содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..

4. Основы углежжения в пороховом производстве

 Древесный уголь получают либо при сухой перегонке дерева (без доступа воздуха), либо в процессах, связанных с ограниченным доступом воздуха при обжиге древесины, например, в ямах, кострах, углевыжигательных печах, снабженных специальными отверстиями для притока воздуха.

По способу получения уголь разделяют на: 1) ямный древесный уголь, 2) костровый или кучной, 3) печной и 4) ретортный. Эти угли значительно отличаются друг от друга по своим химическим, физическим и механическим свойствам.

Получение угля в кострах и печах отличается от получения угля при сухой перегонке дерева в ретортах не только доступом воздуха, но и более высокой температурой (600° и выше вместо 400°); рост температуры происходит за счет притока кислорода воздуха. Кроме того, обугливание дерева в кострах и печах происходит не сразу по всей массе дерева, а по отдельным зонам, вследствие чего уголь получается недостаточно однородным. Вот почему в пороховом производстве издавна применяют исключительно ретортное приготовление угля, как обеспечивающее полную однородность угля во всей выжигаемой массе.
 

5. Аппараты для обжига угля и технологические процессы его получения

 Для приготовления порохового угля применяют следующие основные типы аппаратов:

I. Ретортные печи с прямым обогревом.

II. Ретортные печи с непрямым обогревом.

III. Ретортные печи с принудительной циркуляцией неконденси-руемых продуктов сухой перегонки.

Наиболее распространен первый тип реторт. Реторты этого типа представляют собою железные или чугунные аппараты, окруженные кирпичной кладкой и имеющие для своего обогревания специальную топку. Конструкции этих аппаратов весьма разнообразны. По форме поперечного сечения они бывают чаще всего круглые или овальные, встречаются квадратного и прямоугольного сечения; по расположению — горизонтальные и вертикальные; наконец, по характеру работы — стационарные и вынимающиеся- Древесина, загружаемая внутрь реторт, нагревается извне через металлические стенки, и продукты разложения не приходят в непосредственное соприкосновение с топочными газами.
 

Загрузка нагретой реторты является очень тяжелой работой. При выгрузке готового угля, если он не успел достаточно охладиться, возможно его воспламенение.

Чтобы улучшить процесс выжигания угля в описанных выше ретортах, на некоторых заводах были применены реторты со вкладными цилиндрами 8—8 (показаны на фиг. 16), которые во время обжига можно было поворачивать при помощи стержня Р, вставленного в отверстие в крестовине дна цилиндра. Поворот цилиндра производили на полоборота через каждый час, что способствовало более равномерному обжигу дерева. Этому способствует также то обстоятельство, что топочные газы непосредственно не омывают внутренней реторты. Слой воздуха между двумя ретортами дает возможность избежать перегревов и делает теплоотдачу значительно более равномерной.

Такие углевыжигательные устройства носят название реторт-

Недостатком вкладных цилиндров является их малая емкость. Цилиндры делают дырчатые и сплошные (лишь с отверстием для выхода продуктов сухой перегонки дерева). При обжиге в сплошном цилиндре по окончании операции его можно немедленно вынимать из реторты, что при дырчатом цилиндре сделать нельзя, так как уголь от соприкосновения с воздухом загорится; вот почему в последнем случае необходимо до выгрузки уголь охладить. Обжиг дров в установках с непрямым обогревом, особенно в печах со сплошными цилиндрами, происходит конечно медленнее, чем в печах с прямым обогревом, и требует большего расхода топлива. Однако все это с избытком окупается упрощением регулировки процесса и получением значительно более равномерно обожженного угля.

Контролируют ход процесса (кроме описанного выше метода при помощи пирометра) взятием проб, которые можно брать через отверстие, сделанное в дне реторты. В середине неподвижного дна реторты устраивают трубку с краном 10, через которую можно выпускать образующиеся при обжиге дерева газы. В начале обжига из реторты выходят беловатые пары, неспособные гореть (это из древесины удаляется влага); через 4—5 час. они принимают бурую окраску и  распространяют едкий запах (признак начавшегося разложения древесины). Перед концом обжига пары снова светлеют и заключают они в себе уже различные продукты (окись углерода, метан), образующие при горении голубое пламя. Когда голубое пламя горючих газов начинает переходить в светящееся, что указывает на присутствие в них более тяжелых углеводородов, обжиг считается законченным.

После охлаждения (на чтЧ) требуется 5—14 час.) реторты разгружают, уголь из них перекладывают в железные (отнюдь не деревянные)  герметически закрываемые тушильники. Свежеприготовленный уголь нельзя пускать на изготовление пороха, так как в таком случае воз­можно самовозгорание пороха (этот уголь особенно энергично адсор­бирует на своей поверхности газы, в частности, кислород из воздуха, начинающий постепенно окислять углерод угля в низшие окислы; понятно, что этот процесс сопровождается повышением температуры, приводящим иногда к самовоспламенению угля). Самовозгоранию больше подвержен измельченный черный уголь, почему хранение его в больших количествах нежелательно. В тушильниках уголь вы­держивают 6—8 суток в зависимости от времени года. В этот проме­жуток времени он, втянув в себя постепенно достаточное количество влаги и кислорода воздуха, становится безопасным в отношении само­возгорания при дальнейшей переработке. При хранении в сухую по­году уголь может втянуть в себя до 5 — 7% влаги, а в сырую — до 18%.

Выходы в зависимости от сорта угля даны в табл. 20, которая показывает, что с увеличением обжига выход угля резко снижается, достигая для черного угля в среднем 25%, а для бурого — 35% от загруженной древесины, причем расход топлива при смешанных дро­вах (ель и сосна) на каждые 10 м³ выжигаемой древесины будет равен примерно 12 м³ для черного угля и 13,5 м³ для бурого (при ведении выжига угля в ретортах указанного выше образца).

Продукты сухой перегонки дерева собирают в конденсаторе, устройство ко­торого показано на фиг. 21. Конденсатор состоит из кирпичной камеры 7, на по­ловину своей высоты углубленной в землю. Дно камеры наклонено к стороне выпуска продуктов перегонки и к нему подходит вы­пускной конец сборной трубы 3 (см. фиг. 16), в которую эти про­дукты поступают из реторт. Из камеры выходит деревянный желоб 2 для стока жидкости в подстав­ленный под него бак 4• Газообраз­ные продукты перегонки отводят в атмосферу трубой 5; к конденса­тору ведет лестница 6, закрытая навесом 7.

На некоторых заводах за гра­ницей (Франция, Бельгия и Г ер- мания) для обжига бурого- угля для охотничьих порохов делались попытки применения перегретого пара (способ Фоше). Этот способ был впервые применен в 1847 г.

Виолеттом при исследовании обугливания дерева. Древесину непосредственно подвергали дейст­вию перегретого пара (около 300—

350° С) в закрытом сосуде в тече­ние приблизительно 4 час. Этот способ дает более правильный обжиг, в особенности в случае фабрикации бурого угля, но от него пришлось отказаться в силу его дороговизны и низких выходов;