Dellwik-Fleischer's Wassergasverfahren und seine Anwendungen. Von Dr. Alfons Bujard. Dellwik-Fleischer's Wassergasverfahren und seine Anwendungen. Den Fortschritten der Wassergasindustrie wird allseitig ein grosses Interesse entgegengebracht. Nicht nur die industriellen Kreise, sondern neuerdings auch die Stadtverwaltungen ziehen die Frage der Benutzung des Wassergases, letztere wohl hauptsächlich als Ergänzung der Steinkohlengaswerke, ernstlich in Erwägung. Besondere Verhältnisse haben es mit sich gebracht, dass das blaubrennende Wassergas in Nordamerika schon längst in Gaszentralen erzeugt und als Beleuchtungsgas vermittelst Karburation durch Leuchtöle benutzt wird. Insbesondere die Erfindung des Auer-Lichtes, welches bekanntlich nur entleuchtetes oder nicht leuchtendes Gas für seinen Betrieb erfordert, macht es möglich, sich auch bei uns dieses Gas zu Beleuchtungszwecken dienstbar zu machen und es, was allerdings noch gute Wege haben dürfte, in Zentralgasanlagen für sich allein zu erzeugen oder es dem Steinkohlengase in grösseren oder kleineren Prozentsätzen beizumischen. Einen wichtigen Fortschritt in der Wassergasindustrie bilden die Untersuchungen Dellwik-Fleischer's, welche die Möglichkeit ergeben haben, aus derselben Menge von Brennstoff mehr als doppelt so viel Wassergas zu erzeugen, indem beim Aufblasen der Kohlenstoff nicht zu Kohlenoxyd (Kohlennonoxyd), sondern zu Kohlensäure (Kohlendioxyd) verbrennt. Wir geben hiermit eine Uebersicht über den Stand der Wassergasfrage nach der Dicke'schen Schrift, welche am Schluss der Abhandlung citiert ist. Das Dellwik-Fleischer'sche Verfahren zur Erzeugung von Wassergas beruht auf einer Erfindung von Karl Dellwik und ist von Dr. E. Fleischer wissenschaftlich begründet und auf den jetzigen Stand gebracht worden. Wenn Wasserdampf durch glühenden Kohlenstoff strömt, so entsteht ein Gemisch von Kohlensäure, Kohlenoxyd und Wasserstoff, Wassergas genannt, und zwar variirt der Kohlensäuregehalt je nach der Temperatur, welcher der Wasserdampf beim Durchströmen ausgesetzt ist. Ist die Temperatur hinreichend hoch, so bilden sich keine Kohlensäure, sondern Kohlenoxyd und Wasserstoff und die theoretische Zusammensetzung des entstandenen Wassergases ist: 50 Vol.-% CO, 50 „ H, oder 93,33 Gew.-% CO,   6,67 „ H. Sinkt die Temperatur, so entsteht nach und nach immer mehr Kohlensäure und in demselben Masse weniger Kohlenoxyd, so dass schliesslich ein Gas, bestehend aus 33 Vol.-% CO2, 66 „ H, 91,67 Gew.-% CO2,   8,33 „ H erhalten wird. Nach den Versuchen von Naumann und Pistor (Berichte der chemischen Gesellschaft, Jahrg. 18 Heft 14) fängt Kohlensäure, über Kohlenstoff geleitet, bei etwa 550° C. an, sich in Kohlenoxyd umzusetzen; bei 950° C. beträgt die Umsetzung schon 94% und ist bei 1000° etwa vollkommen. Aehnlich verhält sich Wasserdampf, wenn derselbe auf glühenden Kohlenstoff trifft. Bei 500° ist die Zersetzung zu Wasserstoff und Kohlensäure, bei etwa 1000 bis 1200° zu Kohlenoxyd und Wasserstoff vollständig. Theoretisch enthält 1 cbm Wassergas: = 0,5 cbm CO und 0,5 cbm H und erfordert zur Verbrennung: 2,387 cbm atmosphärische Luft = 3,1 kg. Die praktischen Verhältnisse ergeben ein Wassergas von etwa folgender Zusammensetzung: CO = 40,00 Vol.-% H = 51,00 „ CH4 = 0,55 „ CO2 = 4,80 „ N = 3,65 „ Dasselbe besitzt pro 1 cbm eine Verbrennungswärme von 2570 Kal. Die älteren Wassergasgeneratoren produzieren beim jedesmaligen Warmblasen, welches pro Stunde etwa 45 Minuten dauert, Generatorgas (CO + N) und haben eine Wassergasproduktionszeit von nur 15 Minuten pro Stunde. Die Wassergasgeneratoren System Dellwik jedoch produzieren beim jedesmaligen Warmblasen kein Generatorgas, sondern Abhitze (CO2 + N), und zwar braucht man für Warmblasen pro Stunde eine Zeit von etwa 10 Minuten, wodurch etwa 50 Minuten auf die Wassergasproduktion entfallen, so dass pro 1 kg Koks im Dellwik-Generator die hohe Ausbeute von 2,5 cbm Wassergas erzielt wird, gegenüber nur 1 cbm Wassergas bei den älteren Verfahren. Folgende Wärmevergleichsberechnung zeigt die bei dem Wassergasprozess System Dellwik disponibel verbleibende Wärmemenge: 1 Molekül H2O = 18 kg Dampf braucht zur   Zersetzung: 2 × 28780 = 57560 Kal. 1 Atom C = 12 kg dadurch zu CO verbrannt   liefert    28800 „ ––––––––––– folglich fehlen:    28760 Kal. Diese sind zuzuführen, d.h. zur Zersetzung von je 18 kg Dampf sind 28760 Kal. durch Warmblasen zu ersetzen. Von dieser Wärme ist nur derjenige Teil für die nächste Dampfzersetzung disponibel, welcher in dem Koks verbleibt. Man hat daher als die durch Warmblasen erzeugte, disponible Wärme die Differenz zwischen der Gesamtverbrennungswärme und der durch die Verbrennungsgase entführten anzusehen. Nehmen wir nun an, es werde in einem Falle die Kohle zu CO, im anderen zu CO2 verbrannt, in jedem Falle aber in der richtigen (theoretischen) Luftmenge. Dann haben wir pro 12 kg C (Kohlenstoff): A. Aelteres Wassergasverfahren, wenn C zuCO verbrannt wird: 12 C à 2400 Kal. 28800 Kal. Dazu gehören 16 O, welche als CO bei etwa700° entweichen und dadurch (spez. Wärmevon CO = 0,248): 28 × 700 × 0,248    4860 Kal.entführen. Auf 16 O kommen noch 16 × 3,31= 52,9 kg N, welche bei 700°(spez. Wärme von N = 0,244):52,9 × 700 × 0,244                           9035  „entführen. 13895 „ –––––––––––––––––––––––– Daher sind rund 14905 Kal. disponibel. B. Wassergasverfahren Dellwik, wenn C zu CO2(44) verbrannt wird:12 × 8080 96960 Kal. Die 44 CO2 (spez. Wärme = 0,217) entziehenbei 1000°, 44 × 1000 × 0,217             9548 Kal. Und 2 × 52,9 = 105,8 N =105,8 × 1000 × 0,244                       25814   „ 35362 „ –––––––––––––––––––––––– Daher disponibel hier 61598 Kal. Es bleibt daher bei gleichem C-Verbrauch bei Verbrennung zu CO2 (Dellwik) viermal so viel Wärme für Wassergas disponibel, als wie bei Verbrennung zu CO (älteres Verfahren). Die Wassergasausbeute beträgt, wie schon erwähnt, 2,5 cbm pro 1 kg Koks nach dem Dellwik-Verfahren, bezogen auf ein Koksmaterial von etwa 8% Aschengehalt; diese Ausbeute hat sich auch, im Grossbetrieb ergeben. Die verschiedenen Kohlengeneratoren hingegen liefern bis jetzt nachweislich nur eine Ausbeute von 1,25 cbm, welche Ausbeute sowohl für technische wie städtische Zwecke jedenfalls einen geringen wirtschaftlichen Wert haben dürfte. Einen Dellwick'schen Generator zeigt Fig. 1. Von allgemeinem Interesse dürfte nun zunächst die Anwendüng des Wassergases für städtische Zwecke sein. Textabbildung Bd. 314, S. 66 Fig. 1.Dellwik-Fleischer's Wassergasgenerator. Während das reine, nicht karburierte Wassergas noch bis vor wenigen Jahren auf unserem Kontinent hauptsächlich für industrielle Zwecke angewendet wurde und die Beleuchtung damit ebenfalls nur in Verbindung mit seiner industriellen Verwendung stattfand, hat sich seit der Erfindung von Auer's Glühlicht nun auch für die Beleuchtung von Städten das reine Wassergas Bahn gebrochen. So hat die Stadt Radkersburg in Steiermark (noch nach einem älteren System vor mehreren Jahren) und Brummen in Holland (nach Dellwik-System) reines Wassergas eingeführt, wobei ausschliesslich Auer-Licht zur Anwendung kommt. Eine weitere Anlage nach Dellwik-System ist zur Zeit in Osterfeld im Bau. Ein Schema solcher Anlagen zeigt Fig. 2. Die Anlage besteht im wesentlichen aus folgenden Apparaten: Das nicht leuchtende Wassergas wird im Generator A erzeugt (B ist Reservegenerator), gelangt, nachdem es den Skrubber C zwecks Kühlung passiert hat, in den Ausgleichbehälter D. Letzterer hat den Zweck, das Gas in stets gleichmässigem Strome durch die Reinigeranlage passieren zu lassen, da ohne diesen die Reinigeranlage, welche jetzt genau so gross wie bei Leuchtgas ist, etwa dreimal grösser sein müsste, ausserdem das Gas ruckweise dieselbe passieren würde. Von der Reinigeranlage aus geht das Gas denselben Weg wie das Leuchtgas, also durch den Stationsgasmesser E in den Hauptgasbehälter F und von dort durch den Druckregler nach der Stadt. Wo noch keine Gasanstalt ist, empfiehlt es sich, bei der Billigkeit der Anlage wie des Gases, reines Wassergas zu machen. Die Herstellungskosten des reinen Wassergases pro Kubikmeter sind kaum ein Drittel so hoch wie bei Leuchtgas, und die Anlagekosten der Gasanstalt bei kleineren Gaswerken betragen etwa die Hälfte und bei grösseren Anstalten nur ⅓ bis ¼ der Anlagekosten gleich leistungsfähiger Steinkohlengasanstalten. Ungefähre Kosten der verschiedenen Lichtquellen. Lichtquelle Art desBrenners Konsum proStunde in l Lichtstärke(Hefnerlicht) Kosten pro Brenn-stunde in Pf. Kosten pro1000 Kerzenund Stunde An-fangs-licht MittlereLicht-stärke An Gas AnAuer-strumpf Total Petroleum – – – 40 – – 3,46 Pf.86,6 Retorten-gas Schnitt-brenner 150 – 16 1,275 – 1,275 80,0 – Argand 250 – 30 2,125 – 2,125 71,0 – Regenera-tivbrennermittlererGrösse 2300 – 530 19,55 – 19,55 37,0 – Auer-brenner 110 60–70 50Die Lichtstärke ist bei Verwendung von schwachkerzigem Leuchtgas höher zu bewerten. 0,935 0,187 1,122 22,4 ReinesWassergas Auer-brenner 150 90 75 0,450 0,187 0,637 8,5 Karbu-riertesWassergas Schnitt-brenner 150 – 22 1,275 – 1,275 58,0 Elek-trischesLicht Glüh-lampe – – 16 – – – ca. 200 Vergleichung der Wärmeabgabe pro Lichtstärke verschiedener Lichtquellen. Lichtquelle Wärmeeinhei-ten pro 1 l Gas Art desBrenners Konsum proStunde in l Lichtstärken(Hefnerlampe) Wärmeeinheitenpro Kreze An-fangs-licht Durch-schnitt-licheLicht-stärke Retorten-gas 5,3 Schnitt-brenner 150 16 16 \frac{150\,.\,5,3}{16}=50\mbox{ W.-E.} – – Argand 250 30 30 \frac{250\,.\,5,3}{30}=44\mbox{ W.-E.} – – Regenera-tivbrennermittlererGrösse 2300 530 530 \frac{2300\,.\,5,3}{530}=23\mbox{ W.-E.} – – Auer-brenner 110 60–70 60 \frac{110\,.\,5,3}{50}=12\mbox{ W.-E.} ReinesWassergas 2,6 Auer-brenner 150 90 75 \frac{150\,.\,2,6}{75}=5,2\mbox{ W.-E.} Elek-trischesLicht – Glüh-lampe – 16 NachRenk16 Kerzen= 46 W.-E. \frac{46}{16}=3\mbox{ W.-E.} Karbu-riertesWassergas 6,5 Schnitt-brenner 150 22 22 \frac{150\,.\,6,5}{22}=44,3\mbox{ W.-E.} Das Wassergas ist geruchlos, es muss daher, um es bei Defekten, Offenstehen von Halmen u.s.w., ohne weiteres entdecken zu können, riechend gemacht werden. Dies geschieht entweder mittels Merkaptan oder Karbylamin am zweckmässigsten hinter dem Druckregulator dadurch, dass durch einen eigens hierfür konstruierten Tropfapparat abgemessene Quantitäten vorgenannter Flüssigkeiten in das nach der Stadt führende Hauptrohr hineingelassen werden, woselbst die Flüssigkeit sich verflüchtigt und mit dem Gasstrom fortgeführt wird. Bedenken gegen die Spuren von Eisenkohlenoxyd im Wassergas bei Verwendung von Glühlicht sind erhoben und sehr übertrieben worden. Ein Missstand ist es aber immerhin, dem man Rechnung tragen muss. Diese Eisenverbindung entsteht schon bei der Bereitung, sie ist daher im ungereinigten Wassergas vorhanden und wird bei der Reinigung aus diesem nahezu ganz entfernt. Um die nachträgliche Entstehung des Eisenkohlenoxyds zu vermeiden, ist in erster Linie dafür Sorge zu tragen, dass das gereinigte Wassergas in möglichst geringe Berührung mit blanken Eisenflächen tritt. Dieses wird erreicht durch eine sorgfältige Innenteerung des Rohrnetzes, sowie Verlegung von verzinkten schmiedeeisernen Leitungen in den Häusern hinter der Gasuhr nach den Lampen hin. Die zu verwendenden Auer-Brenner sind in der Konstruktion einfacher wie die Leuchtgas-Auer-Brenner, die Entleuchtungsvorrichtung ist nicht erforderlich, und es sind diese Brenner im Prinzip kleine Argand-Brenner. Im übrigen werden solche Wassergasbrenner gehandhabt wie Leuchtgas-Auer-Brenner, nur empfiehlt es sich, für die Strümpfe (infolge der höheren Flammentemperaturen als bei Leuchtgas) ein etwas stärkeres Gewebe zu nehmen. Die ungefähren Kosten der verschiedenen Lichtquellen sind in der Tabelle S. 66 angegeben. Textabbildung Bd. 314, S. 67 Fig. 2.Schema einer Wassergasanlage. (Reines blaues Wassergas.) Wie man sieht, ist die einfachste und schönste Beleuchtung, wenn man die Verwendung von Auer-Licht ganz durchführt. Will man hiervon absehen, so kann man auch karburiertes Wassergas verwenden. Eine solche Anlage zeigt Fig. 3. Dies geschieht dort, wo von vornherein leuchtendes (karburiertes) Wassergas verlangt wird und die Oelpreise die Karburierung des Gases vertragen. Analog der in Fig. 2 dargestellten Anlage wird das nicht leuchtende Wassergas in dem Ausgleichbehälter D produziert, von wo aus dasselbe nach dem Retortenofen H geführt und in den Boden der Retorte zusammen mit Oel (Oelsyphon) eingeleitet wird. Das Oel fliesst in eine in die Retorte eingeschobene kurze eiserne Pfanne, verdampft in derselben, die Oeldämpfe mischen sich mit dem eintretenden Wassergas und so wird das Gemisch durch die Temperatur der Retorte (etwa 700°) zu karburiertem Wassergas vergast. Das Gas passiert dann weiter die Kondensation J, die Reinigeranlage K und gelangt auf dem schon vorher beschriebenen Wege nach dem Hauptgasbehälter und der Stadt. Textabbildung Bd. 314, S. 68 Fig. 3.Schema einer Wassergasanlage mit Oelkarburierung. (Karburiertes Wassergas in Retorten.) Bekanntlich wird das Wassergas in Amerika und England meist nicht in Retorten, sondern in grossen mit dem Wassergasgenerator zusammenhängenden regeneratorartigen Kammern karburiert (nach den Systemen von Humphreys und Glasgow, Löwe u.a.). Bei der Karburierung aber sind drei Faktoren von grosser Bedeutung, von deren Einhaltung die Herstellung eines guten gleichmässigen Gases abhängt. Es sind dieses in gleichen Zeiten gleiche Volumina Wassergas, gleiche Quantitäten Oel und gleiche Temperatur. Diese Bedingungen werden am einfachsten und sichersten von Retortenöfen erfüllt. Durch das am Boden jeder Retorte angebrachte Gaseintrittsregulierventil wird ein stets gleichmässiger Strom von Wassergas abgegeben; der Eintritt von stets gleichmässigen Quantitäten Oel ist durch die Oelreguliervorrichtung gesichert; während eine praktisch stets gleichmassige Ofentemperatur durch die Regulierung der Oefen von der Hand des Fachmannes zu erzielen ist. Ein grosser Vorzug bei Retortenkarburierung ist auch darin zu erblicken, dass man durch entsprechende Stellung der Wassergas- und Oelregulierungsventile es in der Hand hat, schnell und leicht mit den Kerzenstärken herauf oder herunter zu gehen. Die Temperatur der Retorten ist hierbei nicht so hoch wie bei Leuchtgas (etwa 1000°), sondern nur etwa 700°. Die Reinigung der Retorte geschieht bei Herstellung eines 16 Kerzengases in 24 Stunden zweimal, was natürlich die Haltbarkeit der Retorten günstig beeinflusst. Was die Quantitäten des in Retorten produzierten karburierten Wassergases betrifft, so haben Versuche und Vergleiche dargethan, dass beispielsweise eine Leuchtgas-Normalretorte pro Stunde 40 bis 50 cbm dieses Gases von 16 bis 22 Kerzen produzieren kann. Bei Leuchtgas produziert eine solche Retorte bei 3 Zentner Ladung und 4stündiger Entgasungsdauer rund 10 cbm pro Stunde. Eine weitere Anwendungsweise des Wassergases, und dies ist für grössere Gemeinden zunächst am wichtigsten, besteht in der Erweiterung der Steinkohlengasanlagen durch Zumischung von reinem Wassergas zum Leuchtgas mit oder ohne Aufbesserung der Leuchtkraft dieses Gemisches durch Benzol. Bestehende Leuchtgasanstalten und besonders solche, welche einesteils an dem Maximum ihrer Produktionsfähigkeit angelangt sind, anderenteils einen guten Absatz für den Koks nicht finden, sind in der Lage, bei verhältnismässig geringen Anlagekosten durch Beimischung von Wassergas zu dem Leuchtgas die Produktionsfähigkeit des Gaswerks ganz bedeutend zu erhöhen und zwar, je nachdem der Gesamtkoks auf Wassergas vergast wird, bis auf das Vierfache der ursprünglichen Produktion (nach Dicke). Diese Beimischung vollzieht sich in folgender Weise: Der Wassergasgenerator wird am zweckmässigsten, auch schon des Kokstransportes Wegen, entweder im Retortenhause selbst oder in der Nähe desselben aufgestellt (Fig. 4). Das in dem Ausgleichbehälter D produzierte nicht leuchtende Wassergas wird in einfacher Weise mittels eines Regulierventils hinter dem Exhaustor zu dem Leuchtgas geleitet, passiert mit demselben die Reinigungsanlage, sich in derselben reinigend und mit dem Leuchtgas mischend, und gelangt so als Mischgas auf dem bekannten Wege in den Hauptgasbehälter. Die eventuelle Aufbesserung des Mischgases auf bestimmte Kerzenstärke wird dann durch einen vor Eingang des Gasbehälters liegenden Benzolapparat in bekannter Weise bewirkt. Das aus dem Ausgleichbehälter D austretende Wassergas kann auch je nach Umständen eine separate Reinigungsanlage passieren und auf diese Weise nach dem Hauptgasbehälter F gelangen. Textabbildung Bd. 314, S. 69 Fig. 4.Erweiterung einer Steinkohlengasanlage durch Wassergas, karburiert mittels Benzol. (Zumischung von reinem Wassergas zum Leuchtgas und Aufbesserung dieses Gemisches durch Benzol.) Auf eines möchte aber hierbei der Referent aufmerksam machen. Das Zumischen von Wassergas ermöglicht eine ganz wesentliche Verbilligung des gemischten Steinkohlengases wohl kaum. Der Vorteil liegt mehr in der Vereinfachung des Betriebes und in dem Umstand, dass man rasch Gas machen kann und geringeren Platz braucht. Dem Wassergasprozess fehlen die Nebenprodukte, deren Vorhandensein in der Steinkohlengasindustrie neuerdings durch Verbesserung der Methode der Gewinnung einzelner derselben von grösserer Bedeutung als seither geworden ist. (Schluss folgt.)