der Kohlensäuregehalt der
Rauchgase 5 Vol.-% betrug, und z. B. nach¬
stehende Temperaturen gefunden:
Französischer Zechenkoks No. 15 540 ° C
Zechenkoks « Präsident » No. 13 563 ° C
Zechenkoks «Präsident» No. 14 622°C
Ruhrkoks «Prosper» No. 16 632°C
^l Herr Prof. Dr. Bunte hat Herrn Dr. Schläpfer persön¬lich mündlich mitgeteilt, dass das geschilderte Verhalten der
Kokse nachträglich auch in Karlsruhe beobachtet wurde, und
darum auch Versuche im Gange seien, die Methode durch
ganz genaue Fixierung der Lötstelle des Thermoelementes
zu verbessern.
Ermittlung der Zündtemperatur mit Sauerstoff.
Auch hierfür wurde die eben beschriebene
Versuchsanordnung verwendet. Die Strömungs¬
geschwindigkeit wurde auf 12 1 Sauerstoff pro
Stunde gehalten. Die Temperaturkurven für
einige Kokse sind in der folgenden Fig. 11 gra¬
phisch aufgetragen. In der Tabelle 10 sind die
Zündtemperaturen für eine Reihe von Koksen
zusammengestellt. Die Entzündung mit Sauer¬
stoff erfolgt bei tieferer Temperatur als mit Luft,was der grossen Sauerstoffkonzentration zuzu¬
schreiben ist. Auch ist der Temperatursprungschärfer als bei den Versuchen mit Luft. Die
Versuche wurden alle mindestens doppeltdurchgeführt. Da, wo in* der Tabelle 10 zwei
Zahlen angegeben sind, bedeuten diese das
Temperaturintervall zwischen zwei oder mehr
Bestimmungen. Daraus geht die Reproduzierbar¬keit zur Genüge hervor. In der erwähnten Ta-
Zündtemperatur mit Sauerstoff. Tab.10
ProbeZünd¬
temperatur»C
Buchenholzkohle No. 1....
Horizontalretortenkoks No. 5. .
Kammerofenkoks Baden No. 6,
entgast 4 Std. bei 1000 °C . .
Vertikalkammerkoks, dkle. Stk.No.7
entgast 4 Std. bei 1100 °C. .
Vertikalkammerkoks, helle Stk. No.8
Vertikalretortenkoks, dkle. St. No. 9
entgast 12 Std. bei 1000 °C . .
Vertikalretortenkoks, helle Stk., No. 10
Zechenkoks „Emma", benützt
Giesserei A, No. 15
Zechenkoks „Präsident", benützt
Giesserei A, No. 13
Zechenkoks „Präsident", benützt
Französ. Zeckenkoks, benützt
Giesserei B, No. 15
192-195
426
369-371
506
398-400
450-452
448
400
456
470-478
480
458
538
458
530-538
belle 10 ist auch der Einfluss der Entgasungauf die Zündtemperatur zu ersehen. Die Entzün¬
dungstemperatur des Vertikalkammerkokses No. 7
z. B. war um 50 ° C höher nach vierstündigemErhitzen auf 1000 "C als bei der ursprünglichenProbe.
Bei den folgenden Versuchen habe ich den
Kohlensäuregehalt der Rauchgase während des
ganzen Verlaufes der Verbrennung von 2 g ge¬körntem Brennstoff aufgenommen. Fig. 12 z. B.
zeigt, wie der Vertikalkoks No. 7 unter den ge¬
wöhnlichen Versuchsbedingungen im unveränder¬
ten Zustande und nach vierstündigem Erhitzenauf 1000 ° C verbrannte. In Fig. 13 sind drei mit
je 2 g Buchenholzkohle, dem guten GiessereikoksNo. 12 und dem schlechten Giessereikoks No. 15
ausgeführte Versuche wiedergegeben. Aus diesen I
31 -
Versuchen erkennt man, dass der Zündpunkteines während längerer Zeit auf hohe Tempe¬ratur erhitzten Kokses auch im Sauerstoffstrom
«CO?
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\
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600° \ \ 50f i \
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50C"
7 ^,* 1 0
ii
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400° y\
:-
/kftn.»
10' 20' 30' ¥f 50'
Minuten
Fig. 12
Verbrennung des entgasten und unentgastenVertikalkammerkokses Bern, dunkle Stücke, No. 7
im Sauerstoffstrom.
nach oben verschoben wird, die Verbrennungselbst bei den beiden Kokssorten aber ganzähnlich verläuft. Aus Fig. 13 kann weiter ent¬
nommen werden, dass die Holzkohle im Sauer-
G00°C
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ENt1 Buchenholzkoks»15 framosische ZechertotebmühHart>t=«»r«B
300
?00o
Minuten
0 10 $' 5p1 «0 50
Fig. 13
Verbrennung verschiedener Kokse im Sauerstoffstrom.
- 32 -
stoffstrom bei sehr niedriger Temperatur sich
entzündet und dass der Kohlensäuregehalt der
Rauchgase selten über 60 % betrug. Es musste
sich also bei diesen Versuchsbedingungen viel
Kohlenoxvd bilden. Wenn man den Zeitab¬
schnitt zwischen dem ersten Auftreten und dem
Verschwinden der Kohlensäure als Verbren¬
nungszeit bezeichnet, so erkennt man aus den
Abbildungen ferner, dass diese kein gutes Mass
zur Charakterisierung der Reaktionsfähigkeitder Kokse sein würde, weil die Zeiten für die
Verbrennung gleicher Mengen Brennstoffe wenig
Bestimmung der Reaktionsfähigkeit durch
Ermittlung des Kohlensäurediagrammes.
Schon aus den beiden vorstehenden Ab¬schnitten geht hervor, dass man bei Aufnahme
des Kohlensäurediagrammes zur vergleichendenErmittlung der Reaktionsfähigkeit verkokter
Brennstoffe Versuchsbedingungen wählen muss,
bei denen z. B. der entstehende Abbrand keinen
störenden Einfluss auf das im strömenden Gasentstehende Gleichgewicht zwischen Kohlensäureund Kohlenoxyd ausübt. Es darf darum nicht
3pCO?
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40
Zeir-
50 60' 70' Minuten 80'(80) (90)
Fig. 14.
Verbrennung verschiedener Kokse im Luftstrom.
stark verschieden sind. Aus diesen Erwägungenheraus lag es nahe, die Verbrennungsgeschwin¬digkeit nicht im Sauerstoffstrom, wie es auch
Berger getan hat, sondern im Luftstrom zu er¬
mitteln.
Ermittlung der Verbrennungsgeschwindigkeitmit Luft,
2 g Koks in der Körnung 5/3 wurden im
Quarzrohr von 18 mm innerem Durchmesser
rasch auf 1000 ° C erhitzt. Dann wurde ein Luft¬
strom mit einer Geschwindigkeit von 15 1 pro
Stunde durchgeblasen und der Verlauf des
Kohlensäurediagrammes während der Verbren¬
nung ermittelt. In Fig. 14 sind die bei der Ver¬
brennung von Buchenholzkohle No. 1, Zechen¬
koks No. 15 und Zechenkoks No. 14 bei 1000 ° C
erhaltenen Kohlensäurediagramme aufgezeich¬net. Die Zeitunterschiede zwischen dem ersten
Auftreten und dem Verschwinden der Kohlen¬
säure sind hier viel grösser. 2 g Holzkohle ver¬
brannten z.B. schon innert 42 Minuten, während¬
dem für den Koks No. 14 90 Minuten notwendigwaren. Man kann also die Verbrennungszeitbei den gewählten Versuchsbedingungen bis zu
einem gewissen Grade als Wertmesser für die
Reaktionsfähigkeit heranziehen. Aus dem Ver¬
laufe der Kurve 14 sieht man aber, dass sie
niemals als ein genaues Mass angesprochenwerden kann, weil sie durch die Bildung von
Kohlenoxyd, wie sie bei der Buchenholzkohle
eintrat, einerseits und des langsamen Abklin¬
gens der Verbrennung während des Abbrandes
anderseits sehr stark beeinflusst wird. Aus die¬
sem Grunde wurden die Versuche nicht weiter
fortgesetzt.
eine zu geringe Brennstoffmenge verwendet wer¬
den. Ich wählte die Versuchsbedingungen des¬halb folgendermassen:
In Fig. 9 a ist die gewählte Apparatur sche¬matisch wiedergegeben. Das Quarzrohr von 18
mm innerem Durchmesser war zur Vorwärmungder Luft bis nicht ganz zur Mitte der Heizzone
mit Schamottesteinchen aufgefüllt. Der Kokswurde stets in der Körnung 5/3 mm und in
einer Schichthöhe von 8 cm eingefüllt,. Das für
diese Schichthöhe nötige Koksvolumen wurde
festgestellt und jeweils in einem Wägeglas ab¬
gemessen. Das Platin-Platin-Rhodium-Element,das zur Temperaturmessung benutzt wurde,steckte in einem engen, dünnwandigen Porzel-
lanröhrchen. Die Lötstelle war 9 mm vom untern
geschlossenen Ende des Porzellanröhrchens ent¬
fernt. Das letztere wurde dann auf die Schicht
von Schamottesteinchen aufgesetzt. So wurde
erreicht, dass die Lötstelle stets in die gleicheHohe der Koksschicht zu liegen kam. Die Luft¬
geschwindigkeit wurde mit einem Kapometer ge¬
messen und betrug 15 1 pro Stunde. Zur gas¬analytischen Verfolgung der Verbrennung wurde
das Reaktionsrohr mit einem Orsat-Apparat in
Verbindung gebracht. Vor dem Orsat-Apparatwar ein Vorratsgasometer von ca. 90 cm3 Inhalt
eingeschaltet, um stets die für die Orsatanalysenotwendige Gasmenge abziehen zu können, ohne
die Luftgeschwindigkeit im Rohr zu ändern. Die
Ofentemperatur wurde rasch bis ca. 300—350 ° C
gebracht und hierauf gleichmässig um 100 ° C
pro 10 Minuten gesteigert. Wenn die Kohlen¬
säureentwicklung begonnen hatte, wurde alle 2
bis 3 Minuten, also pro je ca. 20—30 °C Tem¬
peratursteigerung, eine Kohlensäurebestimmungausgeführt.
- 33 -
Die Versuchsanordnung ist also dadurch
charakterisiert, dass stets eine gleich hohe
Brennstoffschicht verwendet wurde, die unab-
genug war, um Störungen durch zu starken Ab-
brand zu vermeiden. Die angewandte Gewichts¬
menge schwankte bei Koksen zwischen 7 und
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ic0 300 400 5Ce mD 700 8f» ao too0 (100 120B'É
No. 1 Buchenholzkohle.
No. 19 Oberschlesischer Zechenkoks,Asche 3,2% \ , .
Flüchtige Bestandteile 9,3% > wasserfre>-
No. 7 Vertikalkammerkoks Bern.
No. 16 Ruhrkoks „Prosper", wasserfrei.
Fig. 15
Kohlensäurediagramm verschiedener Kokssorten, erhalfen im Luftstrom.
Strömungsgeschwindigkeit 15 1 pro Stunde.
Brennstoffschichthöhe 8 cm.
hängig vom Porenvolumen und spez. Gewichtder geprüften Kokssorten war. Es wurde nur
dafür Sorge getragen, dass die Schicht hoch
200 §» 4aD SM 6X TK 5» 33Ö «OD flOO
No. 1 Buchenholzkohle.
No. 2 Torfkarbozit.
No. 3 Torfkoks.
No. 4 Petrolkoks (schwer verbrennlich).
Fig. 16
Kohlensäurediagramm leichtverbrennlicher Kokse,erhalten im Luftstrom.
Strömungsgeschwindigkeit 15 1 pro Stunde.Brennstoffschichthöhe 8 cm.
1% g, bei leichten Brennstoffen zwischen 4 und
5 g. Auch im praktischen Betriebe, z. B. in Ge¬
neratoren und in Hochöfen, kann die Schicht¬
höhe nicht immer dem Volumgewichte angepasstwerden, sondern man ist an bestimmte Schicht¬
höhen gebunden, selbst wenn man verschieden
reaktionsfähige Brennstoffe zu verwenden ge¬
zwungen ist. Die Versuchsanordnung weicht von
der neulich von Bahr in Vorschlag gebrachtenalso wesentlich ab. Soviel ich aus dem mir so¬
eben in die Hände gekommenen Autdreferat49)
dieses Forschers erkennen kann, zielt er auf
gleiche Berührungsdauer der strömenden Luft
an der erwärmten Brennstoffoberfläche hin, in¬
dem er die Porositätsunterschiede der Brenn¬
stoffe bei der Bemessung der Brennstoffmengeberücksichtigt. Er schreibt wörtlich: «Holzkohle
und Graphit, als die Vertreter der beiden typi¬schen Kohlenstoffmodifikationen, werden unter
Gleichhalten aller übrigen Bedingungen — hier¬
bei wurde hauptsächlich Wert auf die gleicheBerührungsdauer bei Berücksichtigung der Po¬
rositätsunterschiede beider Versuchsproben ge¬
legt — zuerst untersucht, und die gefundenenWerte betragen 89,6 % für Holzkohle und 16,0 %für Graphit. Dieser Unterschied kennzeichnet
die Abhängigkeit der Reaktionsfähigkeit von den
Kohlenstoffmodifikationen; denn die Porositäts¬
unterschiede wurden durch die Versuchsanord¬
nung ausgeschaltet.»
u, 1 .
— 34 —
Ich konnte nicht mehr nachprüfen, ob seine
Versuchsanordnung das Richtige trifft. Immerhin
bemerke ich, dass auch bei Berücksichtigungdes Porenvolumens nicht sicher gleiche Berüh¬
rungsdauer erreicht wird; denn Koksei mit glasi¬ger Oberflächenbeschaffenheit, wie z. B. Petro¬
leumkoks oder Pechkoks, können ein viel grös¬
seres Porenvolumen besitzen als z. B. Grudekoksoder Holzkohle, die eine äusserst feinporige
Versuche mit leichten, porösen Brennstoffen
(siehe Tabelle IIa und Fig. 16);
Versuche mit verschiedenen Gaskoksen(siehe Tabelle 116 und Fig. 17);
Versuche mit verschiedenen Zechenkoksen
(siebe Tabelle 11c und Fig. 18);
Versuche mit verschiedenen Giessereikoksen
(siehe Tabelle 11 d und Fig. 19).
No.
No.
No.
No.
300 400 500 600 700
Horizontalofenkoks Aarau.
Kammerofenkoks Baden.
Vertihalkammerofenkoks Bern, dunkle Koksstücke.
Vertikalretortenkoks Bern, dunkle Koksstücke.
No. 10 Vertikalretortenkoks Bern, dunkle Koksstücke.
Fig. 17
Kohlensäurediagramme verschiedener Caskokse.
Oberfläche besitzen und darum dem vorbeiströ¬
menden Gase auch eine weit grössere Berüh¬
rungsfläche bieten, trotz kleinerem Porenvolu¬
men. Die Berücksichtigung des Porenvolumens
ist also nicht immer ein sicheres Mass dafür,um bei zwei verschiedenen Brennstoffen gleicheBerührungsdauer bei einer bestimmten Strö¬
mungsgeschwindigkeit zu erzielen.
Schon aus diesem Grunde scheinen mir diehier gewählten Versuchsbedingungen für ver¬
gleichende Versuche — und um solche wird es
sich immer handeln —. zweckmässiger zu sein.
Bahr fand denn auch bei seinen Versuchen keine
Unterschiede in bezug auf die Reaktionsfähig¬keit zwischen den ursprünglichen und den nach¬
träglich während Stunden auf hohe Temperaturerhitzten Proben, während ich, wie auch das
Kopperssche Laboratorium gerade in dieser Hin¬
sicht ganz wesentliche Unterschiede feststellen
konnte. Es wird Sache weiterer, bereits im
Gange befindlicher Untersuchungen sein, zu
prüfen, wieweit die von Bahr gewählten Ver¬
suchsbedingungen zur richtigen Erfassung der
Reaktionsfähigkeit von Koksen verwendbar sind.Meine Versuchsserien lassen sich wie folgt
gruppieren;
1. Versuche mit verschiedenen Brennstoffen
(siehe Fig. 15);
Um die Reproduzierbarkeit der Methode dar¬
zulegen, seien die Versuche mit Buchenholzkohle
~mö So ün söö söö too äoö äoö ffio SS ra»°c
No. 17 Französischer Koks „Ronchamps".No. 18 Ruhrkoks „Matthias Stinnes".
No. 19 Oberschlesischer Zechenkoks.
No. 20 Belgischer Zechenkoks „Mons".
Fig. 18
Kohlensäurediagramme einiger Zechenkokse.
- 35 -
No. 1, Vertikalkammerkoks No. 7, Vertikalretor-
tenkoks No. 9 und Ruhrkoks «Prosper» genannt.Aus den angeführten zusammengestellten Ver¬
suchsergebnissen erkennt man, dass die Ver¬
brennung der Kokse bei stetig steigender Tem¬
peratur immer in der Weise verläuft, dass zu¬
nächst ein Anstieg des Kohlensäuregehaltes der
Rauchgase bis zu einem gewissen Maximum er¬
geprüfte Brennstoffe ist, wenn man im Koordi¬
natensystem die jeweils bei der Kohlensäure¬bestimmung notierten Temperaturen in der Abs¬
zissenachse aufträgt. Das im Rauchgas auftre¬tende Kohlensäuremaximum hängt von der Zu¬
sammensetzung des Brennstoffes ab. Bei reinem
Kohlenstoff sollte, wenn sich im aufsteigendenAst der Kurve kein Kohlenoxyd gebildet hätte,
200 Ü» «Ö 500 6ÖÖ 7ÖÖ 800 > 300 1000 1100 1200'C.
No. 15 Französischer Koks, von der Giesserei B als sehr schlecht bezeichnet.
No. 14 Ruhrkoks, von der Giesserei B als gut bezeichnet.
No. 13 Ruhrkoks, von der Giesserei A als schlecht bezeichnet.
No. 12 Holländischer Koks, von der Giesserei A als gut bezeichnet.
Fig. 19
Kohlensäurediagramme verschiedener Giessereikokse.
folgt und dass hierauf der Kohlensäuregehalt in
den Rauchgasen je nach der Kokssorte mehroder weniger rasch abzufallen und einem Mini¬
mum zuzustreben beginnt. Man erhält alsoein Kohlensäurediagramm, das um so stärker nach
links verschoben ist, um so reaktionsfähiger der
ein Maximalwert von 21 Vol.-% Kohlensäureerreicht werden. Die erhaltenen Versuchsresul¬tate zeigen aber, dass der erreichte Höchstwert
Vollständiges, mit entgaster und unentgaster Holzkohleerhaltenes Reaktionsdiagramm.
M» 500 600 700 800 900 »00 1100 -12000C.
Fig. 21
Vollständiges, mit dem Vertikalkammerkoks Bern No. 7
erhaltenes Reaktionsdiagramm.
- 36 -
Verbrennung15 1/Std. 8 cm' Schichthöhe.
Tem¬
peratur
Buchenholz¬
kohle
No. 1
Torf-
karbozit
No. 2
Torfkoks
No. 3
Petrolkoks
No. 4
Horizontal-
Retorten-
koks
No. 5
Kammer¬
ofenkoks
Baden
No. 6
Vertikal¬
kammer¬
koks
dunkle
Stücke
No. 7*)
Vertikal¬
kammer¬
koks
helle
Stücke
No. 8
Vertikal-
retorten-
koks
dunkle
Stücke
No. 9
250° C 2,2 4,9 1,7 _ _ _
300° C 5,0 12,3 6,7 — — — — — —
350°C 10,0 15,1 9,7 1,6 — — — — —
400° C 17,5 16,8 12,3 3,0 — 0,6 0,9 — —
450°C 18,3 17,4 15,0 4,6 0,4 1,9 2,5 0,8 1,2
500° C 18,6 17,2 16,5 7,0 1,0 7,5 5,7 1,9 3,0
550° C 18,4 16,9 17,5 10,0 2,7 11,8 10,2 3,8 7,8
600° C 17,9 15,5 18,2 12,0 6,4 14,2 13,5 10,0 12,4
650° C 16,7 14,3 18,6 13,1 10,0 15,6 15,6 13,9 15,6
700° C 15,0 13,1 18,7 12,7 14,0 17,2 17,4 16,3 17,8
750° C 12,2 11,9 18,3 12,1 17,0 18,2 18,0 18,0 19,2
800° C 9,2 10,4 16,2 13,1 18,7 18,5 17,7 18,9 19,6
850° C 6,9 8,3 10,0 14,5 19,6 18,2 17,2 18,3 19,3
900° C 4,8 4,8 6,2 13,6 19,0 17,4 16,4 17,9 18,1
95t) °C 2,5 1,9 3,5 13,6 17,8 15,7 1\3 17,4 15,9
1000° C 0,5 0,6 1,0 12,1 15,5 13,6 13,8 15,6 13,4
1050°C — — — 11,0 12,6 11,2 11,7 13,2 9,8
1100°C — — — 10,1 9,5 8,1 9,1 10,3 5,8
1150°C — — — 9,4 7,1 4,0 6,3 7,2 3,1
1200° C — — — — 4,7 — 4,3 5,1 1,7
') Das Kohlensäure diagramm wrurde doppe t aufgenom nen und praktisch Uebereinstimmung gefunden.
erreicht wurden (siehe Kohlensäurediagrammdes Petroleumkokses). Der geringere Kohlen¬
säuregehalt der Rauchgase hängt zum Teil vom
.Wasserstoffgehalt des Kokses ab, zum Teil aber
wird er auch durch Nebenreaktionen, wie z. B.
Kohlenoxyd - Bildung. Entgasungs-Erscheinungenusw., beeinflusst. Darum wurden bei einigenKoksen nicht nur die Kohlensäurebestimmungenwährend des Temperaturanstieges vorgenommen,
sondern der Reaktionsverlauf durch vollständigeAnalysen rasch aufeinander entnommener Gas¬
proben verfolgt. Zu diesem Zwecke wurden die
unveränderten und während sechs Stunden bei
1000 °C entgaste Holzkohle No. 1, der Vertikal¬
kammerkoks No. 7 und der Ruhrkoks «Prosper»No. 16 herangezogen. Die erhaltenen Versuchs¬
resultate finden sich in den Tabellen 12 a und
126 und den graphischen Abbildungen 20, 21, 22.
Man sieht aus diesen Zusammenstellungen, dass
das Kohlenoxyd schon bei relativ niedrigen Tem¬
peraturen in beträchtlicher' Menge auftreten
kann. Es scheint sich nicht entsprechend der
Reaktionsfähigkeit der Brennstoffe zu bilden.
Allerdings wird im aufsteigenden Ast der Kurve
stets ein gewisser Höchstwert erreicht, der zwi¬
schen 400 und 650 °C liegt. Nachher sinkt die
Kohlenoxydkurve, um erst bei der beginnendenReduktion der Kohlensäure plötzlich wieder
stark anzusteigen. Die Menge des abgespaltenenWasserstoffes steht im engsten Zusammenhangmit der Elementarzusammensetzung der Proben.
Methan trat bei den Versuchen nicht auf. Der
nur 20 Vol,-% betrug und in gewissen Aus¬
nahmefällen nicht einmal 15 Vol.-% Kohlensäure
20
15
11 17
'
10
1
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Probe1
•,
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\ J, t^u ^ k )
500 600 700 800 900 1000 1100 I200°C
Fig. 22
Vollständiges, mit Ruhrkoks „Prosper" erhaltenes
Reaktionsdiaéramm.
- 37 -
im Lnftstrom.
Vol. °/o COa im Verbrennungsgas. Tabelle 11 a, b, c und d
Vertikal-
retorten-
koks
helle
Stücke
Koks
„Emma"benützt
GiessereiA
Koks
„Präsident"benützt
Giesserei A
Koks
„Präsident"benützt
Giesserei B
Französ.
Zechenkoks
benützt
Giesserei B
Ruhrkoks
„Prosper"
Französ.
Koks
,Ronchamp'
Ruhrkoks
„MathiasStinnes"
Ober-
schlesischer
Zechenkoks
BelgischerZechenkoks
„Mons"
No. 10 No. 12 No. 13 No. 14 No. 15 No. 16*) No. 17 No. 18 No. 19 No. 20
— — — — — — — — — —
—
0,2 0.4
— — —
0,7
— —
0,2
0,6 0,5 0,7 — 1,7 — 1,1 — 1,2 0,4
1,7 1,1 1,7 — 3,9 — 1,9 0,8 2,8 1,1
3,7 4,2 6,0 — 7,3 1.7 4,6 2,1 6,5 2,7
9,8 7,5 14,3 6,0 15,9 7,9 13,1 5,9 13,1 7,5
14,1 12,3 17,0 9,5 18,0 14,1 16,1 8,5 16,0 15,5
16,6 17,7 18,5 15,5 19,1 16,8 17,6 17,0 17,6 18,2
18,3 18,9 19,3 18,5 19,7 17,8 18,6 18,4 18,6 19,0
19,2 19,3 19,3 19,7 19,8 18,4 19,3 18,9 19,4 19,3
19,3 19,4 18,9 20,1 19,3 18,7 19,5 19,2 19,2 19.2
18,8 18,7 17,6 19,9 17,7 18 7 19,4 19,2 17,9 19,0
17,5 17,4 15,6 19,5 12,7 18,4 18,8 18,5 15,7 18,2
15,5 15,5 12,7 18,8 7,5 17,6 18,0 17,0 10,7 17,2
11,6 12,6 9,1 17,7 4,6 16,8 16,2 14,1 6,8 15,7
8,1 9,7 6,5 14,4 2,7 11,8 11,6 10,0 4,4 11,5
5,3 7,6 4,3 10,7 1,7 7,4 8,8 6,9 — 8,7
3,2 3,0 5,4 5,8 4,2 5,7
Sauerstoff verschwand rasch. Bei allen geprüf¬ten Koksproben erfolgte der starke Anstieß des
Kohlenoxydgehaltes sicher oberhalb 900 ° C.
Endlich muss erwähnt werden, dass der ab¬
steigende Ast des Kohlensäurediagrammes nicht
axialsymmetrisch zum aufsteigenden Kurventeil
verlaufen kann; denn bei der Reduktion von
Kohlensäure zu Kohlenoxyd sind die Volumver¬
hältnisse im Rauchgase andere als bei der Um¬
setzung von Kohlenstoff zu Kohlensäure in Ge¬
genwart von Luft. Die Kohlenoxydkurve muss
steiler ansteigen, als die Kohlensäurekurve fallen,weil 1 Vol.-% Kohlensäure 2 Vol.-% Kohlenoxydgibt. Diese Tatsache muss bei der Beurteilungder erhaltenen Kurven berücksichtigt werden,wenn man darauf verzichtet, in der eigentlichenReduktionszone auch den Kohlenoxydgehalt des
Gases zu bestimmen.
Die Versuche haben im übrigen gezeigt, dass
die einfache Bestimmungsmethode zur relativen
Beurteilung der Reaktionsfähigkeit von Koksen
sehr brauchbare Werte gibt. Zwischen der sehr
leicht verbrennlichen Buchenholzkohle No. 1 und
dem schwer verbrennlichen Zechenkoks No. 14
sind die Punkte gleichen Kohlensäuregehaltesum mehr als 300 ° C verschoben. Selbstverständ¬lich kann die beschriebene Methode auch dazu
benutzt werden, die Reaktionsfähigkeit eines
Kokses bei einer ganz bestimmten, beliebig her¬
ausgegriffenen Temperatur nach Bahr oder nachHausser auszudrücken.
Bei der Vergleichung der fünf Versuchsgrup¬pen müssen noch folgende Punkte berührt werden.
Fig. 15 gibt ein deutliches Bild, wie weit die
Reaktionsfähigkeit verschiedenartiger Kokssorten
auseinanderliegen kann. Die bekannte Tatsache,dass man mit Holzkohle beschickte Generatoren
bei viel niedrigerer Temperatur betreiben kann
als z. B. solche, bei denen Zechenkoks als
Brennstoff gebraucht wird, wird durch die Lageder Kurven im Koordonatensystem deutlich illu¬
striert. Die zur Untersuchung herangezogenenZechenkokse zeigten viel grössere Unterschiedein der Reaktionsfähigkeit als die geprüfte Gas¬
koksgruppe, trotzdem die einzelnen Gaskokse in
verschiedenen Ofensystemen gewonnen wurden.
Es mag dies damit zusammenhängen, dass die
Oefen bei ungefähr gleicher Temperatur betrie¬
ben wurden und alle Kokse aus gleichartigerKohle stammten. Besonderes Interesse verdienenauch die vier in schweizerischen Giessereien
gebrauchten Kokse. Die beiden Kokse No. 12
und 14 wurden in zwei verschiedenen Giesse¬
reien als gut bezeichnet. Insbesondere wurdendem Koks No. 14 gute Eigenschaften nachge¬rühmt. Er war, wie das Kohlensäurediagrammzeigt, weitaus am schwersten verbrennlich. Der
aus der gleichen Zeche stammende Koks No. 13
befriedigte im Giessereibetriebe weniger. Er war
zu leicht verbrennlich, was man übrigens auch
schon aus der Elementarzusammensetzung ver¬
muten konnte. Der Zechenkoks No. 15 wurde
als sehr schlechter Giessereikoks bezeichnet. Er
- 38 -
Verbrennung im Luftstrom.
15 1/Stde. 18 cm Schichthöhe.
Quantitative Analysen des Verbrennungsgases. Tabelle 12 a u. b
Buchenholzkohle No. 1, unentgast. Buchenholzkohle No. 1. 6 Std. bei 1000° C, entgast
Gas¬
probeNo.
Tempe¬ratur
C02
Vol.°/o
o2
Vol.»/,
H2
Vol.%
CO
Vol.%
Nä
Vol.%
Gas¬
probeNo.
Tempe¬ratur
C02
Vol.%
o2
Vol.% Vol.%
CO
Vol.%
N2
Vol.%
1 266 °C 2,9 15,3 0,0 0,7 81,1 1 330° C 2,2 18,5 0,0 0,0 79,3
2 368» C 14,2 2,4 0,6 3,5 78,9 2 380° C 9,6 9,1 0,0 0,6 80,7
3 400 oc 17,2 0,0 0,4 3,1 78,9 3 500° C 18,4 1,2 0,4 2,8 77,2
• 4 500° C 18,3 0,0 0,3 3,1 IS,3 4 600° C 18,6 0,0 0,3 3,9 77,2
5 600 OC 17,8 0,0 1,5 3,9 76,8 5 700° C 18,4 0,0 0,7 3,4 77,5
6 700° C 15,2 0,0 4,2 6,6 74,4 6 800 °C 17,8 0,0 1,5 4,4 76,3
7 800» C 8,5 0,0 9,2 15,0 67,3 7 900° C 16,2 0,0 1,0 6,6 76,2
8 900° C 5,2 0,0 6,2 22,9 65,4 8 1000° C 7,8 0,0 5,0 18,0 69,2
V srtikalkammerkol es, dunkle Stiicke, No. 7 Ruhrkoks „Prosper" No. 16
1 4660 C 3,0 16,0 0,6 0,9 79,5 1 545° C 1,8 19,3 0,4 0,8 77,7
2 500° C 6,7 9,9 0,5 3,7 79,2 2 600° C 8,1 9,1 0,4 3,4 79,0
3 6000 C 12,0 1,3 0,7 7,8 78,2 3 700° C 17,3 0,1 0,3 4,8 77,5
4 700 °C 15,8 1,2 1,5 6,2 75,3 4 800° C 18,7 0,0 0,7 3,4 77,2
5 7700 C 17,8 0,3 0,9 2,9 78,1 5 900° C 18,6 0,0 0,6 3,0 77,8
6 862 °C 17,8 0,0 1,7 3,0 77,5 6 1000° C 17,8 0,0 0,6 4,2 77,4
7 925 OC 17,0 0,0 1,8 4.5 76,7 7 1100°C 11,6 0,0 1,6 13,2 73,6
8 10000 c 13,0 0,0 3,3 8,1 75,6 8 1140° C 8,6 0,0 2,1 19,1 70,2
9 1100° C 6,5 0,0 4,2 19,4 69,9
war äusserst leicht verbrennlich und enthielt
zudem sehr viel Asche.
Endlich weise ich noch auf das mit Petroleum-
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und viel flüchtige Bestandteile enthielt. Diese
bedingen die merkwürdige Form des aufsteigen¬den Astes des Kohlensäurediagrammes. Es ent-
No. 1 Unveränderte Buchenholzkohle.
No. 2 Dieselbe Kohle nach 10 stündigem Er¬
hitzen auf 1000 o C.
No. 3 Dieselbe Kohle nach 2 stündigem Er¬
hitzen auf 1000 oC und 12 stündigemErhitzen auf 1400» C.
Fig. 23
Einfluss des Entgasungsgrades auf das
Kohlensäurediagrammbei einer Buchenholzkohle.
koks erhaltene Diagramm hin, weil seine Form
sehr stark von allen Diagrammen abweicht. Die¬
ser Koks muss als schwer verbrennlich ange¬
sprochen werden, trotzdem er sehr porös war
stand beim Anstieg der Temperatur viel Destil¬
lationsgas, was übrigens auch daraus erkannt
werden konnte, dass das Rauchgas dauernd
brennbar war. Das Verhalten des Petroleum-
— 39 —
Verbrennung im Luftstrom.
15 1/Stde. 8 cm Schichthöhe. Vol.°/o C0a im Verbrennungsgas. Tabelle 13au.b
Temperatur
Buchenholzkohle No. 1 Vertikalkammerkoks, dunkle Stücke, No. 7
unentgastentgast 10 Std.
bei 1000«C
entgast 2 Std.
bei 10000 C
und 2 Std.
bei 14000C
unentgast entgast 3 Std.
bei 1000» C
entgast 3 Std.
bei 10000 C
und 2 Std.bei 14000 C
300° C 5,0 2,5 1,0 — — —
350° C 9,9 6,5 5,0 — — —
400° C 17.4 11,0 10,2 — — —
450° C 18,4 16,1 16,3 2,5 — —
500° C 18,6 17,8 18,5 5,7 0,9 —
550° C 18.5 18,6 19,4 10,4 2,3 1,5
600° C 18,1 19,0 19,5 13,4 7,5 4,7
650° C 17,0 19,3 19,4 15,7 12,0 10,0
700° C 15,2 19,5 19,2 17,4 15,9 15,5
750° C 12,4 19,3 19,0 19,9 17,9 17,2
800° C 9,2 18,6 18,8 17,8 18,9 17,9
850° C 7,0 17,9 18,6 17,3 18,9 18,3
900° C 4,5 14,2 18,4 16,4 18,6 18,3
950° C 2,3 9,5 18,1 15,3 18,0 18,2
1000° C 0,8 2,9 17,3 13,7 16,9 17,4
1050° C — 13,7 10,6 14.2 15,5
1100° C — 8.0 7,1 11,0 12,8
1150° C — 4,0 3,7 8,0 9,0
1200° C — — 1,4 — 4,9 6,0
kokses bei dieser Prüfung macht es verständlich,dass man Petroleumkokse an offener Luft in
grossen Haufen ausglühen kann, ohne dass man
neben der Entgasung grosse Abbrandverlustebefürchten muss.
Da die Frage, ob die Entgasungsdauer und
das Wiedererhitzen von Koksproben auf höhere
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schnitt III, Seite 21) auf ihre Reaktionsfähigkeit.Die erhaltenen Resultate finden sich in den Ta¬bellen 13 a und 13 6 und den Fig. 23 und 24.
Man erkennt daraus, dass die Entgasung tat¬
sächlich einen ganz bedeutenden Einfluss auf
i^iü. 1 V *.t UKdlkamiucrkoks iiuin i\o. 7, uiieulgast.No. 2 Derselbe, entgast 3 Stunden bei 1000 o C.No. 3 Derselbe, entgast 3 Std. bei 1000» C und 1400 ° C
Fig. 24
Einfluss des Entgasungsgrades auf dasKohlensäurediagramm.
Temperaturen auf die Reaktionsfähigkeit von
Einfluss seien oder nicht, noch vielfach um¬
stritten ist, prüfte ich die "bei verschiedenenTemperaturen entgaste Buchenholzkohle No. 1und den Vertikalkammerkoks No. 7 (siehe Ab-
400 500 600 700 800 900 1000 ~fiÖi 1200 °C.
1. 8 cm Schichthöhe, 15 1 Luft pro Slui.dc.2. 8 cm Schichthöhe, 25 1 Luft pro Stunde.3. 12 cm Schichthöhe, 25 I Luft pro Stunde.
Fig. 25
Einfluss der Luftgeschwindigkeit und der Schichthöheauf das Kohlensäurediagramm. ,
- 40 —
die Reaktionsfähigkeit ausüben kann. Die ge¬
prüften Proben waren um so reaktionsträger, je
länger sie wieder erhitzt und je höheren Tem¬
peraturen sie ausgesetzt wurden. Die sehr re¬
aktionsfähige Buchenholzkohle wurde z. B. sehr
schwer verbrennlich, nachdem sie fast vollständigentgast worden war. Besonders interessant ist,dass die Reduktion der Kohlensäure zu Kohlen¬
oxyd sehr langsam einsetzt, wie aus der abge¬flachten Kurve deutlich hervorgeht. Diese Er¬
gebnisse stehen durchaus im Einklang mit den
neuesten, vom Koppersschen Laboratorium ver¬
öffentlichten Resultaten, das mitteilt, dass die
Reduktion von Kohlensäure zu Kohlenoxyd bei
900 ° C, bei neuerdings erhitzten Koksproben un¬
ter Umständen sehr stark zurückgehen könne.Wenn Fischer, Breuer und Broche, Bunte und
Kölmel und Bahr angeben, dass das Wieder¬erhitzen die Reaktionsfähigkeit nicht beeinflusse,so sind vielleicht die Proben zu wenig lange er¬
hitzt worden oder es müssen andere Umstände,die noch nicht sicher erforscht sind, zu diesemResultate geführt haben. Selbstverständlich wird .
durch Vergrösserung der Strömungsgeschwindig¬keit das Kohlensäurediagramm nach rechts ver¬
schoben. Durch entsprechende Erhöhung derKoksschicht wird diese Verschiebung wieder mehr
oder weniger nach links korrigiert, wie dies in
der Tabelle 14 und in Fig. 25 ersichtlich ist.
Verbrennung im Luftstrom.
Vertikalkammerkoks, dunkle Stücke, No. 7.
Vol. °/o CO2 im Verbrennungsgas. Tab. 14
Temperatur15 1/Std.LuftSchichthöhe
8 cm
25 1/Std.LuftSchichthöhe
8 cm
251/Std.LuftSchichthöhe
12 cm
400° C 1,1 0,7 0,7
500° C 4,9 5,5 —
600° C 13,5 10,6 12,3
700° C 16,4 15,6 16,5
800° C 18,3 18,4 18,5
900° C 17,8 18,3 17,8
1000° C 13,8 16,0 13,7
1100° C 6,5 10,4 7,0
1200° C 1,3 4,5 1,5
Im ersten Teil meiner Arbeit habe ich ge¬
zeigt, dass beim Erhitzen die Kokssubstanz ver¬
ändert wird und dass die von Schreiber ver¬
tretene Ansicht, es handle sich bei der Abspal¬tung der Gase beim «Ueberstehen» der Kokse
um Methanzersetzung unter Abspaltung von
graphitischem Kohlenstoff, der sich auf der
Koksoberfläche absetzt und sie dadurch reak¬
tionsträger macht, sicher eine gewisse Berech¬
tigung hat. Darum ist mir nicht recht verständ¬
lich, wenn behauptet wird, das Wiedererhitzenverkokter Brennstoffe hätte keinen Einfluss auf
die Reaktionsfähigkeit. Ich lasse die Frage aller¬
dings offen, wie weit und ob in allen Fällen die
Reaktionsfähigkeit wieder erhitzter oder «über-
standener» Kokse zurückgehe, betone aber, dassich der Annahme, sie werde gar nicht dadurch
beeinflusst, nicht zustimmen kann. Sie stehtauch nicht mit der praktischen Erfahrung im
Einklang. Dagegen scheint mir die von Heydgemachte Annahme, die Reaktionsfähigkeitwerde durch die Bildung von Karbiden, diedie Oberfläche verkokter Brennstoffe ungünstigverändern, beeinflusst, nicht für richtig, weil sichdie Karbide bei den in Koksöfen vorkommenden
Temperaturen noch nicht bilden. Wohl aberstimme ich der Ansicht, dass die Zusammen¬
setzung der eigentlichen Aschenbestandteileeinen Einfluss auf die Reaktionsfähigkeit aus¬
üben kann, zu, und gerade die von Bahr kürz¬
lich mitgeteilten Forschungen über den Einfluss
der Eisensalze auf die Reaktionsfähigkeit von
Koksen scheinen mir sehr beachtenswert zu sein.
Leider blieb mir keine Zeit mehr, diese Arbeit
nachzuprüfen.
Bestimmung der Reaktionsfähigkeitim Kohlensäurestrom.
Fischer, Breuer und Broche ""J haben eine
Methode ausgearbeitet, um die Reaktionsfähig¬keit von Koksen zu bestimmen, indem sie die
Temperatur ermitteln, bei welcher der KoksKohlensäure zu Kohlenoxyd zu reduzieren be¬
ginnt. Im Prinzip verfahren die Verfasser so,
dass sie den Koks als Pulver verwenden, das
durch ein 30er-, nicht aber durch ein 40er-
Maschensieb hindurchgeht. Sie füllen das Koks¬
pulver in ein Schiffchen von bestimmtem Volu¬
men so ein, dass die Koksoberfläche immer
gleich gross ist, erhitzen es im horizontal gestell¬ten Ofen und leiten Kohlensäure mit bestimm¬
ter Geschwindigkeit darüber. Das Gas fangensie in einem Azotometer über 50%iger Kalilaugeauf und bestimmen die Temperatur, bei welcherinnert 10 Minuten eine erhebliche Zunahme desunlöslichen Gases im Azotometer auftritt.
Um diese Methode beurteilen zu können,habe ich auch in dieser Richtung selbst einigeVersuche mit verschiedenen Koksen ausgeführt,dabei allerdings nicht die von Fischer vorge¬
schlagene Versuchsanordnung gewählt, sonderndie beschriebene Apparatur Fig. 9 a, und ge¬körnten Koks benutzt.
Je 3 g der getrockneten Kokse in der Kör¬
nung 3/5 wurden im senkrechten Rohr von 18
mm lichterWeite auf die Schicht von Schamotte¬
steinchen aufgegeben, wie dies bei den frühern
Versuchen beschrieben worden ist. Da das Vo¬
lumengewicht der verwendeten Kokse nicht sehrverschieden war fich verwendete nur Gas- und
Zechenkokse). blieb auch die Schichthöhe beiallen Versuchen ungefähr gleich. Ich wog die
Proben ferner deshalb ab, weil ich bei diesenVersuchen auch den Einfluss der Entgasungwährend des Erhitzens auf die Versuchsergeb¬nisse zeigen wollte. Dies war mit ein Grund,warum ich ungefähr gleich schwere Kokse be¬
nutzte.
Das Reaktionsrohr wurde mit einem Azoto¬
meter verbunden, während von unten ein Koh¬lensäurestrom eingeblasen wurde. Die Kohlen¬säure wurde direkt aus einer Bombe entnommen
und die Strömungsgeschwindigkeit mit dem
Kapometer gemessen, welches vorher für Koh¬lensäure geeicht wurde, Sie betrug 1 1 pro
Stunde. Zu Beginn wurde die ganze Apparaturmit Kohlensäure gefüllt bis im Azotometerkeine Luftblasen mehr aufstiegen. Dann wurde
) I. C.
— 41 —
angeheizt, und zwar betrug der Temperatur¬anstieg ca. 100 ° C in 6 Minuten. Das Gas wurde
auch im Azotometer über 50%iger Kalilaugeaufgefangen. Bis auf 300 ° C wurde es ins Freie
500
No. 9
No. 15
fflö 7ÖÖ ~"8ÖÖ äöö'ü.Vertikalofenkoks Bern, dunkle Koksstücke.Französischer Zechenkoks,
Aschengehalt 14 °/o \ waaserfr<,j
Flüchtige Bestandteile 8,6 8/o 'wassenre'-
tikalofenkoks Bern, helle Koksstücke.
ir-Giessereikoks,Aschengehalt 10,2 % \ wasserfrci
Flüchtige Bestandteile 2,7% / wassenrel-
Fig. 26
Bestimmung der Reaktionsfähigkeit im Kohlensäurestrom.
abgelassen, weil es fast nur aus Luft bestand,die noch vom Koks adsorbiert war. Erst nach¬her wurde es gemessen und analysiert. Dabei
wurde die innert einem Temperaturintervall von
ca. 20"C entwickelte Gasmenge jeweils notiert
und der Versuch so lange fortgesetzt, bis sich
reichliche Gasmengen innerhalb dieses Tempe-raturintervalles bildeten. Ich gebe die Protokolle
der mit den Vertikalretortenkoksen No. 9 u. 10
und den Giessereikoksen No. 14. u. 15 ausge¬
führten Versuche nur im Auszug wieder, indem
ich die pro 50 ° Temperaturanstieg entwickelten
Gasmengen zusammenziehe und einige Analysender Gase beifüge. Die erhaltenen Resultate sind
in den Tabellen 15 a bis 15 d und in Fig. 26
graphisch dargestellt.Die Versuche haben gezeigt, dass das von
Fischer, Breuer und Broche vorgeschlagene Ver¬fahren zur Bestimmung des Reaktionsbeginnesangewandt werden kann. Es wurde neuerdingsim Koppersschen Laboratorium weiter ausge¬
bildet, indem, wie schon erwähnt, nicht der
Reaktionsbeginn zur Messung der Reaktions¬
fähigkeit benutzt wurde, sondern der Kohlen-
oxydvolumanteil, der sich auf 100 VolumteileKohlensäure beim Ueberleiten über Koksprobenbei 950 ° C bildet, bestimmt und aus dem Ver¬
hältnis100 CO
C02 + % CO
der prozentuale Anteil der Umsetzung berechnet
wurde.Bei meinen Versuchen zeigte ich, dass sich
helle und dunkle Koksstücke derselben Ladungin ähnlicher Weise voneinander unterschieden
wie bei der Bestimmung der Reaktionsfähigkeitbei meiner oben geschilderten Methode, Ferner
setzte die Kohlensäurereaktion beim guten,schwer verbrennlichen Giessereikoks No. 14
auch bei diesem Versuche am spätesten ein.
In der eben zitierten Arbeit aus dem Koppers¬schen Laboratorium wird darauf aufmerksam
gemacht, dass die prozentuale Umsetzung bei
950 ° C bei mehrmaligen, nacheinander ausge¬führten Bestimmungen recht verschiedene Werte
geben könne, und die Gründe hierfür näher
auseinandergesetzt. Ich beobachtete bei allen
Reaktionsversuchen, dass die untern Kokspar¬tien mit einer russähnlichen, schwarzen Schicht
überzogen waren, und führte sie auf die Auf-
A = Ampermeter.M = Millivoltmeter.G s Gasometer.
C ~ Vorratsgasometer.K ~ Kühler.
D = Ofen.
U = Ueberhitzer.
Q = Quecksilberventil.V = Vorschalterwiderstand.
Fig. 27
Versuchsanordnung zur Bestimmung der Reaktionsfähigkeit im Wasserdampfstrom.
- 42 —
Reaktionsfähigkeit im Kohlensäurestrom.
Strömungsgeschwindigkeit : 1 1/Stunde.
Vertikalretortenkoks, dunkle Stücke, No. 9. Tabelle I5a-d
Temperatur ZeitGasmenge
cms
Probe
No.
Zusammansetzung des Gases
o2 H2 CO CH4 Na
300-400« C 6 Min. 0,50
400-500« C 6 Min. 0,80
500 - 600 «C 6 Min. 10 Sek. 1,00
600-700« C 5 Min. 50 Sek. 2,00
700—730« C
700—750° C
— 1,70
3,20No.l 0,2 16,0 77,8 0,3 6,7
700—770° C — 6,20
70O-8O0«C 6 Min. 11,30
800—835« C — 14,50
800 - 900 «C 6 Min. 20 Sek. 47,50
Vertikalretortenkoks, helle Stücke, No. 10
300- 400« C 5 Min. 20 Sek. 2,60
400—500« C 5 Min. 40 Sek. 1,20
500-600« C 6 Min, 1,00 No.l 10,2 19,3 17,5 0,2 52,5
600-700« C 7 Min. 1,30
700-800°C 8 Min. 5,60
800-834« C — 4,00 i
800 - 862«C
800- 880 «C
— 10,00
15,00i No. 2 0,0 14,0 80,0 2,0 4,0
800—900« C 8 Min. 27,00 1
Zechenkoks „Präsident", benützt in Giesserei B, No. 14
300—400« C 6 Min. 0,40
400-500 °C 5 Min. 40 Sek. 0,50
500-600« C 7 Min. 20 Sek. 0,60
600-700« C 6 Min. 2,70
700 - 750«C — 3,20
700-800« C 6 Min. 7,00
800-860« C — 4,00
800—900« C — 10,20
Französischer Zechenkoks, benützt in Giesserei B, No. 15
300-400« C 5 Min. 1,90
400—500° C 6 Min, 0,80
500-600° C 6 Min. 30 Sek. 0,70
600-700° C
700-750° C
6 Min. 30 Sek. 2,10
2,40No.l 0,1 13,9 81,3 0,1 4,6
700-800« C 6 Min. 8,60
800-860« C — 15,20
800—900« C — 50,20
— 43 —
Reaktionsfähigkeit im Wasserdampfstrom.
Strömungsgeschwindigkeit : 30 bis 35 1/Stunde. 8 cm Schichthöhe.
Buchenholzkohle No. 1. Tabelle 16 a-d
Temperatur ZeitGasmenge
cm1
Kondens-
wasser
cm»
Probe
No.
Zusammensetzung des Gases
C02 H2 CO CH4 Ns
300-400° C 9 Min. 32,0 4,6 —
400-500° C 8 Min. 25,0 3,4 1 24,2 4,9 10,6 3,6 56,7
500-600° C 7 Min. 146,0 2,8 2 38,3 16,7 23,3 8.8 12,9
600—700° C 7 Min. 450,0 2,0 3 21,0 59,0 9,2 5.3 5,5
700-740° C 3 Min. 650,0 1,0 4 22,2 66,9 10,4 0,0 0,5
800° C — — Homentaaprobe 5 22,2 61,6 15,8 — 0,4
900 °C —— — — 14,8 — — —
—
1000° C — —— — 8,5 —
— ——
1015° C — —— — 5,0 —
— ——
1034°C — — louentanprobB 6 2,7 51,9 44,5 — 0,3
1060°C — —— — 1.8 —
— ——
Vertikalkammerkoks, dunkle Stücke, No. 7
500-600 °C 7 Min. 3,0 3,9
1 •600-700° C 8 Min. 25,0 4,2 24,0 36,0 16,0 — 14,0
700-800° C 9 Min. 250,0 3,9 2 15,6 60,3 17,0 — 7,1
800-900 °C 7 »/s Min. 600,0 6,0 3 13,3 59,9 23,2 — 3,6
970 °C — —— — 13,5 — — —
—
1000° C — — IgMiunprake 4 12,3 60,1 26,8 — 0,8
1050° C — —— — 9,0 — — —
—
1100°C — —— — 6,8 — —
—
—
Vertikalkammerkoks, helle Stücke, No. 8
400—500° C 7 Min. 4,5 3,2 L500—600° C 7 Min. 9,5 4,0 ) 1 12,7 5,7 3,3 — 78,3
600—700° C 8 Min. 16,0 4,2
700-800° C 6 7* Min. 35,0 4,1 2 24,0 19,1 6,8 — 50,1
800—900° C 672 Min. 200,0 3,7 3 15,1 58,9 21,0 — 5,0
900—970° C — 600,0 — 4 11,7 58,8 28,5 — 1,0
1000°C — — — — 14,0 — ——
1060° C — —— — 10,4 —
1100°C — —— — 8,2 — — — —
Ruhrkoks „Prosper' ', No. 16
500-600°C 7 Min. 20,0 4,1
600-700 °C
700-800° C
7 Min.
672Min.
11,0
19,0
3,6
2,8 ) ' 21,4 1.4 2,6 — 74,6
800-900 °C 8 7ü Min. 110,0 3,7 2 16,9 58,3 9,0 — 15,8
900-925 °C 5 Min. 200,0 1,8 3 9,9 69,3 18,4 — 2,4
925-1000 °C — 600,0 — 4 16,7 62,6 20,5 — 0,2
1000-1040 °C — 650,0 — 5 12,5 61,4 25,4 — 0,7
1060°C — — MHiuqnte 6 14,3 58,9 26,8 — 0,0
1085° C — — iMcitupike 7 13,0 58,4 28,6 — 0,0
1100°C — — — — 10,5 —— —
_
— 44 —
lockerung der Substanz bei der eintretenden
Reaktion zurück, Ich wiederholte allerdings bei
meinen Versuchen gerade darum das Erhitzen
nicht mehr mit der gleichen Probe, sondern
nahm bei der Prüfung der Reproduzierbarkeit
g a»_
No. 1 Buchenholzkohle. TemperaturNo. 7 Vertikalkammerkoks, dunkle Stücke.
No. 8 Vertikalkammerkoks, helle Stücke.
No. 16 Ruhrkoks „Prosper".
Fig. 28
Bestimmung der Reaktionsfähigkeit im Wasserdampfstrom
der Versuche jeweils wieder frische Proben. Ich
kann daher auch nicht mit Bestimmtheit an¬
geben, ob auch das Kohlensäurediagramm beim
Durchleiten von Luft ebenfalls verschoben wer¬
den würde beim mehrmaligen Erhitzen derselben
Probe. Versuche, um diese Erscheinung nachzu¬
prüfen, sind eben im Gange.
Bestimmung der Reaktionsfähigkeitim Wasserdampfstrom,
Ich habe schliesslich einige Versuche vor¬
genommen, um die Reaktionsfähigkeit verschie¬
dener Kokssorten gegen strömenden Wasser¬
dampf bei verschiedenen Temperaturen festzu¬
stellen. Diese Versuche haben allerdings nur
orientierenden Charakter und werden zurzeit in
der Eidg. Prüfungsanstalt für Brennstoffe fort¬
gesetzt. Ich verwendete die nachstehend be-schriebene und in Fig. 30 schematisch darge¬stellte Versuchsanordnung.
In den senkrecht stehenden elektrischen Wi¬
derstandsofen wurde wiederum das Quarzrohrvon 18 mm lichter Weite in üblicher Weise ein¬
gebracht und mit einer 8 cm hohen Koksschicht
gefüllt. Der Dampf wurde in einem Erlenmeyer-kolben von 500 cm3 Inhalt, der mit 400 cm3
Wasser beschickt war, erzeugt und durch ein
isoliertes Kupferröhrchen, in das ein Ueber'-
hitzer eingeschaltet war, durch eine Düse von
1 mm Durchmesser in das Reaktionsrohr ein¬
geblasen. Die Dampfzufuhr konnte mit einem
Quetschhahn genügend genau geregelt werden.
Der Dampfüberschuss entwich durch ein kleines,am Erlenmeyer angebrachtes Quecksilberventil.Der nicht zersetzte Wasserdampf wurde im
Kühler K kondensiert und in einen Messzylinderaufgefangen und gemessen.
Die pro Stunde durch den Apparat strö¬
mende Dampfmenge wurde bei Vorversuchendurch Kondensatmessung bestimmt. Sie betrug30—35 1 Normaldampf pro Stunde. Das ent¬
stehende Wassergas wurde in einem büretten-
förmigen Gasometer aufgefangen, um eine ge¬
naue Messung zu ermöglichen. Entwickelten sich
grössere Gasmengen, so verwendete ich einen
Glockengasometer von ca. 700 cm3 Inhalt. Das
Gas wurde in bestimmten Temperaturintervallen,zumeist von 100 zu 100 ° C, aufgefangen und
analysiert. War die Wassergasreaktion in vollem
Gange, so bestimmte ich die entwickelten Gas¬
mengen nicht mehr, sondern ermittelte mit der
früher beschriebenen Absaugvorrichtung den
Kohlensäuregehalt des Gases in Funktion der
Temperatursteigerung. Das Überschussgas wurde
verbrannt. Die im Ofen herrschende Temperaturwurde mit Thermoelementen gemessen. Die
Messungen erstreckten sich also auf:
1, die Bestimmung der Temperatur im Re¬
aktionsrohr;2. die Messung der bei Beginn der Wasser¬
gasreaktion entwickelten Gasmengen;
Buchenholzkohle No. 1.
Gaszusammensetzung.
100%
Ruhrkoks „Prosper" No. 16.
75
50
25
KohlensäureCOa
<nhlfin-D
400 500 600 700 800 900 1000°C.
Fig. 29
Bestimmung der Reaktionsfähigkeit im Wasserdampfstrom,
600 700 800 900 1000 1100°C.
45 —
3. die Messung des unzersetzten Wasser¬
dampfes;4. die Messung des Kohlensäuregehaltes des
Wassergases, nachdem die Reaktion in
vollem Gange war;
5. die vollständige Analyse abgesogener Gas¬
proben.Zur Untersuchung kamen die Buchenholz¬
kohle No. 1, die beiden Vertikalkammerkokse
No. 7 und 8 und der Ruhrkoks «Prosper» No. 16,also meist die gleichen Proben wie bei der Be¬
stimmung der Reaktionsfähigkeit im Kohlen¬
säurestrom. Die bei den Versuchen erhaltenen
Resultate sind in den Tabellen 16 a bis 16 d
und in den graphischen Abbildungen 27, 28, 29
zusammengestellt. Aus diesen Zusammenstellun¬
gen ergibt sich folgendes:Die Wassergasbildung setzt wiederum bei
der reaktionsfähigen Buchenholzkohle zuerst
und beim schwer verbrennlichen Koks «Prosper»
Die Versuchsanordnung gestattete nicht, schonzu Beginn der Versuche luftfreies Gas zu er¬
halten da der Messzylinder, der zum Auffangendes Kondenswassers diente, zu Beginn mit Luftgefüllt war. Sobald aber die Wassergasreaktioneintrat, war das Wassergas praktisch stickstoff¬frei.
V. Zusammenfassung.1. Das Verhalten verkokter Brennstoffe beim
Erhitzen bei allmählich ansteigenden und kon¬
stant gehaltenen hohen Temperaturen unter
Luftabschluss wurde studiert und die abgespal¬tenen Gasmengen bestimmt und deren Zusam¬
mensetzung ermittelt. Es wurde gezeigt, wie sichdie einzelnen Elemente der brennbaren Substanzverkokter Brennstoffe verhalten, und nachgewie¬sen, dass man verkokte, aber noch gashaltigeBrennstoffe bei relativ niedrigen Temperaturen,
Gaszusammensetzung.
Vertikalkammerkoks, dunkle Stücke, No. 7. Vertikalkammerkoks, helle Stücke, No. 8.
100%
m m ä» TOÖ flob°C 400 500 600 700 800
Fig. 30. Bestimmung der Reaktionsfähigkeit im Wasserdamptstiom.
900 1000 1100°C.
zuletzt ein, wie aus Fig. 29 deutlich hervorgeht.Aus der Buchenholzkohle hatten sich bei 600°C
bereits 230 cm8 Gas entwickelt, währenddem
die gleiche Gasmenge beim Koks «Prosper» erst
bei ca. 910 °C sich gebildet hatte. Hatte die
Wassergasreaktion aber einmal eingesetzt, so
entwickelte sich bei allen vier Proben ungefährgleich viel Gas pro Zeiteinheit.
Aus den in Fig. 28 und 29 aufgezeichnetenDiagrammen über die Gaszusammensetzung sieht
man ferner, dass bei niedern Temperaturen der
Wasserdampf vorwiegend nach der GleichungC + 2H,0 = CO, + 2H, (1)
und erst bei höheren Temperaturen nach der
Gleichung C + H20 = CO + H* (2)zersetzt wird. Die Temperaturen, bei denen diebeiden Reaktionen überhaupt eintreten, sind beiden einzelnen untersuchten Proben verschieden.Bei der Holzkohle z. B. erfolgte bei 1000 ° C die
Umsetzung fast nur noch nach der Gleichung (2),während beim Zechenkoks selbst bei 1100 °C
noch 10,5 % Kohlensäure im Wassergas ent¬
halten waren. Die verschiedenen geprüften ver¬
kokten Brennstoffe wiesen auch bei der Einwir¬
kung von Wasserdampf die gleiche Reihenfolgein der Reaktionsfähigkeit auf wie Luft und Koh¬lensäure.
z. B. 1000 ° C, fast vollständig entgasen kann.Der Verlauf der Entgasung und die Zusammen¬
setzung des Gases hängen von der Art undWeise der Erhitzung ab. Es wurde nachge¬wiesen, dass die beim «Ueberstehen» von Koksenentstehenden Gase meistens nicht über 10 Vol.-%Stickstoff enthalten und dass darum die in derLiteratur angegebenen hohen Stickstoffgehalteder beim «Ueberstehen» der Kokse aufgefange¬nen Gase auf Luftzutritt zurückzufahren sind.
2. Die- in der Literatur neuerdings in Vor¬
schlag gebrachten Methoden zur Bestimmungder Reaktionsfähigkeit verkokter Brennstoffewurden besprochen und teilweise nachgeprüft.
3. Es wurde eine neue Methode zur Bestim¬mung der Reaktionsfähigkeit verkokter Brenn¬stoffe ausgearbeitet, die darin besteht, dass man
durch fortlaufende Analysen, beim Ueberleitenvon Luft über die allmählich bis auf 1200 °Cerhitzten Brennstoffe, das KohlensäurediagrammderRauchgase aufnimmt und in einem Koordinaten¬
system als Funktion der Temperatur darstellt.
4. Es wurde gezeigt, dass die Reaktionsfähig¬keit verkokter Brennstoffe gegen strömendeLuft, Kohlensäure und Wasserdampf parallelgeht und vom Entgasungsgrad, der Darstellungs¬temperatur und sehr stark von der Oberflächen¬beschaffenheit abhängig ist.
— 46 —
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LEBENSLAUF.
Ich, Armin Rösli, wurde am 2. Juni 1894,als Sohn des Bernhard, Versicherungsagent, und
der Lina, geb. Lory, in Biel geboren. Daselbst
besuchte ich die Primarschule, das Progymna¬sium und das Gymnasium und erhielt im Herbst
1914 das Reifezeugnis. Nach Absolvierung der
Rekrutenschule immatrikulierte ich mich an der
Eidg. Techn. Hochschule und widmete mich dem
Studium der Chemie. Nach verschiedenen Un¬
terbrechungen infolge Grenzdienstes schloss ich
das Studium mit dem Diplom eines Ingenieur-Chemikers im Frühling 1921 ab. Seither bin ich
als Assistent an der Eidg. Prüfungsanstalt für
Brennstoffe tätig, wo ich nebst den praktischenArbeiten die vorliegende Promotionsarbeit aus¬
führte.
Zürich, im Oktober 1923.
ARMIN RÖSLI.