CHEMICKÉ ZPRACOVÁNÍ UHLÍ II. díl – VÝROBA DUSÍKATÝCH HNOJIVKoksovna: Koksovna má baterii komor vyhřívaných nad 1000°, tak zvanou komorovou pec. Žárem podléhá v nich uhlí velkým změnám, v komorách probíhají reakce rozkladné i synthetické. Zbývá z něho koks, který se vytlačuje po straně komor do železného vagonu, skrápí se vodou a zchladlý odváží do vysokých pecí nebo se skladuje. (Na obrázku oblak péry, jedna komora ještě pootevřená). Mimo koks získává se z černého uhlí ještě dehet, který se zpracuje na benzen, naftalen a jiné: látky a čpavková voda, důležitý zdroj amoniaku. Dvanáct až patnáct procent původní váhy uhlí tvoří koksový plyn; v plynárnách je to surový svítiplyn.+24Plynojem: Koksový plyn se zachycuje v plynojemu v závodě jím vytápějí komorovou pec, pohánějí motory a přečištěný se také vede dálkovým potrubím jako svítiplyn. V závodech, zvaných dusíkárny, užívá se koksového plynu jako jedné ze surovin k výrobě strojených dusíkatých hnojiv, hlavně dusičnanu vápenného. Jeho výroba se rozpadá na tři stupně: 1) výroba synthetického amoniaku, 2) oxidace amoniaku na kyselinu dusičnou, 3) reakce kyseliny dusičné, s vápencem.Diagram složení vzduchu a koksového plynu: Hlavními složkami koksového plynu jsou vodík a methan, zbytek se skládá z kysličníku uhelnatého a kysličníku uhličitého, ethylenu a jiných plynů. Právě pro veliký podíl vodíku (60%), stává se koksový plyn surovinou na výrobu synthetického amoniaku. Dusík potřebný k jeho synthese dodává vzduch. Je to opravdu vydatná-surovina s obsahem 78 objemových procent dusíku.Diagram vzduchu a koks. plynu s rovnicí: Koksový plyn s 60% vodíku a vzduch s 78% dusíku jsou zdrojem obou těchto plynů, které se přímo slučují na amoniak podle rovnice: 1 N2 + 3 H2 = 2 NH3 Je však třeba vodík i dusík z původních směsí předem izolovat.Diagramy zkapalněných směsí: To se děje tím, že se koksový plyn i vzduch ochlazují na teploty hluboko pod nulou. Všechny plynné složky koksového plynu zkapalní až na vodík, který se tím oddělí. Ze zkapalněného vzduchu se získává dusík přerušovanou destilací.Válce se zkapalněným kysličníkem uhličitým: Jak se dociluje tak nízkých teplot, že se plyny zkapalňují? O tom nás poučí hasicí přístroje. Tyto hasicí přístroje slouží k hašení benzinu, olejů a podobných hořlavin. V ocelových válcích je pod vysokým tlakem kysličník uhličitý. Vlevo stojí válec ještě zaplombovaný, vpravo je připraven k vypouštění kysličníku uhličitého.Proud kysličníku uhličitého mrzne: Vypouští-li se silně stlačený kysličník uhličitý z válce, rozpíná se a prudce se vypařuje. Tím se sníží jeho teplota tolik, že kapalný mrzne; přechází ve skupenství tuhé a tvoří se tzv. suchý led, podobný sněhu. Suchý led se tak nazývá proto, že na rozdíl od skutečného ledu netaje v kapalinu, ale přímo přechází v páry. (sublimuje), totiž v plynný kysličník uhličitý. Tuhý kysličník uhličitý má teplotu pod minus 60°.Kompresor: Aby vzduch zkapalněl, je zapotřebí velmi vysokých tlaků. Na obrázku vidíme kompresor, který stlačuje vzduch na několik set atmosfér. Stlačený vzduch se několikrát přehání strojem na zkapalňování; v něm se postupně ochlazuje, střídavě stlačuje a rozpíná, až se konečně ochladí tolik, že začne kapalnět. U hasicího přístroje s kysličníkem uhličitým bylo vidět, že se teplota silně sníží, když se plyn při snížení tlaku rozpíná.Dolní část destilační kolony s regulačními přístroji: Ve vysoké destilační koloně se ze zkapalněného vzduchu odpaří níže vroucí dusík (při -193°), zatím co kyslík, jenž má bod varu vyšší (-186°), zůstává stále ještě kapalný. (Na obrázku je zachycena pouze spodní část destilační kolony s regulačními přístroji).Kapalný vzduch vytéká do nádrže: Jestliže se nechá kapalný vzduch vytékat do otevřené nádoby, srážejí se vodní páry chladem v jeho těsné blízkosti a klesají jako těžká bílá mlha ve formě jemných kapiček a jinovatky.Dělník reguluje chod strojů: Také koksový plyn se zkapalňuje. Celý proces je řízen na dálku složitým regulačním zařízením. V aparaturách na zkapalňování koksového plynu je třeba bezpodmínečně zvýšené opatrnosti. Podstatné složky koksového plynu, tj. vodík, methan a kysličník uhelnatý jsou hořlavé a se vzduchem tvoří třaskavou směs.Dělník u regulačního panelu: Obsluhou aparatur je pověřen zkušený pracovník, který jev dopodrobna seznámen s příslušnými úseky procesů výroby. Řídí výrobní postup velice pečlivě a zodpovědně. Obezřetně sleduje chod a střeží plnou výkonnost strojů.Vysokotlaký kompresor: V kompresorech úžasné výkonnosti, v tak zvaných hyperkompresorech, stlačuje se směs dusíku a vodíku v náležitém poměru objemovém na tlak až 1000 atmosfér. Podle uvedené rovnice je to jeden objem dusíku a tři objemy vodíku. Poněvadž se objem plynů, po reakci zmenšuje na polovinu, reakce se urychluje tlakem. Teplota se reguluje, aby překročila 600°, neboť vznikající amoniak by se při vysokých teplotách zase rozkládal. Za nižších teplot reakce probíhá vlivem vhodných katalysátorů. Oba silně stlačené plyny se vhánějí do tak zvané katalytické bomby. V ní nastává synthetická reakce za podmínek nám už známých.Kontaktní pece: Až dosud to byla první etapa ve výrobě jednoho z dusíkatých hnojiv, dusičnanu vápenatého. Byla to výroba amoniaku. Druhou etapou je oxidace amoniaku na kyselinu dusičnou. Amoniak se mísí se vzduchem v objemovém, poměru 1:10, a to v dolní části kontaktní pece. Kontaktní pece mají tvar dvou nálevek, nasazených na sobě širokými okraji. Směs plynů prochází platinovou síťkou napjatou do rámů v nejširším průměru pece.Platinové „síto“: Katalysátorem je tu platinová sítka, utkaná z drátu tak jemného, že na ploše jednoho čtverečního, centimetru je přes tisíc "oček”. Z počátku musí být sítka rozpálena elektrickým proudem do červeného žáru. Protože však oxidace amoniaku vzdušným kyslíkem je reakce exothermická, elektrický proud se po zavedení reakce vypne. Teplota musí být sledována s udržována na určité výši, neboť při vysokých teplotách se vzniklé kysličníky dusíku opět rozkládají.Absorpční věže.: Kysličníky dusíku, převážně kysličník dusičitý., odvádějí se. kuželovitou hor-ní částí pece do potrubí společného řadě kontaktních pecí do absorpčních věží, vysokých to válců, sériově zařazených. Tam probíhají reakce kysličníků s kyslíkem ca vodou, při kterých se tvoří kyselina dusičná.Plnění balonů kyselinou dusičnou.: Ze dna absorpčních věží se vypouští kyselina dusičná /až 40 %ní/ přímo do kameninových balonů. Práce jo tu nebezpečná, dělník musí mít nasazeny ochranné brýle a na rukou gumové rukavice. Koncem druhé etapy je vyrobena kyselina dusičná. Ve třetí etapě výroby zpracuje se kyselina dusičná na dusičnan vápenatý.Skrápění vápence kyselinou dusičnou.: Dusičnan vápenatý vzniká tím způsobem, že se zředěnou kyselinou dusičnou skrápějí hromady vápence roztlučeného na kusy. Je vidět, jak se tvoří mnoho v pěny a bublin kysličníku uhličitého.Z horkého zahuštěného roztoku se dusičnan vápenatý zachycuje na dutém a z vnitřku chlazeném otáčivém válci. Ve styku s ním chladne, tuhne a zachycuje se na válci v silné vrstvě.Drtič: Ztuhlý dusičnan vápenatý se při pomalém otáčení chladicího bubnu seškrabuje a v drtiči se na drobno drtí.Transportér: Drobně zrněné hnojivo, kterým je dusičnan vápenatý dopravuje se dlouhým transportérem automaticky přímo do skladiště.Uskladněné hnojivo: Ve skladišti se kupí vysoké hromady dusičnanu vápenatého, zvaného také norský ledek, který už je upraven tak, že jej lze pro rostliny nejlépe zužitkovat.Skladiště: Hromady vyrobeného hnojivá jsou kryty pod vysokou klenbou moderně vybudovaných skladišť. Zde zajišťuje chemický průmysl úrodu polí. Z nezvyklých surovin, z plynných látek, vyrábějí se v chemických závodech látky nové, pro zemědělství nepostradatelné: prášky na hnojení polí. Také to je jedna z cest ke zvyšování produkce rostlinné a tím také produkce živočišné.Záběr továrny: Tak dusíkárna plní plán na svém výrobním úseku a pomáhá národnímu hospodářství. Soustavou potrubí, rour s tepelnou izolací, jde neustálý proud plynů v nepřetržitém provozu výroby. A v pozadí tři plynojemy s koksovým plynem jsou železnou zásobou — vedle vzduchu stále dosažitelného – aby byl zajištěn plynulý chod továrny.׋›Chemické zpracování uhlí II.díl Výroba dusíkatých hnojivVýrobceDPrahaRok1955Délka28 okénekAutor textuSotorník Vladimír Doc. Dr., Buchar Eugen Dr., Vurm VladimírPředlohaCHEMOznačení6000Další diafilmy výrobceZapalování zážehových motorů II. Zapalování dynamobateriovéKoloběh vodyCo se stalo ve světě - 7/61Fysicko-zeměpisné zajímavosti Československa
