Цикл "Опричник" - О топливе для домн - почему именно древесный уголь? По следам не одного спора...

Иногда задают такие вопросы:

...а зачем леса массово сводить, да ещё и на уголь, что вдвойне неэффективно? Лучше использовать каменные угли и торф.

Не лучше... 

И вот почему - максимальное содержание серы в доменном коксе марки КД должно составлять не более 0,7%

Содержание серы в доменном коксе зависит от сернистости коксуемых углей и говоря о России: 

для коксов из углей восточных и северных  месторождений СССР сернистость составляет 0,45–0,75%;

для коксов из донецких углей — 1,6–2,0%.

А в древесном угле серы и фосфора нет...

Кроме того при его выжигании в чугунных ретортах периодического действия бонусом получим много различных продуктов пиролиза древесины...

При пиролизе древесины образуются три основные группы продуктов:

1. Твёрдые: 
   • Древесный уголь (биоуголь) — основной продукт пиролиза, макропористый высокоуглеродистый материал, который остаётся после удаления летучих компонентов. Состоит в основном из углерода, содержит также немного кислорода, водорода и минеральных примесей (золы). Выход составляет 25–45% от массы абсолютно сухой древесины. Применяется как топливо, восстановитель в металлургии, сорбент (в том числе в виде активированного угля), карбюризатор и в других сферах.  
2. Жидкие: 
   • Пироконденсат (жижка) — суммарный жидкий продукт, представляющий собой эмульсию. В её дисперсионной среде — водный раствор органических веществ, а в дисперсной фазе — малорастворимые в воде продукты пиролиза. После отстаивания из жижки выделяется отстойная смола (выход 4–11%) и растворимая смола (выход 5–10%). В  составе отстойной смолы — фенольные соединения (крезолы,  ксиленолы, пирокатехин, пирогаллол и их метиловые эфиры). Водный раствор содержит легколетучие (спирты, кислоты, эфиры, карбонильные соединения) и труднолетучие (гидроксикислоты, лактоны, ангидриды сахаров, многоатомные фенолы, соединения фурановой природы) соединения.
   • Уксусная кислота и метанол (древесный спирт) — отдельные продукты, которые можно выделить из жижки. Выход уксусной кислоты при пиролизе лиственной древесины составляет 4–7%, метанола — 1–2% от массы сухого сырья; при пиролизе хвойной древесины эти показатели в  два раза ниже. 
3. Газообразные: 
   • Неконденсируемые газы (синтез-газ) — смесь горючих газов, которая включает диоксид углерода, монооксид углерода, метан, водород и другие углеводороды. Используется как топливо для подогрева реактора или для выработки тепла и электроэнергии.

Если же мыслить категориями XVI века - то у нас получится смола, вар, деготь, пригорело-древесная соль...

Последняя использовалась для получения уксуса, термическим способом, но при изменении режима нагрева можно получать и ацетон...

Стоит так же упомянуть такой продукт пиролиза как фенол, его ГГ использовал для получения тринитрофенола, он же пикриновая кислота, шимоза, меленит, и так далее... 

Чем тринитрофенол хорош? А тем что если получать его сульфометодом (то есть с предварительным получением сульфофенола) реакция идет без всяких эксцессов, в отличии от многих иных ВВ, особенно извесного всем нитроглицерина... 

Минусы у пикриновой кислоты тоже есть - при контакте со всеми металлами, кроме олова образуются очень нестабильные соединения - пикраты... Именно поэтому пикриновая кислота и преподнесла в XIX веке немало неприятных сюрпризов при хранении...

Торф и каменный уголь можно и нужно использовать, но не для выплавки чугуна из сидеритов в которых практически нет серы и фосфора...

Их выгоднее использовать для получения продуктов пиролиза, который при выжигание древесного угля получается или мало или совсем не получается...

В первом случае для каменного угля это фенол, а во втором толуол...

Для торфа же есть еще одно применение - как сырья для получения торфяного воска...

ну и еще можно использовать тот же торф для нагрева дутья или реторт для выжигания древесного угля, если конечно в местности где будет домна этот торф есть и есть кому его добывать, сушить и прессовать...

Что же касается выведения лесов, то не все так страшно, я этот аспект считал еще когда первую книгу из цикла "Опричник" писал...

Даже для третьей домны с производительностью 5000 пудов за плавку за год потребуется 4 562 500 пудов угля, или 467949 кубов леса, что соответствует площади вырубки в 3119,7 га... При этом площадь выксунских лесов да же сейчас 135,258 тыс. га, 

В XII веке - 175312 га, если вычесть то что не может быть лесов, то есть реки, озера и болота выйдет - около ...

Но даже в XVI веке с учетом пашни, сенокосы, пастбищ, п так же садоводства и огородничества, плюс строений все равно лес это - 165018,3 га...

Вот табличка "Распределение площадей нынешней Выксы и Выксы XVI века" сделанная из реальной:

Если что в посленей колонке - это те площади которые даже в 1560 году еще под лесом...

165 тыс. гектаров... 

Примерно 10 тыс. га люди Алехандро Торреса таки вырубили за эти годы...

И его хватит на 52 года, если вырубать полностью и не рекультивировать...

Но если  мы вспомним какой у нас уголь, а он березовый то внезапно окажется что леса вырубаются НЕДОСТАТОЧНО, по той причине что береза пригодна к вырубке черех 20-25 лет, а через 40 уже обязательна, ибо к этому сроку древесина достигает максимальной спелости и дальше только портится...

То есть при рекультивации с высадкой березы на тех площадях где есть смешанный или хвойный лес у нас не то что не будет проблем даже через 100 лет... У нас будет скорее наоборот проблема необходимостью с санитарных рубок, и переработки этой древесины, которая для пережигания на угль лишняя...

Или вот такие вопросы:

Сколько кубов леса на 1 лесоруба при том количестве населения...

Вопрос вполне законный...

Если ответить просто - с двуручной пилой, норма по валке леса 1,5 куба на человека, то есть 3 куба на двоих, но стоит учитывать что рабочий день не 8-ми часовой, а 12-ти часовой...

Кстати, лесорубов на Выксе у 1560 году не просто много, а ОЧЕНЬ МНОГО... 

В это время в самой Выксе и рядом с ней уже живет более семи тысяч человек набежавших на "вкусные заработки" со всех окрестностей и не только...

Вот только куда их приткнуть если они вот так сходу ничего не умею, кроме как рубить и таскать? Правильно в лесорубы!

Можно еще в рыбаки, но всех туда не засунуть: Железница, Виля и Велетьма нерезиновые и даже Ока не резиновая... ;)

Да и ловить рядом с Муромом и Карачаровым не стоит - местные не поймут, к тому же у них и грамоты есть на рыбные ловли в тех местах, некоторые еще от Ивана III Великого и Василия II Темного...

Так что в основном - в лесорубы всех вновь прибывших, кто не имеет востребованной профессии...

"На всю область тогда прославился лесоруб-стахановец Кадуйского леспромхоза Василий Иванович Ратников. Работая лучковой пилой, он постоянно заготовливал по 10 - 12 кубометров древесины в день, выполняя по две-три нормы."

P.S. Еще один важный момент - кроме упомянутого выше ГГ получает метанол при пиролизе, а так же канифоль и скипдар при переработке пневого осмола, веток, корней и коры хвойной древесины...

Метиловый спирт и скипидар - основное сырье для топливной смеси корабельных ДВС, а канифоль кроме массы других применения, имеет главное: для добавления в бумажную массу при выделке бумаги...

P.P.S. И еще один момент о котором забывают защитники природы - сжигание угла/кокса - дает довольно небезобидное загрязнение окружающей среды, которое способствует росту различного рода заболеваний... А лес - это возобновляемая энергетика, если что...