Амос Фрайс - Химическая война

Третьим источником для поглощающего угля были тропические орехи "слоновой кости" (ivory nuts), употребляемые в. большом количестве фабрикантами пуговиц. Этот материал мог доставляться в количестве 400–500 тонн в месяц и применялся после очистки от сора; но он был слишком дорог, так как при нормальных условиях шел на изготовление молочной кислоты.

Чтобы обеспечить производство угля достаточным количеством сырья, в качестве вспомогательных материалов употреблялись косточки абрикосов, персиков, вишень и скорлупа грецких орехов с берегов Тихого Океана. Американский Красный Крест начал с 13 сентября 1918 года их сбор по всей Америке. С этого времени и до заключения мира было собрано около 4000 тонн перечисленных материалов. Сборщики обращались ко всему населению Соединенных Штатов со следующим призывом: "помогите нам дать солдату хороший противогаз".

Как указывалось выше, первый уголь был изготовлен из красного кедра. Хотя при опытах с хлором он дал весьма удовлетворительные результаты, но против хлор-пикрина оказался бессильным. Для дальнейшего улучшения угля было желательно иметь некоторые руководящие теоретические данные. Считалось общепризнанным, что главным условием активности является мелкая пористость.

Действие угля зависит от его поглощающей способности, которая находится в зависимости от пористости. Чем больше поверхность угля по сравнении с его массой, т.-е. чем сильнее пористость и мельче зерна, тем большую ценность получает уголь. Еще другой фактор, повидимому, играет значительную роль. В виде гипотезы, Чаней высказал предположение, что активный уголь может быть получен по удалении из него углеводородов, которые, как он думал, должны образоваться при процессе обугливания. Так как углеводороды очень слабо летучи, то они препятствуют поглощению других газов или паров активным материалом. Для доказательства уголь красного кедра был нагрет в бомбе, соединенной с насосом, который высасывал из нее воздух. Хотя карбонизация, угля была произведена при 800°, различные газы и пары начали выделяться из него, начиная от 300°, и по охлаждении конденсировались в виде кристаллических пластинок.

Этот опыт не только подтвердил существование в угле соединений с водородом, но и показал, что одним из путей удаления углеводородов для архивирования угля является обработка его посредством окислителей.

Последние опыты убедили Чаней, что существуют две формы угля — "активная" и "неактивная"; активная форма характеризуется высокой способностью к поглощению газов, в то время, как неактивная форма этого свойства не имеет. В общем, температура, при которой образуется активная форма, лежит ниже 500–600 °C. Эта форма легко подвергается действию окислителей, в то время как бездеятельная форма обладает большей устойчивостью. Уголь, состоящий из слоев абсорбирующих и слоев углеводородов, известен под названием "первичного". Антрацит и смолистый уголь являются природными первичными углями, между тем как кокс содержит значительное количество неактивного угля, вследствие разложения углеводородов во время процесса приготовления.

"В виду изложенного, приготовление активного угля, очевидно должно было заключать в себе две стадии:

"Первая — образование пористого, аморфного угля при сравнительно низкой температуре.

"Вторая — удаление поглощение углеводородов из первичного угля и повышение его ноздреватости,

"Первая часть работы не представляет серьезных затруднений. Она состоит в сухой перегонке дерева или подобных ему материалов при сравнительно низкой температуре. Следует избегать отложения неактивного угля, получающегося от распада углеводородов при высокой температуре. Полученное вещество закладывается тонкими пластами в реторту, чтобы по возможности уменьшить соприкосновение углеводородных паров с раскаленным углем. Затем большую часть углеводородов удаляют прежде чем температура повысится до опасных пределов. Надо поддерживать медленное отсасывание, чтобы не допустить просачивания воздуха извне, но прибегать к окислению для повышения устойчивости угля не следует, так как это может быть выполнено при лучшем контроле и с меньшей потерей вещества в осо6ом процессе.

"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.