Энциклопедический словарь Ф. Брокгауз, И.А. Ефрон. Ф. Брокгауз, И.А. Ефрон. Энциклопедический словарь
Навигация:

DJVU Библиотека
Photogallery

Брокгауз и Ефрон

knolik.com

Статистика:


Кокс

Значение слова "Кокс" в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона



Кокс[В этой статье излагаются: цели коксования, выбор материала, устройство коксовальных печей, собирание побочных продуктов, физические и химические свойства кокса и статистические замечания.]

— нелетучий углеродистый остаток, получаемый из каменного угля посредством прокаливания в сильном жару в закрытых сосудах (как говорится — без доступа воздуха, или при самом стесненном доступе, так, чтобы не было сжигания самого угля), как объяснено в статьях: Горючие материалы и Горнозаводское топливо. Главная цель, для которой производится коксование каменного угля, т. е. работа превращения его в кокс, заключается именно в концентрации нелетучего углерода в полученном продукте, — эта цель одинакова с той, для которой производится обугливание дерева: кокс относится к каменному углю, как древесный уголь к дровам. Конечно, обугливание естественных твердых топлив, возвышая по существу их достоинство, сопряжено с необходимой предварительной затратой некоторой части того же топлива — потому что, в составе летучих продуктов, образующихся из угля при коксовании, отделяется некоторая немалая часть самого углерода и водорода [Так, например, при отгонке газовых частей из угля, круглым числом 20 процентов того тепла, которое этот уголь сам по себе в состоянии был бы дать при сжигании, отходят прочь, — полученное количество газа представляет по теплопроизводительности эту долю всей прежней теплотворной способности угля. Эта круглая цифра особенно близко относится к газовым углям, при гонке их для приготовления светильного газа. Утрачивается при гонке и та часть теплоты горения угля, которую рождают отогнанные смолы.]; но общий хозяйственный результат дела уравновешивается при этом, смотря по обстоятельствам, либо собиранием летучих продуктов для получения из них смолы и аммиака — составляющих, в свою очередь, весьма важные товары, — либо употреблением этих летучих отгонов в качестве вспомогательного топлива на самом заводе, где происходит коксование (либо, наконец, тем и другим совокупно). Потребность иметь, в качестве топлива, концентрированный нелетучий уголь вызывается, прежде всего, со стороны металлургической практики, для восстановления и выплавки металлов из руд, и более всего — для выплавки чугуна из железных руд, происходящей в доменных печах. Прямое применение каменного угля, без предварительного коксования, в этом деле не только неудобно, но иногда прямо невозможно. Среди самых обыкновенных сортов угля, находящихся между обоими крайними разрядами — антрацитом и так называемыми сухими углями с длинным пламенем, — весьма многие имеют свойства некоторой плавкости, вследствие которой куски их в жару приплавляются друг к другу и образуют сплошные глыбы. Это свойство спекаться или даже сплавляться в жару совершенно затрудняет прямое применение таких углей к доменной плавке, потому что прекращает или крайне затрудняет равномерное движение зарядов, опускающихся в доменной шахте. Кокс, добытый из таких углей, совершенно лишен такого свойства, а по своей пористости он, кроме того, с особенной выгодой для дела (а именно для реакций, происходящих в жару) увеличивает проницаемость доменного заряда для газов, на него действующих. Должно принять в расчет и то, что отделение летучих паров и газов от твердого угля перед употреблением его в домне сберегает внутри печи ту долю теплоты, которая заимствовалась бы, в противном случае, для этого газообразования от самой печи. Если, наконец, присоединить, что там, где есть потребность в наиболее высоких температурах, чрезвычайно важно употребление концентрированного нелетучего угля, и притом по возможности плотного и тяжелого, а потому дающего возможность внести в горн на каждую единицу вмещающего объема наибольшее весовое количество горючего элемента — то цели и выгоды коксования каменного угля обнаруживаются в главной части сполна. Отделение значительной части серы от угля при коксовании может быть зачтено в случайную выгоду для результата этого дела, прямо относящуюся только к некоторым сортам взятого угля. Весьма замечательно то, что работа коксования практически становится в прямую связь с самой эксплуатацией каменноугольных залежей и сбытом угля, а именно с той весьма выгодной стороны, что она дает случай обращать в первоклассный товар каменноугольную мелочь, которая, сама по себе, лишь в немногих частных случаях, и вообще в ограниченном размере, может быть прямо употреблена в топливо, и оплачивается очень дешево; между тем как весьма многие разработки на копях обильно снабжены ею (иной раз наполовину против всего добываемого из копи количества угля). Так как в отношении коксовых углей, т. е. именно таких, которые вполне пригодны к коксованию, не только безразлично, будут ли они взяты в кусках, или в зерне и даже в порошке, а предварительное измельчение их составляет именно наиболее общий прием, предшествующий коксованию, то становится ясным, какое значение для сбыта каменноугольной мелочи приобретается с введением коксования. Посредством примеси коксового угля можно распространить это значение и на те сорта угля, которые сами по себе в мелком состоянии не способны дать сплошного кокса (таким способом, например, обращается в кокс антрацитовая пыль); и вообще все нынешнее коксовое дело, в своих приемах и орудиях, поставлено таким образом, что его материалом является, главным образом, измельченный каменный уголь, и, по существу, специально коксовыми углями являются те, которые и в мелко раздробленном состоянии способны, через спекание, давать сплошной твердый кокс. С этой точки зрения можно ближе рассмотреть — какие сорта каменного угля пригодны к производству доменного или литейного кокса, и какие менее годны. Надо предпослать тому замечание, что вообще под общим именем кокса должно разуметь продукт обугливания всякого каменного угля каких бы то ни было сортов, всякий нелетучий уголь, остающийся после прокаливания каменного угля без доступа воздуха. По количеству кокса, которое остается от угля при прокаливании, а вместе с тем по виду и плотности или твердости этого кокса судят о самом сорте каменного угля, и наиболее существенная проба для последнего в лабораториях заключается, наряду с анализом, в этом пробном коксовании в малых размерах. Проба производится в объемистом платиновом тигле, аккуратно прикрытом крышкой, над 1 грамм угля, взятом в тонком порошке (о том, как производить ее, см. подробности, например у B öckmann, "Untersuchungsmethoden", I, 764). При этом оказывается — как это было бы и при опытах в большом виде, — что кокс от некоторых углей совсем порошковат (зовется тогда песчаным), и такие угли вовсе непригодны к коксованию. Таковы угли двух крайних классов или разрядов, о которых упомянуто было выше: сухие неспекающиеся угли с весьма выраженным преобладанием летучей части (или с длинным пламенем) и антрациты, в которых нелетучий углерод столь преобладает, что и в натуральном состоянии в них он как бы наиболее концентрирован против всех других углей. Чтобы из этих сортов угля получить плотный кокс в крупных кусках, надо и самый уголь брать для коксования в больших кусках, но нельзя дробить его. Кокс, полученный из крупных кусков угля этих обоих разрядов, по виду мало отличается от произведших его кусков: он удерживает форму их, и для углей 1-го разряда он только пористее, легче первоначального материала и являет более ясные трещины. Таким образом и из этих углей можно получить кокс, употребляя их в крупных кусках; но практически это совершенно излишне, потому что из сухих углей газового разряда выход кокса, в соответствии с преобладанием летучей части, слишком мал (50—60%), а антрациты сами по себе так сильно углеродисты, что годятся для доменной и всякой другой плавки прямо без коксования, и, будучи лишены способности спекаться, не причиняют завалов в домне. Отсюда рождается такого рода замечание, общее для всех углей рассматриваемых в качестве материала для коксования: угли, дающие очень большой выход кокса (от 82 до 90%), а равно и угли, дающие наименьший выход кокса (50—65%), одинаково лишены способности спекаться и не представляют подходящего материала для коксования. Пригодность угля к коксованию, таким образом, существенно связана со способностью спекаться в жару. Эта способность может быть сильнее или слабее в разных сортах; наибольшая пригодность к коксованию является у тех сортов, которые дают (при обугливании в больших размерах) 70—80% кокса. Количественная сторона дела является своеобразно связанной с качественной стороной в отношении свойств, которые сообщают углю характер настоящего коксового. Между крайними представителями антрацитового разряда и разряда молодых (позднего образования) битуминозных неспекающихся углей имеются многочисленные, неприметно друг в друга переходящие, но, в общем, весьма разнообразные сорта, которые более или менее пригодны к коксованию, и группируются в несколько (например, три) главных разрядов; среди них особо отличают класс, примыкающий непосредственно к крайнему антрацитовому ряду каменных углей — это старые жирные угли с коротким пламенем, в которых битуминозная и вообще летучая часть не особенно обильна (но вместе с тем выход кокса значителен): их называют специально-коксовыми углями, потому что они, как по качеству, так и по количеству доставляемого ими кокса, представляют среди всех наилучшие сорта исходного материала для коксования. Кроме углей этого разряда, специально-коксовых, к добыванию кокса пригодны все те угли, обнаруживающие способность спекаться в жару и дающие при пробе в тигле К. более или менее спекшийся (все такие угли, в общем, называются жирными); эта способность спекаться проявляется в различной степени и доходит на своих высших степенях до расплавления, после которого остается сплошной слиток кокса, для многих более тугоплавких сортов вспученный от происшедшего выделения газов, подобно хорошо поднявшемуся тесту. Таким образом, среди каменных углей контингент таких сортов, которые подлежат коксованию, весьма многочислен; с усовершенствованием и умножением приемов коксования к последнему времени (лет за десять) он еще увеличился, так как оказалось, что возможность получить хороший кокс из угля весьма значительно обусловлена, для некоторых сортов, самыми приемами прокаливания, а именно: разницами в предельных температурах, в быстроте или медленности нагрева и в связи с тем — ближайшими особенностями конструкции коксовальной печи. Что касается ближайшей связи между химическим составом каменного угля, т. е. количественным содержанием в нем, при углероде, прочих элементов, как то: водорода, кислорода и азота, и этой способностью угля спекаться, т. е. этим явлением большей или меньшей плавкости имеющей в результате агломерацию остатка в сплошной кусок, — то, не взирая на весьма многочисленные и долговременные работы химиков, касающиеся каменных углей и кокса, до сих пор наука не дала еще никаких определенных указаний, которые могли бы приводить в данном случае к заключениям, исходящим из понятия о составе. Задача усложнена существованием своего рода изомерии в группировке составных элементов каменного угля, обуславливающей неодинаковость свойств углей, для которых анализ, тем не менее, обнаруживает состав совершенно одинаковый. Между способностью спекаться и давать плотный кокс и химическим составом угля известны только самые общие соотношения, прежде всего те, которые отвечают обычному делению каменного угля на группы (Грюнора, как то указано в статье Уголь): так, в сухих углях с длинным пламенем отсутствие спекаемости связано с максимальным против других углей содержанием кислорода (которое сближает их с лигнитами), а в каменных углях, составляющих переход к антрациту, неспекаемость появляется как бы в связи с исключительным преобладанием углерода над остальными прибавочными элементами. Близкий к этим фактам вывод относительно того, что спекаемость обуславливается именно присутствием битуминозных или смолистых частей в каменном угле, в заключение оказывается ошибочным. Очень водородистые угли также неспособны более сплавляться, как и очень маловодородистые; то же явление на пределах максимума и минимума содержания повторяется и для кислорода. Во всяком случае, присутствие соединений, состоящих из углерода с водородом и кислородом в составе угля, очевидно, необходимо для коксового процесса. Какие это соединения, ближайшим образом неизвестно, но они образуют род минерализованных углеродистых смол или дегтей, которые при высокой температуре разлагаются и связывают оставшиеся частицы кокса, как своего рода цемент, в плотную массу. Несомненно, что при образовании спекающегося кокса играет роль то явление, постоянно повторяющееся и в других случаях с углеводородами при высоких температурах, — что уголь, в жару, притягивает уголь, т. е. углеводороды при действии на раскаленный уголь выделяют и осаждают на этот уголь тот, который они сами содержат, причем сами они беднеют углеродом и переходят в другие более летучие и в жару более стойкие углеводороды. Таким образом, с самого начала, явление спекания может быть объяснено всего вероятнее осаждением углерода из летучих углеводородных паров, в графитообразном состоянии, на частицы образующегося кокса, причем о каком-либо сплавлении по отношению к самому углероду, элементу безусловно неплавкому, при данных температурах, не может вообще быть никакой речи. Сплавление есть только преходящий, а не остающийся процесс, и, отчего бы оно ни зависело, оно не прямо служит причиной уплотнения и слития кокса в крепкую массу, а последнее зависит от цементации, во время этого самого процесса, отдельных частиц осевшим на них углеродом разложения. Этот взгляд (Веддинга) на образование кокса, во всяком случае, есть тот, который наиболее разделяется ныне химиками, работающими в области коксования. Осевший углерод разложения, цементирующий частицы кокса, есть тот же графитообразный углерод, который привычно встречать, например, в ретортах служащих при гонке светильного газа, в виде плотной коры облегающей внутреннюю поверхность реторт, или в коксовальных печах в виде мелких сталактитообразных наростов и тонких нитей; в своем составе, такие графитные налеты, происшедшие через разделение угля от водорода, тем не менее всегда содержат небольшое количество водорода (0,5%), то же содержание водорода наблюдается и в коксе. Последовательное отношение между выходами нелетучего угля, сортом и происхождением материалов, из которых он получается, и элементарным составом их, до известной степени уясняется следующей таблицей (в которой представлены круглые средние цифры элементарного состава):

Сорт топлива

C

H

O

Своб. H

Выход кокса

Уд. вес угля

Период образования
Дерево
Торф

Бурый уголь

Каменный уголь:

а) сухой пламенный

б) газовый

в) коксовый

г) тощий антрацитовый

д) собственно антрацит (и кокс)

Графит

44

60

65

 

75

80

85

90

95

100

6

6

7

 

6

6

5

4

2


50

34

28

 

19

14

10

6

3




2

3

 

4

4

4

3




15

20

40

 

50

60

70—80

90

95

100

0,35

0,6

1,00

 

1,25

1,30

1,35

1,40

1,10 (1,90)

2,0
современный
современный

третичный и меловой

каменноугольный

каменноугольный

каменноугольный

каменноугольный

каменноугольный

силурийский

В таблице углерод, водород и кислород означены буквами C, H и O, а под именем свободного водорода (как обычно в таких анализах) отдельно означается та часть всего содержания водорода, которая остается за вычетом части, дающей воду с имеющимся количеством кислорода (т. е. излишек водорода против количества равного 1/8 от веса найденного кислорода). Из таблицы видно, что спекаемость, и с нею пригодность к коксованию, как бы приурочена к следующим предельным содержаниям элементов: 5—6% водорода, 10% кислорода, 4% свободного водорода; и при сем, к удельному весу углей 1,35. В действительности так и бывает чаще всего, но все-таки опыт показывает, что это отнюдь не является общим признаком для всех спекающихся углей. Процессы, совершающиеся над каменным углем при долгом лежании на воздухе, сопряжены с потерей для выходов кокса, и могут, для многих сортов угля, уменьшать самую способность его к коксованию, если они зашли слишком далеко. Разные угли неодинаково чувствительны к процессу выветривания, который состоит в поглощении кислорода из воздуха и окислении им углерода и водорода каменного угля (с образованием углекислоты и воды), причем другая часть тогоже кислорода, кроме того, прямо проходит в самый состав угля. Уголь, поэтому, должен быть коксован в свежем состоянии вскоре после выхода из копи. Как было упомянуто, обработке на кокс чаще всего подвергается мелкий уголь. Для получения хорошего, однородного и плотного кокса из всяких подходящих сортов угля необходимо, чтобы погружаемая в печи, для обработки жаром, масса сырого материала была по возможности однородна, т. е. состояла из одинаково мелких кусков; для этой цели мелкий уголь сортируется и искусственно дробится сколько нужно. Таким образом, всегда коксование совершается над равномерно зерненным материалом; говорится также о наивыгоднейшем размере зерна (т. е. крупности кусочков) — он лежит в пределах между 4 и 10 мм. Чем мельче зерно, тем кокс выходит плотнее, и тем лучше предупреждается излишний угар, т. е. прямое сжигание воздухом, прошедшим между кусками угля; вместе с тем, измельчением и уплотнением нагрузки в коксовальной печи облегчается спекание (тонко измолотый порошок каменного угля дает также очень плотный кокс, однако же, до тонкого помола дело вообще не доходит). Присутствие значительных количеств посторонних рудных примесей к каменному углю ослабляет, а иногда и совсем исключает способность его к коксованию: минеральные примеси угля неизбежно концентрируются в коксе и ослабляют его способность спекаться, а во всяком случае они понижают вместе с тем чистоту кокса, внося в него излишнее количество золы. Разнообразие каменных углей в отношении содержания золы очень велико, преимущественно от горных пород, которые входят в уголь с места добычи в разных количествах по мере осмотрительности, с которой происходит выломка, и по свойству сопровождающей породы. Поэтому, для многих углей, предварительно обращения в кокс, предпринимается механическая обработка, с целью отделения примешанных минеральных остатков, которое может быть произведено по разности их в удельном весе. Эта подготовка чаще всего производится машинами (на отсадочных качающихся решетах) в струе воды и называется тогда промывкой; промывка углей прежде всего требует их измельчения и сортировки — а так как в коксовании и независимо от того приходится иметь дело с мелким каменным углем и дробить его, то работа промывки совершенно удобно примыкает к дроблению и сортировке перед коксованием. Промывка аналогична отмучиванию. Таким путем может быть удален прежде всего колчедан (как наиболее тяжелый), потом сланец и в заключение самый уголь. Они садятся при промывке друг над другом резко разграниченными слоями. Те части сланца и пр., которые, как нередко бывает, очень тесно намешаны в мелком виде к самому веществу угля, не отделяются этим путем и остаются в угле; но в общем результате, хорошая промывка всегда значительно обогащает уголь. Промытый коксовый уголь должен содержать по большей мере 6% золы (и 7% воды, с которой он всегда вносится в печь для коксования); удается уменьшать до 4%, хотя бы при начальном содержании в 15—25%, так что в коксе получается примерно 5½%. Если уголь сам по себе достаточно чист, то подготовка к коксованию заключается только в механическом дроблении его, которое производится машинами (в вальцах; если мельче, то в конических мельницах, нередко в дезинтеграторах); раздробленный в мелкое зерно, сухой материал перед погрузкой в печи обыкновенно смачивается водой для того, чтобы он слеживался в печи плотнее и скрывал в себе меньше воздуха. С целью еще большего уплотнения, какое возможно было бы при прямой погрузке в печь, ныне почти всегда употребляется искусственное сдавливание перед погрузкой, так что в камеру печи, которая большей частью имеет простую форму длинного и высокого ящика, ввозится разом вся загрузка, спрессованная наперед в отдельном формовальном ящике, по форме и размеру соответствующем печной камере. Сдавливание внутри самой печи, при постепенной засыпке слоями, менее удобно, потому что рушит печь. Поэтому почти везде имеются при коксовальных печах передвижные (на рельсах) трамбующие машины. Формовальный ящик имеет выдвижное дно и откидные стенки; угольная мелочь трамбуется в нем руками или самой машиной, потом по откидывании стенок сжатая масса вталкивается машиной в печь вместе с дном ящика, которое тотчас же, через не полностью до низу опущенную загрузную дверь, вытаскивается из печи за зубчатую рейку. По окончании обжига в печи, спекшийся в огромный кусок готовый кокс выталкивается из печи также машиной (коксовые прессы). В заключение он сейчас же обливается водой, чтобы потушить его и остудить; при этом гашении, между прочим, выделяется химически, под действием воды, еще часть соединенной серы, остававшейся в коксе после обжига.

Коксовальные печи,
т. е. те, которые служат для превращения каменного угля в кокс, построены с таким расчетом, чтобы в них можно было сильно накаливать уголь без доступа воздуха, печные стенки, со всех сторон закрывающие уголь от наружного воздуха, делаются пустотелыми — внутри их закладываются многочисленные каналы, по которым идет огонь. При обжиге угля, как известно, выделяются горючие газы и пары, которыми и пользуются для нагревания печи: продукты разложения угля из внутренности печи вводятся в ее стенные каналы, и здесь к ним пропускается воздух, иногда предварительно прогретый, который сжигает их; продукты горения, далее, уносятся в трубу, и иногда на пути к трубе они употребляются еще (так называемым регенеративным или же калориферным порядком) для предварительного прогрева воздуха, о котором упомянуто. Коль скоро жар передается, таким образом, углю от стенок печи, — заложенные среди них массы угля не должны быть слишком толсты, иначе жар недостаточно скоро передавался бы к внутренности их; поверхности же нагревания должны быть значительны и по отношению к объему печи. Оттого, не взирая ни на какой размер производства, каждое отдельное печное пространство никогда не делается объемистым, а по фигуре придерживаются геометрических форм, наиболее далеких от куба или шара, в которых отношение между объемом и поверхностью наименее благоприятно в данном смысле, а именно таких форм, которые по возможности сужены в одном направлении и вытянуты в другом — последнее преимущественно по длине камеры. Коксовальная камера чаще всего получает, таким образом, форму длинного и узкого ящика, поставленного на узкое ребро; ее пространство ограничивается тогда с боков двумя длинными и не очень высокими, но близко друг к другу поставленными параллельными (или чуть-чуть расходящимися, чтоб легче выклинивать при выгрузке) стенками. Под узеньким и длинным дном камеры также проводится канал. Доступа наружного воздуха к внутренности камеры совсем нет, разве через случайные щели, например через плохо примазанные загрузные двери; но из внутренности печи выходит газ, направленный в стенные огневые каналы, и известный избыток давления этого газа внутри печи сам по себе противодействует засасыванию воздуха. В согласии с размером производства, какой нужен при копях, доставляющих кокс, или при железных и т.п. заводах, приготовляющих кокс для себя самих, — коксовальные камеры строятся в любом числе друг около друга, обыкновенно десятками в один или в два ряда, в совокупности представляя многокамерную коксовую печь. По сходству камер с прочими, так называемыми в технике ретортами, т. е. длинноватыми трубчатыми ящиками разной формы сечения, такие коксовые печи зовутся ретортными и суть в наше время наиболее употребительные. Разнообразие их конструкций весьма значительно. Кроме них, еще доселе не вышли из употребления старые стойловые печи без наружного нагрева, в которых каменный уголь обугливается без предварительного измельчения, в крупных кусках, жаром, развивающимся в его массе за счет собственного его неполного горения; внутрь печи дается для этого значительно стесненный приток воздуха (например через небольшое отверстие, пробитое в дверной заделке или сверху в загрузном окошке; иногда же еще проще ему предоставляется вход через случайные щели не совсем плотной печной кладки), и процесс идет почти таким же образом как при обугливании в кучах. Эти простые, дешевые печи вполне удобны для коксования особых сортов угля, а именно — очень жирных (с содержанием 25 —30% летучих частей, тогда как в нормальном "коксовом" угле их около 18%) углей, которые требуют медленного коксования; с другой стороны они пригодны к коксованию таких углей, которые вовсе не спекаются и не могут быть взяты в печь иначе как в крупных кусках (ср. выше). Преимущественно для первых, эта печь еще в большом распространении в Америке и остается кое-где в Англии, beehive oven (ульевая). Обугливание в кирпичных стойлах, не покрытых сводом — так называемых шаумбургских, также как и обугливание в простых кучах круглых, полуцилиндрических или прямоугольных, имеет ныне мало значения. Качество кокса, полученного в простых печах стойловых, хотя бы и шаумбургских, и в кучах может быть не ниже обыкновенно получаемого в ретортных печах; но количественные выходы гораздо ниже, не более 65% из самого богатого угля; так, уголь, дающий в ретортной печи 70—80% кокса, даст в стойлах или кучах 53—65%. Вследствие того, что коксование в настоящее время соединяется все более и более с добыванием смолы и аммиачной соли из летучих продуктов разложения выделяющихся при обугливании, закрытые ретортные печи приобретают особенно важное значение. Если коксование в таких печах должно быть соединено с утилизацией этих газовых продуктов, то в устройстве коксовой печи делаются приспособления к тому, чтоб газы и пары выходили из камер не прямо в огневые каналы, в которых они сжигаются для нагревания печи, но сначала в обширные конденсационные приборы, где, при помощи охлаждения воздухом и водой, сгущающиеся части паров отделяются в виде жидкостей — смолы и аммиачной воды; после прохода через эти сгустители газы еще сохраняют свою горючесть, потому что состоят из летучих углеводородов, и направляются обратно к коксовальным печам, в которых сжигаются по-прежнему. Довольно сложное передвижение газовых масс из внутренности печи к холодильникам и назад к печам облегчается при этом помощью вентиляторов или эксгаустеров; это называется коксованием с утилизацией побочных продуктов. Обращение каменного угля в кокс производится ныне в огромнейших размерах (см. ниже) и получение при этом аммиачных солей представляет большое значение, так как они составляют ценный материал прежде всего для сельского хозяйства, как землеудобрение, а засим и для нужд промышленности (особенно, например, для производства брикетов из угля, для аммиачно-содового производства). Добытая при сем каменноугольная смола, присоединяясь в немаловажных количествах к той, которую доставляют газовые заводы, также находит себе обширный сбыт как материал (бензоловые углеводороды, нафталин, антрацен и пр.) для искусственных органических пигментов (смоляных красок). При этом увеличивается выгодность самого производства кокса и через то удешевляется выработка этого крайне важного топлива. В общем счете, разложение каменного угля жаром в закрытых сосудах — при коксовании в ретортных печах или гонке на газ в газовых ретортах — доставляет, кроме самого кокса, на каждые 100 пудов каменного угля 10—12 пудов смолы, около 1 пуда (обыкновенно несколько более) аммиачной соли, а именно сернокислой, и 15 0 00—16000 куб. футов или 44—47 куб. саженей (430—460 куб. м) горючего, летучий бензол содержащего водородистого газа, которого удельный вес составляет примерно 0,4 при 0° (вес куб. м при 0° около 0,5 кг). Иначе: со 100 кг угля 26—28 куб. м газа, 1 кг (до 1, 3) серно-аммиачной соли и 10—12 кг смолы. Если взглянуть на нижеприведенные статистические цифры расхода каменного угля на коксование, то можно видеть, какие огромные количества серно-аммиачной соли могут быть доставлены впредь, когда утилизация летучих продуктов коксования, особенно в Англии, будет обширнее, чем ныне. Параллельно быстрому росту железной промышленности и умножению добычи и расхода каменного угля, в усиливающейся эксплуатации газовых продуктов разложения угля заложены запасы азотистых удобрений, которые имеют быть переданы земледелию для покрытия растущего расхода производительной силы почв. В дополнение к этому не излишне заметить, что не только гонка угля в закрытых сосудах, но и сжигание каменного угля во всяких топках, особенно в генераторах и в тех доменных печах, которые действуют прямо на каменном угле, также может быть связано с добыванием аммиака (но не дегтя), который выделяется в большей своей части в свободном виде и при горении угля. Так, ныне в Шотландии, где доменные печи посейчас идут на неспекающемся каменном угле особого местного сорта — сплинте, все вновь построенные домны соединены с обширнейшими конденсационными сооружениями для улавливания аммиака из газов перед сжиганием их под паровыми котлами. Все подобные сгустительные снаряды значительно громоздки, обширны и недешевы в устройстве; этим объясняется то, почему в не такое давнее еще время, когда и каменный уголь с коксом приносили сами по себе больше дохода, и техника еще была не так связана с побочными деталями всякого дела как ныне, опыты конденсации газов из коксовых печей казались слишком дороги и вместе с тем приходилось до последнего времени отказываться от этого, сложного в устройстве, средства к увеличению доходности дела. Ныне же доходит до такой подробности, что кроме обыкновенного сгущения, дающего смолу и аммиак, извлекают из остающегося газа, посредством совершенно специальной экстракции — растворителями, порядочные количества летучего бензола (на 100 пудов угля 12—28 фунтов бензола, т. е. 0,3 до 0,7% веса угля), и держат ближайшие приемы этого процесса в тайне от соседей. Ценность продуктов, о которых здесь идет речь, примерно, таковы: серно-аммиачная соль в Англии 10 фунтов стерлингов, на континенте до 12 фунтов стерлингов за тонну (1 pуб.— l pуб. 20 коп. золотом за пуд); смола каменноугольная на континенте 15—20 коп. золотом за пуд; бензол (чрезвычайно колеблющийся в цене), 90-процентный, рубля три золотом за пуд.

Из многочисленных ретортных печей лучшими считаются печи: Коппе (Coppet), вначале строенные без приспособления к обработке газов; Отто — Гофманна, Семет — Сольвея (Semet-Solvay), со сгущением газов; причем должно иметь в виду, что печь Коппе, главные формы которой легли в основу более новых инструкций Отто, настолько похожа на печь Отто — Гофманна, что по рисунку последней можно составить себе о ней весьма близкое понятие.

Фиг. 2 есть простая крытая стойловая печь (beehive oven); ее круглое, реже прямоугольное стойло покрыто сферическим сводом, содержащим в замке окошко для погрузки угля в печь, и имеет сбоку обширную дверь в стенке (заделанную во время хода печи) для вытаскивания кокса.



Фиг. 2. Английская стойловая печь.

Эта печь обыкновенно строится в диаметре 12 футов, при высоте от пода до замка свода меняющейся в разных экземплярах между 5 и 8 футами; ставятся печи в ряд или в два ряда. Коксование заряда ведется обыкновенно 48, иногда 72 часа; обугливание начинается сверху, исходя от раскаленного свода, и, прежде всего, сосредоточивается в центре верхнего слоя, потому что стенки сначала холодны от тушения водой предыдущей партии кокса, которое производится в самой печи перед выгрузкой. Таким образом, обугливание распространяется от центра к окружности, сначала в более верхних слоях, от которых распространяется книзу; газы, образующиеся при коксовании, отчасти сгорают в пространстве между сводом и поверхностью нагрузки. Сливающаяся в один ком нагрузка растрескивается по мере обугливания, вследствие чего коксовая масса в такой печи в результате является разбитой, подобно базальтовой массе, на стоячие столбы, длина которых соответствует толщине загруженного слоя угля: серебристый блеск, часто свойственный коксу, особенно чист в верхних порциях этого рода столбов, где действовавший жар был выше. Газы, выходящие из печи, иногда проводятся каналом, общим для всего ряда печей, к другим очагам, для которых они назначаются в топливо — обыкновенно под паровые котлы. Нагрузка каждой такой печи, при вышеупомянутых размерах и выходе кокса примерно в 60%, соответствует приблизительно 250 пудам кокса, так что в неделю, при трехдневном (для литейного кокса) сроке каждого обугливания, получается из печи более 8 тонн кокса. Для доменного кокса обугливание ведется быстрее — 48 часов.

Печь Коппе состоит из длинной, прямоугольной узенькой камеры 30 футов длиной, от 4 до 6½ футов шириной, применительно к сорту угля, и от 1½ до 2 футов высотой (более слабое развитие в ширину, между огневыми стенками, обуславливает ускорение передачи жара через массу угля; более узкие печи выбираются для углей сильно вспучивающихся при спекании). Камера перекрыта плоским сводом, в пятах которого по обеим сторонам вскрыто по 28 отверстий, вводящих в огневые каналы; каждая продольная боковая стена печи содержит в себе 28 вертикальных каналов, которые, начинаясь сверху упомянутыми отверстиями, внизу ведут в горизонтальный боров, проложенный под каждой камерой. В низах печи, под этими боровами, проложены горизонтальные каналы для прогревания воздуха, который введен в них снаружи и подымается из них кверху по вертикальному ходу, откуда распределяется двумя горизонтальными проходами к огневым каналам, заложенным в стенках. Каждая камера имеет сверху три загрузных отверстия и двери с каждого конца. Печи не охлаждаются; уголь засыпается сверху, и после выравнивания через двери и запирания дверей, начинает обугливаться сверху. Газы, обильно выделяющиеся под влиянием жара, действующего не только прямо от раскаленного свода, но и через обе продольные стенки и через под камеры, идут через 56 отверстий в сводовых пятах в стенные каналы и здесь сжигаются притекающим горячим воздухом, быстро восстановляя теплоту стенок, отнятую вначале свежей влажной нагрузкой. Чтобы придать этому снабжению стенных каналов горючими газами большую равномерность от начала до конца гонки угля, камеры соединяются между собой для совместного действия группами, по 4 в каждой, и загрузка в камеры каждой группы производится поочередно через равные промежутки времени. Движение огня через стенные каналы идет с умеренной скоростью, потому что сумма поперечных сечений всех каналов при каждой камере составляет примерно 1000 кв. дюймов. Коксование идет быстро, в зависимости от величины поперечного сечения печи; образующийся кокс выходит в форме длинного параллелепипеда соответственно формату камеры, и главная плоскость растрескивания его лежит при узких печах вертикально, проходя через ось куска, при широких горизонтально, а при квадратном сечении трещины радиально расходятся от оси призматической м

В Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона рядом со словом "Кокс"

Кокрен | Буква "К" | В начало | Буквосочетание "КО" | Кокс Джон-Эдмунд дополнение к статье


Статья про слово "Кокс" в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона была прочитана 3723 раз


Брокгауз и Ефрон, избраное