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Rauchverbrennung

[847] Rauchverbrennung (Rauchverzehrung, Rauchfreie Verbrennung), die Verhinderung des Rauchens der Brennmaterialien od. Beseitigung des gebildeten Rauchs, bevor derselbe durch den Schornstein abzieht. Um bei Benutzung von Stein- u. Braunkohlen als Brennmaterial wenigstens einigermaßen eine rauchfreie Verbrennung zu erreichen, ist eine aufmerksame Bedienung des Feuers, möglichst gleichmäßiges Brennmaterial u. ein guter Luftzug nöthig. In vielen Fällen liegt die Ursache einer größeren Rauchbildung auch in der mangelhaften Anlage der Feuerung, wenn die einzelnen Theile derselben (Rost, Feuerraum, Züge, Schornstein) nicht in richtigem Verhältniß zu einander stehen, so daß entweder zu wenig od. zu viel Zug erzeugt wird. Namentlich ist es der Rost, auf welchen man seine Aufmerksamkeit zu richten hat. Die sowohl in gesundheitlicher, wie ökonomischer Beziehung wichtige R. wurde zwar schon seit ziemlich lange, in neuester Zeit aber (bes. in England nach dem 1854 in London erschienenen Rauchverbietungsgesetze, dem ein ähnliches in Frankreich folgte) vielfach angestrebt; sehr viele Patente wurden darauf ertheilt u. hin u. wieder einige Erfolge erzielt, doch ist diese Frage, mit welcher die Speculation auf Brennmaterialersparniß Hand in Hand geht, bis jetzt noch nicht vollständig gelöst. Alle Rauchverbrennungseinrichtungen od. rauchverzehrenden Feuerungen lassen sich nach folgenden Gesichtspunkten eintheilen: A) die Feuergase u. unverbrannten Theile des frisch aufgeworfenen Brennmaterials werden einer größern Wärme ausgesetzt u. dadurch verbrannt. Man sucht dies zu erreichen: a) indem man dieselben über ein zweites, besonderes Herdfeuer mit entgasten Kohlen (Coaks, Holzkohlen) od. b) über eine Schicht brennender Coaks auf denselben Rost leitet (Kettenroste). Feuerungen der erstern Art (System de Buzonière, ausgeführt von Fairbairn) sind einfach u. haben sich als zweckmäßig erwiesen, daher findet man sie am häufigsten in Anwendung. Es sind dies die sogenannten Doppelherde od. Doppelroste, bei denen sich zwei, durch eine Chamottewand getrennte Feuerungen neben einander befinden, welche nun abwechselnd beschickt werden. Während das Feuer des einen Rostes in vollem Gange sich befindet, wird auf dem zweiten frisches Brennmaterial aufgegeben; die hierbei sich jedesmal erzeugenden unverbrannten Gase u. mit fortgerissenen Kohlentheilchen werden nun weiter hinten von der Flamme des andern Feuers verbrannt. Beide [847] Feuerungen dürfen indessen auf nicht zu große Distanzen von einander getrennt sein, damit die Feuerluft des einen Herdes noch heiß genug ist, um den Rauch des andern zu verzehren. Ähnlich ist die Corbinsche Feuerung, bei welcher der Feuerherd in drei Theile getrennt ist, deren mittlerer eine mit feuerfesten Ziegeln belegte Fläche bildet, auf welcher das frische Brennmaterial aufgeschüttet, durch die Hitze der seitlichen Herde vorgewärmt u., wenn es glühend geworden, zum Beschicken derselben verwendet wird, während die entwickelten Destillationsproducte durch die vereinigte Flamme beider Roste verbrannt werden. Bei der zweiten Art geschieht die Verbrennung der Rauchsubstanzen mit Hülfe des Kettenrostes (System Tailfer). Die Rostfläche, welche hier aus kurzen, kettengliedartig verbundenen Roststäben besteht, ist beweglich u. läuft über zwei am vordern u. hintern Ende eines wagenartig in den Feuerraum zu schiebenden Gerüstes angebrachten Rollen. Nahe über dem vordern Ende des Rostes, welcher durch Riemenscheiben langsam in Bewegung gesetzt wird, befindet sich der mit gleichmäßig geschlagenen Kohlen gefüllte Schüttkasten, der seinen Inhalt in Folge der Bewegung des Rostes gleichmäßig auf diesen vertheilt. Die auf der Mitte des Kettenrostes am lebhaftesten brennenden Kohlen wärmen die vorderen aus dem Schüttkasten auf den Rost gelangenden Kohlen vor u. verbrennen die allmälig entstehenden Destillationsproducte derselben; am hintern Ende des Rostes fallen die ausgebrannten Kohlen u. Schlacken von selbst in den darunter befindlichen Aschenfall. c) Indem man die Feuerluft über eine hinter dem Roste befindliche Schicht von glühendem porösem Material, z.B. Chamotteröhren, Bimsstein etc. hinwegleitet, od. d) durch eine, unter der aufgeworfenen Kohle liegende glühende Coaksschicht führt (Heizung von oben nach unten, Roste mit umgekehrter Flamme). Unter die letztere Kategorie gehören die Feuerungen mit Treppenrosten, sowie die mit Etagenrosten. Der Treppenrost unterscheidet sich vom gewöhnlichen Roste dadurch, daß die Roststäbe bei ihm durch breitere Eisenplatten ersetzt sind, welche in Abständen von 1¹/₂– 2¹/₂Zoll stufenförmig über einander angebracht sind. An die unterste Platte schließt sich gewöhnlich noch ein kleinerer Barrenrost; das Brennmaterial wird nun beim Aufgeben über diese stufenförmig nach hinten zu abfallenden Rostplatten vertheilt, die Zwischenräume der Platten gewähren der frischen Luft überall genügenden Zutritt u. das unten auf dem Barrenrost am lebhaftesten brennende Feuer verzehrt zugleich den Rauch des auf den oberen Schichten liegenden Materials. Durch solche Treppenroste wird, wegen der innigen Mischung der Gase mit atmosphärischer Luft, in den meisten Fällen eine rauchfreie Verbrennung erzielt; außerdem gewähren sie den Vortheil der Benutzung von kleinstückigem Material, z.B. Braunkohle. In ähnlicher Weise sind Etagenroste eingerichtet, nur sind hier die Zwischenräume größer u. zu etagenförmig über einander liegenden, hinten offenen Fächern erweitert, welche sich nach hinten zu treppenartig abstufen. An das unterste längste Fach schließt sich wieder ein Barrenrost, der unmittelbar, wie beim Treppenroste, vor der Feuerbrücke liegt. Das Brennmaterial wird durch die oberhalb befindliche Feuerthüre eingegeben u. bildet eine nach hinten abfallende schräge Fläche, mit welcher die durch die Fächer streichende atmosphärische Luft in innige Berührung kommt u. so eine vollkommene Verbrennung erzeugt. e) Auf demselben Principe beruht endlich noch die Pultfeuerung, bei welcher die Heizung von unten nach oben stattfindet; der Rost ist hier nach hinten schräg ansteigend (Pultrost) u. das Brennmaterial wird von vorn nach hinten auf den Rost hinausgeschoben, was meist mit Hülfe, zum Theil complicirter mechanischer Vorrichtungen geschieht. Es wird hier ebenfalls erst vorgewärmt, allmälig verkokt u. verbrannt, wobei die entstehenden u. etwa unverbrannt entweichenden Gase oberhalb die Flamme nochmals durchstreichen müssen. Hierher gehört auch der Dumery'sche Apparat mit nach der Breite zu wellenförmig gekrümmtem Roste, auf welchen das Brennmaterial mittelst Mechanismus von unten nach oben geschoben wird, wobei derselbe Vorgang wie vorhin stattfindet. Zu beiden Seiten des Rostes befinden sich mit Kohlen gefüllte, verschlossene Schüttkästen, die das allmälig sich vorwärmende Material den Schiebern zuführen, von denen es in bestimmten Zwischenräumen dem Roste zugeschoben wird.

B) Die Gase werden durch Einführung frischer atmosphärischer Luft in den Feuerraum entzündet (Prideaux'sche Feuerung, wobei der Luftzutritt durch eine bes. hierzu construirte Feuerthür, u. Feuerung von Wye Williams, wo er in seinen Strahlen durch Öffnungen in der Feuerbrücke erfolgt). Diese hier gestellte Aufgabe, welche, in gewisser Beziehung aufgefaßt (s. unten), zu den rationellsten Rauchverbrennungsapparaten führt, hat wohl die meisten Lösungsversuche aufzuweisen. Die Einführung der Luft in den Feuerraum unmittelbar vor od. hinter der Feuerbrücke erfolgt auf verschiedene Weise, z.B. durch hohle Roststäbe (Hosking's Ofen), welche nach vorn offen sind, die durch dieselben strömende Luft erhitzen u. hinten in einen Kanal einführen, von wo sie dann durch aufsteigende kleinere, in der Feuerbrücke ausmündende Kanäle in die Feuerluft strömt u. durch ihren Sauerstoff alle unverbrannt gebliebenen Theile derselben verbrennt. Bei andern Feuerungen wird die Luft durch, in der Mauerung angebrachte Kanäle eingeführt, welche sich in einem gemeinschaftlichen Kanal unter od. innerhalb der Feuerbrücke vereinigen, von wo aus die Luft durch kleine Öffnungen in die Feuerluft strömen u. mit derselben sich innig mengen kann. Bei Wye Williams u. Parker ist unmittelbar vor der Feuerbrücke ein gußeiserner Kasten angebracht, welchem frische Luft von außen zugeführt wird, u. aus welchem sie dann erwärmt durch in dem schräg ansteigenden Deckel angebrachte Öffnungen od. durch einen Spalt in der Hinterwand austreten kann. Der Prideaux'sche Apparat gestattet, ohne irgend eine Veränderung wie beim Schüren der gewöhnlichen Ofen, daß dem Ofen, außer der durch die Rostöffnungen strömenden Luft, durch die Feuerthür selbst noch eine besondere Luftmenge zugeführt wird, welche sich aber in dem Maße durch eine mechanische Vorrichtung vermindert, als die Verbrennung vorrückt u. das Brennmaterial verkohlt, endlich ganz aufhört, wenn die durch den Rost strömende Luft zur Verzehrung des Rauchs schon hinreichend ist. Prideaux bewirkt dies durch eine mit Jalousien versehene Feuerthür, deren Öffnungen beim Aufgeben des Brennmaterials am weitesten sind, welche sich aber allmälig verengen u. zwar durch den Ausfluß eines außerhalb befindlichen Wasserbehälters, auf welchem ein Deckel sitzt, der mit der Jalousienstange in Verbindung[848] steht u. beim Hinabsinken dieselbe gabelartig hebt u. so die Jalousienöffnungen allmälig schließt. Die Dauer des Wasserausflusses muß durch Versuche mit der Dauer der Rauchentwickelung übereinstimmend gemacht werden (gewöhnlich 4–8 Minuten). Bei den Feuerungen mit Lufteinführung ist wohl zu beachten, daß nur während des Aufschüttens von frischem Material, also während der Dauer der Rauchbildung, eine Zuführung von mehr Sauerstoff von Wirkung sein kann; daß aber eine ununterbrochene Luftzuführung unstatthaft ist, da sie die Feuerluft zu sehr abkühlt u. nun erst recht Rauch erzeugt. Man hat endlich versucht, R. durch Einspritzung von Wasser od. von Wasserdampf in den Feuerraum vom Kessel aus zu bewirken (Apparate von Ivinson, Evans, Chappe).

C) Feuerungen, bei welchen das Brennmaterial in einem besonderen Raume zuerst in brennbare Gase verwandelt, mit Luft gemischt u. dann unter dem Dampfkessel verbrannt werden. Man nennt derartige Anlagen Gasapparate (ausgeführt von Beausumet). Bei diesen allerdings kostspieligen Anlagen wird Gas, in einem besondern Ofen erzeugt, als Feuerungsmaterial benutzt, welches nun. mit rauchloser Flamme verbrennt. Man benutzt Öfen dieser Art zur Gasbereitung selbst, zur Heizung von Glasöfen (vgl. Ofen I.). D) Endlich sind noch die zuerst von Joseph Jopling vorgeschlagenen Einrichtungen zu erwähnen, bei denen die Feuerluft durch lange, mit Wasser gefüllte Leitungen geführt u. in diesen der Rauch durch Waschen u. Abkühlen niedergeschlagen wird. Da aber hierbei durch die Abkühlung der Zug des Schornsteines verloren geht, mithin auch kein Schornstein nöthig wird, so muß mittelst aufgestellter Ventilatoren die frische Luft nach dem Roste u. die Feuerluft nach den Wasserleitungen getrieben werden. Bei großen Anlagen werden die Kosten dieser Ventilationseinrichtung durch Entbehrlichwerden eines hohen Schornsteins bisweilen gedeckt. Hierher gehört auch die von Leroux vorgeschlagene Vorrichtung zum Waschen des Rauches bei Kaminschornsteinen. Eine ähnliche von Rose in einer Sodafabrik eingeführte wirksame Einrichtung besteht darin, daß der Rauch durch mehre im Schornstein über einander angebrachte durchbrochene Platten hindurchgeht, auf welche von oben herab kaustische Sodalauge aus einem obern in ein unten befindliches Reservoir tropft, wodurch die Feuerluft ihrer Kohlensäure entzogen u. der Rauch niedergeschlagen wird. Bei den meisten der in Vorschlag od. Anwendung gebrachten rauchverzehrenden Feuerungen treten diese verschiedenen Principien in mannigfacher Weise combinirt auf; viele derselben aber sind ihrer Complicirtheit u. Unbrauchbarkeit wegen in Vergessenheit gekommen, wenige nur haben sich dauernden Eingang verschafft. Unter den letztern ist bes. der Stolle-Seidler'sche Apparat hervorzuheben, dessen Princip im Wesentlichen darauf beruht, dem Brennmateriale gerade nur so viel Sauerstoff der atmosphärischen Luft zuzuführen, daß alle brennbaren Theile desselben in entzündete Gase od. Flamme verwandelt werden. Es stellt sich bei Anwendung des Apparates eine Brennmaterialersparniß von 20 Procent u. eine bedeutende Verminderung der Rauchbildung heraus; die Rostfläche ist etwa um ¹/₃ kleiner, als sie bei andern Feuerungsanlagen allgemein angenommen wird, u. besteht je nach der Größe der Anlage aus einem od. zwei Herden.