Coal is wood his properties and history of proizvodstva*

- Charring of combustible materials - tree, peat of fossil coals (coking) the receipt of fuel has for an object with a pirometricheskim effect greater, than the taken combustible material. Try to delete hygroscopic water, oxygen, sulphur with the possibly less loss of hydrogen and carbon the process of charring. A main condition, answering such task, is stopping of access of air or, at least, his possible limitation. Thus aim to get a product (At.), consisting only of carbon and hydrogen - combustible elements of fuel; in him also there is an ash which can not be remote the process of charring. It is very important, consequently, exact knowledge of amount and quality of product of charring depending on the terms of process and, mainly, from the height of temperature. In that behalf, foremost, it is necessary to mean that affinity of carbon to oxygen increases with a temperature and, consequently, than higher last, the more so oxygen will move away in a kind With and So2 and that less him it will be as water; At. decomposes water at a high temperature, forming the oxide of carbon and hydrogen. In addition, So2 passes in With also with spending of carbon; on all of these reasons an amount of coal, stopping behind after prokalivaniya, will be the more so, than below there was a temperature; output of volatile products, gases and steams increased with a temperature, thus every temperature is answered by some system of gases and steams, being in a state of chemical equilibrium; the increase of temperature conduces to decomposition of the already got bodies and regrouping of elements, at what, generally speaking, an amount diminishes liquid (vaporous) and the amount of gaseous products is increased; in theory, at a further increase will get only elements With, N, O. Vvidu it, if wish to get mainly At., that incandescence is conducted slowly at a comparatively low temperature; if mean tar and in general volatile products, a temperature must be enhanceable and a process is a speed-up. Nitrogen, if he was in a fuel, submits a general rule: at a low temperature he is selected in connections with N, at high - in the free state. The process of incandescence without access of air (by a fire or overheated steam) in the closed vessels carries the name "Dry distillation" (see is Tree) and conducted, when collect not only At., but also liquid products (tar). A receipt actually of charcoal is more frequent made with participation air (fire, yamnoe, stove uglezhzhenie), but under the condition of such regulation of his influx, that the complete burning was impossible, and the action of him was taken only to development of heat in such amount, what is needed for charring. About influence of temperature on an amount and composition of got At., and also quicknesses of incandescence and pr. see in an item Tree. The table resulted there gives results for the very wide limits of temperature: from 160° to melting of platinum (near 1775°). From it evidently, that even at a maximal temperature got At. all the same contains hydrogen and oxygen yet (1,55% in a sum). Thus, from the taken amount of tree remains only 15% remain (At.), and actually carbon - only 14,47%.

The following table shows, how many carbon remains in a remain and how many passes to the products so naz. gazenfikacii At., I.e. in the gaseous products of decomposition. In spite of some errors, led in this table of number clear give a that result, that, at first, main gazenfikaciya At. goes to 400°, and then almost halted, and secondly, that carbon remains (as a hard remain) less than 1/3, and 2/3 leaves in form gaseous products; even at 350°, I.e. at a temperature which can be considered initial for a receipt At., already remains only 47,19 carbon, I.e. less than half of amount of him, former in a tree. Track., most output At., I.e. % him from a tree (buckthorns), 31,53% makes. Output At., except for a temperature, depends also and from the sort of tree.

-

Pereuglivanie of tree in a large kind it is closely related to delivery of raw material: if delivery is well-to-do by water or per (in America dear for podvozki - portable, narrow-gauge) rail, can develop so naz. central uglezhzhenie is in permanent stoves or similar to them devices, as though Dromarovskogo of fire. Otherwise the place of pereuglivaniya can not remain permanent, and then pereuglivanie is conducted in the fires of different forms, pits and portable stoves (stove Pyatnickogo). Delivery of firewoods to the stoves, in the case of central uglezhzheniya, requires large charges and difficult devices. For us it is usually organized through water-ways - by an alloy [E.g., on Ural for mountain factories.]. Firewoods are chopped on the vast areas of forest summer residences, transported to the banks of the rivers and to on delivered by him to the stoves. That during a way they were not stranded, did not stick on banks and proch., on the river settle down so naz. "zaplavni" (tablas. f. 1) is a sort of artificial river-bed, the banks of which consist of logs, CPLD chains and retained on anchors; zaplavnyami firewoods go these ten of versts from the place of deck-house to the stoves. Placed, the stations settle down on a way, for unloading, if it is needed, by machines (wood elevators) or by hand, on an eventual point there is "zapan'" (figs. 2), consisting of row of wooden bulls, partitioning off the river, and in some distance after them - from a barrier, consisting of poles. Firewoods go a mineral "deposit", main mass them stays too long bulls, and other - by poles. Sometimes by force of flow firewoods of sgruzhivayutsya at zapaney insomuch, that filled to the bottom, what the necessity of durable device of such barrages is clear because of. From elevators to the factory firewoods are delivered on a railway or on horse. Another way of delivery, practiced in some mountain localities (in Austria), consists of device of the whole system of sloping chamfers on which firewoods go down in winter. Chamfers obmorazhivayutsya, and on the layer of ice firewoods move sometimes with enormous speed downward. Here on the way of firewoods the "stations" settle down also, forks and proch. Clearly, that this method of delivery can have the only limited application. Finally, delivery on portable zhelezn. to the roads, as in America, even there does not cause large central uglezhzheniya, but taken to the sparse groups of stoves, no more than 12-ti in a group, otherwise it, on distant distances, would treat too expensive.

COAL IS WOOD.

1. Zaplavni. 2. Zapan'. 3. Stand-up fire. 4. Lying fire. 5 and 6. Fire stove Sokolovskogo in a cut and in a plan. 7. Stove Schwarz.

Pereuglivanie in fires. The process of such pereuglivaniya is well explained the examples of burning of separate pieces of tree, in that case, when a fire spreads from top to bottom, and in reverse, I.e. when distribution of flame is directed from a top to the bottom. In first case appearing At. undergoes all of time to the action of air, in the second - he is protected from oxidization by the current of gaseous products of burning. Clearly, that in second case At. will turn out more, than in the first. From the basic rules of uglezhzheniya are here got a clear idea of in fires: 1) leaking in air must not pass on appearing U.; 2) the products of burning must also pass incandescent At., because water and carbonic acid, decomposing at a strong heat, also U. Eti burn terms are enough satisfactorily executed in fires (heaps), where air moves from below through firewoods to conflagrant part, and the products of burning go out on interphases between At. and by firewoods to the vents. The last takes a place because a semicharry tree has more than intervals, than At., already caked-on, from one side, and firewoods, densely put - with other. Fires, on the method of laying of firewoods, are stand-up, lyings and middle, combining both methods of laying. A place of laying of fire (current) must not be neither very rawly nor dryly; perekapyvayut him for the delete of stone, roots and turf and even. Better, if soil is loamy (loose loam), and yet better, when a current is already covered coal garbage (old current), because on a new current burned out on 15 - 20% less, than on old. Sometimes (Garc) such current is enclosed a pletnevym fence.

Stand-up fire. A stake or three boards with cross-bars, formative a pipe put in a center a future fire (figs. 3). In first case, from the sole of stake conduct a horizontal channel, office worker for lighting of heap, in the second (Tyrol method) - a pipe serves for this purpose. Logs put upright, usually in two tiers, carefully avoiding emptinesses and large intervals; in overhead part logs are horizontal (chepec of fire); laying is concluded, zasypaya emptinesses garbage, mortgaging their shallow ice-holes, by twigs and proch., whereupon do the overlay of fire, protecting him from access of air. It consists of brushwood and turf, turned a grass to the firewoods. Foundation of fire has the area uncovered a turf in 4 - 8 tops. Over a turf, facing is done yet from sand, clay earth or, more frequent than all, from mixture of earth with the moistened coal change (hold-out, blackening). An overlay on "chepce" is done thicker for blocking up of passage-way of air; on sides it is 3 - 5 vrsh. Fires do from 11/2 to 8 sazh. by a diameter; at large fires attitude of surface toward a volume less, than at small, and, track., less and cooling. Logs are taken in 11/2 - 3 arsh. lengths at a thickness about 4 vrsh.; firewoods must be winter deck-house, as better dryings out; a volume of heap is from 2 to 30 cube. sazh. Loss of large fires that got At. less designated and work as heavy as lead at them. The best of all fires from 10 to 15 cube. sazh. A fire lights up through a pipe or through a horizontal channel, but in both cases, burning goes from "chepca" to the sole, I.e. from top to bottom. Lighting of fire is made in a windless day, because the first time a supervision after a fire is very difficult. The first action of heat consists of selection of water from firewoods - a fire "sweats", selects heavy rather yellow-grey pair; sometimes into a fire thundering mixture appears in this period and there are explosions; a fire strongly settles, overlays are torn, and that he did not blaze up, it is necessary to equalize, fill up a fire (taking off an overlay), besiege the scorched places and again to cover. This period lasts sometimes more than week (at large fires). The lower, opened area of fire acts part here regulator of process. When going out here pair will be purchased by an empyreumatic sour smell and light color, close and underbody of fire and abandon him so on 3 - 4 days: in a flaming up fire goes to this period of ugleobrazovanie at comparatively insignificant access of air; all of middle part of heap chars; this charry middle has the appearance of cone, turned foundation up; therefore, that to cause burning, at a surface heaps break through on a circumference its openings (svischi) at first at foundation, and then on the middle of height of heap (other row). Sometimes do the 3th row of openings. Openings close as far as appearance of weak bluish smoke and, regulating burning thus, lead to an operation to the end. Heap in a 9 - 15 cube. sazh. requires 10 - 16 days; cooling of heap (after hammering of all of openings a turf) lasts 11/2 - 2 days. An operation ends with taking apart of heap, thus conflagrant yet At. pelt earth and inundate water.

A lying fire (figs. 4) is done from 3 to 5 arsh. breadthways and from 3 to 6 sazh. in length; a height changes from 1 arsh. at one end ("sole") to 6 arsh. at other ("sail"). At the horizontal laying of logs of coal turns out more, but a process goes slower. The width of fire is equal to length of obuglivaemykh blocks (logs), thus for the closeness of laying the last must be very good value and, track., very valuable. Because of it, in spite of the fact that output At. here in 9/5 time more, than at a stand-up fire, this method is suitable only wherein the forest does not have a high price yet (Russia, Sweden, Shtiriya). A fire-control is made and here by the help of openings, broken through gradually from a "sole" to the "sail". As far as charring, a lower end (ready At.) is taken apart, extinguish and close again, while a fire will not turn out cube, then choice At. halt and an operation is concluded in regular fashion, as for stand-up fires.

During very careful work fires can give to 26% At., but 15 - 17% get usually; the care of fire and weather present two main influences, changing the output of U. Pri fire uglezhzhenii of neither tar nor arboreal acid it does not turn out that rises the price U.; because of it there were attempts to collect these products by the improvement of this method, but they do not have a serious value and in the best cases present only a transitional form to stove uglezhzheniyu. So, for collecting of tar lay out a current a brick with skates to the middle, where do deepening, and from him underground channel to collection of tar; there is a 1 cube at a gum-wood. sazh. gives him from 3 to 10 pd. tar, or from 2 to 7%, here all of arboreal acid all the same is lost. To see the degree of unadvantage of such method, it is enough to compare him to dry distillation of tree in retorts, thus turns out in % on a tree:

Практиковались приспособления и для собирания древесной кислоты (в виде воронок, приставленных к куче широким концом, с отводом к холодильнику из узкого), но в результате получалось только около 14% древесной кислоты в 2°.

Обугливание в ямах имеет в виду деготь, а не У. (Швеция, Россия, Китай); употребляется при этом смолистое дерево. Яма коническая, с подземным отводом дегтя; дерево помещается стоймя, покрышка дерновая.

Печное углежжение. Печи для выжигания У. можно разделить на три группы: 1) отапливаемые загруженным в них материалом (костровые), 2) имеющие отдельную топку, 3) камерные и ретортные, где продукты горения топок не приходят в непосредственное соприкосновение с обугливаемым материалом. Как пример костровых печей, может служить печь Соколовского, весьма распространенная на Урале (фиг. 5 и 6). Это кирпичная четырехугольная печь с цилиндрическим сводом, вместимостью на 2 — 3 куб. саж. Печь имеет два лаза, вверху и внизу (1 и 4), для загрузки и выгреба, и два ряда отдушин (5 — 5) у основания свода в самом низу для управления горением. Перед печью вырывают ров (2), где помещается рабочий перед особым отверстием (3) для зажигания печи. Вся она покрыта деревянным навесом. Из описания видно, что печь эта есть не что иное, как постоянная покрышка костра; переугливание ведется так же, как в кострах, и по способу кладки, и по манипуляции с отверстиями. Печь разжигают, после чего закрывают заслонками все отверстия, замазывают их глиной и оставляют открытыми только отдушины. Через 36 часов закрывают верхние отдушины, а еще через 36 час. и нижние. В качестве примера 2-й группы печей приведем печь Шварца (шведская) с отдельными топками (фиг. 7). Вместимость ее около 17 куб. саж.; она отапливается двумя или четырьмя топками, расположенными в самых стенах камеры; продукты горения поступают в печь по каналам с, с и обугливают дерево; продукты сухой перегонки по железным трубам g и е идут в резервуар f (деготь) и в холодильник h, а не сгустившиеся уходят далее в дымовую трубу. Третий тип печей — ретортные — употребляется только в том случае, когда главная цель переработки дерева — жидкие и газообразные продукты его перегонки, или когда необходимо получить У. специальных качеств (так назыв. печь Виолетта), напр., для приготовления пороха. Ввиду этого, многочисленные типы ретортных печей с вертикальными и горизонтальными ретортами из чугуна, железа и шамотной массы относятся до сухой перегонки дерева, что же касается собственно древесного У., получаемого в ретортах, то следует заметить, что по качествам он не уступает лучшему печному, а по количеству из кубической сажени дров в вертикальных ретортах получается около 15 куб. арш. У. или 55% объема; выход его по весу составляет 20% — 22%. Остается упомянуть о попытках применить к углежжению шахтные печи с целью непрерывного (периодического) получения У. На опытной станции по углежжению в Златоусте испытывалась шахтная печь Попова. Нижняя часть шахты, отделенная заслонкою от верхней, назначалась для охлаждения У.; загрузка дров производилась сверху, управление огнем — отдушинами, находившимися выше нижней заслонки; сифонная тяга отводила продукты перегонки в холодильники, а не сгущаемые должны были идти на отопление паровиков и проч. Отодвигая заслонку, заставляли У. падать в нижнюю камеру, где он и охлаждался, а затем выгребался; в то же время сверху печь догружали дровами. Печь, основанная на подобных же началах, была поставлена еще на Сысертском заводе. Нельзя не отметить такого рода форму переугливания как наиболее рациональную, а вместе с тем и наименее распространенную.

У., полученные из печей и выжженный в кучах — костровый, по мнению многих, сравнивавших их для металлургических целей (на Уральских горных заводах), не тождественны. Одни находили преимущество в печном, другие — в кучном У.; несомненно только то, что печной У. менее вошел в обиход и потому менее изучен, но удобства, представляемые центральным углежжением (немыслимым без печей), несомненно, дают много шансов печному У. перед костровым. Различие в У. сказывается не только от способа выжига его, но даже просто от того, свеж ли У. или уже давно выжжен; предпочтение для доменной плавки дается лежалому У., что объясняется, вероятно, способностью У. поглощать кислород в своих порах (см. ниже).

Свойства древесного У. Древесный У. представляет пористую массу с раковистым изломом, сохраняющую структуру дерева. Хорошие сорта его блестящего черного цвета с синеватым отливом отличаются звонкостью при ударе и пронизаны по всем направлениям, а преимущественно радиальными трещинками. Этих трещин в нем обыкновенно тем больше, чем скорее велось обугливание, и такой У. менее плотен. Кажущаяся плотность древесного У. (т. е. вес единицы объема У., как он есть — со всеми заключающимися в нем порами, или так наз. иногда гравиметрическая плотность) зависит от сорта дерева: плотные породы дают и плотный У., мягкие — мягкий; кажущаяся плотность первого — от 0,20 до 0,24, второго — от 0,16 до 0,17; так, напр., по Гассенфрацу, 1 куб. м березового У. весит 203 кг, липового — 160 кг, елового — 176 кг, букового — 183 — 187 кг. Что касается истинной плотности древесного У., то она возрастает с температурой, как это видно из прилагаемой таблички (Виолетт).

До температуры 340° остаток накаливания есть только более или менее измененное дерево, что видно уже из того, что плотность его не возрастает, а уменьшается, т. е. идет разложение, не сопровождаемое еще спеканием — уплотнением остатка, которое и можно принять за характеристику остатка уже как У. Параллельно с увеличением плотности, а следовательно, и с температурой, уменьшается способность У. поглощать воду и его воспламеняемость и увеличивается теплопроводность.

По опытам Nau, У. из мягких пород дерева отличается значительно большей гигроскопичностью, чем У. твердых пород. Так, в воздухе, насыщенном водяными парами, по прошествии 24 час. 100 частей свежепрокаленного дубового У. поглотили 4,28 ч. воды, березового — 4,40 ч., кленового — 4,80 ч., соснового — 5,14 ч., ивового — 8,20 ч., елового — 8,90 ч., У. итальянского тополя — 8,50 ч., а черного тополя — 16,3 ч. Вообще же в среднем различные древесные У. (свежие) поглощают 7 — 12% (по весу) влажности и газов воздуха. Благодаря своей пористости древесный У. способен поглощать также и газы, и некоторые из них в весьма значительном количестве. Так, он, напр., поглощает почти равный своему весу вес хлора, или 490 его объемов (Мельсан). В след. табличке приведены поглощаемые древесным У. объемные количества других газов на 1 его объем:

Количество поглощаемого У. газа возрастает с давлением (и ему приблизительно пропорционально) и уменьшается с повышением температуры (этими обстоятельствами, по-видимому, и обуславливаются разницы между данными разных исследователей, приведенными в таблице). Убыль с температурою количества поглощаемого газа неодинакова для различных газов, как это видно из следующего (Гунтер):

 +380509152958 Oleg