Part 146

Der Boden mancher Gegenden enthält dieses Gas in solcher Quantität, dass es ausreicht, ein Rohr in den Boden zu stossen, um sogleich das Ausströmen eines Gasstromes zu bewirken, der zur Beleuchtung benutzt werden kann. In der Nähe von Fredonia im Staate New-York liefert die Natur eine vollständige Beleuchtungsanstalt, wie wir sie in den Städten nur mit grossem Aufwande künstlich schaffen. Beim Abbrechen einer Mühle, deren Mauerwerk theilweise in den kleinen Fluss Canadaway reichte, nahm man aus dem Wasser aufsteigende Blasen von Kohlenwasserstoffgas wahr. Als man nun Bohrvorsuche anstellte und in gewisser Tiefe eine Lage bituminösen Kalkes getroffen hatte, brach durch die Oeffnung das Gas hervor, das gesammelt wird und, in Röhren nach allen Theilen des Ortes geleitet, zur Beleuchtung dient. Man erhält alle zwölf Stunden gegen 800 Kubikfuss Kohlenwasserstoffgas, welches nach den Untersuchungen von =Fouqué= ein Gemenge ist von Grubengas (CH_{4}) mit Aethylhydrür (C_{2}H_{6}). Im Marmaroscher Comitate, in der Szlatinaer Steinsalzgrube entwickelt sich, ungefähr 90 Meter unter Tag, Leuchtgas aus Spalten einer Schicht thonigen Mergels, die zwischen Steinsalzbänken eingeschlossen ist. Diese Erscheinung war schon im Jahre 1770 bekannt. Wie in Fredonia das von der Natur gelieferte Gas zur Beleuchtung des Ortes dient, so benutzt man dasselbe in Szlatina, um die tiefsten Grubenräume zu beleuchten. Das Stassfurter Steinsalzlager liefert gleichfalls, obwohl in unerheblicher Menge, brennbare Gasarten. Der Missionär =Imbert= berichtet aus der Provinz Szu Tchhouan in China, wo man zahllose Bohrlöcher nach Steinsalz von 1500 bis zu 1600 Fuss Tiefe niedergestossen hat, dass viele dieser Bohrlöcher Ausströmungen von Leuchtgas zeigen, die zum Theil mit heftigem Getöse verbunden sind. Bambusröhren leiten das Gas in jede beliebige Entfernung. Man benutzt es zur Beleuchtung von Strassen und grossen Hallen, sowie als Brennmaterial in den Salinen. Den grossartigsten, hierher gehörenden Erscheinungen ist das »Feuerfeld« bei Baku, auf der Halbinsel Apscheron an der Westküste des Caspissees beizuzählen, wo an mehreren Punkten perennirende Ausströmungen von Kohlenwasserstoffgas stattfinden. Das Gas steigt am häufigsten aus einem dürren, steinigen Boden auf, wo ehemals ein Tempel stand. Der Tradition nach soll das Gas schon mehrere Tausend Jahre gebrannt haben. Aehnliche Feuer findet man in Kurdistan bei Arbela in Mesopotamien, zu Chitta-Gong in Bengalen und anderen Orten des asiatischen Continents.

Was das künstlich dargestellte Gas aus Steinkohlen anbelangt, so beobachteten schon in den Jahren 1727-1739 die Engländer =Clayton= und =Hales= das Entweichen desselben beim Erhitzen von Steinkohlen; später (1767) zeigte der Bischof =Landlaff=, dass sich die brennbare Luft durch Röhren überall hinleiten lasse; es benutzte sogar der Professor der Chemie =Pickel= in Würzburg, schon 1786, aus Knochen erzeugtes Gas zur Beleuchtung seines Laboratoriums. Ungefähr um die nämliche Zeit stellte der Earl von =Dundonald= auf seinem Landsitze Culross-Abtei Versuche zur Anwendung des Steinkohlengases an. Ursprünglich handelte es sich um die Gewinnung von Steinkohlentheer als Nebenprodukt der Koksbereitung. Die Arbeiter hatten in die Kühlvorlage, in welcher sich der Theer absetzt, eiserne Röhren eingekittet und pflegten das aus diesen Röhren entweichende Gas des Nachts anzuzünden und die Flamme des Gases zur Beleuchtung zu benutzen. Der Lord selbst verbrannte das Gas in der Abtei als Gegenstand der Curiosität. Alle diese Versuche waren nur vereinzelt dastehende Vorläufer der englischen Erfindung der Leuchtgasfabrikation, welche man dem Engländer =William Murdoch= verdankt. Der Anfang der eigentlichen Gasbeleuchtung datirt sich vom Jahre 1792, wo =Murdoch= sein Haus und seine Werkstätte zu Redruth in Cornwall mit _aus Steinkohlen_ erhaltenem Gase erleuchtete. Sein Verfahren wurde aber erst etwa zehn Jahre später bekannt, weshalb denn die Franzosen ihrem Landsmann =Lebon=, der 1801 mit einem aus Holz gewonnenen Gase seine Wohnung nebst Garten erleuchtete, diese Erfindung zuschreiben. Die erste Gasbeleuchtung im Grossen wurde 1802 von =Murdoch= in der Maschinenfabrik von =Watt & Bolton= in Sohofoundry bei Birmingham und 1804 in einer bedeutenden Spinnerei zu Manchester ausgeführt. Von nun an fand die Gasbeleuchtung immer weitere und grossartigere Anwendung und ist in London unter allen Städten am umfassendsten geworden. Lange Zeit wurde die neue Beleuchtungsart ausschliesslich auf Fabriken und ähnliche Etablissements angewendet, ehe sie in dem eigentlichen bürgerlichen Leben Eingang fand. Dies war der Fall im Jahre 1812, in welchem Londons Strassen mit Gas beleuchtet wurden. Im Jahre 1820 wurde in Paris die Gasbeleuchtung eingeführt. Nach dem Vorgange der beiden Metropolen machte die Verbreitung der Gasbeleuchtung in Städten rasche Fortschritte und in wenigen Jahren wird sie ihren Lauf um die civilisirte Welt vollendet haben, da die Verbesserungen in der Fabrikation, namentlich die von =v. Pettenkofer= eingeführte Leuchtgasfabrikation aus Holz und Torf, ferner die mit Erfolg gekrönten Bestrebungen =H. Hirzel='s, die Petroleumrückstände zur Leuchtgasbereitung zu verwenden, den Preis des Gases ausserordentlich ermässigt haben und die Einführung dieser Beleuchtungsart selbst in kleineren Städten gestatten. Es ist sogar mit Sicherheit zu erwarten, dass in nicht ferner Zeit das Gas wie jetzt als Leuchtmaterial, so als Heizmaterial den Wohnungen zugeführt werden wird. Von der Einführung des Wassergases ist in dieser Richtung noch sehr viel zu hoffen.

Das Princip der Gasbeleuchtung ist, wie schon im Eingange gesagt worden ist, ganz dasselbe wie das der übrigen Beleuchtungsmethoden, da es, wissenschaftlich gesprochen, keine andere Beleuchtung als Gasbeleuchtung giebt. Wenn man in Erwägung zieht, dass in dem brennenden Dochte das Leuchtgas aus dem Leuchtmaterial erzeugt und fast in demselben Augenblicke verbrannt wird, so ist es einleuchtend, dass die Beleuchtung mit Oel (Rüböl, Solaröl und Petroleum), Wachs, Paraffin oder Stearinsäure sich von der Gasbeleuchtung nur durch den Ort der Gaserzeugung und durch die Zeit der Verbrennung unterscheidet. In dieser Beziehung könnte man die Gasbeleuchtung einen Rückschritt und folgende Bemerkung eines bekannten Chemikers eine sehr treffende nennen. »Wäre die Gasbeleuchtung die ursprüngliche, oder hätte man später die Kerze oder die Lampe erfunden, in welcher die complicirten Operationen der Gasfabriken gewissermaassen zu einem Mikrokosmos selbstthätig und selbstregulirend verschmolzen sind, so würde man diese Erfindung sicher zu den grössten unseres Jahrhunderts rechnen und als einen Triumph der Intelligenz preisen.« Wollte man Leuchtgas aus Oel oder aus Wachs oder aus Stearinsäure und Paraffin darstellen, so wäre der citirte Ausspruch gerechtfertigt, so aber wendet man Materialien wie Steinkohle, Holz, Torf, Fabrikrückstände u. s. w., überhaupt Substanzen zur Gaserzeugung an, die für sich nie als Leuchtmaterialien benutzt werden können. Ausserdem ist wohl zu berücksichtigen, dass bei dem gegenwärtigen Stand der Dinge die Steinkohlengasanstalten, sowie die Holzgasfabriken auch Verkokungsanstalten sind, welche durch den Verkauf von Koks und Kohle und die Verarbeitung der Nebenprodukte (Theer, Ammoniakwasser, Schwefel der Laming'schen Masse) häufig einen erklecklichen Nebengewinn beziehen.

[Sidenote: Rohmaterialien der Gasbeleuchtung.]

Die =Rohmaterialien zur Gaserzeugung= sind Steinkohlen, Holz, Harz, Fett, Oel, Petroleum und Wasser. Das aus diesen Materialien erzeugte Gas wird je nach der Substanz, die zu seiner Darstellung diente, =Steinkohlengas=, =Holzgas=, =Harzgas=, =Oelgas=, =Petroleumgas=, =Wassergas= genannt.

[Sidenote: Steinkohlengas.]

I. =Steinkohlengas=[178]. Die Steinkohlen bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, kleinen Mengen von Stickstoff, Aschebestandtheilen und grösseren oder geringeren Mengen Schwefelkies. In technischer Beziehung unterscheidet man =Backkohlen=, die sich beim Erhitzen erweichen und aufblähen, =Sandkohlen=, die beim Erhitzen nur eine Volumenverminderung zeigen, und endlich =Sinterkohlen=, welche beim Erhitzen zusammensintern und zusammenfallen. Die Backkohlen zeichnen sich durch grossen Wasserstoffgehalt aus und sind deshalb die zur Leuchtgasfabrikation geeignetsten Kohlen. Nach =H. Fleck= enthalten die besten derartigen Kohlen auf 100 Th. Kohlenstoff 2 Th. gebundenen und 4 Th. disponiblen Wasserstoff. Unter denjenigen Backkohlen, die man schlechtweg =Gaskohlen= nennt, zeichnet sich wieder die Cannelkohle aus, die nur in einigen Gegenden des britischen Reiches, so z. B. in Lancashire im Norden Englands und auch in Schottland in der Nähe von Glasgow gefunden wird. Der Name rührt von der hellen Flamme her, mit welcher sie brennt. Aermere Volksklassen verrichten beim Scheine derselben ihre häuslichen Geschäfte; nun heisst _Candle_ eine Kerze, also Kerzenkohle. Der Cannelkohle stehen die Kohlen von Newcastle und die =Bogheadkohle= und die böhmische Blattelkohle, von der weiter unten die Rede sein wird, sehr nahe. In Frankreich und Belgien wendet man die Kohle von Mons und Commentry, in Deutschland sächsische, schlesische, englische und rheinische oder westphälische Kohlen an. Die zur Gasfabrikation sich eignenden Kohlen dürfen nur wenig Schwefel enthalten und nach dem Verbrennen nur sehr geringe Mengen Asche hinterlassen.

[178] 1 Kubikmeter = 35,31 engl. Kubikfuss 40,22 bayer. " 32,34 rhein. " 31,65 Wiener " 1000 Kubikfuss englisch = 28,31 Kubikmeter = 1138 bayer. Kubikfuss 915 rhein. " 896 Wiener "

1 Zollcentner deutsche Steinkohlen giebt im Durchschnitt 14 Kubikmeter oder 500 englische Kubikfuss Gas und 35 Kilogr. oder 150 Volumenprocente Koks. Die englischen Kohlen, namentlich die Kohlen von Newcastle geben durchschnittlich 550 Kubikfuss, die Bogheadkohle giebt 824 Kubikfuss Gas.

Die Zersetzung der Gaskohle lässt sich durch folgendes Schema veranschaulichen: 100 Th. Steinkohle bestehend aus

Kohlenstoff 78,0 } { Wasserstoff 4,0 } { Stickstoff 1,5 } { Koks 70-75 Schwefel 0,8 } geben { Leuchtgas } chem. gebundenem Wasser 5,7 } { Theer } 30-25 hygroskop. Wasser 5,0 } { Ammoniakwasser } Asche 5,0 } { ------ ----- { 100,0 100,0

[Sidenote: Produkte der Kohlendestillation.]

Die Bestandtheile der =vier= Produkte der Kohlendestillation sind folgende:

{ Kohlenstoff 90-95 I. =Koks.= { Schwefeleisen (Fe_{7}S_{8}) } { Erdige Bestandtheile } 10- 5 ----- 100

{ {Kohlensaur. Ammon { { 2(NH_{4})_{2}CO_{3} + CO_{2} II. =Ammoniak- {Hauptbestandtheile{Schwefelammon (NH_{4})_{2}S wasser.= {Accessorische {Chlorammon NH_{4}Cl { Bestandtheile {Cyanammon NH_{4}CN { {Schwefelcyanammon NH_{4}CNS

{ { {Benzol C_{6}H_{6} { { {Toluol C_{7}H_{8} { { {Xylol C_{8}H_{10} { {flüssige{Cumol C_{9}H_{12} { { {Cymol C_{10}H_{14} { { {Propyl C_{3}H_{7} {Kohlen-{ {Butyl C_{4}H_{9} u. s. w. {wasser { {stoffe { {Naphtalin C_{10}H_{8} { { {Acetylnaphtalin C_{12}H_{10} { { {Fluoren (?) { { feste {Anthracen C_{14}H_{10}[179] { { {Methylanthracen C_{15}H_{12} { { {Reten C_{16}H_{12} { { {Chrysen C_{18}H_{12} { { {Pyren C_{16}H_{10} III. =Theer.= { { {Carbolsäure C_{6}H_{6}O { {Kresylsäure (Cresol) C_{7}H_{8}O { {Phlorylsäure (Phlorol) C_{8}H_{10}O {Säuren{Rosolsäure C_{20}H_{16}O_{3} { {Oxyphensäure C_{6}H_{6}O_{2} { {Kreosot, bestehend {C_{7}H_{8}O_{2} } { {aus den drei {C_{8}H_{10}O_{2} } { {homologen Körpern {C_{9}H_{12}O_{2} } { Verbindungen der Oxyphensäure { und damit homologer Säuren { mit Methyl. { {Pyridin C_{8}H_{5}N Iridolin C_{10}H_{9}N { {Anilin C_{6}H_{7}N Cryptidin C_{11}H_{11}N {Basen {Picolin C_{6}H_{8}N Acridin C_{12}H_{9}N { {Lutidin C_{7}H_{9}N Coridin C_{10}H_{15}N { {Collidin C_{8}H_{11}N Rubidin C_{11}H_{17}N { {Leukolin C_{9}H_{7}N Viridin C_{12}H_{19}N

{Anthracen Asphalt bildende Bestandtheile {Brandharze {Kohle

{ { {Acetylen C_{2}H_{2} { {Gase {Elayl C_{2}H_{4} { { {Trityl C_{3}H_{6} { { {Ditetryl C_{4}H_{8} { { {[Greek: a]) { {Benzol C_{6}H_{6} {Leuchtende { {Styrolen C_{8}H_{8} {Bestandtheile { {Naphtalin C_{10}H_{8} {oder Lichtgeber{Dämpfe{Acetylnaphtalin C_{12}H_{10} { { {Fluoren ? { { {Propyl C_{3}H_{7} { { {Butyl C_{4}H_{9} IV. =Leucht- { gas.= {[Greek: b]) {Verdünnende {Wasserstoff H_{2} {Bestandtheile {Methylwasserstoff CH_{4} {oder {Kohlenoxyd CO {Lichtträger { { {Kohlensäure CO_{2} { {Ammoniak NH_{3} {[Greek: g]) {Cyan CN {Verunreinigende{Schwefelcyan CNS {Bestandtheile {Schwefelwasserstoff SH_{2} { {Geschwefelte Kohlenwasserstoffe, { {ferner auch Schwefelkohlenstoff S_{2}C { {Stickstoff N

[179] Das Anthracen hat insofern eine ungeahnte Wichtigkeit erlangt, als es =Graebe= und =Liebermann= (1869) gelungen ist, aus dem Anthracen Alizarin darzustellen. (Vergl. Seite 667).

[Sidenote: Die Bereitung des Kohlengases.]

Die =Bereitung des Leuchtgases aus Kohlen= (ebenso wie die aus anderen Materialien wie Holz, Harz, Oel u. dergl.) geschieht in drei auf einander folgenden Operationen, diese sind a) die Darstellung des rohen Leuchtgases durch Destillation der Steinkohlen in Retorten; b) die Verdichtung des grössten Theiles der flüssigen Destillationsprodukte in besonderen Condensationsapparaten; c) die Reinigung der gasigen Produkte von allen die Leuchtkraft und andere Eigenschaften des Gases beeinträchtigenden Bestandtheilen.

[Sidenote: Retorten.]

a) Die =Darstellung des rohen Leuchtgases=. Die Darstellung des rohen Leuchtgases geschieht durch trockene Destillation der Steinkohlen, hierzu gehört Glühhitze einerseits und andererseits möglichster Abschluss der Luft. Die Erfüllung dieser beiden Bedingungen, an welche der Vorgang bei der trockenen Destillation ganz besonders geknüpft ist, führte zur Construction derjenigen Apparate, in welchen man die Destillation der Kohle ausführt. Diese Destillationsapparate, deren sich die Gastechnik zur Gasbereitung bedient, heissen =Retorten=. Die ersten Leuchtgasretorten waren Cylinder von =Gusseisen=. Der Umstand aber, dass sich die eisernen Retorten zu leicht abnutzten, auch kostspielig in der Anschaffung waren, gab die Veranlassung der Einführung der =thönernen= Retorten, die man (wie die Charmotte-Gasretorten) mit oder ohne Porcellanglasur darstellt. Was die =Dimensionen= derselben betrifft, so verwendet man meist solche, welche ungefähr 100 Kilogr. Kohlen zu fassen vermögen und von diesem Quantum etwa zur Hälfte bis zu 0,6 des inneren Raumes angefüllt werden. Derartige Retorten haben in der Regel 54 Centimeter Durchmesser der grossen, 43 bis 45 Centimeter Durchmesser der kleinen Axe und eine Länge von 2,5-3 Meter. An dem Ende ist die Retorte meist durch eine feste, senkrecht auf die Länge stehende Wand, seltener gewölbeartig geschlossen.

In London bedient man sich neuerdings zur Destillation der Kohlen eigenthümlicher Retorten, die weder von Eisen sind, noch von Thon, auch nicht aus einem Stück, sondern aus einzelnen nach dem Modell der Retorten geformten Steinen oder Plattenstücken aus einem feuerfesten Material, den =Dinasteinen= (vergl. S. 375) aufgemauert sind. Diese Steine bestehen aus einem feuerfesten Sand (fast reinem Quarzsand) welchen man nach dem Zerkleinern und Anfeuchten mit 1 Proc. Kalk mengt, zu Platten presst, trocknet und brennt. Als Mörtel beim Aufbauen der Retorten aus Dinasteinen benutzt man einen eisenhaltigen, im Gasofenfeuer etwas erweichenden oder sinternden Thon. Genannte Retorten sind bedeutend wohlfeiler als die Retorten aus einem Stück und sollen nach der Erfahrung der Ingenieure der _Chartered-Gas-Company_ bis zu fünf Jahren stehen. Ausser den Retorten von Gusseisen, Dinasteinen und Thon hat man auch deren aus =genietetem Eisenblech=; sie sind von der Form flacher breiter Backöfen, werden meist einzeln in eine Feuerung gelegt, auf der unteren Seite häufig aus einer gusseisernen Platte bestehend und mit Backsteinen armirt.

[Sidenote: Der Verschluss der Retorte.]

Der Deckel, welcher zum Verschluss des offenen Retortenendes dient, wird nicht an die Retorte, sondern an ein Mundstück oder einen Kopf aus Gusseisen befestigt, der mit der Retorte durch Flantschen und Schrauben verbunden ist. Auch bei den thönernen Retorten ist das Mundstück von Gusseisen. Die Wand der Thonretorte ist am Rande verstärkt und in diesem Theile sind in die Thonmasse 6 oder 8 eiserne Bolzen eingesenkt, deren aus dem Thon hervorragende Theile Schraubenspindeln vorstellen. Letztere werden durch Oeffnungen in den Flantschen des eisernen Kopfes hindurchgesteckt und auf der anderen Seite durch Schraubenmuttern angezogen. Zum Dichten der Fugen zwischen Retorte und Kopf dient eine Mischung aus Eisenfeile und Gyps, welche mit Salmiaklösung zu einem Brei angerührt wird. Auf dem oberen Theile des Mundstückes ist ein Stück Gasrohr mit der dazu gehörigen Flantsche aufgegossen, auf welchen das Rohr zur Leitung des Gases in die Vorlage aufgesetzt wird. Da das Mundstück ausserhalb der Feuerung sich befindet, mithin eine weit grössere Dauer hat als die im Feuer liegende Retorte, so wird es beim Auswechseln der Retorte immer wieder gebraucht, daher die Retorten immer nach dem nämlichen Modell gegossen werden müssen.

Fig. 282 zeigt das Mundstück einer D förmigen Gasretorte in der Vorderansicht, Fig. 283 im Durchschnitt. _B_ ist die Oeffnung, durch welche die Retorte beschickt und entleert wird; sie wird mit dem Deckel _n_ mit Hülfe von Riegeln verschlossen, zu deren Aufnahme angegossene Oehren _s s_ vorhanden sind. _o o_ ist die Flantsche mit vier Schraubenmuttern, _D_ das angegossene Stück Rohr. Der =Deckel= aus Gusseisen hat die Form des Querschnittes der Retorte (Fig. 284 und 285). Auf der inneren Seite befindet sich längs dem Rande eine Verstärkung, welche in die Oeffnung _B_ des Mundstückes passt, auf der Aussenseite ist der Deckel mit einer kreuzförmigen Verstärkung versehen. Die gasdichte Befestigung des Deckels, nachdem die Retorte mit Kohlen beschickt worden ist, geschieht auf zweierlei Art. Nach der ersten Methode, durch Fig. 286 in der Seitenansicht veranschaulicht, werden durch die am Mundstück seitlich angegossenen Röhren _m m_ schmiedeeiserne Schienen eingeschoben und hinten durch Splinte oder Keile festgehalten. Die beiden Schienen haben vorn correspondirende Oehren, durch welche die Querschiene _p_ gesteckt wird, welche letztere in der Mitte eine Schraubenmutter hat, durch welche die mit der Handhabe _a_ versehene Schraubenspindel geht; durch Anziehen der Schraube presst man den Deckel _n n_ gegen das Mundstück an. Vor dem Auflegen des Deckels wird dessen Rand, sowie der Rand des Mundstücks mit einem Kitt überstrichen, der aus Lehm und Sand oder aus gebrauchtem Reinigungskalk oder dergleichen besteht. Die andere Art der Befestigung des Deckels auf der Retorte ist in Fig. 287 in der Seitenansicht dargestellt. Die durch die Oehren _m m_ des Mundstückes gesteckten eisernen Schienen bilden am vorderen Ende gekrümmte Haken, welche eine Querschiene _a_ aufzunehmen bestimmt sind. Letztere trägt in der Mitte und rechtwinkelig zu ihr eine zweite Eisenstange _H_, die an ihrem Ende mit einer Kugel belastet ist, am anderen aber Kniegestalt hat und mit dem kürzeren abgerundeten und gebogenen Hebelarme nach dem Principe des Kniehebels, indem der lange Arm die Kugel nach abwärts zieht, den Deckel _n_ festdrückt.

[Sidenote: Retortenofen.]

=Retortenofen.= Die mit dem Mundstück oder dem Retortenkopf versehenen (armirten) Retorten werden horizontal in den =Retortenofen= (Gasofen) (Fig. 288) in der Art eingemauert, dass der Hals der Retorten frei bleibt. Die Anzahl der Retorten in einem Ofen beträgt in grösseren Gasfabriken 5-7, doch giebt es auch Oefen mit 12 und 13 Retorten.

[Sidenote: Chargiren der Retorten und Destillation der Kohlen.]