CC BY
14
ИЗВЕСТИЯ ТОМСКОГО ИНДУСТРИАЛЬНОГО ИНСТИТУТА Том 60 имени С. М. КИРОВА. Вып. III
К ВОПРОСУ 0 МЕХАНИЗМЕ ОКИСЛЕНИЯ КАМЕННОГО УГЛЯ И О ПРИЧИНАХ ЕГО САМОВОЗГОРАНИЯ.
Статья 12-я.
4 М. Ю. Григорьев.
I
О влиянии четыреххлористого углерода на
окисляемосгь углей *
Примеси, влияние которых на скорость окисления каменного угля изучалось различными авторами, можно разбить на три группы: 1) влага, 2) зольная часть самого угля и искусственно примешиваемые к нему различные минеральные вещества и 3) газообразные или парообразные вещества, которыми обрабатывался уголь перед определением его окисляемости, или которые вводились в атмосферу в момент определения окисляемости угля. ' ч Влага, повидимому, не оказывает заметного химического влиянии я на окисляемость угля. Есть указания (Грей), что содержащаяся в угле влага препятствует самовозгоранию его, так как прежде чем она вся не будет испарена, температура не может подняться выше 100°. Эрдман2), Дэви с и Бирнс3) нашли, что влажные угли не нагреваются в сухом кислороде. В. М. П а л ь-вел о в4) отмечает, что при пропускании через уголь в аппарате Эрдмана влажного кислорода критические температуры для ряда углей Кузбасса показали заметное повышение (от 120 до 135°; от 159 до 172°; от 154 до 168° и т. д.). Однако, кривые окисления при постоянной температуре бани (125°, 150°, 175°) дали почти полное совпадение для сухого кислорода и для кислорода, насыщенного парами воды при 50°. Автор объсняет это также тем, что вода действует только механически, отнимая тепло.
О влиянии золы данные, приводимые различными авторами, несколько расходятся. У В. М. Пальвелова4) после обработки углей соляной кислотой (причем извлекается часть минеральных веществ) критические температуры некоторых прокопьевских и кемеровских углей сильно (в некоторых случаях на 30°) снизились, но для ряда других углей остались почти неизменными. В то же время Зустман и Ленерт5) нашли, что обеззоленные соляной кислотой угли окислялись заметно труднее. Так, для ряда углей они наблюдали повышение критической температуры с 176° до 187°, с 185° до 206°, с 186° до 198° и с 168,5° до 197°.
Может быть такое противоречие объясняется различием в составе зольных веществ. Некоторые из них могут облегчать
процесс окисления, другие его, наоборот затрудняют. Кроме того не исключена возможность химического взаимодействия соляной кислоты и органической массы угля, которое тоже может повлиять на окисляемость. Н. Ф. Денисова6), смачивая уголь растворами Na2C03,KMn04, Al2(S04)s, (NHj)2S04 и после сушки в вакууме определяла адсорбционную способность угля по отношению к кислороду. В результате обработки обнаружено некоторое понижение поглотительной способности.
С. М. Петров и Л. Г. Майдановская7), напротив, нашли, что сульфаты алюминия и железа при 50° и 100° несколько ускоряют окисление угляЛ1осле просушки при данных температурах, смоченных указанными сульфатами углей, дальнейшее поглощение углем кислорода шло медленнее.
Крейлен8) определял инициальную температуру углей, к которым были прибавлены стеариновая и олеиновая кислоты. Обе они, особенно последняя, ускоряли окисление. В том же направлении действовало предварительное хлорирование, бромирование и иодирование угля* Частичное гидрирование угля повышало его стойкость по отношению к кислороду. Крейлен изучил также влияние газов и паров С02, СО, H2S,S02, N02, ССЦ
Оказалось, что сероводород и четыреххлористый углерод несколько понижают инициальную температуру.
Нас интересовал четыреххлористый углерод, как вещество уже применяемое при тушении пожаров. Интересно было выяснить, является ли ССЦ антикатализатором, замеаляющим окисление, или он действует просто механически, как летучая и совершенно неспособная к горению жидкость, пары которой прекращают доступ воздуха к горящему телу.
Поставленная с этой целью серия опытов состояла в том,, что через аппарат Эрдмана, снаряженный обычным образом, пропускался из газометра кислород, но между осушающей его про-мывалкой Дрекселя и аппаратом ставился гусек с четыреххлори-стым углеродом. При помощи водяной бани определенной тем-пературы мы регулировали расход СС14 и, следовательно, содержание его паров в кислороде. Перед опытом и после его окончания гусек взвешивался, что давало возможность определить содержание СС14 в I литре газа. Получение данные приведены ниже.
Как видно из таблицы, -в присутствии СС14 для некоторых углей (пл. Журинский и пл. IV Внутренний Киселевка) было замечено повышение температуры начала энергичного окисления и температуры самовозгорания. Для двух других углей этого не было. Почти во всех случаях вместо обычной вспышки наблюдалось появление дыма с резким скачком температуры в течение 2—3 секунд. При разгрузке аппарата V Эрдмана замечался запах хлора.
Очевидно, в наших опытах СС14 играл роль инертной добавки к кислороду, слабо влияя на скорость окисления угля при температурах до 150—160° и несколько меняя характер процесса
Содержание CG* в литре газа
Уголь Содержание в граммах на 1 л. Критическая температура Температура вспышкш
1. Пл. IV Внутрен. Киселевка ш. 3 Тоже.............. 0 0,5 , С,9 152е. 154* 162е 165* 185* ' 175* (дои)
2. ПУ. Журннский (Ленинск) . . . 0 0,45 0,66 1,25 3,5 135е 140* 145* 145* 144е 155* 180* (дмм) 230* (дым) 280* (дым) 285* (дым)
3. Пл. Характерный (Прокопьевск) . Тоже.............. 0 0,6 1,2 168° 169° 167*
4. Пл. IV Внутрен. шх. Коксовая . 0 0,75 168° 169"
при более высоких температурах. Во всяком случае четырежжло-ристый углерод не может быть признан антикатализатором, небольшого количества которого было бы достаточно для преду-преждения самовозгорания каменного угля.
Настоящая работа выполнена по заданию Кузнецкого Научво-Исследовательского Угольного института.
ЛИТЕРАТУРА
1. В, С. Крым. „Химия твердого топлива, изд. 2-е, стр.277.
2. Е. Erdmann Brennst.—Chem. III, стр. 257, 278, 293 [1922]
3. I. D. Davis. I. F. Birne.—Br. Ch. IV, 166 [1925]
4. В. Т. Пал ь вел ob.—X. Т. Т. VIII, стр. 791 [1937].
5. S us t mann, R. Lchuert—Br. Ch. 19,21—27 [1У38].
6. Денисова H. Ф.— Установление условий приведения угля в стабильшое состояние по отношению к кислороду воздуха (не опубликован.).
7. Петров С. М. и Майдановская Л. Г.—Труды Сиб. Физ. Тех» Ин-та 4, № 3, стр. 102—111 [1936]
8. I. J. W. К г е i 1 е п.—Chem. Weckbli 29,534-8, 559-61, 566—7.
