Geschichtliches zum Karbid

Im Buch "Das moderne Beleuchtungswesen" von H. Lux, 1914, Verlag von B. G. Teubner in Leipzig ist zu lesen:

Das Azetylen erzeugt von allen brennbaren Gasen die intensivste Leuchtflamme. Als es daher Mitte der neunziger Jahre des vorigen Jahrhunderts [Anm.: also um 1895] gelungen war, das Kalziumkarbid, das Rohprodukt für die Azetylenerzeugung, im elektrischen Ofen relativ billig herzustellen, schoß mit einem Schlage eine gewaltige Azetylenindustrie ins Kraut. In kleinen Ortschaften wurden Azetylenzentralen gebaut und besonders für die Beleuchtung einzelnstehender Gebäude, bei denen ein Anschluß an eine Gasanstalt oder ein Elektrizitätswerk nicht möglich war, wurden Azetylenbeleuchtungsanlagen in großem Umfange errichtet. Die großen in das Azetylen gesetzten Hoffnungen haben sich jedoch nicht realisiert. Das Licht kam zu teuer; bei der Bedienung der Azetylenerzeuger, die häufig von technisch ganz ungebildeten Leuten gebaut wurden, traten nur zu oft Störungen ein; und schließlich verhinderten auch zahlreiche, folgenschwere Azetylenexplosionen die weitere Ausbreitung der Azetylenbeleuchtung. Heute spielt das Azetylen eine wesentliche Rolle nur bei der Speisung von Fahrzeuglaternen und in der Metallbearbeitung. Besonders für den letzten Verwendungszweck ist das Azetylen unübertroffen, da eine mit Sauerstoff gespeiste Azetylenflamme eine überaus hohe Temperatur (etwa 2800°C) zu erzeugen gestattet.
Die Darstellung des Azetylengases ist recht einfach. Man braucht nur Kalziumkarbid und Wasser aufeinander einwirken zu lassen, um sofort Azetylen zu erhalten. Der chemische Vorgang vollzieht sich nach der folgenden Gleichung:

CaC2	+	2H2O	=	C2H2	+	Ca(OH)2
(Kalziumkarbid)	+	(Wasser)	=	(Azetylen)	+	(Kalk)

Die Azetylenapparate sind demnach auch sehr einfach. Der beste und einfachste Apparat besteht aus einem geschlossenen Wassergefäße, in das von Zeit zu Zeit durch eine verschließbare Einwurfsöffnung Kalziumkarbid hineingeworfen wird. Das sich sofort bildende Azetylen wird nach Reinigung von Phosphorwasserstoff, Schwefelwasserstoff, Siliziumwasserstoff usw., die sich aus den von unreiner Kohle und unreinem Kalke herrührenden Verunreinigungen des Kalziumkarbides und der Kohle bilden, in gewöhnlichen Gasbehältern aufgefangen und kann sofort zur Verwendung gelangen. Bei den tragbaren Azetylenapparaten läßt man noch einfacher Wasser tropfenweise auf eine Schicht von Kalziumkarbid auffallen, und das sich entwickelnde Azetylen wird ohne weitere Reinigung und Aufspeicherung verbrannt.
Das Azetylen wird meist zur Erzeugung offener Flammen benutzt. Da das Azetylen sehr kohlenstoffreich ist, so müssen diese Flammen äußerst dünn sein, weil sie sonst stark rußen würden. Das Azetylen besitzt eine Verbrennungswärme von 13 900 Kalorien pro Kubikmeter. Der spezifische Verbrauch beträgt etwa 1 l per HK_o. Da aus 1 kg Kalziumkarbid rund 300 l Azetylen erzeugt werden können und das Kalziumkarbid per Kilogramm rund 40 Pf. kostet, so ist die Azetylenbeleuchtung recht kostspielig. Auch die physikalische Ökonomie ist ganz wider Erwarten schlecht. Der spezifische Verbrauch beträgt 15,9 Watt/HK_o. Von der aufgewendeten Energie werden nur 0,65 % in Licht umgesetzt. Von der Gesamtstrahlung in den Raum kommen 6,36 % auf das Licht, die übrigen 93,64 % auf Wärmestrahlen.

Im Buch "Lichter und Leuchter - Entwicklungsgeschichte und Technik eines alten Kulturgutes"
© Trilux-Lenze GmbH + Co KG, 1987, finden sich folgende Informationen:

Azetylengasbeleuchtung
Gegen Ende des 19. Jahrhunderts wurde in besonderen Gasanstalten ein Gas erzeugt, dessen Leuchtkraft fünfzehnmal heller war als die der Leuchtgasflamme. Dieses sogenannte Azetylengas, das wie das Steinkohlegas eine chemische Verbindung von Kohlenstoff und Wasserstoff mit einem Kohlenstoffanteil von 92 % war, entstand, wenn man Kalziumkarbid mit Wasser zusammenbrachte. Kalziumkarbid, ein steinartiger, an sich nicht brennbarer Körper, wurde durch Zusammenschmelzen von Kalk und Kohle bei einer Temperatur von 3500°C [Anm.: diese Zahl kommt mir etwas hoch vor - steht aber so im Text.] in elektrischen Öfen hergestellt. Die anfänglichen Versuche, in einem elektrischen Schmelzofen bei hohen Temperaturen Kohle und Kalk zusammenzuschmelzen, hatten eigentlich das Ziel, echte Diamanten auf künstlichem Wege zu erzeugen. Das Kalziumkarbid und das daraus herzustellende Azetylengas waren also zufälliger Entdeckungen, durch die jedoch eine ganz neue Industrie ins Leben gerufen wurde, die Karbid-Industrie. Da die Erzeugung von Kalziumkarbid aufgrund des hohen Elektrizitätsverbrauchs sehr teuer war, war auch das daraus gewonnene Azetylengas teurer als das gewöhnliche Leuchtgas.
Azetylengas wurde in Hausapparaten zur Versorgung des privaten Bedarfs im Haus, in Wirtschaftsgebäuden und Gärten hergestellt, aber auch in Zentralanlagen, die vornehmlich kleinere Städte, in denen sich die Errichtung einer Steinkohlegasanstalt nicht lohnte, mit Azetylen versorgten. In Deutschland wurde die erste Azetylengasanstalt 1898 in Strelitz in Mecklenburg errichtet. 1903 waren 50 deutsche Städte mit Azetylenzentralen ausgestattet.

Größere Azetylenapparate, in denen für mehrere Verbraucher Gas erzeugt wurde, arbeiteten nach dem sogenannten Einwurfsystem:
Das Karbid fiel in ein im Wasserbehälter hängendes Sieb und wurde durch die Einwirkung des Wassers chemisch zersetzt. Der im Wasser enthaltene Wasserstoff bildete mit dem Kohlenstoff eine Kohlenwasserstoffverbindung; der Sauerstoff des Wassers verband sich mit dem Kalzium zu Kalk. Dieser Kalkschlamm fiel durch das Sieb auf den Boden des Behälters, von dem er durch einen Ablaßhahn entfernt werden konnte. Das sich bildende Gas wurde durch ein Ableitungsrohr durch spezielle Reiniger geleitet, in denen es von schädlichen Verunreinigungen befreit wurde. Anschließend wurde es in einem Gasbehälter abgespeichert, aus dem es unter bestimmtem Druck in die Leitungsröhren gelangte.
In transportablen Laternen und Lampen wurde die Azetylenentwicklung kurz vor dem Verbrauch eingeleitet. In diesen Tropfentwicklern, z. B. der Fahrrad- und Autolampen, gelangte das Wasser tropfenweise auf das Karbid, zersetzte es, und das sich entwickelnde Gas wurde unmittelbar nach der Entstehung verbrannt.
Neben dem Tropf- und Einwurfsystem wurden als sogenanntes Berührungssystem Tauchentwickler besonders bei Scheinwerfern größerer Kraftwagen eingesetzt. Hierbei tauchte ein mit Karbid gefüllter, glockenartiger Behälter in das Wasser ein. Das sich entwickelnde Gas hob die Glocke an, so daß das Karbid bei Nichtentnahme des Gases nicht mehr mit dem Wasser in Berührung kam. Die Gasentwicklung wurde dadurch solange unterbrochen, bis das Gas verbraucht war und sich dadurch der Karbidbehälter erneut ins Wasser senkte.

Da Azetylen sehr reich an Kohlenstoff ist, mußte der Flamme reichlich Sauerstoff zugeführt werden, damit sie nicht rußte. Die Brennerkonstruktionen waren vergleichbar mit denen, die für Leuchtgas eingesetzt wurden. Für kleinere Flammen, wie bei Fahrrad- und Wagenlaternen, wurden gewöhnliche Einlochbrenner verwendet. Größere Lichtintensitäten wurden aufgrund der günstigen Berührungsverhältnisse mit Luft mit dem Schnittbrenner und dem Dolanbrenner erzielt.
Obwohl das Azetylen bei Anwendung geeigneter Brenner bedeutend helleres Licht als das Leuchtgas erzeugte, sprachen der Preis und vor allen Dingen auch seine Gefährlichkeit gegen dieses Gaslicht. Vermischte sich z. B. aus undichten Apparaten austretendes Azetylen mit Luft, so war es in hohem Maße explosiv und führte sofort zur Explosion, wenn man es durch irgendeine Flamme oder einen Funken entzündete. Diese Tatsache hatte vor allem am Anfang zu verheerenden Explosionen geführt. Außerdem war das Azetylengas nicht die einzige Alternative zum Steinkohlegas, denn das in Aerogasanlagen erzeugte Luftgas war weitaus weniger explosiv und lieferte besonders die für das Glühlicht benötigte heiße, nichtleuchtende Flamme.

Inzwischen sind alle Arten dieser gasbetriebenen Leuchten bis auf wenige Ausnahmen von elektrischen Lichtquellen verdrängt worden. Damit gehört ein respektabler Abschnitt technischer Entwicklungsgeschichte zur "guten alten Zeit".
© Trilux-Lenze GmbH + Co KG, 1987