Каждый день много миллионов кубических метров воздуха попадают в топки печей, где сжигается горючее. Процесс сжигания горючего — это химическая реакция соединения углерода горючего с кислородом воздуха. Данный процесс может протекать разным методом.
В то время, когда горючее сгорает в топке при достаточном доступе воздуха, то в следствии химической реакции горения образуется углекислый газ — химическое соединение, в котором атом углерода соединен с двумя атомами кислорода. Но представим себе такое положение, в то время, когда в топку для горения будет поступать недостаточное количество воздуха. В этом случае кислорода может и не хватить, дабы появился углекислый газ. Случится неполное окисление углерода горючего, из-за которого получается не двуокись углерода, а только окись углерода — ядовитый горючий газ, при сгорании которого выделяется много тепла. Горючесть и громадную теплотворную свойство окиси углерода легко растолковать.
В молекуле окиси углерода на один атом углерода приходится лишь один атом кислорода. Окись углерода есть ненасыщенным химическим соединением, стремящимся соединиться с недостающим ему еще одним атомом кислорода. При таком соединении происходит полное окисление углерода — химическая реакция, из-за которой выделяется большое количество тепла.
Свойство угля (и других видов горючего — сланцев, дерева, торфа) преобразовываться при горении в воздухе с недочётом кислорода в горючий газ употребляется в технике весьма в далеком прошлом. Таковой процесс превращения жёсткого горючего в горючий газ именуется процессом газификации жёсткого горючего и производится в особых аппаратах — газогенераторах, другими словами производителях газа.
Газификация горючего — наиболее значимая отрасль химической индустрии. Газообразное горючее эргономичнее и удачнее жёсткого. Жёсткое горючее при сгорании выделяет довольно много пыли, сажи и вредных химических примесей. Газ горит без копоти, броским, чистым пламенем. Газ при горении развивает значительно более большую температуру, чем уголь либо дрова. Все это особенно принципиально важно для таких высокотемпературных процессов, какие конкретно происходят в металлургическом производстве, в производстве стекла и многих вторых.
Газовое горючее весьма гигиенично. Оно не требует для собственного сжигания ни громоздких, котельных, ни железных дорог для перевозки, ни рабочих для выгрузки и нагрузки.
Под давлением газ сам двигается по трубам в любом направлении, подымается в горы, на верхние этажи строений, спускается в равнины и в глубокие подземелья. Вдалеке от громадных городов жёсткое горючее газифицируется и по газопроводам направляется в дома, в топки заводов. Наконец, газ владеет еще одним неоценимым качеством. Это не только превосходное горючее, но и отличное химическое сырье. Применяя горючую окись углерода, возможно приобретать целую гамму синтетических спиртов, уксусную кислоту, жидкое горючее и другие химические продукты. Но, дабы газифицировать уголь, его необходимо извлекать из глубоких шахт, из недр почвы.
Людям в далеком прошлом известны подземные пожары на угольных копях. Такие пожары являются бичом угольных районов. Довольно много инженеров и учёных думало над тем, какими средствами возможно самый скоро и полно ликвидировать это стихийное бедствие.
Наблюдал эти пожары и великий русский химик Д. И. Менделеев; в противоположность вторым, он думал не только над тем, как необходимо тушить такие пожары, но и как их возможно искусственно разжигать. Он выдвинул идею подземной газификации угля. Сущность идеи Менделеева содержится в следующем:
При подземных пожарах под почвой сгорает уголь; наряду с этим образуется углекислота. Если бы удалось сократить доступ кислорода к месту пожара под почвой, то возможно было бы довести горение угля лишь до образования окиси углерода и приобретать полезнейший горючий газ. Выводя данный газ из-под почвы и собирая в хранилище, его возможно потом очистить от негативных примесей, сжимать компрессором и по трубам направлять к потребителям (рис. 9).
Подземная газификация угля открывала новые горизонты в целесообразном применении угольных достатков страны.
Вам известен смелый труд шахтеров. ночь и День многие тысячи людей трудятся в. глубоких шахтах, добывая уголь. Раздробленный уголь вывозят из забоев и при помощи сложных подъемных сооружений выдают на поверхность почвы. Добытый уголь- сортируют и грузят на ЖД платформы. Уголь, потом, перевозят по железным дорогам на много, а время от времени и тысячи километров, перед тем как сжечь его в топках электростанций, заводов либо в котельных жилых домов. Тысячи тысячь киллограм угля сжигаются в топках тех самых паровозов, каковые везут его к месту назначения. Большое количество всех вагонов страны и грузовых платформ занято перевозками угля. А какое количество угля тратится при его погрузке, разгрузке, транспортировке?
Тяжелые клубы дыма подымаются из заводских труб, и угольная пыль оседает на землю, загрязняя воздушное пространство городов. Едкая пыль — неразлучный спутник угля.
Подземная газификация избавляет людей от всех этих непроизводительных затрат угля, тяжелого труда рабочих под почвой, от загрязнений воздуха, которые связаны с сжиганием угля. Но и это не все.
Ученые подсчитали, что практически три четверти угольных запасов мира находится в таких пластах, каковые нельзя разрабатывать простыми шахтными методами (они через чур узки, в них негде разместиться шахтеру с его механизмами; многие угольные месторождения очень сильно перемешаны с безлюдными породами либо находятся в таких землях, где нельзя строить шахты). Большинство угольных месторождений при ветхих способах добычи угля выясняется, так, недоступной человеку. Но кроме того и в тех пластах, где добывается уголь, практически добрая половина его остается под почвой.
Реализуя блестящую идею Менделеева, люди имели возможность бы намного более полно и рационально применять угольное достаток Почвы. Но мысль Менделеева не могла быть использована в условиях капиталистического общества. Обладатели железных дорог не были заинтересованы в сокращении угольных перевозок, а обладатели угольных копей — в сокращении подземной добычи угля.
Капиталистам нет дела до хищнического истребления угольных запасов земных недр, до облегчения условий быта и человеческого труда, их интересует только громаднейшая прибыль. Неприятность подземной газификации выходит за рамки частнособственнических заинтересованностей отдельных их объединений и капиталистов. Это огромная публичная неприятность, которая не умещается в рамках капиталистических взаимоотношений и для собственного осуществления требует другого публичного устройства, где были бы ликвидированы эти частнособственнические отношения. Так, мысль Менделеева, которую В. И. Ленин в 1913 году в собственной статье назвал «одной из великих побед техники», есть достоянием нового публичного строя, новой эры развития людской общества, эры, идущей на смену капиталистическому обществу.
Более полувека назад Менделеев писал: «Настанет, возможно, со временем такая эра, что угля из почвы выламывать не будут, а в том месте, в почве, его сумеют превращать в горючие газы и их по трубам будут распределять на далекие расстояния».
Эта эра настала, это — эра социализма. учёные и Советские инженеры, разрабатывающие наследие Менделеева, творчески его обогащают и строят новую, невиданную в мире промышленность подземной газификации угля. Одним из коренных усовершенствований процессов подземной газификации есть использование в нем кислорода.
Для процесса газификации угля азот не нужен. Напротив, много азота в воздухе, идущем для процессов газификации, вредно, поскольку присутствие азота снижает скорость процесса газификации, разбавляет горючий газ инертными примесями, не принимающими участия в процессах горения, и снижает так теплотворную свойство горючего газа. Транспортировать данный балласт по трубам к потребителю, затрачивая энергию на его сжатие, кроме этого не имеет никакого смысла.
Использование обогащенного кислородом воздуха в ходе подземной газификации снимает все эти неприятности. Газификация угля ускоряется; упрощается регулирования и процесс управления подземного пожара, получается полноценное и эргономичное для транспортирования химическое сырьё и горючее.