5 сентября 1913 г. — Рапорт генерал-лейтенанта Г. А. Забудского¹* о результатах опытов по добыванию азотной кислоты из воздуха

В дополнение к имеющимся в протоколах Комиссии сведениям об опытах, которые были произведены в Сестрорецке с печью Миткевича и Горбова большой мощности, можно сообщить о состоянии работ Комиссии в химической лаборатории Михайловской артиллерийской академии следующее.

1. Работы на небольшом опытном заводе с печью Миткевича и Горбова на 10 киловатт, произведенные в 1912 г. летом, выяснили необходимость некоторых конструктивных изменений в расположении и устройстве электродов, что вызвало полную переделку днища печи. Вследствие этой задержки и невозможности работать зимой на опытном заводе, расположенном в легком дощатом сарае, продолжение работы пришлось отложить на весну 1913 года.

В марте 1913 г. весь опытный завод, включая поглотительные башни, был приведен в порядок и произведен ряд предварительных опытов, необходимых ранее чем приступить к длительным опытам, а именно:

а) была выверена работа воздуходувной машины и установлено соответствие между показаниями газовых часов и вентуриметра для того, чтобы иметь возможность устанавливать и регулировать скорость продувания воздуха по одному только вентуриметру.

б) Сделан ряд опытов с печью при различном соотношении мощности ее и скорости продувания воздуха с целью установить наиболее выгодный режим для работы печи. При этом оказалось, что, хотя эта печь была рассчитана только на 8‑10 киловатт, она может нормально и с хорошим выходом работать только при мощности 12‑15 киловатт. К сожалению, вся система электротехнических аппаратов (трансформатор, реактивные катушки, измерительные аппараты) были рассчитаны на 10 киловатт и вследствие этого с ними можно было производить только кратковременные опыты, продолжавшиеся не более ½‑1 часа; при продолжительной работе все эти аппараты сильно нагревались, и потому пришлось дополнить их некоторыми новыми, которые были заказаны за границей, в настоящее время доставлены и устанавливаются.

в) Сделано несколько пробных опытов с поглотительными башнями и насосом для них, причем оказалось, что все функционирует правильно.

г) Отдельные опыты показали полную успешность сжигания воздуха в имеющейся на заводе печи с получением хорошего выхода окиси азота около 2,6‑2,8 %.

Дальнейшие опыты на опытном заводе — большой продолжительности и с переработкой получаемых окислов азота в азотную кислоту — предположено начать этой же осенью и совершенно закончить весной 1914 года.

2. Пользуясь лабораторной установкой в Михайловской артиллерийской академии с небольшой печью на полкиловатта, профессор Сапожников²* продолжает непрерывные опыты по сожжению азота и поглощению окислов азота. Так, зимой 1912‑1913 гг. совместно со слушателями Академии штабс-капитаном Кутовым и штабс-капитаном Гудима им было сделано детальное исследование следующих вопросов:

а) Влияние влажности воздуха на окисление азота в электрической печи. При этом оказалось, что при малых сравнительно скоростях продувания воздуха влажность соответствует его окислению, с увеличением же скорости влияние влажности становится малозаметным. С практической точки зрения присутствие большого количества влажности может быть, несомненно, вредно, так как при этом и в самой печи, и в соединительных частях всего аппарата происходит частичная конденсация паров азотной кислоты, что приводит к уменьшению выхода азотной кислоты и к порче печи.

б) Влияние скорости продувания воздуха на успех окисления азота. Опытом выяснено, что на первых порах увеличение скорости воздуха дает повышение выхода окиси азота N0, а затем он начинает понижаться; следовательно, для каждой печи, в зависимости от работы ее, можно найти некоторую скорость, соответствующую наибольшему количеству окиси азота.

в) На основании данных по выходу окиси азота и по изменению мощности печи в зависимости от скорости прохождения воздуха было установлено наиболее выгодное для печи Миткевича и Горбова отношение между скоростью воздуха в кубических метрах и мощностью печи в киловаттах, которое приближается к 1,9 и соответствует выходу азотной кислоты в количестве 78 граммов HNO, на 1 киловатт‑час. Этот чрезвычайно важный в практическом отношении вывод послужит основанием к назначению условий работы с печью на 10‑15 киловатт.

г) Затем были исследованы электроды из различного материала, как-то: из угля, меди, железа, платины и др. При этом установлено, что из металлических электродов являются наилучшими медные: с ними получается наиболее высокий выход окиси азота и наиболее устойчивая дуга. Вполне пригодны для работы также угольные электроды и, хотя с ними получается почти на 30 % более низкий выход окиси азота, зато является возможность работать на более низкой мощности, т. е. экономически, может быть, выгоднее, чем электродами медными.

Результаты этого исследования имеют большую практическую важность как для производства дальнейших опытов с печью большей мощности, так и в будущей работе, может быть, в крупных заводских размерах.

В настоящее время с той же лабораторной установкой начинается новая серия опытов по вопросу о влиянии на ход горения азота воздуха присутствия в нем посторонних газов (водорода, кислорода, окиси углерода и углекислого газа, озона и др.) и давления, под которым газ находится в печи; будет продолжено также исследование влияния природы электродов.

Таким образом, в химической лаборатории Михайловской артиллерийской академии при непосредственном участии профессора Сапожникова ведутся непрерывные опыты по разработке целого ряда вопросов о горении азота в электрической печи и дальнейшей утилизации полученных при этом окислов азота, и в ближайшем будущем будут совершенно закончены опыты с печью на 10 киловатт на опытном заводе, где является возможность приготовить за одну операцию несколько пудов азотной кислоты.

Примечания:

¹* Забудский 2‑й Григорий Александрович (1854‑1930) — генерал-лейтенант (1909), заслуженный профессор, почетный член конференции Михайловской артиллерийской академии. В 1893‑1909 гг. — заведующий химической лабораторией Михайловской артиллерийской академии; в 1909—1914 гг. состоял в распоряжении военного министра. С 3 августа 1914 г. — начальник Центральной научно-технической лаборатории военного ведомства.

Как видно из многочисленных рапортов, профессор Забудский постоянно следил за ходом подготовки и проведения работ по добыванию азотной кислоты из воздуха: постройкой специального помещения для опытов, установкой приборов, устройством электрических станций и т. п. (См.: РГВИА. Ф. 504. Оп. 8. Д. 2391).

По решению Военного совета от 5 марта 1910 г. операции (опыты) по производству азотной кислоты проводились Сестрорецким оружейным заводом и Михайловской артиллерийской академией. Здесь уместно также вспомнить о второй (от сентября 1909 г.) записке (первая была подана 29 января 1905 г.) начальнику ГАУ от заведующего химической лабораторией Николаевской инженерной академии статского советника Горбова, где он напоминал о выводах, сделанных им после изучения статистических данных Таможенного и Горного департаментов, в частности о том, что в России не добывается селитры, необходимой для получения азотной кислоты, которая идет «...на приготовление всех современных взрывчатых веществ», о необходимости продолжать опыты по добыванию азотной кислоты из воздуха, устройства казенного завода азотной кислоты, т. к. иначе «может оказаться, что в конце концов завод запоздает, и что в течение ближайшей войны мы принуждены будем считаться с необходимостью экономить ружейный и артиллерийский огонь» (РГВИА. Ф. 2000. Оп. 1. Д. 1787. Л. 22‑27).

²* Сапожников Алексей Васильевич (1868‑1935) — химик, автор теории нитрирования целлюлозы смесями азотной и серной кислот. В 1911 г. — генерал-майор, ординарный профессор Михайловской артиллерийской академии и экстраординарный профессор Института инженеров путей сообщения.

РГВИА. Ф. 504. Оп. 8. Д. 2391. Л. 446‑448 об. Подлинник.