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Man erhält daher durch die Verkokung gleichmäßigeres Produkt von höherm Wärmeeffekt und größerer Reinheit (namentlich
von Schwefel), welches bei der Verbrennung nicht erweicht, sich nicht aufbläht und ohne Entwickelung von Rauch und übelriechenden
Dämpfen verbrennt. Aber man erreicht dies nur unter großem Verlust an Brennstoff (welcher z. B. für den
Clevelanddistrikt auf den Wert von 1 Mill. Ton. Kohlen pro Jahr geschätzt wird), und es bleiben doch etwa 33 Proz. des Schwefels
der Steinkohlen (als niedere Schwefelungsstufe des Eisens, als Schwefelcalcium etc.) in den Koks zurück, selbst wenn, wie dies
allgemein geschieht, die Koks mit Wasser abgelöscht werden, wobei Schwefelverbindungen entweichen. Die
zahlreichen Bemühungen, diesen Schwefelgehalt auf irgend eine Weise zu beseitigen, haben noch kein allgemein befriedigendes
Resultat gegeben. Im allgemeinen entweichen beim Verkoken 30-32 Proz. flüssige Substanzen mit 19-22 Proz. brennbaren Gasen
und Dämpfen.
Die Steinkohlen liefern, je nach ihrem Verhalten im Feuer, Koks von verschiedener Beschaffenheit. Die Sandkohlen,
welche beim Verbrennen zerfallen, hinterlassen in losen Stücken, während Sinterkohlen ein wenig zusammenhängendes und nur
Backkohlen ein vollkommen zusammengeschmolzenes Produkt liefern. Man verkokt deshalb am häufigsten fette Back- und Sinterkohle,
besonders Kohlenklein, welches zu Kesselfeuerungen wenig geeignet ist. In neuerer Zeit benutzt man auch magere Kohle, welche,
passend zerkleinert, aufbereitet und mit backenden Beimengungen (fette Kohle, Pech) gemischt, unter hohem
Druck in den passend konstruierten Koksöfen
[* 6] bei gesteigerter Boden- und Seitenerhitzung derselben etc. brauchbare Koks (Mischkoks)
liefert.
Enthielt die Kohle 12-24 Proz. Asche, so kann dieser Gehalt durch die Aufbereitung auf 5-8 Proz. herabgemindert werden. Der Aschengehalt
der Koks ist aber auch abhängig von der Leitung des Verkokungsprozesses, besonders von der Menge der dabei durch Luftzutritt
vollständig verbrennenden Kohle. Dieser Luftzutritt beeinflußt auch wesentlich das Ausbringen, welches
außerdem davon abhängig ist, ob noch Gase oder Dämpfe über schon gebildete glühende Koks streichen. Diese entziehen nämlich
den Koks Kohlenstoff, während umgekehrt kohlenstoffreiche Gase und Dämpfe bei Berührung mit glühenden Koks sich zersetzen und
einen Teil ihres Kohlenstoffs auf die Koks ablagern.
Von den Verkokungsapparaten zeichnet sich der Meiler durch seine Einfachheit, leichten Betrieb und Billigkeit aus; er wird
wie der Holzkohlenmeiler erbaut, erhält aber in der Mitte eine gemauerte, durch
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einen Deckel verschließbare Esse mit Zuglöchern und wird mit Koksklein bedeckt. Das Anzünden findet von außen oder durch
glühende Kohlen von der Esse aus statt. Unter der Decke
[* 8] verläuft eine unvollständige Verbrennung, und durch die dabei entwickelte
Wärme
[* 9] werden die Kohlen verkokt. Zeigt sich noch dünner Rauch, so wird die Esse verdeckt und der Meiler
mit nasser Lösche beschlagen. Vor dem Ziehen löscht man die Koks mit Wasser, um sie dadurch schwefelärmer zu machen.
Man kann im Meiler meist nur stückreiche Sinterkohlen anwenden, welche sonst meist direkten Absatz finden; Backkohlen geben
porösere als in Öfen,
[* 10] die Ausbeute beträgt 60-65 Proz. reine, aber nicht sehr gleichmäßige Koks. Bisweilen
leitet man die flüchtigen Produkte von der Esse aus durch einen im Boden verlaufenden horizontalen Kanal
[* 11] ab. Gleichförmigere
Koks erhält man inHaufen von 20-25 m Länge, 1-1,5 m Höhe und 3-4 m Breite,
[* 12] welche mit mehreren untereinander verbundenen Essen
[* 13] oder ohne solche erbaut oder durch eingestellte und später wieder herausgezogene Pfähle mit Zugkanälen
versehen und mit Koksklein bedeckt werden.
Sie bilden gemauerte Räume von 14-19 m Länge, 2,5 m Breite und 1,5 m Höhe, sind an einer oder beiden schmalen
Seiten offen und werden unter Bildung geeigneter Kanäle, welche in den Wänden ihre Fortsetzung finden, mit angefeuchtetem
Kohlenklein vollgestampft, worauf letzteres eine Decke von Lösche oder Lehm erhält. Diese Öfen zeichnen sich durch Billigkeit,
bequeme Arbeit u. große Leistungsfähigkeit aus, geben aber kein gleichmäßiges Produkt. Der steigende
Bedarf an guten Koks und die Notwendigkeit, Kleinkohle zu benutzen und ein höheres Ausbringen
zu erzielen, führte zur Konstruktion
der geschlossenen Öfen, welche auch die Verwertung magerer Kohle gestatten, wenn man die Ofenbreite gehörig vermindert und
die Verkokungstemperatur durch rasches Erwärmen der Ofenwände mittels der Koksofengase steigert.
Die einfachern Öfen sind backofenförmig, viereckig oder oval, und oft liegen zum Zusammenhalten der Wärme deren mehrere
nebeneinander. Ist eine Charge abgetrieben, so werden die Koks möglichst bald aus dem Ofen genommen und, solange dieser noch
rotglühend ist, die neue Beschickung zu solcher Höhe eingetragen, daß noch Raum zum Aufblähen der Kohlen
bleibt. Man schließt dann die Thür, und alsbald wird die Verkokung durch die Hitze der Ofenwände eingeleitet; durch besondere
Kanäle eindringende Luft entzündet die Kohle und die Destillationsprodukte, und durch die dabei entwickelte Wärme wird der
Verkokungsprozeß vollendet.
Läßt die Flamme nach, so verschließt man die Züge und die Esse, zieht die Koks aus und löscht sie mit
Wasser ah. Um die qualmigen Gase für die Umgebung unschädlich zu machen, leitet man sie in einen gemeinschaftlichen Kanal,
verbrennt sie darin und läßt die Verbrennungsprodukte in eine hohe Esse treten. Häufiger benutzt man
sie zum Heizen von Dampfkesseln und Winderhitzungsapparaten, zum Rösten von Erzen, in Puddel- und Schweißöfen etc.; bisweilen
werden die Destillationsprodukte unter der verschlossenen Gicht abgeleitet, um daraus durch Abkühlung Teer und Ammoniakwasser
zu gewinnen.
Größere Vorteile aber lassen sich erzielen, wenn man die Gichtgase zum Heizen der Sohle und der Wände
der Öfen selbst benutzt. Man gibt in diesem Fall den Öfen behufs gleichmäßigerer Erhitzung kleinere Dimensionen und verbindet
mehrere derselben zu einem System. Hierbei steigt das Ausbringen, welches in den gewöhnlichen Öfen meist nicht über 52 Proz.
beträgt, bis auf 68 Proz.; man erhält ein gleichmäßigeres und wegen der
höhern Temperatur schwefelärmeres Produkt, die Verkokung wird beschleunigt, man kann schwer backende Kohle verarbeiten und
weniger Abfall liefernde Zieh- und Löschvorrichtungen anwenden. Wegen dieser Vorteile finden die neuern Öfen
obwohl in der Anlage und Unterhaltung teurer, immer größere Verbreitung; es gibt viele verschiedene Konstruktionen, deren
Wert mehr oder weniger von lokalen Verhältnissen abhängig ist. Bei den sogen. Retortenöfen, zu denen der stehende Appollsche
Ofen gehört, tritt die Luft nicht in den Verkokungsraum, sondern nur zu den Gichtgasen in den Kanälen zwischen
den Ofenwänden, und bisweilen werden aus den GichtgasenTeer und ammoniakhaltiges Wasser durch Abkühlung abgeschieden. Zu
letztern Öfen gehört der von Pernolet
[* 15]
(Fig. 1-3). Derselbe wird mit Hilfe einer Bahn bb durch die Füllöffnungen aa mit 50 hlSteinkohlen beschickt. cd dient zur Ableitung der Gase in das Hauptgasleitungsrohr e, welches längs einer
Batterie von 36 Öfen läuft.
Die gereinigten Gase, deren Zutritt durch den Hahn
[* 16] o geregelt wird, treten aus f durch die Röhren
[* 17] g und h in die horizontalen
Seitenkanäle n, welche sie nacheinander durchstreichen, um dann unter die Sohle zu fallen, wo sie sich mit
den direkt vom Rost l kommenden Verbrennungsgasen vereinigen und durch k in den Essenkanal l gelangen; m sind die Pfeiler, durch
welche die Ofensohle gestützt wird. Ist die Verkokung beendet, so wird das Ventil
[* 18] zum Gasleitungsrohr geschlossen, die Thüren
und Chargieröffnungen werden geöffnet und die Koks mit Hilfe einer Maschine
[* 19] herausgedrückt, wobei das
Feuer auf dem Rost beständig unterhalten wird, um den Ofen sogleich wieder beschicken zu können.
Diese Öfen gewähren das höchste Ausbringen, sind aber in andrer Hinsicht mit manchen Nachteilen behaftet, und man benutzt
daher häufiger Öfen, bei denen Luft in den Verkokungsraum tritt, so daß hier die Destillationsprodukte
verbrennen, worauf die heißen Verbrennungsgase Boden und Wände des Ofens erhitzen, und zwar werden entweder die Öfen durch
ihre eignen Gase geheizt, oder, was weniger zweckmäßig erscheint, die Gase aus dem einen Ofen erhitzen durch Eintritt in dessen
Umhüllung jedesmal den daneben befindlichen Ofen. Von den hierher gehörigen Öfen hat namentlich der
Smetsche allgemeine Anwendung gefunden. Bei demselben
[* 15]
(Fig. 4) treten die Gase durch eine Öffnung im Gewölbe
[* 20] in den Längskanal
o, ziehen in demselben hin, in dem Kanal p wieder zurück und gelangen aus diesem unter die Sohle und auf Schlangenwegen in
die Esse, wobei eine sehr vollständige Verbrennung stattfindet.
Das Ausbringen an Koks beträgt nach neuern Erfahrungen im allgemeinen bei Sandkohlen 55-65, bei Sinterkohlen 60-70, bei Backkohlen
60-80 Proz.; letztere geben aber meist nur bei annähernd gleichem Kohlenstoffgehalt mehr als
Sand- und Sinterkohlen. Die Koks sind je nach der Qualität der Kohle und der angewandten Verkokungsmethode
großblasig bis dicht, bald weich und mürbe, bald hart und klingend, fest, bald tief dunkelgrau, matt, bald silbergrau, metallglänzend.
Gute Backkoks sind porös, eisengrau, seidenglänzend, vom spez. Gew. 0,35-0,50,
sie enthalten bis 93 Proz. Kohlenstoff, 0,3-0,5 Wasserstoff, 2-2,5 Sauerstoff und Stickstoff, 5-10 Proz.
hygroskopische Feuchtigkeit.
Der Aschengehalt schwankt zwischen 1 und 30 Proz., und Koks mit mehr
als 10-12 Proz. Asche gehören schon zu den schlechtern. Im Regen kann sich der Wassergehalt der auf 18-20 Proz. steigern;
unter Wasser aufbewahrt, nehmen sie 25 Proz. Wasser auf. Als Nebenprodukt erhält man Koks bei der Leuchtgasbereitung (Gaskoks);
doch sind dieselben, gewöhnlich aus wasserstoffreichen Backkohlen in schnell erhitzten Retorten gewonnen,
aufgebläht, mehr oder weniger löcherig, auch reich an Wasserstoff und Sauerstoff, weil sie zur Vermeidung eines zu großen
Brennstoffaufwandes bei der Gaserzeugung nicht zu lange erhitzt werden.
Der Zeitpunkt, in welchem die Benutzung der als Brennmaterial begann, ist nicht auszumitteln. Von 1620 datiert das erste
englische Patent auf Verkokung der Steinkohlen, welchem bald andre folgten; doch ist von praktischen Erfolgen nichts bekannt.
In der Mitte des 17. Jahrh. sollen in Derbyshire bei Schmelzprozessen benutzt worden sein, und jedenfalls
war inEngland 1769 die Verkokung in Meilern und geschlossenen Öfen üblich. In der Folge trugen die Koks außerordentlich zur
Hebung
[* 22] des Hüttenwesens bei, indem man durch das Verkoken erst für viele Fälle die Möglichkeit gewann, Steinkohle zu benutzen.
Auch die Lokomotiven wurden lange fast ausschließlich mit Koks geheizt.