Die Brennstoffe: Ihre Einteilung, Eigenschaften, Verwendung und Untersuchung

77 Pages·1927·3.87 MB·German

by  Prof. Dr. techn. Erdmann Kothny (auth.)

Zur Einftihrung.
Die Werkstattbiicher behandeln das Gesamtgebiet der Werkstattstechnik
in kurzen selbstandigen Einzeldarstellungen; anerkannte Fachleute und tiichtige
Pruktiker bietcn hier das Beste aus ihrem Arbeitsfeld, urn ihre Fachgenossen
schnell und griindli<)h in die Betriebspraxis einzufiihren.
Die Werkstattbiicher stehen wissenschaftlich und betriebstechnisch auf der
Hohe, sind dabei aber im besten Sinne gemeinverstandlich, so daB alle im Betrieb
und auch im Biiro Tatigen, vom vorwartsstrebenden Facharbeiter bis zurn leitenden
Ingenieur Nutzen aus Ihnen ziehen konnen.
Indem die Sammlung so den einzelnen zu fordern sucht, wird sie dem Betrieb
als Ganzem nutzen und damit auch der deutschen teclmischen Arbeit im \Vett
bewerb der Volker.
Bisher sind erschienen:
Heft 1: Gewindeschneiden. (7.-12. Tausd.) Heft 15: Bohren. Von lng. J. Dinne bier.
Von Obering. O. Muller. Heft 16: Reiben und Senken.
Heft 2: ~Ielltechnik. Zweite, verbesserte Von lng. J. Dinnebier.
Auflage. (7.-14. Tausend.) Heft 17: lUodelltischlerei.
Yon Professor Dr. techno M. Kurrein. 2. Teil: Beispiele von Modellen und Scha
Heft 3: Das Anreillen in Maschinenbau blonen zum Formen.
werkstatten. (7.-12. Tausend.) Von R. Lower.
Von lng. H. Frangenheim. Heft 18: Teehnische Winkelmessungen.
Heft 4: Wechselriiderberechnung flir Dreh Von Prof. Dr. G.Berndt.
biinke. (7.-12. Tausend.) Heft 19: Das Gulleisen.
Yon Betriebsdirektor G. Knappe. Yon lng. Joh. Mehrtens.
Heft 5: Das Schleifen der Metane. Zweite, Heft 20: }'estigkeit und Formanderung.
verbesserte Auflage. Von Studienrat Dipl.-Ing. H. Winkel.
Von Dr.-lng. B. Buxbaum. Heft 21: Einrichten von Automaten.
Heft 6: TeiIkopfarbeiten. (7.-12. Tausend.) 1. Teil: Die Systeme Spencer und Brown
Von Dr.-lng. W. Pockrandt. & Sharpe.
Heft 7: Harten und Vergijten. Von Ing. Karl Sachse.
1. Teil: Stahl und sein Verhalten. Heft 22: Die Fraser.
Zweite, verbess. Auflage. (7,-15. Tausd.) Yon lng. Paul Zieting.
Von Dipl.-lng. Eugen Simon. Heft 23: Einrichten von Automaten.
Heft 8: Harten und Vergiiten. 2.Teil:DieAutomaten System Gridley (Ein
2. Teil: Praxis der Warmbebandlung. spindel) u. Cleveland u. die Olfenbacher
Zweite, verbesserte Auflage. Automaten.
(7.-15. Tuusend.) Von Ph. Kelle, E. Gothe, A. Kreil.
Von Dipl.-lng. Eugen Simon. Heft 24: Der Stahl- und Tempergull.
Heft 9: Rezepte fiir die Werkstatt. Von Prof. Dr. techno Erdmann Kothny.
(7.-10. Tausend.) Heft 25: Die Ziehtechnik in der Blcch
Von lng.-Chemiker Hugo Krause. bearbeitung.
Heft 10: Kupolofenbetriel:J. Von Dr. lng. Walter Sellin.
Von GieEerei.dir. C. lrresberger. Heft 26: Raumen.
Heft 11: Freiformschmiede. Von lng. Leonhard Knoll.
1. Teil: Technologie des Schmiedens. Heft 27: Einrichten von Automaten.
RohstoUe der Schmiede. 3. Teil: Die Mehrspindel-Automatcn.
Von Direktor P. H. SchweiBguth. Von E. Gothe, Ph. Kelle, A. Kreil.
Heft 12: Freiformschmiede. Heft 28: Das Loten. Von Dr. W. Burstyn.
2. Teil: Einrichtungen und Werkzeuge Heft 29: Die Kugel- und Rollenlagcr (Wii,lz
der Schmiede. lager). Yon Hans Behr.
Von Direktor P. H. SchweiEguth. Heft 30: Gesunder GuG.
Heft 13: Die neueren Schweil.lverfahren. Von Prof. Dr. techno Erdmann Kothny.
Zweite, verbesserte u. vermehrte Auflage. Heft 31: Gesenkschmiede. 1. Teil: ArbeUs
Von Prof. Dr.-lng. P. Schimpke. weise und Konstruktion der Gesenke.
Heft 14: lUodelltischlerei. Von P. H. Schwei.l.lguth.
1. Teil: Allgemeines. Einfachere Modelle. Heft 32: Die Brennstoffe.
. Von R. Lower. Von Prof. Dr. techno Erdmann Kothny.
Aufstellung der in Vorbereitung befindlichen Hefte s. 3. Umschlagseite.
Jedes Heft 48-64 Selten stark, mit zahlreichen Textfiguren.
..
WERKSTATTBUCHER
FUR BETRIEBSBEAMTE, VOR- UND FACHARBEITER
HERAUSGEGEBEN VON EUGEN SIMON. BERLIN
================HEFT32================
Die Brennstoffe
Ihre Einteilung, Eigenschaften, Verwendung
und Untersuchung
Von
Prof. Dr. techn. Erdmann Kotbny
Mit 11 Figuren im Text
und 33 Zahlentafeln
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
1927
Inhaltsverzeichnis.
Seite
1. Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
A. Erklărung des Begriffes Brennstoffe. . . . . . . . . . . . . 3
B. Bedeutung der Brennstoffe fiir die Energieversorgung der Welt 3
II. Einteilung. . . . . . 8
III. Feste Brennstoffe . . . . . . 8
A. Allgemeines. . . . . . . . . . . . 8
B. Holz und Holzkohle. . . . . . . . 13
1. Holz S. 13. - 2. Holzkohle S. 14.
C. Torf, Torfbriketts und Torfkoks . . 15
1. Torf S. 15. - 2. Torfbriketts S. 16. Torfkoks S. 16.
D. Braunkohle, Braunkohlenstaub, Braunkohlenbriketts, Grudekoks. . . 16
1. Braunkohle S. 16. - 2. Braunkohlenbriketts S. 19. - 3. Braun-
kohlenstaub S. 20. - 4. Grudekoks S. 20. '
E. Steinkohle,. Kohienstaub, Briketts, Kohlenschlamm und Koks. . . . 20
1. Steinkohle S. 20. - 2. Kohlenstaub S. 24. - 3. Briketts S. 24. -
4. Veredeiung des Kohlenschlammes S.24. - 5. Koks S.24.
F. Abfallbrennstoffe . . . . 26
IV. Fliissige Brennstoffe . . . . . . . . . . . 27
A. Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . 27
B. Erdoi und seine Destillate . . . . . . . . . 27
1. Erdoi S.27. - 2. Destillate des Erdols S.29.
C. Oischiefer und seine Destillate . . . . . . . . . 30
p. Braunkohlenteer und seine Destillate . . . . . . 30
E. Steinkohlenteer und seine Destillate . . . . . . . . . . . . . . . 30
1. Der Steinkohienteer S. 30. - 2. Destillate des Steinkohlenteers S. 32.
F. Urteer . . . . . 32
G. Verfliissigung .!ier Kohle . 33
H. Synthetische Ole . . . . 33
J. Spiritus . . . . . . . . 33
V. Gasformige Brennstoffe . 35
A. Allgemeines. . . . . . . 35
B. Naturgase . . . . . . . 35
C. Kiinstliche gasformige Brennstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . 36
1. Gasformige Brennstoffe aus fliissigen Brennstoffen S. 36. - 2. Kiinst
liche Gase aus festen Brennstoffen S. 36. - 3. Kiinstliche Gase aus
Nichtbrennstoffen S. 39.
VI. Bewertung und Verwendungsmoglichkeit der Brennstoffe 39
VII. Verwertung der Brennstoffe . . . . . . . . . . . . . . . 41
A. Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
B. Verbrennung . . . . . . . . . .. ........... 43
1. Allgemeines S. 43. - 2. Verbrennungsvorgang S. 45. - 3. Berechnung
der Luft- und Abgasmenge S.51. - 4. Berechnung der theoretischen
Verbrennungstemperatur S.52. - 5. Wirkungsgrad S.53.
C. Betriebsiiberwachung ..................... 56
D. Entgasung . . . . .. .................... 56
1. Allgemeines S.56. - 2. Zweck der Entgasung und Entgasungsver
fahren S. 58.
E. Vergasung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
1. Chemische Grundlagen S. 61. - 2. Verfahren der Gaserzeugung S. 61.
VIII. Richtlinien fiir die Probenahme, Bestimmung des Heizwertes
und chemische Untersuchung der Brennstoffe . . . . . . . . . 68
A. Probenahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
1. Probenahme fester Brennstoffe S. 68. - 2. Probenahme fliissiger
Brennstoffe S. 68. - 3. Probenahme bei gasformigen Brennstoffen und
Abgasen S. 69. - 4. Probenahme von Verbrennungsriickstanden S.69.
B. Heizwertbestimmung . . . . . . '. . . . . . . . . . . . . . . . 69
1. Feste und fliissige Brennstoffe S. 69. - 2. GasfOrmige Brennstoffe S. 70.
C. Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
1. Feste Brennstoffe S. 73. - 2. Fliissige Brennstoffe S. 73. - 3. Gas
formige Brennstoffe und Abgase S.73. - 4. Verbrennungs- und Ver
gasungsriickstănde S. 73.
Alle Rechte, insbesondere das der Ubersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten.
Copyright 1927 by Springer-Verlag Berlin Heidelberg
Urspriinglich erschienen bei Julius Springer in Berlin 1927
ISBN 978-3-642-89976-8 ISBN 978-3-642-91833-9 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-91833-9
Vorwort.
Das vorliegende Heft soU einen Ubel'blick uber die in del' Industrie verwendeten
Brennstoffe geben. Zu diesem Zweck werden Entstehung, :mrzeugung, Eigen
schaften und Verwertung del' Brennstoffe beschrieben; dagegen ist es in dem
engen Rahmen del' Werkstatthefte ausgeschlossen, auch nul' die wichtigsten Ver
fahren fur die Verwertung del' Brennstoffe und die dazu notigen Eiurichtungen zu
beschreiben. Es sind daher nur die theoretischen Grundlagen del' verschiedenen
Arten del' Brennstoffverwertung erortert worden, an die sich ein Uberblick uber
die einzelnen Verfahren anschlieBt. Das Heft enthalt weiter auch alle Formeln
und Angaben, die zur Berechnung und Beurteilung del' Verbrennungs- und Ver
gasungsvorgange sowie del' theoretischen Flammentemperatur und des Wir
kungsgrades del' Feuerung und des Gaserzeugers notwendig sind.
I. Einleitung.
A. Erklarung des Begriffes Brennstoffe.
Brennstoffe sind brennbare, natiirliche odeI' kunstliche, feste, flussige odeI'
gasformige Stoffe, deren gebundene Warme wirtschaftlich verwertet werden
kann. - Als brennbar wird derjenige Stoff bezeichnet, del', auf seine Ent
ziindungstemperatur gebracht, unter Einwirkung des Sauerstoffes del' Verbren
nungsluft odeI' anderer Sauerstofftrager unter Flamm- und Glutbildung in gas
formige Verbindungen bnd nicht brennbare Ruckstande ubergeht. DieserVorgang
wird als Verbrennung im engeren Sinne angesprochen. Verbrennung im weiteren
Sinne ist jede Oxydation. Von del' groBen Zahl del' brennbaren natiirlichen und
kiinstlichen Stoffe werden jedoch nul' diejenigen als Brennstoffe bezeichnet, die
eine gewerbliche Ausnutzung ihrer gebundenen Warme zulassen. Diese Moglich
keit ist an folgende 3 Bedingungen gekniipft: 1. miissen die Verbrennungsgase
unschadlich sein, 2. muB bei del' Verbrennung eine so hohe Temperatur entwickelt
werden, daB das fur die Ausnutzung notige Warmegefalle entsteht, 3. muB del'
Brennstoff entsprechend wohlfeil sein.
Normal werden nul' die festen, flussigen und gasformigen Stoff.e, die del'
Hauptsache nach aus einem Gemenge von sauerstofffreien und sauerstoffhaltigen
Kohlenwasserstoffverbindungen bestehen, als Brennstoffe bezeichnet. Bei ein
zelnen technischen Prozessen wird auch die Verbrennungswarme anderer Elemente
ausgenutzt, d. h. praktisch verwertet, wie beispielsweise die des Aluminiums in
del' Aluminothermie odeI' die des Phosphors und Siliziums beim Windfrisch
verfahren zur Erzeugung von Stahl odeI' die des Schwefels bei del' Abrostung des
Pyrites; trotzdem werden diese Elemente nicht als Brennstoffe bezeichnet, da sie
nul' in diesem Sonderfall die Rolle eines solchen ubernehmen.
B. Bedeutung der Brennstoffe fiir die Energieversorgung
der Welt.
Um diese Frage zu beantworten, ist es notwendig, zu untersuchen: 1. welche
Energiequellen uns zur Verfiigung stehen, 2. wie ergiebig sie sind und 3.
wieweit sie zur Deckung des Energiebedarfes herangezogen werden konnen. Die
Energie steht in den folgenden Formen zur Verfiigung: 1. als Sonnenwarme, 2. als
1*
4 Einleitung.
Windkraft, 3. als Wasserkraft (lebendige Kraft des stromenden Wassers der Fliisse
und Gezeiten), 4. als Brennstoff. .Alle vier Formen leiten ihren Ursprung von der
Sonne her, nur die Gezeiten sind teilweise auch auf die Anziehungskraft des Mondes
zuriickzufiihren. In diesen vier QueUen ist die Energie einerseits als freie (Sonnen
warme) und gebundene Warme oder chemische Energie (Brennstoffe), die nach
kcal (WE) gemessen wird, anderseits als lebendige Kraft (Wind-und Wasserkraft),
deren Starke in PSst ausgedriickt wird, vorhanden. Um die Starke der verschie
denen EnergiequeUen miteinander vergleichen zu konnen und ihre Bedeutung fiir
die Energieversorgung zu erkennen, ist es notwendig, daB sie und der Energie
bedarf der Welt in der gleichen Einheit ausgedriickt werden. AuBer den beiden
genannten Einheiten kommt als weiteres MaB die Tonne Steinkohle von 7000 kcal
in Frage.
Die verschiedenen Arten der Energien (Warme, mechanische Arbeit, lebendige
Kraft einer sich bewegenden Masse, elektrische oder chemische Energie) sind ein
ander aquivalent; d. h., sie lassen sich ineinander iiberfiihren, wobei von der Energie
als solcher nichts verlorengeht, da die Summe der Energie vor und nach dem
Vorgange der Umwandlung gleich ist. Die theoretischen Beziehungen zwischen
den einzelnen Energieformen sind die folgenden:
1 mkgjsk =9,81 Watt (W). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1)
1 kcal (WE) = 427 mkg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2)
1 PS = 75 mkgjsk = 75·9,81 W = 0,736 kW ............... (3)
1 PSst = 75·3600 mkgjsk = 270000 mkg/sk = 632 kcal = 0,09kg Steinkohle
von 7000 kcal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. (4)
1 kWst = 75/0,736·3600 mkg/sk = 366000 mkg/sk = 860 kcal = 0,123 kg
Steinkohle von 7000 kcal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (5)
1 kg Steinkohle = 7000 kcal = 11,1 PSst = 8,13 kWst . . . . . . . . . . . "(6)
Diese theoretischen Beziehungen konnen aber nicht ·zur Umrechnung einer
Energieart in die andere herangezogen werden, da bei einem Kreisproze6, bei
dem eine der Energien in die andere umgewandelt wird, eine vollsta.ndige Um
wandlung nicht erreicht werden kann, ein Teil wird immer zur Deckung eines un
vermeidlichen Nebenvorganges verbraucht. Fiir unsel"e Betrachtungen kommt in
erster Linie die Umwandlung von gebundener Warme in Arbeit in Frage, d. h. wir
haben die Umrechnung der PSst der Wasser- und Windkrafte in kcal gebundener
Warme oder in Steinkohle vorzunehmen. Auf Grund des Wirkungsgrades einer
neuzeitlichen Dampfkraftanlage bestehen zwischen diesen Einheiten bei ununter
brochener voller Ausniitzung der Anlage die folgenden praktischen Beziehungen:
1 PSst = 3500 kcal (gebunden) = 0,5 kg Steinkohle (7000 kcal) . . .. . (7)
1 kWst = 5300 kcal (gebunden) = 0,76 kg Steinkohle (7000 kcal) ...... (8)
Zahlentafel 1. Energiebedarf der Welt (Jahr 1924).
IE~lnl Flirderung bzw. entspricht Steln- ./.
Energieart Leistung kohle Antell an der
von 7000 kcal Energieversorgung
Braunkohle t 161,01 69,23 4,54
Steinkohle t 1167,10 1167,10 76,62
Erdol. t 150,00 225,00 14,78
Wasserkraft . PS" 30,99 I 61,98 4,06
I I
Summe. . . . . . . . t 1523,21 lOO,OO
1 t Braunkohle = 0,43 t Steinkohle v. 7000 kcal.
1 t Erdol = 1,50 t Steinkohle v. 7000 kcal.
1 PS-Jahr v. 4000 st = 2,00 t Steinkohle v. 7000 kcal.
In Fig. 1 ist die Starke der einzelnen QueUen in Form von Steinkohlenkorpern
veranschaulicht. Bei Beurteilung der Starke ist zu beriicksichtigen, daB die
Bedeutung der Brennstoffe fUr die Energieversorgung der Welt. 5
Sonnenwarme, die Wind- und Wasserkraft unerschopflich sind, da sie, solange
Sonnenwarme zur Erde strahlt, zur Verfiigung stehen. Die Brennstoffe hingegen
haben einen endlichen Wert; sie werden alljahrlich nur teilweise durch das Wachs
tum der Pflanzen und die Vertorfung u~d Faulnis der abgestorbenen Pflanzen in
den Torfmooren erneuert. Beziiglich der Hohe der Vorrate nehmen die Brenn
stoffe die letzte Stelle ein. Wie steht es nun aber mit der Moglichkeit der Ver
wertung der einzelnen Energien und wieweit decken sie unseren derzeitigen Energie
bedarf ?
Die Sonnenwarme, die Windkraft und die Gezeitenkraft spielen heute in
unserer Energieversorgung noch eine ganz untergeordnete Rolle. Sie auszunutzen
ist, da sie nur zeitweise zur Verfiigung stehen, heute nur dort moglich, wo es sich
um einen Energiebedarf handelt, dessen Deckung an keine bestimmte Zeit gebunden
ist. Ein regelmaBiger Bedarf konnte nur mit Hilfe
einer Speicherung dieser Energien in irgendeiner /~tJrmestrafllung aerso.:ny
Form gedeckt werden; diese Frage ist aber bisher /urEraober('lacfle'.5JIJTrill.wy
praktisch noch nicht gelost.
Die lebendige Kraft des stromenden Wassers der <:::'<1
1
Fliisse ist auch nur dann ausnutzbar, wenn in ~:
der Wasserfiihrung ein gewisser ~~
Grad der GleichmaBigkeit vor E ~~
handen ist. Er muB in vielen l~~======~ll~
Fallen erst durch Errichtung
groBer Stauanlagen herbeigefiihrt Energie des {fiefJenden Wassers
LA O,1fJ5Trill. WE
werden. Die Anlagekosten einer
Wasser-Pferdekraft sind in der Mt. Blanc Energie djaflrl. verbrauli7ten Kohlen-O,OO95Trill,w
WJOOm ausnutzbare Energle derRusse ·0,0029 Trill.WE
Regel groBer als die einer Dampf
Fig. 1. Energiequellen und ihre Starke.
Pferdekraft. Die erstere kann
daher, obwohl dem Wasserkraftwerk der Betriebsstoff kostenlos zur VerfUgung
steht, nur dann mit der letzteren den Wettbewerb aufnehmen, wenn ihre Leistungs
fahigkeit geniigend ausgenutzt werden kann. 1st dies nicht moglich, so wird der
Vorteil der niedrigeren Betriebskosten der Wasserkraftanlagen durch die Tilgung
und Verzinsung des groBeren Anlagekapitals aufgewogen.
Die giinstigste Moglichkeit der Verwertung bieten heute noch immer die Brenn
stoffe, da sie erstens jederzeit in der notwendigen Menge leicht zur Verfiigung
stehen und zweitens die Anlagen, in denen sie ausgenutzt werden, rascher und
billiger errichtet werden konnen als die Kraftanlagen zur Ausnutzung der anderen
Energien. Obwohl der Preis der Brennstoffe von Jahr zu Jahr steigt, decken sie
heute, wie aus Zahlentafel 1 zu ersehen ist, noch immer den weitaus groBten Teil
des Energiebedarfes der Welt.
Es ist in erster Linie die Steinkohle, die den Energiebedarf deckt. Die Braun
kohle hat derzeit nur in Deutschland und der Tschechoslowakei einen groBen
Auteil an der Energieversorgung; die Wasserkrafte haben heute nur in jenen
Landern eine groBere Bedeutung erlangt, die iiber keine erheblichen Kohlen
vorrate verfiigen. Mit der Abnahme dieser wird fUr jeden Fall die Wasserkraft
in allen Staaten in immer starkerem AusmaBe zur Energieversorgung heran
gezogen werden, ,gleichzeitig wird aber auch die Verwertung der anderen Energie
formen (Gezeitenkraft und Windkraft) ein immer groBeres Interesse gewinnen.
Zahlentafel 2 gibt noch ein Bild iiber die Verteilung der Brennstoffvorrate und
der ausnutzbaren Wasserkrafte auf die einzelnen Staaten; sie gibt auch einen
Uberblick iiber die Leistungen der bisher ausgebauten Wasserkraftanlagen und
die Brennstofforderung und den Energiebedarf der einzelnen Lander sowie die
6 Einleitung.
Lebensdauer ihrer geologisch erforschten Brennstoffvorrate unter Zugrundelegung
der derzeitigen Forderung. Sie zeigt, daB nur in wenigen Landern die Wasser
krafte die Brennstoffe voU ersetzen konnten.
Zahlentafel 2. Ene r g i e v 0 r r Ii t e (Wasserkraft und Brennstoffe) un d i h red e r -
zei tige A usn utzung.
Wasserkraft fosslle Brennstoffe umgerecbnet in Steinkohle von 7000 kcal
entspricht Farderung1) Jahrlich.
Staat bzw. ausgebaut einerre sJ-ah· in MillVioonrerna teT onnen Vorrat Ebneedrgairef
Erdtell insgesamt fiirderung -------Ic -----;I- ----;-------I- ;----
reichtfiir inS Mteiilnl . t
vonS tMeinil-l. t Tort Braun- Stein- Erdal Summe kohle
Mill. P S kohle kohle kohle Jahre
England .. 00,,293100 10,,486200 17000 I -- I1_ _ -128-791(-),O40O- +-------rI' -2207-610,-4000- +I -7-60- -I2-11-,1-60-
-----I-----'----I----~----~
(Doebuntes cShalaarngdb .) 50,,975000 1 il1,4,9O00o 20150 1 5635,50708 1 2151780,080 1 -- 1127823,635708 1 1649 174,278
F(m-r-iat-n -Skar-aer-igCe-hb-..)- I--15-,,414-00-0 --1 120,,280800 -----i-l-0-,-460-44~01: -----25380,000 II' -- 1 5383,644004 1 580 69,194
---+-----I----~---~--~---~--~,----
(Reuulr.lolpan.)d. 509,7,38020 II,' 1 118,,566040 229400 I 70,66642 1 61310,010 1 155,2030 1j 21963,919624 1 17245 16,799
0,137 0,274 ---=-1- 0,039 1 32,1 +-1-1-,1-5-+1-33-,-2-8-9----+1--5-0--8-0 - ----
Polen 3,50 7,000 -40 169000 150 I 169190 i 22,224
T-s-c-h-ec-h-o----I--0-,1-4-7~1--0-,2-9-4-1--_--~1-~8~,8~1~~~1--~1~4,~4-+1-=-~-'1~~-3-,2-1-8-+1-1-3-4-7- --16-,1-~
slowakei 1,640 3,280 6250 25000 31250
I-tal-ien- .- -I-2,-040- -1 ~4,-0~- -I_- --1 -0'9:4649- -I -----:-1 ----'1 -0,4-49~ -1 -2-13 ---19,-400-
8,770 17,540 - 96
-sp-a-n-ie-n---1--1,-20----11-2-'-40-0-1- _ I 0,177 1 6-'-1--+1--==--+1-6-'2-7-7~1-1-4-2-5-
. . 5,72 11,440 210 8768 8978 9,715
-----I-----~---I----~----+----:---~~---+--------
LBeulxgeiemn buunrdg.. I - - I - 1 ~:~~~ 1 - I ~:~~~ I 470 22,940
~-b-;;-·~-;-aS-st-a-at-e-nl-4-56-'~7-50-~-----iI-~-~-:~-~-~- 4_6_5_00_-i-1_~_}-_:0_S._:1_1_~_36_'~_0_1:----_~_'~_:_+1_~_~'_~_8_9~_+--1
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Europa 1141~~1~0 ::~~:~o ~i~~ 7~!i:8 ~~~ 116~~~6~:s1 1767 625,212
1 313050 1 1 1
v--~-e-illi-.g-t-e--I---9-'3-0-0-:1-1-8-'6-0-0-------+-I-_-0--'_~-2-~-----i1--51-8-'6-+1-9-3-'2-7-~1- 6-12-,-7-91-+1--45-4-6- -6-1-4-,4-2~-
Staaten. 65,170 130,340 I 805373 1 984755 1545 2791673
-----I------1-------------1---_+_----~--_+---~---II-----
1_2_3~_~_1_70_:I-_4_~_'~_~_~_1 4~:~:4 U:'J55 ~~: :~~~¥S 65981 32,083
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- 1 1 U:b:k. 1 1
1..6
A--m--e-r1ik-a-1 2-,-37-1+83--,31 -2-43-6,67,-54400 - 35000 1- 1221,306 151 71 ' 2 253390 ,650 0 141381,33820 3 46480,254459 1I 5253 692,625
--1----,------+----+-----+----+--------
I
Asien. 1432,6,20 0 1 278,42,4000 - 1 48-000 1 116688,06 00 I 286,29507 I 17261,885609 7 15840 83,490
-----1---------I----~---+----+-I ---+----I-----
Afrika .. unbek. II unbek. 1 - 1 11,8 0,234 1 12,034 1 4786 15,234
190 380 - 430 56800 204 57434
-----1----:-------- -+------+-----+----1-----
Australien. 0_,2_7 1 0,5~ _ 1 0,08!l. II 18,5 1 --- 1 18,586 1 8009 18,626
15,00 30,00 15093 133800 - 148893 -
. I-- 2-8,-2-00-1:----5-6-,4-0-0- 1 70,743 1 1178,3 1 141,274 1 1390,3.!.,-7--+-1-4-3--30--1-1-4-a-S,-1-87-
Welt ...
678,450 1356,900 348050 1290420 4372068 -9393 6019931
1 t Braunkohle = 0,43 t Steinkohle, 1 t ErdOl = 1,5 t Steinkohle, 1 PS-Jahr (4000 st) = 2,1 t Steinkohle.
') Jahr 1924.
Einleitung. 7
Zahlentafel 3. Brennstoffe (natiirliche und kiinstliche).
natiirliche I ldinstliche
unterer unterer
Art Heiz- Art Heizwert') Verfahren der Herstellung
wert')
Holz,luft- 12800 bls Holzkohle 16500-0-75001 trockene Destillation des Holzes
trocken _ 3600
I Torf, luft- 1330~0~b~Is~I-~T~O~rfb~rl~k-et~t-s-----------+1~4~00~0~-~:~55~0~O~I ~B~n~'k-e~~~ie-r-un--g-v-o-n~T~or~f~---------
trocken. 4500 Torfkoks. I 6500-7-7000 I trockene Destillation des Torfes
r I
Braunkohle 2000 Kohlenstaub 14000-0-6000 Trocknung und Vennahlung der
bis Braunkohle
I 6000 Braunkohlenbrlketts. 14500-0-7000 1 Trocknung und Brikettierung der
Braunkohle
1 I Grudekoks . 5000-0-6000 1 trockene Destillation der Schwel
l! 'vi 1 Braunkohle
.g Steinkohle. I 4500 Kohlenstaub 5000-0-7800 I Trocknung und Vermahlung der
bis Steinkohle
7500 1 Flotation des Kohlenschlammes
Steinkohlenbrlketts I 5500-0-8000 I Brikettierung der Kleinkohle
Gaskoks . I 7000-0-8000 I trock. Destill. von Gaskohle
I Zechenkoks I 7000-0-8000 I trock. Destill. der Kokskohle
Halbkoks 16500-0-7000 1 trock. Destill. der jiingeren Stein-
1 1 kohlen
Erdol 10000 Benzin. I 10160 bis 150·
Stufenweise
I 1~&~0 ~P~et~r~ru~e~um~----'--------71--~10~5~0~0~-1 Destillation 150-0-300'
Treib- oder Schmierol. I 10200 des 300-0-350'
Erdoles
Masut . I 10000 liber 350·
! Olschiefer. . . 1 -- Schieferol 1 9800 I trock. Dest. od. Vergasung d. 01-
~-____o___;_~__;__------~----c=~-i_I- -,--_sc~hi_'-c;efers
1_ _______________ Braunkohlenteer I 9800 II trock. DOC--es-tc-.- d'-e-r~BOC--ra-un----Ok-o-chl-ce-----
Steinkohlenteer 1 8800 trock. Dest. der Stelnk. bel hoher
Temperatur
Urteer . 9800 1 trock. Dest. der Steink. bei tiefer
1 Temperatur
fliissige Kohle I -- 1 Hochdruckhydrierung der Steinkohle
synthetische Ole -- I durch Vereinigung von CO und H, bei
I hoher Temperatur (400-0-450') und
hohem Druck bei Gegenwart von
Katalysatoren
Alkohol I - I Durchgarung von Kohlenhydraten
----=-----I' 185-0-0 - -- 1 -- 1 --
Schwelgas. . . 13800-0-6900 1 trock. Destill. von festem Brennstoff
I bei tiefer Temperatur
Reich- IL euchtgasl 5000 1 trock. Destill. von Gaskohle bei hoher
I gase 1D estill. I Temperatur
gas KOkgsaoSfen-1 4800 1 trock. Destill. v. Kokskohle bei hoher
Temperatur
I Wassergas ... 1 2600 1 Vergasung v. Koks mit Wasserdampf
Voll- I- KOhlenwassergas I12 600--0--2800 1 Vergasung v. Kohle m. Wasserdampf
gase Oxygas.... 1 Vergasung v. Kohle mit Sauerstoff u.
_____ + Wasserdamp!
Luftgas . 1 900-0-1150 1 Vergasung v. Koks u. rohem festen
_ Brennstoff mit Luft
I
1180-0-1450 Vergasung von Koks und rohem
festen Brennstoff mit Luft und
\ wenig Damp!
Schgwasaec h- Halbgas .. I bis 1400 I Vergasung von Koks und rohem
festen Brennstoff mit Luft und
mehr Dampf
Regenerativgas. I -- I Vergasung von Koks und rohem
festen Brennstoff mit Luft und
1::- CO,-hiiltigen Gasen
12000-0-3000 1 Verdampfung von fliissigen Brenn
stoffen im L uftstrom
Olgase I 6000 I Vergasung v. fliissigen Brennstoffen
Carbogas 1 7000 1 Verdampfung v. fliissig. Brennstoffell'
I in einem Strom brennbarer Gase
Edel- Acetylen . . I 13500 I Zersetzung von Calclumkarbid
gase Wasserstoff. 2560 I Zersetzung von R,O und aus
1 Wassergas
') In keal fiir 1 kg bzw. 1 m'.
8 Einteilung. Feste Brennstoffe.
II. Einteilung.
Die Brennstoffe werden in die beiden groBen Gruppen der natiirlichen (rohen)
und kunstlichen (veredelten) Brennstoffe eingeteilt. Jede dieser Hauptgruppen zer
falIt wieder in die Unter-
1 12 Toi r( gruppen der festen, flus-
.
t~ 2~ _l~ ~ sigen und gasformigen
_._-- -------------- ------ Braun- Brennstoffe. Zahlentafel3
bringt eine Ubersicht uber
. ,
die Brennstoffe der ein
1 zelnen Gruppen. Die
I 2 .. Stein- kunstlichen Brennstoffe
J 1/ 51<1O hle werden danach aus den
natiirlichen Brennstoffen
~
hergestellt. Ihre Ver
wendung ist daher von
der Hohe der V orrate der
'I 6r dol Ausgangsbrennstoffe ab-
1 8 3 hangig. Fig. 2 gibt die
1 Europa. 2 Amerika. 3 Asien 4 Afrika 5 Australien.
0 Rohe der sicheren und
~ Sichere, wahrBcheinliche Vorrate. 1 mm' = 1 Mill. t.
wahrscheinlichen Welt
Fig 2. VorriLte an Erdal, Steinkohle, Braunkohle und Torf.
vorrat e der festen und fl us-
1500 sigen Brennstoffe in Steinkohle von 7000 kcal
Mill.t 1\ r ausgedruckt und ihre Verteilung auf die ver
1'100
AI \ I schiedenen Weltteile wieder. Die gasfOrmigen
1300 r, V rohen Brennstoffe sind in diesem Schaubild
'1
1200 J liJ \. r nicht aufgenommen, da ihre Menge nicht
genau festgestellt werden kann, sie ist auBer
1100 I / \ I dem so gering, daB sie bei dem MaBstab der
.'
1000 If' Fig. 2 nicht dargestellt werden kann. Der
900 // Figur ist zu entnehmen, daB die festen Brenn
stoffe und unter diesen die Steinkohlen an
800 ift:~ /.)•
erster Stelle stehen. Die Verteilung der
700 sicheren und wahrscheinliQhen Vorrate der
~/<l
600 ~q;~ festen und flussigen Brennstoffe auf die wich
_~..; :~'f-~ tigsten Staaten Europas geht aus Zahlentafel 2
500 ~, ,~t\(\
hervor. Fig. 3 zeigt die Entwicklung der Welt
~ /'
WO forderung an Braunkohle, Steinkohle und
~/
JOO Erdol und der Weltkokserzeugung.
200
100 Bra nKoh1e(J -!~~, ~.'. ,/ III. Feste Brennstoffe.
--::.::::7 ~.:::.':.::: .. ~ .. "'{rci&i" A. Allgemeines.
1880 90 1900 10 20 1025
Fig. 3. Weltfiirderung an Steinkohle, Die natiirlichen festen Brennstoffe zer
Braunkohle und Erdal und Weltkoks- fallen in die Untergruppen Holz, Torf, Braun
erzeugung.
und Steinkohle. Der Torf und die Kohlen
werden als fossile Brennstoffe bezeichnet. Sie sind die Zersetzungsprodukte von
Pflanzen und Tieren. Potonie teilt die Kohle (brennbares Gestein oder Kausto
biolithe) nach der Herkunft ein. 1. in Sapropelithe oder Faulschlammgesteine,
die sowohl aus Tieren als auch aus Pflanzen entstanden sind. Sie besitzen einen
hohen Gehalt an Abbauprodukten der Fett- und EiweiBstoffe (Bitumen), 2. in
Allgemeines. 9
Zahlentafe14. Arten der Kohlenbildung nach Potonie.
iBeZe~!nung Verhalten d.1 Verhalten des Es handelt sleh
Entstehende Gesteine
I Vorganges 0, H,O I kurz I
Verwesung 'ill~ urn elne vollstiindlge Es blelben keine brennbaren
, GWe genwart ) Oxydatlon C-haltlgen Produkte mriick,
von 0, und Vorhan- unter U mstanden hoehstens
densein von Llptoblolithe aus den Harz-
P rozesse, denen I resten u. dgl.
b eusonndd eSrus mLpafn-d- Ver- bel Gegen-I Feuchtlgkelt I Moder I
pflanzen aus- moderung wart von Feste Ver- I!
gesetzt sind weniger 0, In- bindungen, .
Vertorfung IIz unachst bei I zunachst bel lkuonhg- diKe oCh-rleelnc-he Torf Humus
Gsoedgaennow baerit 'l FGeuecghentiwgkaerti tv, oson- wesentlich wasserstoffe
Ab schluf3 dann In sta- urn DestU- ergeben I
von 0, gnierendem H,O lationen, I
Po rnozdeefr3s, ddieem e cbhe-- Faulnis Ibelv AobnS C0hl,U f311n stagHni,eOre ndem Rtleodnuekn- mBinltieu--/ gfeesnt.e dViee Crb-ainrmduenre- II Sapropel
en Wasserorga- rung (H-reichere)
nismen ausge- I Kohlenwasser-
setzt sind I I I I stoffe liefem
Humusgesteine, die ihre Entstehung nur Pflanzen verdanken und 3. in Lipto
biolithe oder harz- und wachsartige Gesteine, die meist unzersetzt oder wenig
zersetzt aus den Harzen und Wachsen der Pflanzen hervorgegangen sind_ Zahlen
tafel 4 gibt die verschiedenen Arten der Kohlenbildung nach Potonie wieder.
Es haben danach aIle Men der Zersetzungsvorgange an der Entstehung der
festen Brennstoffe teilgenommen. Den Hauptanteil an der Entstehung der fos
silen Brennstoffe haben die Pflanzen, so daB die Kohlen zum weitaus groBten
Teil Humuskohlen sind. Die organische Substanz der Pflanzen besteht aus.
etwa 700/0 ZeIlulose und etwa 300/0 Lignin; es ist daher erklarlich, daB bis vor
kurzem die Zellulose als die Ursubstanz der Kohle angesehen wurde. Durch
die Ergebnisse der Untersuchungen von Fischer und Schrader, die in der
Zwischenzeit auch von anderen Forschern bestatigt wurden, ist jedoch erwiesen.
daB die Kohlen ihre Entstehung in erster Linie dem Lignin verdanken. Bei der
Vertorfung oder der Vermoderung der Pflanzen wird die Zellulose unter Mit
wirkung von Bakterien zerstort. Sie geht in Kohlensaure, Wasser, Methan und
wasserloslichen Sauren, wie Ameisen- und Essigsaure uber, wahrend das Lignin
zuerst in Huminsauren, dann in die alkalisch loslichen Huminstoffe der Braun
kohle und schlieBlich in die Kohlensubstanz der Steinkohle umgewandelt wird_
Die Veranderung des Lignins besteht in einem fortschreitenden Kondensations
vorgang (VergroBerung der Molekiile), bei dem die chemische Struktur des Lignins,
es ist die Benzolstruktur, unverandert bleibt. Die harz- und wachsartigen Be
standteile der Pflanzen gehen in das Kohlenbitumen uber. In dem Braunkohlen
bitumen sind die Harze und Wachse der Pflanzen in ziemlich unveranderter
Form vorhanden. In dem Steinkohlenbitumen haben sie schon weitgehendere
Veranderungen erfahren. Der Hauptanteil der Kohle baut sich also aus Wasser
stoff, Sauerstoff, Stickstoff und schwefelhaltigen Kohlenstoffverbindungen auf,
deren Struktur die Benzolstruktur ist.
Nach den Ergebnissen der Untersuchungen von Erdmann sind die Braun
und Steinkohlen als die Endglieder verschiedener Entwicklungsreihen anzusehen,
d. h_ es kann aus demselben Ausgangsstoff Braun- oder Steinkohle ent
stehen. Was entsteht, wird bloB von den Umstanden abhangen, unter
denen die Kohlenbildung vor sich geht. Der InkohlungsprozeB fiihrt iiber
Ton zuerst zur Braunkohle. Es wird dabei ein Gleichgewichtszustand erreicht,
der, wenn nicht weitere Einflusse zur Geltung kommen, unveranderlich ist. SolI
die Braunkohle weiter in Steinkohle iibergehen, so mussen als neue Faktoren