книги из ГПНТБ / Николай Александрович Шилов [сборник]

Последний из приведенных ниже опытов с искусственной 1 ряской указывает на значительное ее влияние, оказанное на динамическую активность угля, но надо сказать, что этот опыт производился в умышленно утрированных условиях: уголь сильно встряхивался в наполовину наполненной короб­ ке в течение получаса, при этом уголь частью совершенно распылился, частью окатался, как морская галька. Как бы то ни было, однако, возможность влияния внешних условий на динамическую активность угля заставляет серьезно отне­ стись к задаче регулярной, периодической проверки угольных противогазов на фронте в широком масштабе.

7. Взаимоотношения общей хлороемкости угля и его динамической активности

Решение вопроса о зависимости этих двух свойств угля представляет собой едва ли не самый серьезный и острый мо­ мент всей теории применения угля в противогазовом деле, так как решение этого вопроса в ту или другую сторону дол­ жно иметь непосредственный практический результат: необ­ ходимость изменения основных норм при приемке угля, при его применении в противогазе и, может быть, при его фабри­ кации. При всей осторожности, с которой мне хотелось бы отнестись к этому вопросу, мне кажется, что все приведенные опыты говорят за то, что прямой зависимости между общей хлороемкостью и динамической активностью угля не сущест­ вует и общая хлороемкость угля не служит характеристикой именно той активности угля, которая имеет значение длч функции противогаза. Однако для окончательного решения этого вопроса необходимы широкие опыты на заводах проти­ вогазового угля и исследования статистического характера противогазов на фронте.

Академически представляет, конечно, большой интерес ра* зобраться в вопросе, что именно происходит в угле при его активации в сторону увеличения общей хлороемкости и каков тот процесс, который, протекая произвольно по логарифмиче­ скому закону при хранении противогаза, вызывает постепен­ ное обратное уменьшение общей хлороемкости. Но для задач момента такого рода вопрос имеет второстепенное значение и пока он должен отойти на задний план.

ЗА К Л Ю Ч Е Н И Е

Взаключение я сделаю попытку с точки зрения понятия о динамической активности угля критически оценить угольные респираторы, имеющиеся на Западном фронте. Их три типа: тип Всероссийского земского союза (ВЗС), Военно-промыш­

ленного комитета (ВПК) и так называемые клапанные. Наи­

86

большим доверием пользуется, бесспорно, тип ВЗС. Наиболее часто встречается тип ВПК; что касается клапанных респи­ раторов, то их очень немного, они совершенно непопулярны и присылаются лишь для временной замены влажных масок на

передовой линии.

Что касается официальных требований, предъявляемых к противогазовому углю, то уголь во всех трех типах противо­ газов одинаково им удовлетворяет. Уголь ВПК и ВЗС при по­ ступлении на фронт имеет общую хлороемкость, достигаю­ щую 35, причем, однако, уголь ВЗС уменьшает ее несколько быстрее, чем уголь ВПК. Уголь клапанных респираторов име­ ет общую хлороемкость около 27. Общее среднее равно око­ ло 30, т. е. официально вполне допустимая цифра. Она, одна­ ко, ничего не говорит о действительной работе угля в респи­ раторе и если бы уголь ВЗС на основании тождества общей хлороемкости поместить в коробку от клапанного респирато­ ра или ВПК, то результат получился бы весьма плачевный. Жизнь путем функционального и физиологического испытания готовых масок внесла необходимую коррекцию к неправиль­ ной исходной точке и на неправильном теоретическом осно­ вании выработала практически правильный результат.

Непосредственный опыт сравнения динамической актив­ ности угля в применявшемся мною приборе и в маске ВЗС при непрерывном токе воздуха 10 л!мин и при концентрации 0,4 дал соотношение времен динамического насыщения в со­ суде и в маске свыше 100 (23 сек и 51 мин). Отсюда, поль­ зуясь данными других опытов, произведенных в моем прибо­ ре, не трудно было .вычислить, что маска ВЗС должна вы­ держать концентрацию в 0,1 в течение свыше двух часов при непрерывном токе 10 л/мин, что при условии перемешиваю­ щихся вздохов и выдохов дает около пяти часов действия, ос­ нованного на одном только динамическом поглощении хло­ ра. Имея в виду, что на практике это число должно значи­ тельно возрасти (меньшая концентрация хлора в газовой вол­ не, меньшая скорость просасывания воздуха, благодаря встрече выдыхаемого и вдыхаемого воздуха, отдыхание угля в промежуток между газовыми волнами), можно признать этот результат более чем удовлетворительным. Нет сомнения, что маски ВПК и клапанные дадут нисколько не меньшую, если не большую, цифру.

Понятие о динамической активности дает возможность отдать себе отчет в этом практическом результате. Задача ра­ ционально устроенного респиратора сводится к трем основ­ ным требованиям: во-первых—длительность полного погло­ щения хлора (динамическая хлороемкость респиратора); вовторых — комплектность и в-третьих — легкость дыхания. В распоряжении практики для осуществления этих задач имеются следующие средства:

87

1.Изменение динамической активности в зависимости от свойств угля (выбор сорта угля).

2.Размер угольного зерна.

3.Форма и размер коробки.

Вот эти три фактора могут быть количественно учтены по­ нятием о динамической активности и выражены сравнитель­ ными числами. За неимением пока достаточного числового материала я ограничусь лишь качественным разбором вопро­ са. Наименьшую динамическую активность имеет уголь ВЗС, но необходимой коррекцией к этому обстоятельству являет­ ся уменьшение скорости тока воздуха через единицу площади сечения, от которой, как доказано выше, очень сильно зави­ сит динамическая активность угля при прочих равных усло­ виях. Отсюда возникла необходимость при увеличении ко­ робки увеличить общее количество угля, это в свою очередь, чтобы не затруднять дыхания, ведет к необходимости увели­ чить размеры угольного зерна, что еще более понижает его динамическую активность.

Диаметрально противоположный путь избран для реше­ ния задачи в клапанном респираторе. Уголь в них имеет чрезвычайно высокую динамическую активность, что позволя­ ет уменьшить общее его количество и сделать респиратор очень компактным. Среднее место занимает респиратор ВПК как по динамической активности угля, так и по размерам ко­ робки.

Только точные, количественно сравнимые и теоретически сознательные опыты, в связи с ясным представлением о тре­ бованиях фронта и полевой обстановки, могут решить вопрос о том, какой из этих приемов наиболее рационален. Мне кажется, однако, что если говорить о противогазовых функ­ циях угольной массы респиратора (совершенно не касаясь внешнего устройства коробок и клапанов), то наиболее удов­ летворяют своему назначению те самые клапанные респира­ торы, которые по различным причинам пользуются большой непопулярностью не только в войсках, но и у руководителей дела, и при официальной приемке, совершающейся на основа­ нии общей хлороемкости угля, должны быть поставлены и действительно ставятся на последнее место.

ОБ Щ И Е В Ы В О Д Ы

1.Обычно применяемое для характеристики активного угля определение общей хлороемкости дает искусственное не­ подвижное число, не связанное ни с общими свойствами уг­ ля, ни с его работою в респираторе, ни с его судьбою на фронте. Только время и такое резкое событие, как газовая

атака, дают себя знать на общей хлороемкости угля.

88

2. Предлагаемое мною определение динамической хлороемкости есть испытание по существу своему функциональное. Оно дает возможность судить и выразить числом характери­ стику угля и условия его применения в противогазе, а также следить за его повседневной жизнью на фронте. Необходимо поэтому, параллельно с общей хлороемкостью, ввести дина­ мическое испытание не только готовых респираторов, но и са­ мого угля при его приемке, и выражать при этом результат ра­ циональным числом, позволяющим получать сравнимые числа.

3. Понятие о динамической активности угля ставит весь вопрос о поглотительной способности угля и его применении в противогазе на рациональную научную почву и доказывает необходимость критически пересмотреть многие вопросы, свя­ занные с приготовлением (активацией) угля и его практиче­ ским применением в респираторе.

а) Необходимо прежде всего проследить изменение ди­ намической активности угля в последовательные стадии его фабричного производства. Весьма возможно, что это поведет к сокращению числа применяемых теперь операций и таким образом упростит, а следовательно, удешевит и ускорит про­ изводство.

б) Необходимо далее проверить на рациональном осно­ вании наивыгоднейшее соотношение формы коробки и вели­ чины зерна угля в противогазе.

в) Необходимо, наконец, произвести статистическое ис­ следование динамической активности угля на фронте, подоб­ но произведенному мною ранее (отчет № 1), для общей хлороемкости и вести такие исследования периодически с целью проверки состояния угольных противогазов в войсках.

Профессор Шилов

Из отчета моего за № 6 вытекала, между прочим, задача параллельного исследования динамической активности и об­ щей хлороемкости противогазового угля в различных стадиях фабричного производства. По докладу инспектора артилле­ рии армий Западного фронта я вместе со старшим лаборан­

89

том Химической лаборатории Западного фронта Гавриловым был командирован в Москву для работы на заводе противО' газового угля Всероссийского земского союза. Исследование получаемых с завода образцов велось в лаборатории неорга­ нической химии Императорского технического училища. Ме­ тод исследования был тот же, что описан мною в отчете № 6.

Исследованию подвергнуты были образцы: 1) угля сырца; 2) угля после обжига; 3) после первой активации; 4) после второй активации.

В общем можно сказать, что динамическая активность оказалась наивысшей для угля второй активации. Однако пропорциональности с общей хлороемкостью (при прочих равных условиях) не наблюдается. Это особенно резко ска­ зывается на числах, найденных для первого обжига, которая выше, чем можно было ожидать, и во всяком случае выше, чем для угля первой активации. Очевидно, это обусловлено значительным содержанием влажности, остающейся в угле при тушении его водой после обжига.

Кроме этого общего результата, нами было констатирова­ но резкое колебание чисел, получаемых даже для одной и той же пробы угля в опытах, непосредственно следующих друг за другом и, казалось бы, поставленных совершенно в одина­ ковых условиях. С углем, бравшимся из противогазов, на фронте такого явления нами наблюдаемо не было и необхо­ димо было выяснить его причину..

Наблюдения показали, что уголь, взятый вскоре после ак­

средой. Очевидно, что уголь, способный по­ глощать хлор, должен поглощать также и элементы воздуха, уда­ ленного из него путем процесса активации. Это поглощение совер­ шается во времени, про­ текает довольно мед­ ленно и может быть легко констатировано.

Нами для этой це­ ли применялся следую­ щий прибор, который вообще удобен для ис­ следования скорости

поглощения любого газа любым материалом. Он мог бы с ус­ пехом применяться для динамического испытания угля на за-

90

водах. Прибор состоит из сосуда А, позволяющего свободно вво­ дить в него значительное количество угля через отверстие с при­ шлифованной пробкой а. К сосуду А с одной стороны приде­ лан простой стеклянный кран б, а с другой стороны двуххо­ довой кран в. При помощи толстостенного каучука и соеди­ нительных стеклянных трубок г этот конец соединен с особого устройства бюреткой Б, погруженной в высо­ кий сосуд с водой В. Бюретка Б запаяна снизу, а сверху име­ ет отводную трубку д, соединенную с сосудом А, а также при помощи резиновой пробки в бюретку вставлена обращенная вниз, открытая с двух концов U-образная трубка с равными коленами е. При поглощении газа в сосуде А давление в нем

В т о р и ч н о в п у щ е н в о з д у х в т у ж е т р у б к у

Из чисел, указывающих скорость поглощения, ясно вид­ но, что, во-первых, скорость поглощения кислорода превыша­ ет скорость поглощения воздуха, из чего не трудно заклю­ чить, что скорость поглощения кислорода больше скорости поглощения азота, во-вторых, скорость поглощения падает сначала довольно быстро, а затем медленно, изменяясь рав­ номерно. В случае кислорода это падение скорости поглоще­ ния обусловлено, вероятно, насыщением наружных слоев уг­

91

ля и установлением динамического равновесия между кисло­ родом, поступающим в самые поверхностные слои и диффун­ дирующим в более глубокие. Действительно поглощение газа не останавливается в короткий промежуток описанного выше опыта (около часа), но продолжает протекать дальше, хотя и с меньшей скоростью, измеряемой часами и днями, как мы убедились в этом непосредственными наблюдениями. Эта точка

по мере поглощения. При условиях открытой атмосферы этот усложняющий момент должен отпасть. Таким образом, опы­ ты наши доказывают с очевидностью, что уголь после акти­ вации лишь медленно приходит в равновесие с воздухом и это не может не отзываться на определениях как общей хлороемкости, так особенно динамической активности, так как на поглощение какого-нибудь газа углем, несомненно, влияет присутствие в нем заранее других газов.

Резюмируя наши данные, можно придти к выводу, что для точного и рационального определения активности угля на за­ водах необходимо производить эти определения, спустя изве­ стный заранее установленный опытом промежуток времени

92

что удобный критерий даст именно скорость поглощения воз­ духа или лучше кислорода, определяемая через некоторый установленный заранее промежуток времени после активации в приборе, подобном описанному мною выше.

Подлинный подписал заведующий Химической лаборато­ рией Западного фронта статский советник профессор ШИЛОВ

О Т Ч Е Т № 10

В последнее время в Химической лаборатории Западного фронта производилось исследование активности угля в рес­ пираторах, присылаемых из армий, как бывших в газовых атаках, так и недавно полученных.

Необходимо отметить, что образцы респираторов присы­ лались до сих пор частями по их собственному выбору, без определенного плана или системы и даже в большинстве слу­ чаев без точных указаний на историю каждого присылаемо­ го противогаза. Это придает всему полученному материалу случайный характер и лишает его того значения, которое он должен иметь. Необходимо поэтому организовать системати­ ческое и планомерное отбирание проб противогазов при уча­ стии сведущих лиц, специально для этого командируемых с определенными инструкциями. Такая постановка дела наме­ чена в ближайшем будущем при работе Химической лабора­ тории подобно тому, как это уже было сделано ею при иссле­ довании общей хлороемкости угля в респираторах на Запад­ ном фронте (см. отчет № 1). Что же касается полученного до сих пор материала, то в виду его случайности разработка дала лишь ориентировочные и общие указания и тем не ме­ нее добытые результаты представляют некоторый интерес.

Угольная масса исследовалась не только на общую хлороемкость, т. е. на общее количество хлора, которое уголь может поглотить при насыщении его в атмосфере чистого хлора, но и на динамическую активность, как она понимает­ ся в отчете № 6, т. е. исследовалось время, в течение которо­ го угольный респиратор защищает от проникновения через

93

него следов хлора при быстром токе воздуха, содержащем не свыше 2—3 объемов хлора на 1000. Не приводя пока цифро­ вого материала в виду его несистематичности, укажу лишь на главные пункты, которые уже наметились исследованием.

Общая хлороемкость угля во всех присланных противо­ газах оказалась значительно ниже нормы как у использован­ ных в газовых атаках, так и в старых. Она колеблется от 14,5 до 22% поглощаемого хлора на 100 весовых частей угля, г. е. она упала примерно на 40—50% и даже больше своей первоначальной величины. Что касается динамической актив­ ности, которая и служит собственно мерою функциональных качеств противогаза, то она изменилась значительно мень­ ше: в большинстве случаев не более 15—20% и только в ис­ ключительных случаях на ]/з обычной нормы. Это, впрочем, вполне понятно, так как при улавливании хлора из тока воз­ духа при малом содержании этого газа используется лишь незначительная доля общей хлороемкости угля и работают лишь поверхностные слои его, даже если принять во внима­ ние неравномерное распределение поглощаемого хлора в раз­ личных частях респиратора. Во всяком случае на основании всех сделанных измерений можно быть уверенным, что наи­

шие в газовых атаках, в большинстве случаев оказались со­ хранившими такую же защитную силу особенно после более или менее продолжительного «отдыха». Несмотря на это, и в виду возможности наступления сложных явлений при дейст­ вии хлора на уголь, а также вероятности внешних поврежде­ ний полагаться на респиратор, бывший в употреблении при газовой атаке без детального осмотра и исследования, невоз­ можно и необходима его немедленная смена. При этом надо иметь в виду, что это относится только к действию газового облака при серьезной газовой атаке. В респираторах, под­ вергавшихся слабому действию хлора и применявшихся при обстреле отдельными удушливыми снарядами или при учеб­ ном окуривании, никакого отклонения от нормы в защитных свойствах угля ни в одном случае обнаружено не было.

Сравнение различных образцов привело далее к выводу, что наименее стойкими оказываются противогазы, наполнен­ ные углем с зернами неравномерной и крупной величины,как это наблюдается в респираторах овального типа старых по­ лучений до августа—сентября включительно. Напротив, бо­ лее стойкими оказались противогазы с углем мелкого рав­ номерного зерна (призматические респираторы и овальные новых серий). Было также исследовано влияние влажности

9 4