C H E M I C Z N Y
ORGAN CHEMICZNEGO I N S T Y T U T U B A D A W C Z E G O I P O L S K I E G O T O W A R Z Y S T W A C R E M IC Z N E G O W Y D A W A N Y Z ZA SIŁKIEM W Y D Z I A Ł U NAUKI M I N I S T E R S T W A W Y Z N A Ń RELIGIJNYCH I O ŚW IE C E N IA PUBL .
ROCZNIK X V 5 i 20 GRUDZIEŃ 1931 ZESZYT 23 i 24
REDAKTOR: Prof. Dr. KA ZIM IERZ K LIN G SEKRETARZ: Dr. LEC H SU C H O W IA K
Zagleniczny S. p. J a n
U rodzony w lata c h , kiedy w alka o dobro
b y t ekonom iczny w ydaw ała się być n a jsil
niejszą bronią w rękach ujarzm ionego narodu ś. p. J a n Z ig len iczn y po ukończeniu szkól średnich oraz studjów
fachow ych rz u c i się w wir p ra c y p rzem y słowej, a k ied y w k r a ju czysto rolniczym rozwój przem ysłu cu krowniczego rokuje w idoki dużej pracy , w tej właśnie cłzie- dzinierozpoczyna dzia
łalność swą, a b y po
święcić jej cale swe pracow ite życie.
W m łodych latach p racuje w cukrow niacb kresow ych gdzie n a b y wa tego dużego do
świadczenia, które z czasem wysunie Go n a czoło cukrow nictw a polskiego. J e s t z kolei rzeczy dyrektorem cu krow ni w Modelu a następnie w Brześciu K ujaw skiem pcczem zostaje a d m in istra to rem cukrow ni O stro
w ite oraz wchodzi do
Z arządu Związku Zawodowego Cukrowni b .K ró l.
Polskiego, a w roku 1922 zostaje prezesem tegoż Z arządu.
Ś. p. J a n Zagleniczny ju ż w zaran iu swej młodości rozum ie dobrze współpracę przem y słu z n auk ą — sam przez szereg la t pracuje
naukow o i ogłasza drukiem 52 prace ju żto ch a
ra k te ru technologicznego jużto poświęcone om aw ianiu zagadnień ekonom icznych czy społecznych, jest jednym z inicjatorów oraz
K u rato ró w C entralne
go L aboratorjum Cu
krowniczego p rze
kształconego na In s ty t u t Przem ysłu C ukro
wniczego, żywo in te resuje się G azetą Cu
krow niczą a kiedy pow staje idea w yb u
dowania Gmachów Chemicznego I n s ty tu tu Badawczego sta je na czele K o m itetu B u
dow y a po w ykończe
n iu budow y gm achów pozostaje członkiem a n astęp n ie prezesem K u ra to rj u m ln s ty tu tu .
T rudno je st na la
m ach krótkiego a rty k u łu pomieścić ogrom p racy ś. p. J a n a Za- glenicznego.
Z astanaw iając się jużto nad ilością prae drukiem ogłoszonych jużto n ad różnorodno
ścią zajm ow anych s ta nowisk i godności zdum ienie ogarnąć musi nad pracow itością — szerokością um ysłu i wiedzy ś. p. J a n a Zaglenicznego.
N iespożytą enorgję okazuje ś. p. Zm arły po pow staniu R zeczypospolitej. J e s t z kolei M inistrem Przem ysłu i H andlu, Senatorem ,
Przemysł Chemiczny. 1
3f>2 PRZ E M Y SŁ CHEMICZNY 15 (1931)
Prezesem K u ra to rju m Chemicznego I n s ty tu tu Badawczego, Prezesem R a d y N aczelnej P ol
skiego Przem ysłu Cukrowniczego, Prezesem Zarządów licznych cukrow ni, banków oraz organizacyj zaw odow ych.
W u zn an iu p rac y ś. p . J a n a Zaglenicznego nadaje Mu R ząd R zeczypospolitej Polskiej K om andor ję orderu Polon ja R e s titu ta z gw iazdą
a P olitechnika Lwowska zalicza Go w poczet swych D oktorów honoris causa.
W ś. p. J a n ie Zaglenicznym tra c i Che
m iczny I n s t y t u t B adaw czy swego wielkiego przyjaciela, doradcę i opiekuna, tra c i człowie
ka, k tó ry wysoko ceniąc pracę tw órczą zawsze s ta ra ł się o to, a b y stw orzyć dla in s ty tu tu w arunki, k tó re b y pozw oliły m u n a in te n s y w ną a spokojną naukow ą pracę.
Z badań fizyko-chemicznych nad różnemi typami węgli koksujących
E tu d es p liysico-eliim iąiies do diffćren ts typ es do charbons cokćfiants
Błażej ROGA
Z działu W ęglow ego Chemicznego In sty tu tu Badawczego K o m u n ik a t 42. (Dokończenie).
N a stęp n a g ru p a węgli gazow ych — sp ie k a jących (2S — 38% lo tny ch części) posiada w y
soką zdolność spiek ania, je d n a k z pow odu d u żej zaw artości lo tn y c h części oraz z pow odu b ra k u prężności w yd ym an ia, stosuje się te w ę
gle raczej w gazownictwie, a ty lk o w w y ją tkow ych w aru n k ach , ja k nasze, do fab ry k a c ji koksu m etalurgicznego. W yłącznie w gazow ni
ctw ie m ożna stosow ać węgle gazow opłom ien- spiekające. W grupie węgli gazowoplo- ne
m iennyeh oraz węgli gazowych, od jak ich ś 32% lo tn y ch części, wzwyż, w idzim y prócz węgli spiekający ch rów nież węgle mało lub wcale niespiekające. Można sp otk ać węgle o jednakow ej ilości lo tn y ch części np. = 30% , przyczem węgle te m ogą mieć liczby spiek an ia leżące m iędzy 0 a 50.
Z atem im węgiel m łodszy pod względem geologicznym , tem jego zdolność sp iek an ia jest m niejsza, przyczem zaznaczyć trz e b a, ż e u ty c h m łodych węgli, a m ianow icie częściowo u węgli gazowych i z reguły u węgli gazowopłom ien- nych niem a żadnego zw iązku m iędzy zdol
nością spiekania a ilością lo tn y c h części.
Zw iązek ten w zrasta z wiekiem geologicznym . Z b a d a ń n a d o d m i a n a m i p e- t r o g r a f i c z n e m i . J u ż w połowie 19-go w ieku rozróżniano pew ne sk ład n ik i p e tro g ra ficzne, a n aw et poznano z p ra k ty k i n ie
k tó re ich w łasności (tw ardość, połysk, s tr u k tu rę ). O dm ianom ty m nad an o nazw ę: w ę
giel błyszczący („G lan zk o h le” ), węgiel m a to wy („M attk o h le” ) i węgiel w łóknisty (..F aser-
ko h le” ). D zięki bad anio m m ikroskopow ym oraz badaniom szlifów węgla z pom iędzy czte
rech stw ierdzono w o sta tn ic h czasach bezspor
ne istnienie ty lk o 3-ch odm ian, o d p o w iad ają
cych ty m s ta ry m pojęciom , a noszących d zi
siaj nazw ę: w itry t, d u r y t i fu zy t.
W o s ta tn ic h la ta c h wzięto się usilnie do b a d a ń n a d chem ją ty c h odm ian p e tro g ra fic z nych. Zaczęto też badać ich zachow anie p o d czas suchej d y sty la c ji, analizow ać otrzy m an e p ro d u k ty : stale, ciekłe i gazowe, oraz badać znaczenie odm ian p etro g raficzn y ch w procesie koksow ania. Je d e n z au torów w zagłębiu R u h r o kreślił w łasną m eto d ą zdolność spiekania p o szczególnych odm ian, przyczem w yraził je licz
bowo w n a stę p u jąc y s p o s ó b :
O dm iana L otn e Liczba spiekania według petro graficzna, części K a t t w i n k l a
w itry t k la r y t d u r y t fu z y t
23,76 23,68 31,42 11,48
439 138 8 0
W yniki te zostały n a w e t w ciągnięte do podręczników 1) : odnosi się z tego w rażenie, że w itry t, d u ry t czy fu z y t, są pew nem i m in e rała m i o stały m składzie i niezm iennych w łasnoś
ciach, w ystępującem i w różnych ilościach
1) H. K o p p e v s. Handbucli d«r Brennstoff- teehnik. Essen. 1020.
(1931) 15 PRZEM YSŁ CHEMICZNY 363
T A B L I C A 10.
C H A R A K T E R Y S T Y K A W I T R Y T Ó W.
W i
tryt Nr.
N azwa kopalni N azw a zagłębia
węglowego Typ w ęgla
A naliza bezpośrednia
Liczba spie
kania Wilgoć Popiół
Próba kokso
wania Koks’) Lotne1)
części
I N ew Gross H ands Col-
liery Południ owa W al j a Antracyt 0,78 1,66 94,73 5,27 0,0
II Zeche Langenbrahin Ruhr W ęgiel antracytowy 0,83 1,14 90,14 9,86 0,0
III T v
Charbonnage du Nord de Gilly
Charleroi
1,07 1,70 88,51 11,49 0.1 Mines de N oeux Pas de Calais W ęgiel chudy 0,73 3,68 86,57 13,43 3,5
V >> .. >» łt f f t > 0,70 1,26 85,75 14,25 11,8
VI »t tt i » > > W ęgiel koksowniczy 0,65 4,01 80,78 19,22 60,0
VII — Ruhr ft »» 0,36 1,14 77,03 22,97 48,2
V III Zeche Lotliringen »» >> 0,88 1,81 74.31 25,69 63,8
IX Mines de N oeux Pas dc Calais ft >> 0,79 2,18 74,09 25,91 66,5
X Zeche Consolidation Ruhr ,, ,, 0,51 1,68 73,03 26,97 70,3
X I — Durham t f » y 0,84 1,21 73,03 26,97 70,1
X II Mines de N oeux Pas de Calais W ęgiel gazow y 1,83 1,73 67,39 32,61 65,1
X III Kopalnia W ollgang Górny Śląsk »» 5» 1,03 1,23 64,52 35,48 62,4
X IV Kopalnia Hoym ,, ,, ,, 3,97 1,31 63,83 36,17 16,2
X V Kopalnia Dębieńsko i » > ł ,, ,, 2,13 1,45 62,92 37,08 | 59,4
XVI Kopalnia Zbyszek Zagłębie Krakow
skie
W ęgiel gazowo-plo-
m ienny 17,71 3.41 40.98 53,02 0,1
l) Liczono na substancję bezwodną i bezpopiolową.
w poszczególnych g a tu n k a c h węgli k a m ie n nych. Pogląd ta k i jest zupełnie m ylny. Nie ulega w ątpliw ości, że podane przez K a t - t w i n k 1 a liczby lo tn y c h części są praw dzi- <
we dla zbad an y ch przez niego su b sta n c y j, oraz że w z b ad an y m przez niego w itrycie, durycie i fuzycie zdolność spiekania m alała 1 w podan y m przezeń p o rząd k u . Ale z b adań późniejszych R i 11 m e i s t e r ’ a, W i n t e- r a, S e y 1 e r a, W h e e l e r a i in n y ch , szczególnie jed n a k z sy stem aty czn y ch ba- ; dań, prow adzonych w Chem. In sty tu c ie Badaw czym w ynika, że m am y całą skalę wi- try tó w , d u ry tó w i fuzytów . M ożemy w prost powiedzieć, że je s t ty le w itry t ów, czy d u ry - <
tów, ile je s t ty p ów i gatu n k ó w węgli. Że ta k się rzecz m a, dowodem podane niżej w yniki ] badań nad odm ianam i petrograficznem u i węgla. Bo b ad ań naszych używ aliśm y 1 w itry tó w , pochodzących z różnych zagłębi £ i różnych k opalń, a należących do w szystkich i typów węgli od a n tracy to w y ch do gazowo- j płom iennych. Poniżej p odajem y fotografje ( koksów tygielkow ych, o trzy m an y ch z ty ch wi- 1 try tó w , oraz tablicę, w któ rej um ieszczono wi- i t r y t y w edług w zrastającej liczby lo tn y c h częś- i ci. Rów nocześnie w ta b lic y 10 podano liczby j
spiekania w itry tó w . K iedy się zatem mówi w itry t, to trz e b a dodać z jakiego węgla.
B adanie w itry tu m a specjalnie duże z n a czenie, bo ta o dm iana petrograficzna o dg ry wa n ajw ażn iejszą rolę w procesie koksow a
nia. Oczywiście m am y n a m yśli w itry ty n a leżące do g ru p y węgli koksujących i gazo
wych sp iek ających (od 18 do 36% lotny ch części).
F u z y t je s t to odm iana petrog raficzna, k tó ra nie posiada żadnej zdolności spiekania i z p u n k tu w idzenia koksow nictw a słusznie uchodzi za dom ieszkę szkodliw ą.
Co się ty c z y du ry tó w , to zdan ia są p o dzielone, jed n i uw ażają d u ry t za odm ianę petro graficzną, k tórej spiekanie je s t bardzo m ałe i dlatego sądzą, że je s t to sk ład nik szkodliw y w procesie fab ry k acji koksu m e ta lurgicznego. In n i badacze uw ażają, że d u ry t spieka dobrze, i jakkolw iek nie posiada zdol
ności w ydym ania, to jed n ak je s t p ożądany jako część składow a m ieszanin koksow niczych.
Otóż tu m a się rzecz analogicznie, ja k u w i
try tó w . W zależności od pokładu, m am y du- r y ty o różnych w łasnościach fizyko-chem icz- nych. Je d n e spiek ają nieźle, o trz y m an y koks je s t w praw dzie m ało w yd ęty, ale zato m ocny,
3 0 4 P R Z E M Y S Ł CIIEMICZNV 15 (1 9 3 1 )
R ysunek 14. Fotografje koksów ty g i elkow ych w itrytów .
z b ity ; u in n y ch znow u zdolność sp iek an ia jest bardzo m ała. T oteż wpływ d u ry tu może być bardzo ró żno rod ny n a protfes tw orzen ia się k oksu, w zależności od tego, jak ie są jego w ła
sności, oraz w jak ie j z n a jd u je się ilości w d a nej m ieszaninie.
D la p rzy k ła d u p o d ajem y liczby sp iek an ia trz e ch d u ry tó w z zagłębia górnośląskiego. Dii- ry ty te po b ran o z pokładów R eden w profilu zachód-w schód. Rów nocześnie p od ajem y fo to g raf ję koksów tygiel ko wych. o trzy m any ch z dury tó w .
W K M
Rysunek 15.
F otografja koksów tygielkow ych durytów.
W m iarę posuw ania się na wschód m am y do czynienia z węglem, pod względem geolo
gicznym , coraz m łodszym . W idzim y t u rów nież zm ianę własności fizyko-chem icznych.
Im węgiel m łodszy, tein zaw artość C coraz m niejsza, rów nież coraz niniejsza je st liczba spiek ania W = 22, K = 17, M = 7.
D u ry t pierw szy „ W ” je s t w zięty z pokład u węgla gazowego koksującego, to te ż on sam
posiada stosunkow o niezłą zdolność spiekania i sądzim y, że pew na jego ilość w m ieszaninie koksow niczej n iety lk o nie je s t szkodliw ą, aje n aw et pożąd an ą. Dwa inne d u ry ty . pochodzą z pokładów węgla słabo spiekającego, to też z p u n k tu w idzenia fab ry k acji koksu ich obec
ność w m ieszaninie koksowniczej b y łab y r a czej niepożądana.
B a d a n i a n a d r o z k ł a d ę m t ę r- m i c z n y m s u b s t a n ć y j, p o w o d u- j ą ć y c h s p i e k a n i e. M etoda oznaczania zdolności spiek an ia może nam tak ż e oddać duże usługi w p o zn an iu sam ego procesu k o k sow ania. Sądzim y, że do w yjaśn ienia p rz e biegu tego procesu najw ięcej p rzy czy n ić się m ogą b a d a n ia fizyko-chem iczne węgla jako takiego. Celem n aszym było zb adanie, w jak iej te m p e ra tu rz e ulegają zupełnem u rozkładow i term iczn em u su b stan cje, k tó re pow o d ują sp ie
kanie. Oczywiście w ty c h zjaw iskach oprócz te m p e ra tu ry , ogrom ną rolę odgryw a szybkość i czas ogrzew ania.
W dośw iadczeniach n aszy ch do ogrzew ania węgli w ściśle określony sposób, używ aliśm y pieca elektrycznego G r a y - K i n g a 1), sk o n struow anego w Fuel R esearch S ta tio n (Green- wich). Piec G r a y - K i n g a w yobrażony je s t na ry s. 16; sk ład a się on z pieca właściwego wraz z grzejnikiem elek try cznym , z re to rty kw arcow ej, dalej ru rk i do łapania sm oły, r u rk i z perełkam i zwilżonemi 1I2S 0 4 ,d o .ła p a n ia N H 3 i zbiornika na gaz.
*) T h . G r ą y an<l .1. G. K i n g . Fuel Research B o a rd . Teohn. P ap er. N r. 1. (1921).
(1931) 15 PR Z E M Y S Ł C11EM1CZN V
Rysunek 17. Fotografj« koksów tygiclkow ycli, otrzym anych z witry tu kopalni „Anna".
Rysunek 16. Piec Gray-Kinga.
U dołu na desce zn ajd u je się am perom ierz, opornica i w yłącznik. T em p eratu rę m ierzy się p rz y pom ocy term o p ary , k tó re j koniec um ie
szczony w środku pieca, a k tó ra p rz y ty k a do re to r ty z węglem.
Po przygotow aniu średniej p ró b k i danego węgla (rozdrobnienie 0 — 1 mm ) odw ażaliśm y każdorazow o 20 g węgla, k tó ry um ieszczaliśm y w retorcie, poczem węgiel te n ogrzew aliśm y z szybkością 2°jm in. P rzeryw aliśm y ogrzew a
nie w różnych końcowych te m p e ra tu ra c h np.
w 300, 400, 500, 600, 700, 800° i t, d. co 100°, zaś w in terw ale plastyczności węgla naw et co 20°. Po ostygnięciu pieca w yjm ow aliśm y z re to r ty ład u nek węgla (względnie półkoks lub koks), poczem , odrzuciw szy p rzed n ią część ze względu na to, że mogła ona mieć nieco niż
szą tem p e ra tu rę , braliśm y do badań tą część węgla względnie koksu (długości około 8 cm), k tó ra znajdow ała się w sam ym środku pieca, gdzie te m p e ra tu ra je s t zupełnie jed n o sta jn a . T ak przygotow any węgiel (względnie, o ile chodzi o wyższe te m p e ra tu ry , tó półkoks, a n aw et koks) rozdrabnialiśm y na ziarno p o niżej 860 oczek/cm 2, poczem oznaczaliśm y w tej su b stan cji wilgoć, lo tn e części, ciężar właściwy rzeczyw isty i liczbę spiekania.
P rz y oznaczaniu lotnych części o trz y m ali
śm y koksy tygielkow e, k tó ry c h fotografje p o dajem y poniżej (rys. 17. 18, 10).
Z fotografij widzim y, że w te m p e ra tu rz e około 480° substancje, p o w o d u jące' spiekanie węgla, są ju ż praw ic zupełnie rozłożone, to też węgiel ogrzany uprzednio do tej te m p e
3 66 P R Z E M Y SŁ CHEMICZNY 15 (1931)
Rysunek 18. Fotografje koksów tygielkow ych, otrzym anych z w itrytu (TFTP) i durytu {D W) kop ilni W olfgang.
r a tu r y , a n astęp n ie zm ieilony p o d d a n y po
now nem u koksow aniu, nie je s t w sta n ie zle
pić pojedyńezych cząsteczek węgla na jed n o lity kaw ałek koksu. W tej tem p e ra tu rz e u le g a ją zatem ro z k ła d o m su b sta n c je węgla zdolne do top n ien ia a będące właśnie p rzyczyną spiekania. J a k się t a spraw a przed staw ia, liczbowo, podaje ta b lic a 11 i n astęp n ie w ykres
(rys. 20).
T ablica 11 i rys. 20 d a ją możność stw ie r
dzenia, w jak ich te m p e ra tu ra c h n a stę p u je
term iczn y rozkład sub stan cy j t. zw. b itu m i
cznych, k tó re po w odują spiekanie węgla.
Rów nocześnie m arny m ożność stw ierdzić, ja k a jest końcowa te m p e ra tu ra okresu p la sty c z n o ści. J e s t to fa k t ogrom nego znaczenia. J a k w iadom o z bad ań I) a m m a 1), prócz innych czynników d u ży wpływ n a jakość koksu p o siada sposób odgazow ania.
') P. D a m m. Gluckauf. 64. 1073 (1928).
-
300 ' 360 380 400 420 440
& ^ ^ ^
-
^ ^ ^ ^ £&
4.60 480°C
D N
R ysunek 19. F otografje koksów tygielkow ych z w ęgli zagranicznych: D (D urham ), N (Pas de Calais) i L (Rulir).
(1931) 15 P RZEM YSŁ CHEMICZNY 367
T A B L I C A 11.
Odporność term iczna substancyj, powodujących spiekanie.
L. p. Oznaczenie w ęgla
Pochodze
nie
Liczba spiekania
węgla surowego
Liczba spiekania w ęgla odgazowanego *) r o m p o r a t u r a o d g a z o w a n i a w 0 O
300 340 360 380 400 : 420 440 460 480
1 Nr. 9 Rulir 54,9 54,4 55,7 55,7 54,2 53,7 53,1 44,0 12,3 0,4
2 Nr. 10 Pas de Calais 00,9 60,2 62,3 61,6 61,5 60,8 — 40,2 0,5
3 Nr. 11 Durham 70,1 70,6 72,7 72,8 73,5 72,2 42,5 12,5 0,1
4 W. W. Górny Śląsk 63,4 59,5 — — -— 53,1 — — 0,0 —
5 W. A. „ 66,7 60,8 — — — 54,7 — — 0,0 —■
*) Szybkość ogrzewania w ęgla 2°/m in .
D a m m rozróżn ia: 1) „ Y o re n tg a su n g ” , odgazowanie węgla do te m p e ra tu r p o czątk u p lastyczności, 2) odgazow anie, zachodzące
Rysunek 20.
Odporność termiczna substancyj, powodujących spie
kanie.
w okresie plastyczności, i 3) „ N a c h e n tg a su n g ” , t.j. odgazow anie w okresie, począw szy od końca okresu plastyczn ości do najw yższej te m p e ra tu ry k oksow ania.
P rz y pom ocy m eto d y F o x w e 11 a1), najlepszej ze znanych dotychczas m etod oznaczania plastyczności węgla, m ożna ozn a
czyć te m p e ra tu rę po czątk u i m aksym um plastyczności, n a to m ia st koniec okresu p la styczności stw ierdzić tru d n o . Po przejściu bowiem krzyw ej przez m aksym um , węgiel zaczyna przechodzić częściowo w półkoks, tw o rzą się pory, gaz przepły w ający n a p o ty k a na coraz m niejszy opór, wówczas ta część z ja w iska plastyczności przebiega bardzo niew y
raźnie, A tu p rzy pom ocy liczby spiekania m ożem y łatw o znaleźć końcow y p u n k t p la s ty czności, a tem sam em znaleźć granice trzech okresów odgazow ania.
‘ W y t r z y m a ł o ś ć t e r m i c z n a s-u b- s t a n c y j s p i ek a j ą c y c h . • N akoniec postaw iliśm y sobie za zadanie stw ierdzenie, czy w różnych węglach koksujących w jednej i tej sam ej tem p e ra tu rz e su b stan cje ro zk ła
d a ją się z jednakow ą szybkością. Do ty ch dośw iadczeń u żyliśm y również p ieca G r a y- K i n g a. W ęgle b ad an e ogrzew aliśm y z je d n o sta jn ą szybkością 5° /m in . aż do tem p e ra tu ry , leżącej już w okresie plastyczności węgla, poczem w danej te m p e ra tu rz e 410°
lub 430° trz y m aliśm y węgiel przez czas zm ien
n y (0’, 20’, 40’, 1^, 2h i t. d.). T ak ogrzany węgiel po zm ieleniu analizow aliśm y, przyczem oznaczaliśm y wilgoć, ilość koksu i lo tn y ch części, oraz liczbę spiekania.
') G. E. F o x w e 11. Fuel. 3. 122 (1924).
T A B L I C A 12.
Zdolność spiekania w ęgli częściowo odgazowanych.
I.
(Temperatura 410°; zm ienny czas ogrzewania).
36 8 P R Z E M Y S Ł CHEMICZNY 15 (1931)
L. p. W ęgiel koksujący
Pochodze
nie
Liczba spiekania
w ęgla nieogrzewa-
nego
Liczba spiekania w ęgla, ogrzewanego w temper. 410°
G z a s o g r z e w a n i a
0’ 2 0’ 40’ Ift 2'i 3 h 4/i 8'*
1 Nr. 10 Pas de Calais 66,3 66,9 — — 30,3 — 17,8 15,1 13,2 9,9
2 Nr. X I I I Górny Śląsk 59,5 52,3 23,8 17,3 11,4 9,9 0,6 0,1 — __
3 „ S ” Ruhr 59,0 56,8 56,3 51,9 48,2 33,8 25,9 20,4 16,4 14,7
II:
(Temperatura 430° C; zm ienny czas ogrzewania)
L .p . W ęgiel koksujący
P och odze
nie
Liczba spiekania
w ęgla nieogrzewa-
nego ,
Liczba spiekania w ęgla ogrzewanego w tem perat. 430°
C z a s o g r z e w a n i a
0’ 2 0’ 4 0 ’ V> 2ń 3* 4ft
1 Nr. 10 Pas do Calais 66,3 66,4 66,0 21,0 0,4 0,4 0,2 0,1
2 Nr. XI I I Górny Śląsk 59,5 24,3 13,4 6,0 0,2 — — —
Okazało się, że poszczególne węgle pod ty m względem zachow ują się rozm aicie. U jed n y ch su b stan cje spiekające ro zk ład ają się bardzo szybko, u in n y ch bardzo, wolno. W y n ik i są przedstaw ione w tab lic y 12, oraz n a r y s u n k u 21.
U węgła gazowego spiekającego rozkład zachodzi stosunkow o szybko. N a to m ia st u w ę
gli typow o k ok su jących su b sta n c je spiek ające ro zk ład ają się b ardzo pow oli i dopiero w te m p e ra tu ra c h w yższych rozkład ten zachodzi szybciej. I lu s tru ją to krzyw e, p rzed staw iające liczb}' spiekania tego samego węgla, ogrza
nego w te m p e ra tu rz e 430° przez czas różny.
N a podstaw ie o trz y m an y c h w yników d o chodzim y do wniosku, że węgle gazowe — sp ie
kające (geologicznie młodsze) zaw ierają su b sta n c je spiekające, k tó re ro zk ła d ają się szy b ciej i w te m p e ra tu ra c h stosunkow o niższych, aniżeli u węgli typ o w ych koksow niczych. J e s t to now a w ażna c h a ra k te ry s ty k a węgli ko ksujących, d ająca możność głębszego w niknię
cia w przebieg procesu kok so w an ia.
S p i e k a n i e p r z y u ż y c i u r ó ż n y c h s u b. s t ; a n c y j r o z c i e ń c z a j ą-
Rysunek 21.
W ytrzym ałość term iczna substancyj spiekających.
(1931) 15 P RZEM YSŁ CHEMICZNY
c y c h . N a zakończenie rozdziału o spiekaniu chcielibyśm y omówić zachow anie się różnych su b sta n c y j rozcieńczających w procesie sp ie
k an ia. W dośw iadczeniach ty c h m ieszaliśm y zawsze 1 g w itry tu ,,K ”, dobrze zmielonego (860 oczek/cm 2), z 5 g ja k ie jś su b sta n c ji oboję
tn e j, o jednakow ej wielkości z iarn a (225—
335 oczek jem-). M ieszaninę koksow ano w spo
sób op isan y poprzednio, poczem koks p o d d a wano próbie bębnow ej. Z o trz y m an y c h w y
ników obliczano liczbę sp iek an ia. Okazało się, że 1 g w itry tu nie je s t w sta n ie zlepić 5 g ta k ic h su b sta n c y j, ja k silica-gel w zględ
nie węgiel akty w ow an y. M aterjały te p o sia
d a ją z b y t rozw iniętą pow ierzchnię ta k , że su b stan cy j b itum iczn ych nie w ystarcza, aże
b y zwilżyć całą pow ierzchnię węgla a k ty w o wanego czy silica-gelu.
P o tem n a stę p u je piasek, k tó ry m a pow ie
rzchnię m ałą, ale widocznie tru d n o zw ilżającą się, je s t to su b sta n c ja obca. A n tra c y t m a
T A B L I C A 13.
L. p. . N azw a substancji rozcieńcza
jącej
Liczba spiekania
1 W ęgiel aktyw ow any 1,3
2 Siliea-G el 1,4
3 Grafit naturalny . 1,7
4 F u zy t (Siersza) 16,8
5 Piasek 18,2
6 K oks liutniczy (W olfgang) 25, 3 7 K oks odlewniczy (Mines de
N oeux) 26,5
S Szam ota 27,1
9 W ęgiel drzewny (brzoza) 27,4
10 W ęgiel drzewny (dąb) 29,2
11 Pólkolrs. (Emma) 43,5
12 Grafit Acliesona 47,0
13 Pólkoks (H einitz) 48,4
14 Koks naftow y 55,0
15 A ntracyt angielski 60,2
16 W ęgiel antracytowy (Lan-
genbralim ) 62,4
17 D uryt (Król) 82,1
pow ierzchnię m ałą, przytem łatw o widocznie zw ilżającą się, bo p rz y użyciu go o trzy m ujem y dość w ysoką liczbę spiekania. N ajw yższą liczbę spiekania otrzym aliśm y w tej serji doświadczeń dla d u ry tu gazowego węgla górnośląskiego.
D u ry t te n zawiera bardzo wiele lo tn y ch części, a oprócz tego sam posiada pew ną zdolność spiekania, zatem w żadnej m ierze nie może być uw ażany za su b stan cję o bojętną. Liczby spiek ania, otrzy m an e p rzy użyciu różnych sub stan cy j rozcieńczających podaje tablica 14. O trzym ane przez nas w yniki potw ierdzają słuszność teo rji procesu koksow ania W . Ś w ię - t o s ł a wr s k i e g o1), k tó ry w referacie, wy
głoszonym na II-gim Św iatow ym K ongresie E nergety cznym , w ykazał, że w procesie k o k sowania spiekanie i a k ty w acja powierzchni są dwom a procesam i sobie przeeiw staw nem i.
VI. O dgazowanie węgla.
Przebieg odgazow ania węgla odgrywa również dużą rolę w procesie tw orzenia się k oksu. U żyw am y t u term in u „ odgazow anie”
w najobszerniejszym tego słowa znaczeniu, m am y bowiem na m yśli wszelkie p a ry i gazy, w yw iązujące się w sku tek ro zk ład u term ic z nego węgla. Zaznaczyć należy, że „odgazow a
n ie ” węgla w różnych sta d ja ch procesu tw o rzenia się koksu odgryw a in n ą ro lę : w tem p e
ra tu ra c h niższych, leżących poniżej okresu plastyczności węgla, odgazowanie nie posiada większego znaczenia, jakkolw iek pozostaje w pew nym zw iązku z rozkładem su b sta n c y j, pow odujących spiekanie; w sam ym okresie plastyczności odgazow anie w yw iera ogrom ny w pływ na proces tw orzenia koksu, od niego bowiem zależy przebieg zjaw iska w y dym ania węgla; wreszcie w te m p e ra tu ra c h 500— 1000°
przebieg odgazow ania wpływa na s tr u k tu rę koksu, jego gęstość i w ytrzym ałość m echanicz
ną. Silne odgazow anie w ty m okresie pow o
d u je tw orzenie się ry s i p ęknięć w koksie.
Głównym i czynnikam i w procesie odgazow ania są : temperatura, szybkość i czas trwania ogrze
wania. Je śli chodzi o przebieg procesu ogrze
w ania, w ylania się o drazu p y ta n ie , w jak ich
i) W . Ś w i ę t o s l a i r s k i . L ’agglutiiialiou de la liou ille et l ’acłivation de sa surfaee pendant le proc&s de la form ation du coke, considćrćs comme deux phenom enes inverses. Zweite W eltkraftkonfe renz (1930).
3 7 0 P R Z E M Y S Ł CHEMICZNY 1S (1931)
ilościach i ja k ie p ro d u k ty uboczne o trzy m u je się podczas suchej d y s tjd a c ji węgla w dany ch w a ru n k a ch d y sty la c ji. W ty m p rz y p a d k u n ależy prow adzić ogrzew ania węgla ta k , aby zbierać p ro d u k ty uboczne, a po skończonem dośw iadczeniu n ależy określić ilość k oksu, g a zu, sm oły w raz z w odą, względnie n a w e t p o szczególnych sk ładników sm oły.
Zaproponow ano t u szereg m etod. Do b a r
dziej zn any ch należą m eto d y : B a u e r a 1), S t r a c h e ’g o2), L e s s i n g a 3), F i s c h e r a i S c h r a d e r a 4), G r a y ’a i K i n g a 5), B ii h r a6), G e i p e r t a ,7) oraz A g d e ’g o i L y n c k e r a8).
Z bad ań nad procesem odgazow ania do najcenniejszych należą prace L e b e a u ’a 9), następnie prace W h e e 1 e r ’a 10) i jego współ
pracow ników : B u r g e s s ’a, J o n e s ’a, T i- d e s w e l l a i H o l r o y d a 11), oraz prace U c h i d a 12), wreszcie bardzo ciekawe b a d a nia w tej dziedzinie opublikow ał niedaw no P.
S c h l a p f e r i H . R u f 13).
W d an y m p rz y p a d k u in te resu je nas p rz e bieg odgazow ania głównie z p u n k tu w idzenia
I ) A. B a u e r , B eitrage zur Cliemie der sog.
trockenen D estillation der Steinkohle. D issert. Ro- stock 1908.
а) H . S t r a c h o. Z. oesterr. Ing. u. Archi
tek t. Ver. S. 369 (1911).
3) R. L e s s i n g . J. Soc. Cliem. Ind. 81.
465, 671 (1912); F uel. 2 . 152, 186 (1923).
4) F. F i s c h e r u. H. S c h r a d e r . Ges.
Abhandl. K enntnis K olile. 5, 55, 65 (1920); Brenn- stoff - Cliem. 2 . 182 (1921).
5) Th. G r a y and J. G. K i n g . Fuel R e
search Board. Techn. Paper Nr. 1 (1921); J. G.
K i n g C. T a s k e r and L. J. E d g c o m b e.
Techn. Paper Nr. 21 (1929); Nr. 24 (1930).
б) H. B a lir . Brennstoff-Cliem. 7. 213 (1926).
7) R. G e i p e r t . Gas u. W asserfach. 69. S61 (1926).
8) G. A g d e u. Ł. v. L y n c k e r . Die Yor- gangc bei der Stuckkoksbildung. H alle. 1930.
9) P. L e b e a u . Compt. rond 177. 319 (1923);
178. 391 (1924); Chimie et Industrie 14. 10 (1925).
10) M. J. B u r g e s s and R. Y. W h e e l e r .
•T. Cliem. Soc. 99. 649 (1911); 105. 131(1914); Fuel.
5. 65 (1926); J o n e s and W h e e l e r . J. Chein.
Soc. 105. 140 (1914); T i d e s w o 11 and W h e e 1 e r.
J. Chem. Soc. 115. 619 (1919).
II) R. H o l r o y d and R. V. W h e e l e r . F u el 9. 40, 76, 104 (1930).
>2) S. U c h i d a . Fuel. 5. 221 (1927).
13) P . S c h l a p f e r u. H. R u f. Monats- Bullotin Schweiz. Yer. Gas-u. W asserfachm . 9. 5, 47, 76, 112 (1929).
procesu tw orzenia się koksu. D ośw iadczenia w ykonaliśm y łącznie z badaniem n a d p rz e biegiem ro zk ład u su b sta n c y j, pow odujących spiekanie. D ośw iadczenia te w ykonaliśm y w te n sposób: węgiel b a d a n y , ro zd ro bn ion y n a ziarno 0 — 1 m m , ogrzew aliśm y w piecu G r a y - K i n g a z szybkością 2°/m in. Do każdego dośw iadczenia b ran o świeżą p ró b kę węgla. K ie d y węgiel doszedł do odpo
wiedniej te m p e ra tu ry , p rzery w aliśm y ogrze
w anie, a po ostygnięciu w yjm ow aliśm y węgiel z pieca. T ak przygotow any węgiel po zm ie
leniu p od daw aliśm y badan iom . M ianowicie o znaczaliśm y w n im wilgoć, zaw artość koksu i lotnych części, liczbę spiekania i ciężar w łaś
ciwy. O trzym ane w yniki p o d aje ta b lic a 14.
(I i II).
T ab lica 14 p o d aje ilość lo tn y c h części z a w a rty c h w w ęglu, ogrzew anym do różn ych te m p e ra tu r końcow ych (szybkość ogrzew ania zawsze rów na 2°/m in ).
G ru pa I p rzed staw ia przebieg odgazow a
nia trz e ch węgli górnośląskich, D u ry t W olf
gang, W itr y t W olfgang i W itr y t A nna, ozn a
czonych lite ra m i „ D .W ” , „ W .W .” i „ W .A .”
W ęgle te , zaw ierające 33— 37% lo tn y c h części, jeszcze w te m p e ra tu rz e 400° p o sia d a ją około 30% lo tn y c h części. W m iarę dalszego og rze
w ania zaw artość lo tn y c h części szybko sp ada.
G rup a I I p rze d staw ia typow e węgle kokso
wnicze z zagłębi; R uhr, P as de Calais i Durharn.
D la ty c h węgli dośw iadczenia w gran icach od 300 do 500° w ykonyw ano co 20°, w te m p e ra tu ra c h w yższych co 50°. Celem lepszego u z m y słowienia przeb iegu odgazow ania węgla, ogrzew anego ze s ta łą szybkością 2 °/m in, przed staw iliśm y w yniki rów nież graficznie (rys. 22 i 23). N a w ykresach ty c h na osi odcię
ty c h przedstaw iono końcowe te m p e ra tu ry ogrzew ania w ęgla, na osi rzęd nych ilość lo t
nych części, zaw a rty c h w w ęglu, uprzednio ogrzanym do odpow iedniej te m p e ra tu ry .
Z przebiegu krzyw ych w idzim y, że węgiel, jakkolw iek ogrzew any z jed nak ow ą szybko ścią: 20jm in ) nie odgazow uje jedn ostajnie, pro po rcjo nalnie do w zro stu te m p e ra tu ry , lecz posiada okresy, w k tó ry c h to odgazow anie przebiega szybciej. J a k w idzim y z rys. 22 węgle gazow e-spiekające posiadają dwa m axi- m a odgazow ania. Pierw szym okresem in te n s y wnego odgazow ania ty ch węgli je st in terw ał
(1931) 15 P R Z E M Y SŁ CHEMICZNY 371 T A B L I C A 14.
Zawartość lotnych części w odgazow anym w ęglu koksowniczym.
I.
L. p. Znak w ęgla
Ilość lotnych części w . w ęglu
surowym
Ilość lotnych części1), zawartych w w ęglu odgazowanym w różnych tem p.2) T e m p e r a t u r a o d g a z o w a n i a w 0 C
300 350 400 450 500 600 700 800 900
1 D. W. 33,6 33,1 — 30,0 20,2 16,2 15,8 8,0 3,3 2,9
2 W. W. 34,5 34,2 33,6 31,9 — 18,8 18,5 6,0 3,9 2,5
3 W. A. 36,6 36,1 35,6 32,2 27,5 22,6 21,1 8,0 4,8 3,2
II.
L. p. Znak węgla
Pocho
dzenie
Ilość lotnych
części w węglu
suro
wym
Ilość lotnych części1), zaw artych w w ęglu odgazowanym w różnych tem peraturach2) T e m p e r a t u r a o d g a z o w a n i a w 0 C
300 340 360 380 400 420 440 460 480 ] 500 550 600 650 700 800 900 1 Nr. 9 Ruhr 24,7 24,7 24,2 24,0 — 23,4 22,7 20,4 18,0 14,8 11,5 — — — 4,5 2,7 1,3
2 Nr. 10 P as dc C alais 27,1 26,5 26,3 26,3 26,3 25,2 23,7 20,4 17,6 14,1 11,6 9,3 7,6 7,2 0,1 4,7 2,2
3 Nr. 11 Durliam 27,0 26,7 26,7 26,1 26,0 25,3 22,9 20,1 14,5 12,8 11,8 7,4 6,9 6,6 4,8 3,0 1,6
J a k w spom nieliśm y w yżej, w węglu czę
ściowo odgazow anym oznaczaliśm y prócz p ro centowej zaw artości lo tn y c h części, koksu, w il
goci, oraz liczby spiekania, także ciężar w ła
ściwy rzeczyw isty. W praw dzie węgiel ogrze
w an y w piecu koksow niczym nie m a m ożno
ści swobodnego rozszerzania się, dzięki cze
m u ta m różnica ciężarów właściw ych rzeczy
w istych m iędzy m aterjąłem w yjściow ym , wę-
R ysunek 22. R ysunek 23.
Zawartość substancyj lotnych w w ęglu częściowo -Zawartość substancyj w węglu częściowo odgazo- odgazowanym (górnośląskie w ęgle koksujące). wanym (typow e węgle koksownicze).
J) Liczono na substancję bezwodną.
2) Szybkość ogrzewania w ęgla 29/m in.
te m p e ra tu r m niej więcej 400'— 500°, drugim 600 — 700°. N a to m ia st typow e węgle kokso
wnicze p osiadają jeden okres intensyw nego odgazowania; odpow iada on tem p eratu rom okresu plastyczności węgla (rys. 23).
372 P R Z E M Y S Ł CHEMICZNY 15 (1931)
T -A B L I G A 15.
Ciężar w łaściw y rzeczyw isty odgazowauego węgla'.
L . p.
Ciężar właściwy rzeczyw isty
węgla
Ciężar w łaściw y rzeczyw isty1) w ęgla odgazowauego -)
w ęgla dzenie- T e m p e r a t u r a o d g a z o w a n i a w 0 C .
surowego. 300 400 -| 500 600 700 800 900
1 Nr. 9 Rulir 1,27 1,27 1,29 1,34 1,37 1,46 1,63 1,74
2 Nr. 10 Pas de Calais 1,33 1,33 1,34 1,37 1,41 1,48 1,59 1,71
3 1). W. Górny Śląsk 1,33 - - •- -1,32 - 1,32- 1,36 1.36 1,40 1,53 1,63
4 W . W. ” 1,27 1,27 1,30 1,34 1,34 1,43 1,55 1,64
5 " W . A. 1125 1.27'.. 1,29 1 34 - 1,35.
■
.1,44- 57 1,66
” "
Ł) Oznaczono m etodą T li o r n e r a.
J) Szybkość ogrzewania w ęgla 2°/m in .
glem , a p ro d u k te m końcow ym je s t bardzo d uża (węgiel około 1,3; k o ks 2,0), je d n a k w y
daw ało się n am in teresu jącem poznać p rz e bieg g ęstn ien ia m asy podczas suchej d y sty la - cji węgla. O grzany do odpow iednich te m p e ra tu r węgieł (szybkość ogrzew ania 2°/m in), ro z drab n ialiśm y i su szy li, poczem oznaczaliśm y ciężar właściwy rzeczyw isty w p ik n o m e trz e m etodą T h o r n e r a 1), p rz y użyciu ksylolu, jak o cieczy p ik n o m e try c z n e j. O trzy m an e w y
niki p o d ajem y w ta b lic y 15 i na w y k re sie 24.
J a k w idzim y z ry su n k u 24 do te m p e ra tu r y 300° ńię zachodzą w w ęglu żąd n e” większe zm iany, to też i ciężar właściwy p o zo staje n ie
zm ieniony. W . okresie plasty czn o ści ciężar właściwy w zrasta niew iele dopiero w okresie od 600— 1000°, t. zn. w trzecim okresie o dga
zow ania węgla m a m iejsce rozk ład term iczn y su b sta n e y j w ęgla, p o łączony z zagęszczeniem się m asy półkoksu, a n a stęp n ie koksu.
J a k zaznaczyliśm y wyżej, prócz te m p e ra t u r y dużą rolę w przebiegu odgazow ania gra czas p o zo staw an ia w ęgla w danej te m p e ra tu rze. Poniew aż zaś specjalnie w ażnym okresem je s t okres sta n u plastycznego węgla, d la te go w ykonaliśm y n astęp u jące dośw iadczenie.
O grzew aliśm y węgle z szybkością 5°/min do
*) O. S i m m e r s b a f h. K okscliem ie. 3 wyd.- 1929.
te m p e ra tu ry , leżącej w okresie plasty czno ści n p . 410° (wzgl. 430°) i pozostaw ialiśm y w danej te m p e ra tu rz e przez ró żny czas: 0’, 20’, 40’, , 2h , 3'1 i t. d. W ęgiel ogrzew any przez czas odpow iednio długi tra c i bardzo wiele lo tn y ch części. W yn iki ty c h bad ań przed staw ia ta b lic a 16 i w ykres 25.
Z ta b lic y -16 i w ykresu 25 w idzim y, że po 8 godzinach ogrzew ania węgla, w te m p e ra tu rz e 410°, odgazow anie węgla w tej tem p e ra tu rz e p rak ty c zn ie biorąc je s t ju ż skończone.
W wyżej o pisanych dośw iadczeniach -ozna - czaliśm y zaw artość su b sta n e y j lo tn y c h w, .wę
glu uprzednio ogrzanym . Odgazowanie m ożna je d n a k zbadać w in n y sposób; m ianow icie m ożna ogrzew ać węgiel w łódeczce czy w ty - gielku, w odpow iednim piecu i w ściśle o k re ślonych w aru n k ach szybkości i czasu ogrze
w ania do odpow iednich te m p e ra tu r, poczem oznaczyć jego u b y te k n a w adze i w te n sposób zbadać przebieg odgazow ania. Oczywiście trz e ba się p rzy te m ograniczyć do w ykonania do
św iadczeń ty lk o w pew nych w ażniejszych te m p e ra tu ra c h . A poniew aż w procesie tw orzenia się k o k su głów ną rolę g ra okres s ta n u p la sty c z nego w ęgla, dlatego te ż w ydaje się celowem ro zp a try w a ć przebieg odgazow ania z uw zględ
nieniem te m p e ra tu r plastyczności, jak o te m p e ra tu r szczególnie w ażnych. N a tę okolicz
ność zwrócił ju ż uw agę w swojej cennej p r a
(1931) )5 PRZEM YSŁ CHEMICZNY 3 7 3
T A B L I C A 16.
Zawartość lotnych substancyj w węglu częściowo odgazowanym. .
I.
(Temperatura 410°; zm ienny czas ogrzewania)
L. p. W ęgiel koksujący
P ocho
dzenie
Zawartość lotnych
części w w ęglu surowym
Zawartość lotnych części *) w w ęglu ogrzewanym w temperaturze 410° C
C a s o g r z e w a 11 a
0' 2 0' 40' pi 2/i 3/i 4/i 5/i 8/1
1 o Pas de Calais 27,9 25,1 ' —■ — 20,6 - —■ 18,9 17,5 16,8 16,4
2 Nr. XI I I Górny Śląsk 34,2 29,8 27,6 25,3 23,9 22,9 20,3 19,4 17,8 —
3 • ' „ S ” • Ruhr 23,3 20,7 20,1 19,6 18,8 17,7 17,1 16,7 16,6
II.
(Temperatura 430°; zm ienny czas ogrzewania).
L. p. W ęgiel koksujący
Pocho
dzenie
Zawartość lotnych
części w węglu surowym
Zawartość lotnych cz ęści1) w w ęglu ogrzewanym W tem peraturze 430° C
C z a s 0 g r z e w a n i a
0' 20' 40' l/t 2/i 3/i | 4/i 6/i
1 Nr. 10 Pas de Calais 27,9 22,4 21, 8 ‘ 19,6 14,6 14,4 14,3 13,7 13,0
2 Nr. XI I I Górny Śląsk 34,2 27.1 23,2 20,7 20.1 — . --Ljy —
cy P . D a m m 2). A u to r te n w odpow iednim przyrząd zie oznaczał n ajpierw „ p u n k t m ięk n ięcia” Węgla m eto d ą p e n e trac y jn ą ; polega ona n a znalezieniu te m p e ra tu ry , w k tó rej spo czyw ająca na w ęglu, a z ao p atrzo n a w ostrze, ru rk a żelazna, obciążona zaczyna coraz sz y b ciej wchodzić w m ięknący węgiel. D am m n a zw ał t ą te m p e ra tu rę ,,punktem m ięknięcia wę
gla”, przyczem dla poszczególnych węgli z n a la z ł te m p e ra tu ry , leżąęe w g ranicach 375 do 430°. Po znalezieniu p u n k tu m ięk nięcia o zn a
czał odgazowanie węgla w 3-ch różnych o k re sach d y sty lacji, p rzy tem w prowadził ta k ą n o m e n k la tu rę : 1) O d g a z o w a n i e w s t ę p - n e je s t to ilość lo tn y ch części, w yw iązanych z węgla, ogrzanego do te m p e ra tu ry leżącej 25° poniżej p u n k tu m ięknięcia. 2) O d g a z o- w a n i e w o k r e s i e p l a s t y c z n o ś c i t. zn. ilość lo tn y c h części, w yw iązanych w okresie te m p e ra tu r od 25° poniżej p u n k tu m ięknięcia do 25° powyżej tego p u n k tu , w resz
cie 3) O d g a z o w a n i e k o ń c o w e t. j . ilość lo tn y c h części, w yw iązanych w te m
*) Liczono na substancję-bezwodną.
-) P . T) a m m . G h ic k a u f. <11. 1073 (1928).
p e ra tu rz e od 25° powyżej p u n k tu m ięk n ię
cia węgla aż do najw yższej te m p e ra tu ry d y sty la c ji. A u to r p rzy zn aje, że ta k i podział oznacza pew ną dowolność, sądzi jedn ak, że p rz y zachow aniu jednakow ych w arunków d o św iadczenia d la w szystkich węgli o trzy m a się w yniki, dające pew ne wskazówki odnośnie przebiegu odgazow ania. A u to r um ieszcza wę
giel wraz z łódeczką w e le k try czn y m piecu r u row ym , ogrzanym do odpow iedniej te m p e ra tu r y i pozostaw ia węgiel w piecu przez je d ną godzinę, poczem oznacza s tr a tę węgla na wadze.
T rzeba podnieść jak o zasługę D a m m a, że zwrócił uwagę n a znaczenie b ad a ń n a d przebiegiem odgazow ania w trz e ch okresach dy sty lacji węgla. Przebieg odgazow ania daje bowiem wskazówki odnośnie procesu k okso
w ania i jakości otrzym aneg o koksu, a m ia n o wicie: a) Z b y t duże odgazow anie w stępne stw arza z jednej s tro n y niebezpieczeństw o przedw czesnego rozkładu su b sta n c y j, pow o
dujących spiekanie, a co zatem idzie zm n iej
szenie intensyw ności zjaw iska plastyczności, z d rugiej stro n y z b y t duże odgazow anie w stę p ne wpływa na rozryehlenie m asy węgla, na
374 P R Z E M Y S Ł CHEMICZNY 15 (1931)
--- 410"C
--- 4 3 C C
rozw inięcie jego pow ierzchni, co w edług teo rji W . Ś w i ę t o s ł a w s k i e g o u tr u d n ia sp ie kan ie węgla, b) Duże odgazow anie w okresie plastyczn ości m a w pływ n a prężność w y dy m an ia węgla, k tó ra to w łasność węgla u ła tw ia n a le ż y te p rzepojenie całej m asy węgla i w pływ a d o d a tn io n a jakość k oksu, zw ła
szcza n a jego w ytrzym ałość m echaniczną i gęstość, c) W ielkość odgazow ania końco-
przebiegu odgazow ania w ykonać n ależy . w sposób in n y , niż to p ro p o n u je D a m m.
A utor te n oznaczał bowiem t. zw. p u n k t m ię k nięcia węgla, k tó ry u węgli o dużej zdolności przechodzenia w s ta n p la sty c z n y jest id e n ty c z n y z p u n k tem p o c z ątk u s ta n u p la s ty cznego, n a to m ia st u węgli o m niej in te n sy w nym przebiegu plastyczności może odpow ia
dać te m p e ra tu rz e m aksym u m plastyczności danego w ęgla. N astęp n ie D a m m jak o g ranice s ta n u p lastyczneg o w yznacza d o w olnie 25° poniżej p u n k tu m ięknięcia (ma to być g ra n ica doln a s ta n u p la s ty c z nego), oraz 25° pow yżej tego p u n k tu (granica gó r
n a). U w ażam y, że granice p lasty czno ści m ożna w y zn a
czyć z dokładnością o wiele w iększą. N ad zw yczajn ą p o m oc d aje n a m w ty m w zglę
dzie opisana poprzednio m e
to d a F o x w e 11 a, nieco przez nas zm odyfikow ana.
P rz y pom ocy tej m eto d y m ożem y znaleźć z dużą d o kładnością te m p e ra tu rę p o c z ątk u plastyczności węgla, ja k się bowiem okazało, te m p e ra tu ra ta , p rak ty c zn ie biorąc, nie zależy od sz y b kości ogrzew ania węgla. M u
sim y zaznacz y , że u węgli koksow niczych te m p e ra tu ra począ 1 u p lasty c z ności leży około 380°. U n iek tó ry ch dosko-
0 100 ZOO 300 400 500 600 700 BOO°C
R ysunek 24. Ciężar w łaściw y rzeczyw isty w ęgla częściowo odgazowanego.
wego m a wpływ — ja k słusznie stw ierdził D a m m , — m a s tr u k tu r ę o trzym aneg o k o ksu. Jeżeli odgazow anie w ty m okresie je s t z b y t duże, to w koksie tw o rzy się wiele ry s, a jego w ytrzym ałość m echaniczna m aleje. J e żeli odgazow anie końcowe je s t m ałe, wów
czas kurczenie półkoksu wzgl. k o k su jest nieznaczne, co może spowodować tru d n o ści p rzy w yciskaniu k oksu z pieca.
W okresie odgazow ania końcowego m a m iejsce częściowy ro zk ład te rm ic z n y całej m a sy półkoksu, przyczem rozkładow i te m u to w a
rzyszy silne gęstn ien ie m asy, n a co w skazuje w zrost rzeczyw istego ciężaru właściwego k o ksu, o czem m ów iliśm y poprzednio.
Jakkolw iek po dzielam y pogląd D a m m a n a znaczenie badań nad odgazow aniem węgli koksujących, to jed n a k sądzim y, że badanie
6 * > 2 5 < 5 i 7 b
R ysunek 25.
Odgazowanie w ęgla w stałej tem peraturze (zinienny ezas ogrzewania).
(1931) 15 PRZEM YSŁ CHEMICZNY 375
n ale ko ksujących węgli s ta n p lasty c zn y rozpoczyna się poniżej 380°. Górnej g ran icy p lastyczności węgla m eto d ą F o x w e 11 a ta k dokładnie oznaczyć nie m ożna; n a to m ia st zupełnie dobrze m ożem y ją w y zn a
czyć p rz y pom ocy opracow anej przez nas m etody oznaczania spiek an ia, o czem ju ż w spom inaliśm y w rożdziale o spiekan iu . W te n sposób z n a jd u jem y granicę górną, k tó ra dla n iek tó ry ch węgli wynosi 460°, d la innych n aw et 480°. Jeżeli z atem chcem y stw o rzyć d la w szystkich węgli podobne w arunki oznaczania przebiegu odgazow ania, to n a leży raczej p rzy ją ć dla w szystkich węgli j a k o dolną g ranicę sta n u plastyczności te m p e ra tu rę 380°, zaś jak o górną 460° (wzgl. 480°).
R ysunek 26.
Przebieg odgazowania w ęgli koksująycli.
Oo się ty cz y sposobu ogrzew ania, to p o zw olim y sobie zauw ażyć, że w staw ianie węgla w łódeczce na jed n ą godzinę do pieca e le k try cznego, posiadającego pew ną sta łą te m p e ra tu rę , ja k to czyni D a m m , nie w ydaje się nam słuszne. Po pierw sze w ty c h w arun k ach odbyw a się ogrzew anie węgla w czasie z b y t k ró tk im , bez porów nania k ró tsz y m , niż to m a m iejsce w piecu koksow niczym , a po drugie in ne są w aru n k i d y sty la c ji i szybkości ogrze
w ania, jeżeli łódeczkę z węglem w staw i się na jed n ą godzinę do pieca o tem p e ra tu rz e 400c,
a inne, gdy węgiel w staw i się na jed n ą godzi
nę do pieca posiadającego 1000°.
To też w naszych dośw iadczeniach n ad odgazow aniem zastosow aliśm y pew ną sta lą szybkość ogrzew ania węgla, m ianowicie 2°/m in, co zdaniem naszem odpow iada szybkościom ogrzew ania, jak ie sp o ty k a się w technice.
D ośw iadczenia w ykonaliśm y w te n sposób, że odw ażaliśm y do łódeczki b a d a n y węgiel, roz
drobniony n a ziai’no 0— 1 m m , um ieszczaliśmy łódeczkę z węglem w reto rcie kwarcowej pieca G r a y -K i n g a, poczem ogrzew aliśm y węgiel z szybkością 2°/m in. W y ko naliśm y b adania dla k ilk u typow ych węgli k oksujących z a granicznych, oraz d la węgli górnośląskich.
W ty c h naszych pierw szych dośw iadczeniach nad odgazowaniem p rzy jęliśm y n astęp ujące granice 3-ch okresów odgazow ania: I-szy 20°— 380°; Il-g i 380°— 480° i I ll - c i 480°— 900Q.
O trzym ane w yniki przedstaw ia ry su n e k 20.
R y su n ek 26 w skazuje, że najw iększa szybkość odgazow ania -węgla m a miejsce w okresie plastyczności (380° do 480°).
VII. Uwagi ogólne.
P r o c e s t w o r z e n i a s i ę k o k s u . B adania fizyko-chem iczne d a ją nam możność poznać proces tw orzenia się koksu. N a p o d s ta wie wyników b a d a ń w łasnych, oraz n a p o d staw ie dośw iadczeń, przeprow adzonych przez in n y ch autorów , o trz y m u je m y n astę p u jąc y obraz tw orzenia się koksu z węgla k o k su ją cego.
W ęgiel k oksujący , ogrzew any bez do stęp u pow ietrza, w ydziela w te m p e ra tu ra c h niższych gazy okludow ane, oraz wodę k o n s ty tu cyjną. N astępn ie wydziela się dw utlenek węgla, siarkow odór, oraz pew na ilość gazów p a l
nych i nieduża ilość sm oły. Ilości te zależą od szybkości i czasu ogrzew ania, są jed n ak naogół nieduże. W ty m okresie rzeczyw isty ciężar właściwy, p rak ty c zn ie biorąc, nie zm ie
nia się. Z atem m usim y powiedzieć, że do te m p e ra tu ry m niejw ięcej 350° w węglu nie zacho
dzą żadne większe zm iany.
W te m p e ra tu rz e około 380° węgiel zaczyna przechodzić w s ta n p lasty c zn y . U niek tó ry ch węgli okres plastyczności rozpoczyna się nieco wcześniej, u in n y ch później. W ty m okresie pew ne sk ładn iki węgla, t . zw. bitum iczne, to pnieją, tw orząc z n ieto pn iejącym i hu m i- nowemi skład nik am i węgla p ó łp ły n n ą, p la
