До и после Победы. Книга 1 (СИ)

Из тонны торфа выходит 300-400 килограммов полукокса, который затем используется как топливо для печей - для обогрева помещений, сушильных и даже промышленных - полукокс, по сравнению с исходным торфом, практически не дает дыма со всеми его едкими и пахучими веществами, да и калорийнее, а значит меньше надо закидывать в печь, и жарче огонь, так как на тот же объем приходится больше углерода - то есть удельное содержание углерода - основного горючего - увеличивается, а всякого балласта в виде азота, а то и вообще помехи - кислорода, который так-то надо было выдавливать из торфа и тратить на это часть тепла - наоборот, уменьшается.

То есть в полукоксовании торфа - сплошная выгода, которая не исчерпывается только получением калорийного топлива. Так, из тонны торфа выходит 100 килограммов смолы, двести-триста кубометров швель-газа - смеси углекислого, угарного газа, водорода, азота, метана ну и менее процента кислорода и всяких пропанов-бутанов. Точнее, выходило два вида газа - швель-газ и шпюль-газ - правда, я забыл, чем они различаются - хотя мне и говорили, и я сам смотрел, например, в книге "Общая химическая технология топлива" выпуска от 1941го года - самый свежачок - помню только, что теплотвоная способность швеля выше, даже если полукоксование происходит при той же температуре. Ну да ладно - все-равно он сгорал - и каждый кубометр швель-газа, полученного при перегонке при 540 градусах, давал 2285 килокалорий на кубометр, а при 670 - уже 3587 - в нем было больше угарного газа, водорода и метана, а вот азота - наоборот - меньше - всего 4 процента по сравнению с 17ю при перегонке при 540ка градусах. Но тут не было никакой мистики - просто азот переходил в подсмольные воды - в аммиак - при 670градусах его было в воде 6 процентов, тогда как при 540 - меньше 4. С фенолами же была обратная картина - тринадцать и больше двадцати процентов. Соответственно, если хотели получить больше аммиака - делали перегонку при более высокой температуре, если больше фенола - при более низкой.

Но - так получали полукокс. Он был еще как-то пригоден для переплавки металлов, но не для выплавки чугуна - слишком много было летучих веществ - при высоких температурах они начинали вырываться из кусков полукокса, тот трескался, забивал промежутки между кусками руды, ток газов прекращался и выплавка затухала. Нужен был нормальный кокс, в котором было бы меньше летучих веществ. И получался такой кокс из торфа уже при температурах в в 900 градусов. Хотя, как показали дальнейшие опыты, наши просто перестраховались, и коксование нормально шло и при 800 градусах, то есть можно было бы использовать и существующие печи. Ну да ладно - выложить одну печь - это пара-тройка дней, да еще две недели на просушку. Не помешает.

Так-то коксовать можно было бы и кустарным способом - ямным, ямно-костровым, костровым, в обычных печах - без улавливания летучих веществ. Собственно, в Англии в 18м веке каменный уголь коксовали по той же технологии, по которой выжигали и древесный уголь - накладывали в большие кучи диаметром 3-4 метра - по 2-4 тонны угля, в центре устраивали канал для выхода продуктов горения, покрывали слоем земли, чтобы предотвратить обычное сгорание, поджигали - и потом четыре-пять дней следили, чтобы не возникало сильного огня и вместе с тем огонь не затухал - рабочим приходилось постоянно то протыкать шестами покрышу, чтобы усилить горение, то заделывать отверстия, чтобы его замедлить. А так как одновременно пережигалось несколько куч - люди постоянно мотались между ними, попутно вдыхая исходивший из них едкий дым. Этот способ практиковался и в первой трети 19го века, хотя уже во второй половине 18го появляются и закрытые печи для коксования. Ну а потом уж понемногу развивалось - вертикальные нагревательные каналы для ускорения процесса, рекуператоры и регенераторы для более эффективного использования тепла, механизация загрузки и выгрузки - накрутили изрядно, но все это делалось уже для повышения эффективности и, соответственно, снижения стоимости, а принцип оставался тем же самым - нагрев без доступа воздуха, чтобы удалить летучие вещества и оставить только углерод. Ну, в идеале - так-то в угольном коксе оставалось еще много чего - той же серы - до полутора, а то и до пяти процентов - в этом плане торфяной кокс был гораздо чище - серы в нем было не более трех десятых процента. По этому показателю он существенно выигрывал у каменноугольного кокса, да и по твердости кусков немного тому уступал - кокс из верхового торфа не разваливаясь выдерживал давление 60-100 килограмм на квадратный сантиметр - почти как каменноугольный, у которого эти значения были 100-150 - ну, это у литейного кокса, у металлургического же кокса - 220. Вот кокс из низового торфа был послабже - всего 40-50 килограммов на сантиметр, зато - во всех направлениях, тогда как у древесного угля сопротивление вдоль волокон - 100-200, а вот поперек - всего 10-20, поэтому его сложно было применять в больших домнах - рассыпался и забивал каналы между кусками руды. Так что торфяной кокс стоял где-то посередине между каменноугольным коксом и древесным углем - последний разве что выигрывал по сере - менее пяти сотых процента.

Отклоняясь немного в сторону, чтобы два раза не вставать, торф был для нас источником не только кокса, но и других продуктов. Так, деготь, получающийся при коксовании торфа, содержит до девяти процентов воска, до восьми - парафина, до двадцати процентов фенолов и карбоновых кислот и до двадцати процентов нейтральных масел - по этим показателям верховой и низинный торф практически не различаются. А вот асфальтенов из верхового получается максимум 15 процентов, а из низового - от 17 до 40ка. А в срединном - переходном - торфе - до двадцати процентов битумов, за счет чего он не пропускает воду и является водоупорным горизонтом. Из-за этого же он дает более высокую теплоту сгорания, а также много смол и восков. Да много чего получали из торфа - это считай что нефть, только сыпучая - даже бензин, по идее, можно гнать - в "Общей химической технологии топлива" от 1941го года описано несколько процессов получения синтетического бензина из генераторных газов, так что разберемся с первоочередными делами - попробуем.

ГЛАВА 14.

Сейчас больше всего меня заботила азотная кислота, которая нужна для выделки пороха и взрывчатки. Пока мы еще использовали местные запасы, что нашлись на предприятиях, на складах и в сельской местности - либо непосредственно самой азотной кислоты, либо азотных удобрений - разных селитр. И, хотя их и было тут десятки, если не пара сотен тонн, но когда-то они закончатся. И торф, как источник аммиака - исходного вещества для получения азотной кислоты, казался мне одним из вариантов выхода из, как я его называл, азотного кризиса.

В Советской военной энциклопедии, первые и единственные два тома которой были изданы в начале тридцатых, расход азотной кислоты по результатам Первой Мировой указывался как тонна на тонну пороха, при теоретическом минимуме в двести килограмм - проблема была в том, что кислота расходовалась не только непосредственно на нитрацию, но и вымывалась при промывке - от 11, 30, до 50 процентов, в зависимости от технологии нитрования - по методу Абеля, Нобеля или Зельвига - методы различались и количеством ручного труда - чем меньше потери кислоты - тем его больше - описание методов мы прочитали в книге "Пороха и взрывчатые вещества" от 1936го года.

Вообще в книгах было много интересных фактов. Так, в книге француза Паскаля "Взрывчатые вещества, пороха и боевые газы", написанной в 1925м и переведенной на русский язык в 1932м, была даже приведена вязкость нитроклетчатки в зависимости от возраста дерева, из которого была изготовлена целлюлоза. Так, нитровали целлюлозу из тополя, и получалось, что молодые - до четырех лет - деревья давали вязкость почти в четыре раза большую, чем старые деревья возрастом более двадцати пяти лет. А ведь от вязкости зависит возможно достижимое качество последующей обработки - прежде всего степени чистоты, то есть промывки от остатков кислот.