Литература -->  Водородные ионы в производстве 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 [ 151 ] 152 153 154 155 156 157 158 159

частью охлаждается в испарителе 8, устроенном наподобие промывателя. В промыва-теле 6 температура газа понижается до 55°. Пройдя затем через холодный промыватель, газ освобождается от примеси воды в особом водоотделителе 20 и выходит через волю-мометр 21. Вода в испарителе охлаждается струей холодного воздуха, поступающего в испаритель через центробежный вентилятор 9 и трубу 19. Баки загружаются едким натром и силиколем при помощи подъемного крана; для опоражнивания генератора после реакции служит выпускной клапан 22. Для приведения в действие всей установки требуется мотор мощностью 10-12 БР. На фиг. 3 показана схема установки для работы. Обслуживающий персонал 10-15 чел. Существуют и более мощные установки, с производительностью до 1 ООО м/ч и выше.

Наибо.т1ьшее распространение в условиях фронта получили подвижные силиколевые аппараты франц. типа Оксилит , требующие небольшого обслуживающего персонала и дающие значительное количество газа в непродолжительное время. Эти аппараты устанавливаются на двух повозках (на одной-генератор и баки, на другой-про-мыватели) или на автомобиле и на прицепной тележке. Схема аппаратов и их работы аналогична полустационарному типу; отличие состоит только в размерах, весе и расположении отдельных частей. В автомобильной установке электрич. энергия для работы механизма и для освещения получается от динамомашины, приводимой в действие передачей от автомобильного двигателя. Для единовременной зарядки баков установки


Фиг. 3.

требуется 220 кг силиколя и 500 кг едкого натра, что дает ок. 300 водорода через 2-2V2 работы; последующие 300 получаются приблизительно через 1 час. Для приготовления раствора едкого натра в бак наливается столько воды, чтобы плотность раствора была 39-40° Вё; t° раствора перед пуском в генератор д. б. не ниже 70°.

К началу образования газа, наступающему вскоре после опускания силиксля в генератор, t° реакции достигает ~ 110°; в случае ее значительного повышения в генератор добавляется при помощи инн-сектора вода. Расход холодной воды для промывки газа-10 л на 1 водорода. Вес автомобиля с установкой-5,5 т, прицепной тележки с промы-вателями и пр.-3,4 т. Команда в 18 чел.,


Фиг. 4.

работая посменно, может добыть 6 500 газа в сутки, что позволяет одной установке обслуживать несколько воздухоотрядов. Немецкие аппараты фирмы Шуккерт по своему устройству аналогичны аппаратам типа Оксилит . Подвижные установки, смонтированные на двух павозках, позволяют добывать 200-220 газа в час; автомобильная установка (фиг. 4) дает 300--350 водорода в час.

Быстродействующие полевыеспособы применяются в тех случаях, когда надо в короткое время получить большое количество газа; вследствие большей стоимости добывания газа эти способы, при обычной работе воздухоплавательных частей, большого распространения не имеют. Наиболее часто применяются способы: 1) активного алюминия, 2) гидролита и 3) гидрожепита.

1) Активный алюминий получается из сплава алюминия (89-97%) и олова (11-3%). Сплав подвергается специальной химич, и механической обработке с целью повышения способности алюминия вступать во взаимодействие с водой, при к-ром и выделяется водород. РХзготовленные из сплава пластинки покрываются амальгамой, состоящей из трех весовых частей ртути и одной цинка, и прокаливаются затем в особой нагревательной печи. Атмосферная влага действует на активный алюминий медленно, но при продолжительном действии его активность уменьшается, поэтому алюминий хранится в герметической упаковке. Реакция протекает по формуле:

2 А1 + 6 Н,0 = 2 А1(0Н)з + 3 Нг.

При соприкосновении активного алюминия с водой реакция начинается с его поверхности,тгри чем выделяется теплота, ускоряющая процесс образования водорода, проходящий вообще очень интенсивно. Для полу чения 1 газа требуется ок. 0,9 кг активного алюминия. Газ получается очень высокойчистоты (выше 99 %). Добывание водо-



рода производилось на опытном заводе системы японского профессора Уено, а также в обычных генераторах щелочно-алюминие-вьЕХ аппаратов.

2) Вторым из быстродействующих способов является способ добывания водорода при помощи гидролита-водородистого кальция, легко вступающего в реакцию с водой. Для получения гидролита приготовляют, путем электролиза расплавленного хлористого кальция, металлический кальций в полосах, которые затем помещают в муфельные печи и нагревают до высокой t°. Над нагретыми полосами пропускают чистый водород, который ими и поглощается. Металлич. кальций при этом видоизменяется, превращаясь в куски мьппиного цвета. Гидролит хранится в герметич. укупорке. Полевые аппараты для получения водорода из гидролита (фиг. 5), построенные во Франции в войну 1914-1918 гг., очень просты; они устанавливаются на одной повозке и состоят из генератора 1, холодильггака 2, коллектора 3 и трубопроводной арматуры. Аппарат дает ~1 500 газа в час. Процесс получения водорода заключается в последовательном действии на гидролит сперва


водой, а затем образующейся смесью водяных паров и уже выделившегося газа. Реакция протекает по формуле:

СаНз + 2 НгО = Са(ОН)г + 2 Н, . Добываемый газ-высокого качества, сухой и почти без примесей. На получение 1 газа идет 0,95 кг гидролита.

3) Третий из быстродействующих способов заключается в применении г и д р о-женита, порошкообразной смеси из ферросилиция, едкого натра и извести. При действии воды на эту смесь она выделяет водород. Реакция протекает по формуле: Si + Са(0Н)г + 2 NaOH = = NasSiOs + CaO -l- 2 Hj.

Выделяющийся газ проходит через очиститель и сушитель. Существующие аппараты Жобера очень удобны; они дают газ чистотой 99 %, но для получения 1 водорода расходуют 3 кг гидроженита, вследствие чего применяются мало. Аппараты других систем (Майерта и Рихтера, Якоби) требуют еще большего расхода исходных материалов.

Из всех перечисленных способов добывания водорода наиболее рациональными являются: для наполнения дирижаблей (даже в условиях военных действий, в тылу)-заводские способы, как наиболее дешевые и дающие возможность сосредоточить

большое количество газа в одном месте; для наполнения аэростатов в мирное время-заводские, а в военное - заводские и полевые (нормальный-силиколевый и быстродействующие-активного алюминия и гидролита).

Для перевозки газа, помимо труб, применяются также и газовые поезда, состоящие из платформ с установленными на них газовыми цистернами. Газ в цистернах находится под давлением 100--200 atm; на одной платформе перевозится в цистернах

1 750-2 500 газа. Н. Лебедев.

ГАЗ ЕСТЕСТВЕННЫЙ, газ, выходящий из недр земли на ее поверхность. В состав таких газов входят углеводороды (метан, этан и т. д.), углекислота, азот и друг. В более узком смысле Г. е. называются горючие природные газы, встречающиеся как совместно с нефтью, так и независимо от нее в самостояте.иьных газовых месторождениях. Вьгходы Г. е. широко разбросаны иа поверхности земного шара и приурочены к породам самого разнообразного геологического возраста. Поэтому Г. е. довольно рано стал применяться для освещения рудников (Сла-тина в Венгрии) и даже целых городов (Генуя), для обжига извести (Баку) и т. п. Г. е. почти всегда сопровождает природную нефть, при чем в каждом нефтеносном районе молено проследить все переходы от б. или м. газированной нефти до сухого Г. е. Отсюда понятно, что с возникновением нефтяной промышленности число месторояс-дений Г. е. стало быстро увеличиваться. Однако лишь за последние 35-40 лет, в связи с открытием мощных залежей горючих газов в Америке и нек-рых странах Европы, Г. е. стал приобретать в промышленности подобающее ему значение. Первое место по добыче и потреблению Г. е. принадлежит в настоящее время С.Ш.А. (Западная Виргиния, Оклагома, Пенси.яьвания, а также Луизиана и Калифорния). На долю всех остальных стран, как это видно из табл. 1, приходится менее 10% мировой добычи Г. е.

Табл. 1.-Д обыча газа естественного по странам (в тыс. i).

Страны

1924 Г.

1925 Г.

с. Ш. А...........

32 324 450

33 653 027

Канада ...........

421 395

472 297

Польша...........

438 004

535 093

Румыния ..........

362 322

СССР ............

26 800

127 700

В СССР важнейшие месторождения Г. е. находятся в районах Бахшнском (особенно Сураханы и Биби-Эйбат) и Грозненском; кроме того, известны месторождения: Дагестанские Огни (около Дербента), Ставропольское (С. Кавказ), Урало-Эмбенское(Доссор) и Дергачевское (Новоузенский район. Пугачевского округа). Известны также, но мало разведаны месторождения Г. е. во многих других районах СССР, как то: Керченском, Темрюк-Таманском, Кубано-Черно-морском, Бердянском, Закаспийском, Ферганском, на о-ве Челекене, о-ве Сахалине,



в Ухтинском районе и Прибайкальи. В некоторых случаях выходы Г. е. приурочены к грязевьпл сопкам (вулканам), грифоны которых выделяют газ, по своему составу не отличающийся от Г. е. из буровых сква-ншн. По размерам добычи Г. е., как видно из табл. 1, СССР далеко отстал не только от С. Ш. А., но и от Зап. Европы. За последние годы, однако, эта отрасль промышленности начинает быстро развиваться и у нас (табл. 2), хотя пока лишь в наших основных нефтеносных районах-Бакинском и Грозненском.

Главной составной частью Г. е. являются метан и его гомологи. Содержание метана в нек-рых природных газах достигает 98- 99% (Венгрия), но обычно оно ниже; остаток составляют другие углеводороды и газы. Так назыв. сухой Г. е. содержит до 90% метана и выше (Питтсбург, Сураханы, Дагестанские Огни и др.). Во влажных газах содержание метана значительно меньше; на первое место здесь выступают гомологи метана: этан, пропан, бутан, пентан и т. д., находящиеся частью в газообразном, частью в парообразном состояниях. При

Табл. 2.-Д обыча естественного газа в СССР (в тыс. jh).

Районы

!-1 Ю

са оз

ео Si ю см аз

Бакинский ..........

84 ООО

26 800

87 200

156 200

166 200

Грозненский .........

16 ООО

37 800

59 300

87 600

Дагестанские Огни......

11 ООО

Дергачевский.........

5 600

2 700

1 ООО

Урало-Эмбенский.......

1 150

Ставропольский ........

5 300

Темрюкский .........

Всего ......

111 300

26 800

127 700

227 800

254 950

ожилсении такого газа получается конденсат со свойствами легких бензинов, однако в небольших количествах в нем могут встречаться углеводороды с t°Kun. даже выше 150°. Почти постоянной составной частью Г. е. является углекислота. Обыкновенно она находится в Г. е. лишь в незначительном количестве, но известны случаи, когда содержание углекислоты в Г. е. достигает 20-30 и даже 50% (Балаханы, Биби-Эй-бат). Кислород и азот также представляют собою одну из почти постоянных составных частей Г. е. Если отношение азота к кислороду в Г. е. таково jkc, как в воздухе, т. е. 4 :1 (по объему), то источником этих газов является, очевидно, воздух. Однако в некоторых случаях содержание азота бывает значительно больше; последний составляет иногда даже главную часть Г. е., при незначительном содержании кислорода и других газов; таков, например, Г. е. в штате Орегон С. Ш. А., содеритпщй 97,9% азота и только 2% метана. В нек-рых Г. е. обнаружен гелий. В .Г. е. Канзаса (С. Ш. А.) содержание гелия достигает 1,8% при высоком содержании азота. Содержание водорода в газе естественном, по новейшим аналитическим данным, ничтожно. Другие газы, как то-окись углерода, сероводород, амми-

ак, фосфористый водород, встречаются в газе естественном также лишь в виде следов.

Г. е. применяется гл. обр. для освещения и как источник тепла (для паровых котлов, домашних очагов и пр.). Влажный Г. е. приобрел за последнее время громадное значение также в качестве исходного -продукта для получения легкого бензина (см. Бензин из газа), а сухой-для переработки на высокосортную сансу, применяемую в резиновой и других видах промышленности.

Лит.: Стопневич А. Д., Природные горючие газы, Поверхность и недра . П., 1917, 2-3 (11-12); Стопневич А. Д., Природные газы в России, П., 1920; Г у р в и ч Л. Г., Научные основы переработки нефти, 2 изд., М.-Л., 1925;Черепенников А., Горючие природные газы. Годовой обзор минеральных ресурсов СССР за 1925/26 г., Л., 1927 (здесь же новейшая литература вопроса): Оберфелл Г. иАлденР., Газолин из природного газа, перевод с английского, Москва-Ленинград, 1926. С. Наметкин.

ГАЗ.ЖИДКИЙ, см. Жидкие газы. ГАЗ НОЛОШНИНОВЫЙ, газ, выделяемый через колошник, засыпное отверстие .шахтных печей. Г. к. представляют ценный горючий материал в тех случаях, когда в печах совершается восстановительный процесс, так как они в таком случае содержат избыток восстановителя-окиси углерода-и сверх того немного водорода и еще меньше болотного газа. Такими являются Г. к. доменных печей, которые утилизируются для отопления воздухонагревателей. В самое последнее время применение Г. к. приобрело особенно важное значение для двигателей внутреннего сгорания (см.). Имея доменные печи, металлурпгае-ский завод для передела всего своего чугуна в сортовое железо может обойтись без употребления какого-либо иного топлива, кроме газов, какие получаются в доменном цехе при производстве кокса и чугуна. В приводимой ниже таблице указан примерный состав колошниковых газов (в объемных %) древесноугольных (анализы 1-3)

Состав колошниковых газов доменных печей (в объемных %).

Анализы

Древесноуг.

печи:

1......

10,8

27,6

50,4

2......

11,5

27,1

53,0

3......

11,8

27,9

50,9

Коксовые

печи:

4......

15,0

24,6

49,6

5......

32,5

59,0

6......

30,0

56,9

7......

11,5

28,8

57,0

8......

12,1

27,0

57,6

9......

13,4

25,8

58,в

10......

14,8

25,0

56,4

И коксовых (анализы 4-10) доменных печей. Первые отличаются более высоким содержанием горючих составных частей, и теплотворная способность их обыкновенно



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 [ 151 ] 152 153 154 155 156 157 158 159