Химическая война - [82]

"Вторая часть работы состоит удалении поглощенных углеводородов из первичного угля и является гораздо более трудно выполнимой задачей. Чтобы удалить или разложить оставшиеся углеводороды, требуется продолжительное нагревание при довольно высокой температуре. С другой стороны, улетучивание и распад углеводородов при высокой температуре неизбежно влечет за собой образование неактивного угля, схожего по своему наружному виду с графитом, который не только совершенно инертен и не способен к поглощению, но и плохо поддается окислению. Общим методом, давшим наилучшие результаты, является удаление поглощенных углеводородов посредством комбинированного процесса окисления и перегонки, благодаря чему углеводороды с высокой точкой кипения расщепляются на более летучие вещества и удаляются при менее высокой температуре или при условиях, менее благоприятных для отложения неактивного угля. Расположение угля тонкими слоями и быстрый ток газа применяются для того, чтобы соприкосновение между улетучивающимися углеводородами и раскаленным активным углем продолжалось, по возможности, наименьшее время. Таким путем распад углеводородов при высокой температуре, с последующим отложением неактивного угля, может быть в значительной степени избегнут.

Рис. 67.

Редактор Дорнея для активирования (обработки) кокосового угля посредством пара.

1. Засыпка.

2. Дымовая труба.

3. Заслонка для угля.

4. Платформа.

5. Вход угла в трубу для активации (обработки).

6. Выход пара.

7. Зона активации (обработки).

8. Наблюд. отверстие.

9. Горелка.

10. Вход газа и воздуха.

11. Хромо-ник. трубки.

12. Впуск пара.

13. Хромо-ник. трубки.

14. Камера сгорания.

15. Фланцевые скрепления.

16. Дымовая труба.

17. Перегретый пар.

18. Предохранительный клап.

19. Горелка.

20.. Стружка алюндия.

21. Выход перегретого пара в доменную печь.

"Хотя главною задачей процесса активирования является удаление углеводородов путем окисления и отгонки, но одновременно здесь происходит другая очень важная реакция, а именно окисление самого первичного угля. Это окисление, несомненно, представляет известные выгоды, так как оно утончает стенки твердого угля, расширяет уже существующие в нем пустоты и увеличивает таким образом общую поверхность. Более того, наружные выходы капиллярных пор и трещин при этой реакции становятся шире и значительно облегчают доступ газа во внутренние части угля. Однако, когда раз'едание стенок переходит в уничтожение стенок между отдельными порами, оно скорее уменьшает, чем увеличивает поверхность угля, следствием чего должно являться понижение об'емной активности угля т. е. срока его службы.

"Поэтому ясно, что условия активирования должны быть подобраны и урегулированы таким образом, чтобы быстро окислять углеводороды и медленно — первичный уголь. Такое дифференцированное окисление не легко выполнить, так как находящиеся в угле углеводороды, содержат очень малое количество водорода и поэтому окисляются не легче, чем сам уголь. Сверх того, большинство углеводородов, которые подлежат удалению, заключены внутри зерен угля. С одной стороны, чтобы окислить углеводороды с требуемой быстротой, нужна высокая температура, с другой — нельзя употреблять слишком высокой температуры, если требуется экономно использовать первичный уголь. Допустимые колебания лежат узких пределах 50–70 градусов. Установлению оптимума температуры активирования зависит от выбора окислителя и других переменных; для воздуха она, как оказалось, лежит между 350° и 450° для пара — между 800° и 1.000°.

"Процесс активации воздухом имеет то преимущество, что он требует сравнительно низкой температуры. Его недостаток в том, что при нем происходит местное накаливание и чрезмерная трата первичного угля, вследствие чего получается уменьшение об'емной активности прежде, чем будут полностью удалены углеводороды. Вследствие этого, при обработке воздухом нельзя получить угля высшей активности".

Процесс обработки паром обладает тем недостатком, что происходит при такой высокой температуре, что регулирование ее становится почти невозможным, и возникают другие технические трудности. Его преимущество заключается в отсутствии местного накаливания. Следовательно, углеводороды могут бить удалены в большом количестве без непроизводительной траты первичного угля. Этим путем возможно получать весьма активный уголь.

Рис. 68.

Разрез сырой скорлупы кокосового ореха.

Увеличено в 146½ раз (лин. ув.).

Употребление пара имеет еще то преимущество, что дает равно успешные результаты при обработке всех сортов древесного угля. Материалы более низкого качества, в виду недостатка кокосовых орехов, будучи обработаны паром, давали уголь столь же хороший.

Активация током воздуха, пара и углекислого газа широко применялось Военно-Химической Службой для приготовления угля для противогазов.

Рис. 69.

Разрез обугленной скорлупы кокосового ореха.

Лин. увелич. 146½.

Вышеприведенные данные прекрасно иллюстрируются микрофотографическими снимками, представленными на ряде рисунков, от 68 до 71. Рис. 68 изображает поперечный разрез сырой скорлупы кокосового ореха, вырезанный перпендикулярно его длинной оси. На нем видны плотно сжатые, толстостенные так называемые "каменные" клетки, характерные для всех твердых и плотных ореховых скорлуп. Рис. 69 дает фотографию подобного же сечения той же скорлупы ореха, после ее обугливания. Так как фотографии сняты при вертикальном освещении на темном фоне, то все впадины и пустоты кажутся черными, между тем как самый уголь кажется белым. Из этих фотографий ясно видно, что крупно-зернистая структура, присущая скорлупе, сохраняется почти целиком в продукте обугливания. Рис. 70 и 71 показывают, при более крупном увеличении, обугленный продукт до и после активирования. Как и на предыдущих рисунках, темные места представляют пустоты, имеющие малое, почти ничтожное влияние на поглотительную способность угля; белые места изображают уголь. На рис. 70 (неактивированный) уголь между пустотами кажется почти компактным; на рис. 71 (активированный) он получает определенное зернистое строение. Зернистая структура, ясно видная при большим увеличении (в 1000 раз), показывает, повидимому, то повышение пористости, от которой в действительности зависит поглотительная способность. Фотографии, следовательно, вполне ясно представляют насколько увеличивается пористость вследствие обработки":