Heizwert und Verdampfungsfähigkeit der Kohle. Von A. Dosch, Köln. Heizwert und Verdampfungsfähigkeit der Kohle. Es gibt eine grössere Menge von Materialien, welche sich unter grösserer oder geringerer Wärmeentwickelung mit dem Sauerstoff der Luft verbinden – verbrennen –, und man nennt diejenigen dieser Stoffe, deren Erstehungspreis es gestattet, dieselben für gewerbliche oder industrielle Zwecke zu verwenden, Brennmaterialien im engeren Sinne. Als solche sind vor allem zu nennen: Anthracit, Steinkohle, Koks und Koksabfälle, Braunkohle, Torf, Lignit, Holz, Lohe, Zuckerrohr, Kaffeeschalen, Petroleumrückstände u.a.m. Wie schon aus der kurzen Aufzählung ersichtlich, können eine ganze Anzahl genannter Stoffe nur in gewissen Gegenden und unter gewissen Verhältnissen Bedeutung erlangen, nämlich da, wo diese Materialien als Nebenprodukte, welche sonst nahezu wertlos sein würden (Lohe, Sägespäne, Zuckerrohr, Kaffeeschalen), gewonnen werden, während jenes Material, welches nahezu auf der ganzen Erde in den verschiedensten Betrieben und unter den mannigfachsten Verhältnissen zur Verwendung gelangt, die Kohle in den verschiedenen Arten darstellt. Neben den mannigfachsten anderen Verwendungsarten, wie beispielsweise zu Heiz- und Schmelzzwecken, zur Gaserzeugung u.s.w., ist ein Hauptverwendungszweck derselben die Erzeugung hochgespannten Dampfes in Dampfkesseln und – als weitere Verwendung des erhaltenen Kraftmittels – die Umsetzung dieser Expansivkraft in nutzbare Maschinenkraft oder der Wärme des Dampfes zu Koch- und anderen Zwecken. Die Nutzbarmachung der Expansivkraft des Dampfes überwiegt, obwohl uns die Natur in den Wasserläufen der Flüsse eine Antriebskraft bietet, alle andere, durch Maschinen geleistete Arbeit ganz wesentlich. Die Erzeugung des erwähnten Kraftmittels, des Dampfes, beansprucht die Aufwendung einer gewissen Menge Brennmaterial, in speziellerem Sinne also Kohlen, und je geringer der für ein bestimmtes Dampfquantum verausgabte Betrag für diese Brennstoffmenge ist, d.h. je geringer die Dampfkosten sind, um so grösser wird im allgemeinen die Oekonomie eines Betriebes sein. Die Dampfkosten werden natürlich im allgemeinen für die verschiedenen Erzeugungsstellen stark wechseln, in erster Linie schon aus dem Grunde, dass die Kohle an manche Orte einen weiten Transportweg zurückzulegen hatte, welcher sie nicht unwesentlich verteuerte. Je höher sich dieses Material aber in den Entstehungskosten stellt, desto mehr muss darauf Wert gelegt werden, demselben alle, oder – da dies praktisch nicht möglich ist – möglichst viel von der in ihm enthaltenen Wärme zu entziehen und in Dampf überzuführen. Dieser Vorgang wird sich in zwei Perioden zerlegen: die Verbindung der brennbaren Brennstoffteile mit Sauerstoff und die Ueberführung der entstandenen Wärme an den Kesselinhalt, das Wasser. Was den ersten Teil der Dampferzeugung, die Verbrennung des Brennstoffes auf dem Roste, betrifft, so ist die ökonomische Verbrennung von vielerlei Umständen abhängig, d.h. der Grad, bis zu welchem die in der Kohle theoretisch enthaltene Wärmemenge in der Feuerung wirklich erhalten wird, ist für verschiedene Feuerungen und für verschiedene Brennstoffe im allgemeinen sehr verschieden. Immer aber wird die Beschaffenheit des Brennmaterials einen wesentlichen Einfluss auf die Höhe der Wärmenutzbarmachung, bezw. der Wärmeentziehung aus den brennbaren Stoffen, ausüben. Je weniger sich ein Brennmaterial für gegebene Verhältnisse, bezw. je weniger sich eine Einrichtung für ein gegebenes Brennmaterial eignet, 1m so niedriger wird der Grad der Ausnutzung des Brennstoffes sein und man muss daher, um den Nutzeffekt in der Feuerung möglichst hoch zu erhalten, entweder das Brennmaterial der Feuerung entsprechend wählen oder aber, falls das Brennmaterial bezw. die Art der Kohle gegeben ist, die Feuerungsanlage dem Brennmaterial entsprechend einrichten. Was die zweite Periode der Dampferzeugung, die Ueberführujg der in der Feuerung entstandenen Wärme an das Wasser, betrifft, so hängt der Grad, bis zu welchem dies geschieht, von dem Kesselsystem in erster Linie ab, während das Brennmaterial einen mehr untergeordneten Einfluss – etwa, weil durch dessen Verbrennung viel Flugasche entsteht und dadurch die Güte der Kesselheizfläche beeinflusst wird u.a. – ausübt. Einflüsse, welche daher auf das Kesselsystem oder den Kessel als solcher zurückzuführen sind, sollen im nachstehenden nicht berücksichtigt werden und Zweck des letzteren soll vor allem sein, diejenigen Punkte hervorzuheben, welche durch das Brennmaterial, infolge seiner Beschaffenheit, einen Einfluss auf die Höhe des Nutzeffektes und der Verdampfungsfähigkeit eines Dampfkessels gewinnen. I. Jedes in der Natur vorkommende Brennmaterial – hier in speziellerem Sinne Kohle – ist aus verschiedenen Stoffen zusammengesetzt, welche einerseits bei der Wärmeentwickelung mitwirken, andererseits derselben hinderlich sind oder sich wenigstens passiv verhalten. Körper der ersteren Art sind Kohlenstoff, Wasserstoff und Schwefel, solche der letzteren vor allem die unverkennbaren Teile – die Asche und Schlacke –, das in der Kohle enthaltene hygroskopische Wasser und der Sauerstoff, der zwar in der Steinkohle meist nur in geringeren Mengen vorhanden ist, in der Braunkohle dagegen eine beträchtliche Höhe erreichen kann. Um ein Material so viel als möglich auszunutzen, ist es erforderlich, dasselbe vollständig zur Verbrennung zu bringen, d.h. herbeizuführen, dass alle brennbaren Stoffe diejenige Verbindung mit Sauerstoff eingehen, welche die meiste Wärme ergibt, dass also z.B. der sämtliche in der Kohle enthaltene Kohlenstoff zu Kohlensäure, aller disponible Wasserstoff zu Wasser, Schwefel zu SchwefeldioxydVon der Verbindung zu SO3 ist, weil selten erfolgend, abgesehen. u.s.w. verbrennt. Die bei der Verbrennung entstandene Wärmemenge nennt man den Heizwert der Kohle, der für jede einzelne Kohlensorte einen Höchstwert, den theoretischen Heizwert erreicht, der selbstverständlich für die Praxis niemals erreicht werden kann, dessen Kenntnis jedoch deshalb von grösstem Werte ist, weil man durch ihn in der Lage ist, den Wirkungsgrad einer Feuerungs- oder Kesselanlage zu ermitteln. Genau festgestellt kann der theoretische Heizwert nur in einem KalorimeterEs mag hier noch darauf hingewiesen sein, dass auch die kalorimetrische Methode in ihrer heutigen Ausführungsform in gewisser Hinsicht noch Mängel aufweist. Zwar kann der Genauigkeit des Verfahrens an sich – unter Voraussetzung grosser Sorgfalt – kein Vorwurf gemacht werden; vielmehr liegt die Fehlerquelle in der verhältnismässigen Kleinheit der verwendeten Kohlenprobe begründet, da durchschnittlich nur 1 g der zu untersuchenden Kohle im Kalorimeter zur Verwendung gelangt. Bei der Kleinheit dieser Probe ist es, wenn auch sonst alle Sorgfalt auf Erhaltung einer Durchschnittsprobe verwendet wird, nicht für alle Fälle sicher, dass die im Kalorimeter verbrannte kleine Menge einen wirklichen Durchschnittswert der im Kessel verbrannten Kohlenmenge bildet; vor allem wird dies für Brennstoffe mit grossem Gehalt an Unverbrennlichem und wenig gleicher Beschaffenheit zutreffen; es wird daher vielleicht der analytischen Methode nicht immer mit Recht grosse Ungenauigkeit vorgeworfen. werden, während er sich annähernd genau aus der sogen. Verbandsformel: 81\,C+290\,\left(H-\frac{O}{8}\right)+25\,S-6\,W berechnen lässt, worin C, H, O, S und W den Gehalt an Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Schwefel und hykroskopischem Wasser in 100 Teilen des Brennstoffes bedeuten und wobei diese Stoffe einzeln durch Analyse bestimmt werden mussten. Wenn auch die erwähnte Formel keine absolut genauen Zahlen für den Heizwert eines Brennmaterials ergibt, so sind die hieraus berechneten Werte doch immerhin soweit zulässig, um sie zu einem Vergleich verschiedener Kohlensorten heranzuziehen und den Einfluss, welche die grössere oder geringere Menge irgend eines Bestandteiles auf den Heizwert einer Kohlensorte ausübt, zu ermitteln; sollte dies mittels des kalorimetrischen Heizwertes geschehen, so würde dies eine ausserordentlich grosse Zahl von Versuchen voraussetzen. Das in der Kohle am stärksten vertretene brennbare Element ist der Kohlenstoff, und so wird sich die Höhe des Heizwertes in erster Linie nach dem Gehalte dieses Elementes richten, d, h. der Heizwert wird mit zu- oder abnehmendem Kohlenstoffgehalt ebenfalls steigen oder fallen. Würde die übrige Zusammensetzung der Kohle dieselbe bleiben, während sich der Kohlenstoffgehalt derart änderte, dass das Mehr oder Weniger an Kohlenstoff durch unverbrennliche Bestandteile ersetzt würde, so stiege der Heizwert nahezu proportional mit dem Kohlenstoffgehalt, wie nachstehende Tabelle 1 zeigt. Tabelle 1. Cv. H. Av. H. A + Cv. H. Hv. H. O + Nv. H. Sv. H. Wv. H. Theoretisch.HeizwertW.-E. 60 27 87 4,0 5,2 1,3 2,5 5849 62 25 87 4,0 5,2 1,3 2,5 6011 64 28 87 4,0 5,2 1,3 2,5 6173 66 21 87 4,0 5,2 1,3 2,5 6335 68 19 87 4,0 5,2 1,3 2,5 6497 70 17 87 4,0 5,2 1,3 2,5 6659 72 15 87 4,0 5,2 1,3 2,5 6821 74 13 87 4,0 5,2 1,3 2,5 6983 76 11 87 4,0 5,2 1,3 2,5 7145 78   9 87 4,0 5,2 1,3 2,5 7307 80   7 87 4,0 5,2 1,3 2,5 7469 82   5 87 4,0 5,2 1,3 2,5 7631 84   3 87 4,0 5,2 1,3 2,5 7793 86   1 87 4,0 5,2 u,3 2,5 7955 87   0 87 4,0 5,2 1,3 2,5 8036 Da in der Tabelle die übrigen BestandteileBastandteile der Kohle – ausser Kohlenstoff und Asche – in denselben Grössenverhältnissen vorhanden sind und der jeweilig sich ändernde Kohlenstoffgehalt durch Zu- oder Abnahme an unverbrennlichen Bestandteilen hervorgerufen wird, so lässt sich im allgemeinen auch sagen, dass der Heizwert einer Kohle um so grösser wird, je kleiner der Aschen- und Schlackengehalt ist und umgekehrt, wobei allerdings vorauszusetzen ist, dass die übrige Zusammensetzung nicht zu sehr wechselt. Man hat hierdurch auch für die Praxis ein Mittel in der Hand, den Heizwert eines Brennmaterials gegenüber einem anderen, in der übrigen Zusammensetzung ungefähr gleichen Brennmittels abzuschätzen, denn man ist jederzeit in der Lage, die Höhe des Schlackengehalts einer Kohlensorte auf dem Roste annähernd genau festzustellen. Wenn vorstehende Tabelle 1 nachweist, dass mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt auch der Heizwert einer Kohlensorte zunimmt, so gilt dies allerdings, wie bemerkt, nur unter der Voraussetzung, dass die übrige Zusammensetzung nicht oder nur sehr unwesentlich wechselt. Nun enthält aber jede Kohle ein weiteres brennbares und zwar recht hohen Heizwert entwickelndes Element, den Wasserstoff, der in der Formel für den Heizwert mit einem über dreimal so hohen Zahlenkoeffizienten behaftet ist, als der Kohlenstoff, so dass mit Rücksicht hierauf ein grösserer oder kleinerer Gehalt davon den Heizwert des Brennstoffes nicht unbeträchtlich beeinflussen kann, wie Tabelle 2 zeigt. Obwohl in derselben der Kohlenstoff um denselben Betrag abnimmt, um welchen der Wasserstoffgehalt zunimmt, so ist doch der Heizwert bei der Zunahme des Wasserstoffs um 3,5 v. H., um 732 Kalorien, gleich 10,2 % des ursprünglichen Heizwertes, gestiegen. Tabelle 2. Hv. H. Cv. H. Ov. H. Sv. H. Wv. H. Av. H. HeizwertW.-E. 1,5 85,5 5,5 1,0 2,5 4,0 7171 2,0 85,0 5,5 1,0 2,5 4,0 7276 2,5 84,5 5,5 1,0 2,5 4,0 7380 3,0 84,0 5,5 1,0 2,5 4,0 7485 3,5 83,5 5,5 1,0 2,5 4,0 7589 4,0 83,0 5,5 1,0 2,5 4,0 7694 4,5 82,5 5,5 1,0 2,5 4,0 7798 5,0 82,0 5,5 1,0 2,5 4,0 7903 Noch mehr ins Auge springend wird der Vorteil eines hohen Wasserstoffgehaltes, wenn man den Fall betrachtet, dass der Kohlenstoffgehalt unverändert bleibt, während sich der Aschengehalt um denselben Betrag verringert, um welchen der Wasserstoffgehalt zunimmt. In Tabelle 3 ist eine derartige Zusammenstellung durchgeführt. Wie aus derselben ersichtlich, erhöht sich hier der Heizwert bei Zunahme des Wasserstoffgehaltes um ebenfalls 3,5 v. H. bereits um 1015 Kalorien, gleich 14,8 % des ursprünglichen Heizwertes, gegenüber 10,2 v. H. in Tabelle 2. Tabelle 3. Hv. H. Cv. H. Av. H. Ov. H. Sv. H. Wv. H. HeizwertW.-E. 1,5 81,4 8,0 5,6 1,0 2,5 6835 2,0 81,4 7,5 5,6 1,0 2,5 6980 2,5 81,4 7,0 5,6 1,0 2,5 7125 3,0 81,4 6,5 5,6 1,0 2,5 7270 3,5 81,4 6,0 5,6 1,0 2,5 7415 4,0 81,4 5,5 5,6 1,0 2,5 7560 4,5 81,4 5,0 5,6 1,0 2,5 7705 5,0 81,4 4,5 5,6 1,0 2,5 7850 Wenn im vorstehenden auf den Vorteil eines hohen Wasserstoffgehaltes der Brennstoffe hingewiesen ist, so darf andererseits nicht vergessen werden, dass nicht aller in der Zusammensetzung vorhandene Wasserstoff für die Erzeugung von Wärme disponibel, sondern ein Teil davon an den im Brennmittel vorhandenen Sauerstoff gebunden ist. Je grösser daher der Gehalt einer Kohlensorte an Sauerstoff ist, um so mehr wird die Wirkung desselben in Bezug auf den Heizwert durch das erwähnte Element aufgehoben, zunächst ganz abgesehen davon, dass mit zunehmendem Sauerstoffgehalt in der Regel ein entsprechender Betrag an Kohlenstoff aus der Zusammensetzung des Brennmittels verdrängt wird. Würde der Wasserstoff in demselben Verhältnis zunehmen, in welchem der zunehmende Sauerstoffgehalt die Wirkung des ersteren auf den Heizwert des Brennstoffes aufhebt, so würde ein grösserer oder kleinerer Gehalt an O allerdings keine Wirkung auf die Heizkraft ausüben können. Da jedoch der Gehalt an H 5 % selten übersteigen wird und gerade diejenigen Kohlensorten, welche einen hohen Sauerstoffgehalt aufweisen, durchaus nicht immer hohen Wasserstoffgehalt haben müssen, und wenn man ferner bedenkt, dass der Sauerstoffgehalt bis zu 20 % und mehr steigen kann, so erkennt man leicht, welchen Nachteil bezw. welchen Einfluss ein grosser Prozentgehalt an O auf den Heizwert einer Kohlensorte gewinnen kann. Hierzu kommt noch, wie bereits bemerkt, dass in solchen Fällen, in welchen der Sauerstoffgehalt einen höheren Wert erreicht, nicht der Aschengehalt entsprechend abnimmt, sondern dass meist der Kohlenstoffgehalt sich um den Betrag des zunehmenden Sauerstoffes verringert. Es ist daher auch eine wenig glückliche Bezeichnung, wenn man kurzweg den Sauerstoff mit in die Summe der brennbaren Substanz einschliesst, d.h. dass man als „brennbare Substanz“Dass diesem Werte der brennbaren Substanz in Bezug auf die Höhe des Heizwertes thatsächlich keine Bedeutung beizumessen ist, möge aus nachstehendem Beispiele hervorgehen: Eine Steinkohle setzt sich zusammen aus: C = 69,49, H = 4,23, O + N = 6,37, S = 0,85, W = 2,07, A = 16,99, demnach brennbare Substanz = 80,94 und liefert nach dieser Zusammensetzung einen theoretischen Heizwert von 6618 Kalorien; eine andere Kohlensorte (Braunkohle) besteht aus C = 55,91, H = 4,07, O + N = 19,14, S = 0,78, W = 14,77, A = 5,33, demnach brennbare Substanz = 79,90 und theoretischer Heizwert = 4899 Kalorien (die Werte sind der Zusammenstellung von Bunte, Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1900 S. 670, entnommen). Wie hieraus hervorgeht, differiert der Heizwert, obwohl die brennbare Substanz nahezu gleich ist, um ∾1700 Kalorien. Addierte man nur die wirklich brennbaren Stoffe, so erhielte man für die erste Kohlensorte 74,57, für die zweite 60,78, also eine wesentliche Differenz. die Summe von C, H, O und S bezeichnet, ganz abgesehen davon, dass diese Zahl eine ganz untergeordnete Rolle spielt, und es würde jedenfalls richtiger sein, ihr nur C, H und S zuzuzählen. Da der Sauerstoff einer Kohlensorte immer einen gewissen Teil von dem vorhandenen Wasserstoff an sich bindet, so muss eine Zunahme an O selbst dann eine Verminderung des Heizwertes herbeiführen, wenn mit dieser Zunahme eine prozentual gleich grosse Abnahme des Gehaltes an unverbrennlichen Bestandteilen verbunden ist. Diese Verminderung wird allerdings unter der hier gemachten Voraussetzung nicht fedeutend werden können. Bei der in Tabelle 4 gewählten Zusammensetzung des Brennstoffes nimmt der Heizwert bei einer Zunahme des Sauerstoffes von 8 % um etwa 300 W.-E. oder 4 % des ursprünglichen Heizwertes ab. Tabelle 4. Ov. H. Av. H. Cv. H. Hv. H. Sv. H. Wv. H. Heizwert   2 12 79 4,0 1,0 2,0 7500   3 11 79 4,0 1,0 2,0 7463   4 10 79 4,0 1,0 2,0 7427   5   9 79 4,0 1,0 2,0 7391   6   8 79 4,0 1,0 2,0 7355   7   7 79 4,0 1,0 2,0 7318   8   6 79 4,0 1,0 2,0 7282   9   5 79 4,0 1,0 2,0 7246 10   4 79 4,0 1,0 2,0 7210 Der Nachteil eines solchen Sauerstoffgehaltes wird erst – wie bereits erwähnt – dann auffallender in die Erscheinung treten, wenn mit Zunahme desselben der Kohlenstoffgehalt abnimmt, da in diesem Falle ausser der Verminderung der Wirkung des Wasserstoffs, noch die geringe Menge an Kohlenstoff zu berücksichtigen ist. Wenn auch an und für sich der grösste Teil der Heizeffektabnahme durch Abnahme, bezw. durch das Vorhandensein geringerer Mengen Kohlenstoff herbeigeführt wird, so darf nicht vergessen werden, dass in solchen Fällen der grosse Gehalt an O die Ursache des geringeren Kohlenstoffgehaltes und mithin die Ursache des geringeren Heizwertes ist. In Tabelle 5 steigt der Gehalt an O von 2 bis 15 %, also um 13 %, während der C-Gehalt um denselben Betrag fällt. Bei dieser Aenderung erleidet der Heizwert einen Verlust von 1525 W.-E., also nahezu 19 % des ursprünglichen; dies verdient um so mehr Beachtung, als der Sauerstoffgehalt bei manchen Kohlensorten bis 20 % und mehr (besonders Braunkohle) steigen kann. Tabelle 5. Ov. H. Cv. H. Hv. H. Sv. H. Wv. H. Av. H. HeizwertW.-E.   2 86 4,0 1,0 2,0 5,0 8067   3 85 4,0 1,0 2,0 5,0 7949   4 84 4,0 1,0 2,0 5,0 7832   5 83 4,0 1,0 2,0 5,0 7715   6 82 4,0 1,0 2,0 5,0 7598   7 81 4,0 1,0 2,0 5,0 7480   8 80 4,0 1,0 2,0 5,0 7363   9 79 4,0 1,0 2,0 5,0 7246 10 78 4,0 1,0 2,0 5,0 7129 11 77 4,0 1,0 2,0 5,0 7011 12 76 4,0 1,0 2,0 5,0 6894 13 75 4,0 1,0 2,0 5,0 6777 14 74 4,0 1,0 2,0 5,0 6660 15 73 4,0 1,0 2,0 5,0 6542 Ausser den bis jetzt erwähnten beiden Elementen, Kohlenstoff und Wasserstoff, die in erster Linie massgebend auf die Höhe des Heizwertes einer Kohlensorte sind, ist meist noch ein drittes, brennbares Element in der Kohle vorhanden, der Schwefel. Derselbe ist meist nur in geringen Mengen in der Zusammensetzung vorhanden – sein Gehalt übersteigt selten 2 bis 3 % –, entwickelt ausserdem bei seiner Verbrennung nur eine Wärmemenge von 2500 W.-E., so dass derselbe mit Rücksicht hierauf hier ganz ausser Betracht gelassen werden kann. In anderer Hinsicht wirkt ein höherer Schwefelgehalt mehr schädlich als nützlich. Die bisher erwähnten Bestandteile eines Brennstoffes werden gewöhnlich kurzweg unter der Bezeichnung „brennbare Substanz“ zusammengefasst, obwohl diese Bezeichnung in Bezug auf den Sauerstoff nicht der Wirklichkeit entspricht, wie bereits weiter oben dargelegt. Jede Kohle enthält nun ausser diesen Bestandteilen noch ein weiteres Glied, welches je nach Art und Beschaffenheit der verwendeten Kohle einen nicht unwesentlichen Einfluss auf den Heizwert gewinnen kann: das in der Kohle enthaltene hykroskopische Wasser. Der Gehalt einer Kohlensorte an solchem hängt in erster Linie von der Beschaffenheit des Brennstoffes an sich ab, so dass also beispielsweise Braunkohle stets einen grösseren Wassergehalt aufweisen wird als Steinkohle. Einen gewissen Prozentsatz an hykroskopischem Wasser, sei es nun nach der Kohlenart ein grösserer oder kleinerer, wird nie zu vermeiden sein und muss man daher mit in Kauf nehmen. Dieser Wassergehalt kann nun aber, durch irgend welche Umstände, einen höheren Wert erreichen, als ihn normale Kohle von einer gewissen Zusammensetzung aufweisen darf, und derselbe kann, wenn er ausser acht gelassen wird, nicht geringe Nachteile verursachen. Hat beispielsweise die Kohle, ehe sie angeliefert wurde, längere Zeit im Freien, in feuchter Luft oder bei feuchtem Wetter gelagert, so wird dieselbe natürlich mehr Wasser aufgenommen haben, als eine solche – von sonst gleicher Zusammensetzung –, welche trocken gelagert hat. Für die Gewichtseinheit der feuchten Kohle werden sich die übrigen Bestandteile um denselben Betrag verringert haben, um welchen der Wassergehalt grösser geworden ist, so dass man also in Wirklichkeit jetzt ein geringeres Quantum ursprünglicher Kohle in der Gewichtseinheit erhalten wird. Es würde jeder Bestandteil in der Kohle um einen, der Zunahme des Wassergehalts entsprechenden Betrag für die Einheit abnehmen; am merkbarsten würde diese Abnahme für dasjenige Element sein, welches in der Zusammensetzung am stärksten vertreten ist, also in der Kohle für den Kohlenstoff. Ueberwiegt derselbe, d.h. ist der Gehalt an solchem grösser als die Summe aller anderen Bestandteile (beträgt derselbe also etwa 60 % und mehr), so wird man, um für die Praxis einen ungefähren Ueberschlag zu haben, keinen allzu grossen Fehler begehen, wenn man die Zunahme für den Wassergehalt von dem Kohlenstoffgehalt in Abzug bringt. Der Nachteil, welcher durch Zunahme des Wassergehaltes entsteht, resultiert einerseits aus dem Verlust an Kohlenstoff (bezw. dem Verlust an brennbaren Bestandteilen) durch das hinzutretende Wasser – denn dieses wird als Kohlenstoff abgewogen und mit bezahlt –, andererseits aus dem hieraus entstehenden und mit den Heizgasen entweichenden Wasserdampfes. Der Gesamtverlust würde sich demnach, unter Annahme einer Zunahme des Wassergehaltes von x% und unter Hinweis auf die oben erwähnte Beschränkung, dass der Wassergehalt nur mit annähernder Genauigkeit von dem Kohlenstoffgehalt in Abzug gebracht werden darf, bestimmen zu: x . 81 + x . 6 = x . (81 + 6) = x . 87. Würde beispielsweise der theoretische Heizwert einer Kohlensorte 7000 W.-E. und der Wassergehalt in normalem Zustande 2 % betragen, während derselbe in einem anderen Falle auf 8 %, also um 6 % gestiegen ist, so berechnet sich der Verlust auf 6 . 87 = 522 Kalorien, und bei dem erwähnten Heizwerte von 7000 W.-E. auf 7,45 %, würde also schon ganz wesentlich sein. Wenn man bedenkt, dass ein um diesen Prozentsatz höherer Betrag an Kohlen zur Erreichung eines gewissen Dampfquantums verausgabt werden muss, und unter Berücksichtigung ferner, dass ein hoher Wassergehalt auch auf die Ausnützung des Brennstoffes auf dem Rost ungünstig zurückwirken kann, so erkennt man leicht, dass der Einfluss und Nachteil eines hohen Wassergehaltes nicht zu unterschätzen ist. Für Steinkohlen wird dieser Verlust im allgemeinen allerdings nicht so bedeutend werden können, da hier ein Wassergehalt von 8 bis 10 % wohl selten überschritten wird, aber um so beträchtlicher wird derselbe für Braunkohlen werden können, bei welchen ein Wassergehalt von 40 % nicht zu den Seltenheiten gehört, ohne dass deshalb die Kohle feucht aussieht. Es ist daher auf die Bestimmung dieses Wassergehaltes auch in der Praxis besonderer Wert zu legen und es ist festzustellen, ob der gefundene Wassergehalt für die betreffende angelieferte Kohlensorte zulässig ist. Diese Kontrolle müsste selbstverständlich direkt nach der Anlieferung stattfinden, da andernfalls – etwa durch Lagern in einem warmen Schuppen oder bei warmem Wetter – der Brennstoff bereits wieder einen niedrigeren, dem normalen entsprechenden Wassergehalt aufweisen kann. Wenn weiter ofen ein Weg zur ungefähren Berechnung des Heizwertverlustes durch zu hohen oder überhaupt anormalen Wassergehalt angegeben war, so lässt sich der Verlust oder Gewinn an Heizwert durch grösseren oder kleineren Wassergehalt – gegenüber einem solchen von W% – auch genau ermitteln, jedoch nur dann, wenn der Heizwert bei diesem bestimmten Wassergehalt bekannt ist. Der Heizwert berechnet sich bei W% Wassergehalt zu: H_N=81\,C+290\,\left(H-\frac{O}{8}\right)+25\,S-6\,W. Beträgt der Wassergehalt nicht W% , sondern x% mehr oder weniger, so ist der entsprechende Heizwert H_x=81\,(C\,\mp\,0,01\,\cdot\,x\,\cdot\,C)+290\,\left(H\,\mp\,0,01\,\cdot\,x\,\cdot\,H-\frac{O\,\mp\,0,01\,\cdot\,x\,\cdot\,O}{8}\right)+25\,(S\,\mp\,0,01\,\cdot\,x\,\cdot\,S)-6\,W\,\mp\,6\,x. Hieraus ergibt sich der Verlust oder Gewinn dieses Heizwertes gegenüber dem ursprünglichen zu HΔ = Hx – HN und nach Einsetzung der entsprechenden Werte zu: H_{\Delta}=\mp\,0,01\,\cdot\,x\,\left[81\,C+290\,\left(H-\frac{O}{8}\right)+25\,S\right]\,\mp\,6\,\cdot\,x wobei die oberen Vorzeichen für einen Wassergehalt von (W + x)%, die unteren Vorzeichen für einen solchen von (W – x)% gelten. Der Klammerausdruck der letzten Gleichung stellt nichts weiter dar, als den Heizwert des absolut trockenen Brennstoffes, d.h. denjenigen für einen Wassergehalt = 0; bezeichnet man diesen Heizwert mit Hmax, so wird HΔ = ± 0,01 . x . Hmax ± 6 . x. In Tabelle 6 ist der Einfluss des Wassergehaltes für eine bestimmte Kohlensorte in verschiedenen Höhen berechnet, wie er sich in Wirklichkeit etwa ergeben dürfte und in den beiden letzten Rubriken der Tabelle ist der Wärmeverlust angegeben, wie er sich hierbei herausstellen würde. Diese beiden Rubriken zeigen zuglaich, dass, wenn auch das Annäherungsverfahren für grösseren Wassergehalt fehlerhafte Resultate liefert, dasselbe dagegen bei kleinem Wassergehalte ohne grosse Differenz gegenüber dem richtigen Werte verwendet werden kann. Tabelle 6. W = xv. H. Cv. H. Hv. H. Ov. H. Sv. H. Av. H. Heizwertberechnet Wärme-verlustgegenWasser-gehalt = 0 Wärme-verlust= x . 87   0   84,0   4,0   6,0   1,0 5,0   7771,5     0,0       0,0   2   82,32   3,92   5,88   0,98 4,9   7604,07   167,43   174,0   4   80,64   3,84   5,76   0,96 4,8   7436,64   334,86   348,0   6   78,96   3,76   5,64   0,94 4,7   7269,21   502,29   522,0   8   77,28   3,68   5,52   0,92 4,6   7101,78   669,72   690,0 10   75,60   3,6   5,40   0,90 4,5   6934,35   837,15   870,0 12   73,92   3,52   5,28   0,88 4,4   6766,92 1004,58 1044,0 Was schliesslich noch den Einfluss der unverbrennlichen Bestandteile der Kohle auf den Heizwert derselben betrifft, so war derselbe im allgemeinen bereits in Tabelle 1 behandelt. Dieser Einfluss liegt in der Hauptsache auch offen zu Tage. Durch Zunahme der Kohle an Asche und Schlacke wird der Heizwert insofern vermindert, als mit dieser Zunahme eine gleichzeitige Abnahme aller übrigen, insbesondere also der brennbaren Bestandteile verbunden ist. Es werdej sich daher bei der Zunahme des Aschengehaltes um A1 % auf (A + A1)% sämtliche übrigen Bestandteile der Kohle um einen, dieser Zunahme entsprechenden Betrag verringern, bezw. bei Abnahme des Aschengehaltes um denselben Betrag vergrössern. Wenn sich daher der Heizwert für den Aschengehalt A zu: H_N=81\,C+290\,\left(H-\frac{O}{8}\right)+25\,S-6\,W berechnet, so wird derselbe, wenn der Aschengehalt auf (A + A1)% steigt, oder auf (A – A 1)% fällt, zu H_{A_1}=81\,\left(C\,\mp\,\frac{A_1}{100}\,\cdot\,C\right)+290\,\left(H\,\mp\,\frac{A_1}{100}\,\cdot\,H-\frac{O\,\mp\,\frac{A_1}{100}\,\cdot\,O}{8}\right)+25\,\left(S\,\mp\,\frac{A_1}{100}\,\cdot\,S\right)-6\,\left(W\,\mp\,\frac{A_1}{100}\,\cdot\,W\right) bestimmen. Die Differenz der Heizwerte HΔ = HA – HN ergibt den Verlust bezw. den Gewinn des Heizwertes durch Zunahme oder Abnahme des Gehaltes an Unverbrennlichem. Nach Einsetzung der entsprechenden Werte ergibt sich derselbe zu H_{\Delta}=\mp\,0,01\,A_1\,\left[81\,C+290\,\left(H-\frac{O}{8}\right)+25\,S-6\,W\right], oder HΔ = ± 0,01 . A1 . HN, Tabelle 7. Av. H. Cv. H. Hv. H. Ov. H. Sv. H. Wv. H. HeizwertHwKalorien Verlust anHeizwertKalorien   0   86,0   4,0 5,20 1,0 3,8 7939,7 –   2   84,28   3,92 5,096 0,98 3,724 7781,0   159   4   82,56   3,84 4,992 0,96 3,648 7622,0   318   6   80,84   3,76 4,888 0,94 3,572 7463,0   476   8   79,12   3,68 4,784 0,92 3,496 7305,0   635 10   77,40   3,60 4,680 0,90 3,420 7146,0   794 12   75,68   3,52 4,576 0,88 3,344 6987,0   953 14   73,96   3,44 4,472 0,86 3,268 6828,0 1112 16   72,24   3,36 4,368 0,84 3,192 6669,0 1270 18   70,52   3,28 4,264 0,82 3,116 6511,0 1429 20   68,80   3,20 4,16 0,80 3,04 6352,0 1588 wobei das negative Vorzeichen der rechten Seite für eine Zunahme des Aschengehaltes von A auf (A + A1), das positive Vorzeichen für eine Abnahme desselben von A auf (A – A1) gilt. Für eine mittlere Steinkohle von etwa 7500 W.-E. wird daher der Heizwert für jedes Prozent des Gehaltes an Unverbrennlichem um 0,01 . 7500 = 75 W.-E. oder 1 % des ursprünglichen Heizwertes sich verändern, derart, dass der letztere bei steigendem Aschengehalt fällt, bei fallendem steigt. Der Heizwert ist also für Kohlen gleicher Zusammensetzung umgekehrt proportional dem Aschen- und Schlackengehalt; es ist dies für eine gewisse Kohlensorte in Tabelle 7 nochmals zusammengestellt. (Schluss folgt.)