Александр Федоров - Огненный воздух

Так кислород помогает извлекать со дна морей и рек тысячи тонн нужного стране металла.

Одним из наиболее важных материалов, без которых не может обойтись человек, является топливо. Уголь и нефть приводят в движение паровозы и корабли, кокс необходим для выплавки чугуна. Энергия, заключенная в угле, нефти, торфе, превращается на электростанциях в энергию электрического тока, с помощью которого освещаются наши жилища, работают многочисленные станки и механизмы.

Не нужно быть большим специалистом в области энергетики, чтобы понять, что из трех видов топлива: твердого, жидкого и газообразного, последнее является самым удобным для использования. Действительно, твердое топливо нужно подвозить и загружать в печь. При горении оно дает большое количество золы; ее необходимо извлекать из печи и вывозить из котельной. Жидкое горючее обладает большими преимуществами. Нефть можно подводить по трубам и впрыскивать в печь через специальные форсунки. Но жидкое топливо — наиболее дорогой вид горючего. Из нефти можно получить бензин, керосин и другие очень ценные вещества, и переработка нефти приносит больше пользы, чем сжигание ее для отопления. Но обратимся к природному горючему газу. Газ тоже можно передавать по трубам. В печи он горит ровно и сгорает целиком, не оставляя золы, не выделяя дыма и копоти. Газовое пламя очень легко регулировать простым поворотом крана. Горючий газ можно предварительно подогревать отходящими из печи газами. Тогда при горении он даст еще больше тепла.

Все эти преимущества газообразного топлива давно заставили ученых и изобретателей заняться изысканием способов превращения твердого топлива в горючий газ. Их работы увенчались успехом. Ныне газификация каменного угля, дерева, торфа и других видов твердого топлива уже освоена техникой.

В последнее время газообразное топливо получает все более широкое применение, вытесняя другие виды горючего. Газом отапливаются печи, в которых выплавляется высококачественная сталь. Многие крупные машиностроительные заводы целиком работают на газообразном топливе, полученном из торфа, сланцев или низкосортных углей. Горючий газ, добытый из древесных чурок в небольших газогенераторах, приводит в движение автомобили и тракторы, сохраняя много ценного бензина. В крупных городах газ широко применяется для отопления зданий, кухонных плит и для других бытовых целей. Наконец, из горючего газа можно получить искусственное жидкое топливо — синтетический бензин.

В чем же заключается газификация твердого топлива? Каким образом куски каменного угля или торфа удается превратить в горючий газ?

Каждый из наших читателей не раз сидел у горящей печи или у костра, наблюдая за тем, как пламя пожирает поленья дров. Дерево сгорает, выделяя тепло. Весь углерод, содержащийся в топливе, соединяется с кислородом воздуха, образуя углекислый газ.

Но совсем другое происходит, если сжигание вести при весьма ограниченном доступе воздуха. В этом случае углерод полностью не сгорит. С кислородом воздуха он образует другое соединение, более бедное кислородом — окись углерода, газ, который сам может гореть. В этом, в сущности, и состоит газификация твердого топлива.

Для газификации топлива применяются особые аппараты — газогенераторы . Одни газогенераторы строятся для получения горючего газа из каменного угля, другие — для переработки сланцев, в третьих газифицируется торф. Познакомимся с устройством одного из газогенераторов, предназначенного для газификации угля.

Это — большой цилиндр, выложенный внутри огнеупорным кирпичом. Через верхнюю часть цилиндра — шахту — в газогенератор загружается уголь. Внизу аппарата находится вращающаяся колосниковая решетка, облегчающая удаление отходов от горения угля — шлаков. Снизу же подводится необходимое для горения дутье.

Газификацию можно вести на воздушном дутье. Однако в этом случае горючий газ будет содержать много азота. Как известно, азот не горит, не поддерживает горения и является вредным балластом, значительно ухудшающим качество горючего газа. Можно было бы вдувать в шахту чистый кислород. Но в этом случае в шахте развивается слишком высокая температура, и ход газификации нарушается. Поэтому, как правило, в газогенератор вместе с небольшим количеством воздуха или чистого кислорода вдувают водяной пар. Образующиеся при этом газы содержат новые горючие элементы: водород и соединения водорода с углеродом — так называемые углеводороды . Газ, богатый этими соединениями, горит так же хорошо, как природный газ или бензин, и дает много тепла.