（科学技术史专业论文）煤气照明在中国：知识传播、技术应用及其影响考察.pdf

中文摘要 煤气照明产生于1 8 世纪末的欧洲，是西方近代工业发展的产物。进 入1 9 世纪，煤气照明首先在英国推广，继而向外扩展；到1 9 世纪中叶， 煤气照明遍及欧美。 1 8 6 4 年起，煤气照明向中国转移，先进香港，次年入上海；其后广 州、北京和天津三大城市也相继引入。在中国，尽管煤气照明的发展仅 半个多世纪，但它不仅改善了城市照明条件，还影响到社会、经济、文 化诸多方面，加快了中国向现代文明的转型。 目前，学界对西方煤气照明在中国的知识传播和技术应用以及社会 影响尚缺乏专门研究；虽有文章对煤气照明在上海的应用有一定介绍，但 并未从科技史角度进行分析和讨论。有鉴于此，本文试分析煤气照明在中 国的知识传播与技术应用，以及中西燃气利用方式发展的差异，期望能补 学界对该历史问题的研究之缺。 本文的主要工作如下： 第一，通过对英文资料、中文译著的研究梳理，概述西方煤气照明 的起源和发展。分析指明：西方对天然气燃烧的认识，是煤气照明形成 的思想基础；欧洲近代煤炭工业的发展，是煤气产生的必要条件；煤气 照明的实施涉及煤气生产、储存、传输、计量等多种技术，煤气照明的 推广，实际是一个系统工程。 第二，考查1 9 世纪出版的各种载有科学、技术知识的中文文献，摘 录其中与煤气照明相关的内容，并对这些知识内容进行了整理和归类。 笔者认为，中国最早的中文期刊东西洋考每月统计传( 1 8 3 3 年) 已对 煤气照明作了概略描述。自1 9 世纪四、五十年代起，介绍煤气照明的资 料逐渐增多，比如遐迩贯珍( 1 8 5 4 年) 、博物新编( 1 8 5 5 年) 等上 都有比较直观的介绍。1 8 6 4 年后，格物入门( 1 8 6 8 年) 、化学初阶 ( 1 8 7 0 年) 和化学鉴原续编( 1 8 7 5 年) 等教科书，中西闻见录和 格致汇编等刊物，对煤气照明及相关知识和技术有更细致、专业的 介绍。通过解读文献来分析煤气的生产、净化、储存和传输，以及煤气 灯的形制等方面的理论和技术内容。从中可以发现随着时间的推移，传 入中国的煤气知识与实用技术逐渐统一，中国与英国的煤气技术渐趋一 致。 第三，以上海为案例，分析煤气照明的兴衰。可见上海仅有的两家 煤气企业“大英自来火房”和“法商自来火行”均属外资经办，引入的 是英、法两国的成熟技术。煤气照明不仅改善了城市照明，也影响到经 济、文化等诸多方面。1 8 8 2 年，电力照明进入上海，但并未对煤气照明 造成压迫性影响。1 8 9 0 年以后，随着炭丝灯泡的广泛应用，煤气灯才被 逐渐取代；1 9 1 2 年以后，由于钨丝灯泡的使用，电力照明开始盛行，煤 气照明迅速衰落。 第四，对天然气照明与煤气照明的发展模式进行对比。笔者认为， 中国之所以未能独立发展煤气照明，可以从两个方面加以分析：从社会、 经济的因素看，中国整体上属于农业社会，工商、城市的发展没有形成 使用煤气照明的迫切需求；从技术的因素看，中国技术传统构成不了煤 气储存、金属管道制作与焊接、计量表的精密制造等技术的形成与发展， 而这些技术却是推广应用煤气照明所不可缺少的必要条件。 关键词：煤气灯，煤气照明，知识传播，技术应用 t h eg a sl i g h t i n gw a st h ep r o d u c to ft h ew e s t e mi n d u s t r i a ld e v e l o p m e n ti n m o d e mt i m e sa n di t s 嘶g i nc o u l db ed a t et ot h el a t e1 8 t hc e n t u r yi ne u r o p e i n t h e1 9 t hc e n t u r y , t h eg a sl i g h t i n gw a sf i r s tu s e di ne n g l a n d , a n dt h e r e a f t e r t r a n s m i t t e dt oo t h e rp l a c e s d u r i n gt h ep e r i o do ft h em i d d l e1 9 t hc e n t u r y , t h eg a s l i g h t i n gw a ss p r e a d t os o m eo t h e rc o u n t r i e si ne u r o p ea n d a m e r i c aa sw e l l i n1 8 6 4 ，t h eg a sl i g h t i n gw a si n t r o d u c e dt oh o n g k o n g i nt h en e x ty e a r , i t w a si n t r o d u c e dt o s h a n g h a i ，t h e n i tw a si n t r o d u c e ds u c c e s s i v e l yt o g u a n g z h o u ，b e i j i n ga n dt i a n j i n t h eg a sl i g h t i i l gh a dp r o d u c e dg r e a te f f e c t s ， n o to n l yo nt h ei l l u m i n a t i o ns y s t e mo ft h e s ec i t i e s ，b u ta l s oo nt h es o c i e t y , t h e e c o n o m y , c u l t u r ea n ds oo n ，w h i c h a c c e l e r a t e dc h i n e s em o d e r n i z a t i o n p r o c e s s u p t on o w , s c h o l a r sh a v ep a i df e wa t t e n t i o nt ot h ek n o w l e d g e t r a n s m i s s i o no ft h eg a sl i g h t i n gf r o mw e s t e r nc o u n t r i e st oc h i n aa n di t s t e c h n i c a l a p p l i c a t i o n a sw e l la si t se f f e c t so nm a n ya s p e c t si nc h i n a a l t h o u g h ta r t i c l e sh a v ep r e s e n t e ds o m ei n t r o d u c t i o nt ot h ea p p l i c a t i o no fg a s l i g h t i n gi ns h a n g h a i ，t h ea n a l y s i sa n dt h e d i s c u s s i o ni nt h e mn e e dt ob e f u r t h e rs t u d i e df r o mt h ea n g l eo ft h eh i s t o r yo ft e c h n o l o g y t h i sa r t i c l ep r o b e s i n t ot h ek n o w l e d g et r a n s m i s s i o na n dt h et e c h n i c a la p p l i c a t i o no ft h eg a s l i g h t i n gi nc h i n a ，a n d a t t e m p t st of m d t h er e a s o n sw h yc h i n ah a d n tb e e n a b l et o d e v e l o pt h eg a sl i g h t i n gi n d e p e n d e n t l y , c o m p a r i n gt h et e c h n i c a l t r a d i t i o n si i lc h i n aw i t ht h ew e s t e r nc o u n t r i e s 。 t h em a i nc o n t e n t so ft h i sp a p e ra r el i s t e di nt h ef o l l o w i n g ： f i r s t , b ys t u d y i n g t h e e n g l i s ht e x t s a n dc h i n e s et r a n s l a t i o n s ，w e d e s c r i b et h eo r i g i na n dd e v e l o p m e n to fw e s t e r ng a sl i g h t i n g t h ea n a l y s i s s h o w st h a tt h eg a sl i g h t i n g sc o m i n gt ob e i n gm a i n l yd u e st ot h ew e s t e r n e r s g e t t i n g t ok n o wt h e g a sb u r n i n g m o d e r ne u r o p e a n s c o a l i n d u s t r y d e v e l o p m e n th a dp r o v i d e d a n s e s s e n t i a l g r o u n df o rp r o d u c i n gg a s g a s l i g h t i n g sp u t t i n gi n t op r a c t i c e i n v o l v e s m a n yt e c h n o l o g i e s ，s u c h a s g a s p r o d u c e i n g ，s t o r a g l n g , t r a n s m i t t i n g ，m e a s u r i n g ，a n d s oo n i nf a c t ，t h e p o p u l a r i t yo ft h eg a sl i g h t i n gi sas y s t e m i ce n g i n e e r i n g s e c o n d ，t h ea u t h o rc o n s u l t ss o m ec h i n e s el i t e r a t u r e sp u b l i s h e di nt h e 1 9 t hc e n t u r y , a n dc l a s s i f i e st h et h e o r ya n dt e c h n i c a lk n o w l e d g er e l a t e dt ot h e g a sl i g h t i n g i n t h e m o b v i o u s l y , t h e c h i n e s ee a r l i e s t p e r i o d i c a l d o n g x i y a n g k a om e i y u e t o n g i z h u a n ( e a s t e r nw e s t e rm o n t h l ym a g a z i n e , i n 1 8 3 3 ) m a d et h eb r i e fd e s c r i p t i o no nt h eg a sl i g h t i n gf o rt h ef i r s tt i m e s i n c e 1 9 4 0 s ，t h e n u m b e ro ft h e r e p o r t s a b o u tt h e g a sl i g h t i n g h a db e e n i n c r e a s i n g ，s u c h a sx i a e rg u a n z h e n ( t h ec h i n e ss e r i a l ，i n 1 8 5 4 ) ，b o w u x i n b i a n ( i n1 8 5 5 ) a f t e r1 8 6 4 ，t e x t b o o k ss u c ha sg e w ur u m e n ( t h ef o u n d a t i o n p h y s i c s ，1 8 6 8 ) ，h u a x u ec h u j i e ( t h ei n o r g a n i cc h e m i s t r y , i n1 8 7 0 ) a n d h u a x u e j i a n y u a nx u b i a n ( i n1 8 7 5 ) ，a n dt h ep e r i o d i c a l s s u c ha s z h o n g x i w c n j i a n l u ( t h ep e k i n gm a g a z i n em a g a z i n e ) a n dg e z s ih u i b i a n ( c h i n e s e s c i e n t i f i cm a g a z i n e ) a n ds oo n , a l lh a v es p e c h la n dc a r e f u li n t r o d u c t i o nt o t h er e l a t e dk n o w l e d g eo ft h eg a sl i g h t i n g t h r o u g ha l lt h e s el i t e r a t u r e ，t h e a u t h o r a n a l y s e sm a n yi m p o r t a n t l i n k so ft h ec o a l g a sp r o d u c t i o n , t h e p u r i f i c a t i o n , t h es t o r a g e ，t h et r a n s m i s s i o na sw e l la st h eg a sl a m pp r o d u c t i o n a tt h a tt i m e a st h et i m ew e n to n , c h i n ac a u g h tu p 丽t he n g l a n di nt h ec o a l g a sk n o w l e d g e a n dt h ep r a c t i c a lt e c h n o l o g yo ft h ec o a lg a sl i g h t i n g t h i r d , t a k e ss h a n g h a ia sac 弱et oa n a l y s et h ep r o s p e r i t ya n dd e c l i n eo f t h eg a sl i g h 吐n g i ns h a n g h a it h e r ew e r eo n l yt w of o r e i g nc o a lg a se n t e r p r i s e s t h es h a n g h a ig a sc o ，l t da n dt h ef r e n c hg a sc o ，l t dw h i c hb r o u g h ti n t h em a t u r et e c h n o l o g yo fe n g l i s ha n df r a n c e t h eg a sl i g h t i n gn o to n l y i m p r o v e dt h ec i 哆i l l u m i n a t i o n , a l s oa f f e c t e dt h ee c o n o m y , t h ec u l t u r ea n d m a n yo t h e ra s p e c t s i n1 8 8 2 , t h ee l e c t r i ci l l u m i n a t i o ne n t e r e ds h a n 曲a l ，b u ti t h a dl i t t l ei n f l u e n c et ot h eg a sl i g h t i n g a f t e r1 8 9 0 ，t h ec a r b o nl a m p sw h i c h w e r ew i d e l yu s e dt o o kt h ep l a c eo ft h eg a sl i g h t i n gg r a d u a l l y i tw a su n t i l l 1 9 1 2 , t h a tt h eg a sl i g h tb e c a m ew e a k e na st u n g s t e nl a m pw e r ep u ti n t ou s e f o u r t h ，b yc o m p a r i n gt h ed e v e l o p m e n tp a t t e m o ft h en a t u r a lg a s i l l u m i n a t i o nw i t ht h a to ft h eg a sl i g h t i n g ，t h ea u t h o ra t t e m p t st of i n dt h e r e a s o n sw h yc h i n ah a dn o tb e e na b l et o d e v e l o p t h eg a s l i g h t i n g i n d e p e n d e n t l y f r o mt h ea s p e c to fs o c i a la n de c o n o m i c a ls i d e s ，a sc h i n aw a s s t i l lk e p ta sat r a d i t i o n a la g r i c u l t u r a ls o c i e t y , t h ei n d u s t r ya n dc o l n m e r c ea s w e l la st h ec i t yd e v e l o p m e n th a dn o tb e e na nu r g e n td e m a n do nt h eu s eo ft h e g a sl i g h t i n g a st ot h et e c h n i c a ls i d e s ，t h ec h i n e s et r a d i t i o n a lt e c h n o l o g y h a d n ts u p p o r t e dt h et e c h n i c a la p p l i c a t i o no ft h ec o a lg a ss t o r a g i n g ，m e t a l p i p e l i n em a n u f a c t u r i n g ，w e l d i n ga n dg a u g ep r e c i s em a n u f a c t u r i n g , w h i c h w e r et h en e c e s s a r ya n de s s e n t i a le l e m e n t sf o rd e v e l o p i n gt h eg a sl i g h t i n g k e tw o r d ：g a sl a m p ，t h eg a sl i g h t i n g ，k n o w l e d g et r a n s m i s s i o n , t e c h n i c a la p p l i c a t i o n 内簟古师范大学磺士学位论文 引言 ( 一) 选题意义 照明是人类文明的体现，照明史是科技史上的重要研究课题人类的照明史可追 溯至远古时代，其雏形是火堆和火把，后来，这两者逐渐演化为油灯和蜡烛先秦典 籍礼记内则 中记载：。夜行以烛，无烛则止”“1 ，说明用于照明的灯具在当时 已经产生随着时间的推移，油灯、蜡烛逐渐成为生活必备品古人夜间行走常以灯 笼照路，灯笼内燃有蜡烛，即所谓的。秉烛夜游”；一些贫困书生，为了延续光明只 能另寻他法，便产生出诸如“凿壁偷光”、。映雪读书”等感人至深的典故，可见照明 在生活中的重要地位 1 8 世纪前期，油灯和蜡烛依旧是人类通用的照明方式，各国的照明技术非常接 近1 8 世纪后期，由于工业生产和城市建设的客观需求，煤气照明的研究在欧洲兴 起；进入1 9 世纪，煤气照明首先在英国获得推广，继而向外扩展；到1 9 世纪中叶， 煤气照明几乎：遗及全球煤气照明是在近代工业革命的背景下产生的，它的工业化运作， 需要经过煤炭的选取、千馏，煤气的净化、储存、传输和计量，以及煤气灯的制造、安 装和管理等众多环节，每个环节都需要由专门机构、专业人员负责完成，各个环节之问 还需相互协作，科学的管理必不可少，相关化学理论的指导、机械技术的支撑更不可或 缺可见煤气照明工程是融合了先进的科学、技术和管理的系统工程在欧美国家， 煤气照明经历了个多世纪的发展，被大量用于工厂、码头、街道、住户，不仅改善了 城市照明，推动了市政建设，也深刻影响到社会、经济、文化诸多方面，加速了西方社 会迈向现代文明的步伐不仅如此煤气照明还促进了化学理论研究的发展，如1 9 世 纪的西方学者所言，。五十年以内，化学比前更盛，其故半因煤气之事一啪 1 8 6 4 年煤气照明首先传入香港，次年进入上海，随后，广州、北京和天津也相 继引进以上海为例，从1 8 6 5 年点燃第一盏煤气街灯，到1 9 3 5 年煤气街灯被全部拆 除，煤气照明共经历了长达7 0 年的发展历程煤气照明的引入，是清末西方科技向 中国传播的一个重要案例一方面，在1 8 6 4 年以前，中国已有一些刊物、书籍对其 进行了介绍，1 8 6 4 年以后介绍煤气知识的资料逐渐增多，煤气知识甚至成为化学 煤气照明在中国：知识传播，技术应用及其影响考察 教科书中的重要内容，所以，引入煤气照明的过程，本身就是西方科技知识向中国传 播的过程；另一方面，由于煤气工业是外资企业，中国并无独立发展煤气照明的技术 条件，所以，煤气照明的引入过程，也是西方技术向中国转移的过程此外，煤气照 明进入中国后，对所在地的照明环境，经济、文化和市政建设，甚至人们的心理，都 产生了积极的影响，这又涉及到西方科技对中国社会的影响。综上所述，笔者以煤气 照明为研究方向，不仅是对近代照明史研究的补充，也是对清史研究的丰富。 ( 二) 前人研究现状 ， 在国外，对煤气照明的研究始于1 8 世纪初期，但由于一些实际困难，笔者无法 得到这些早期的资料。现有的资料主要有英国人s t i r l i n ge v e r a r d 编写的煤气灯 和焦碳公司发展史，介绍了英国“煤气灯和焦碳公司”的筹建和发展概况，但对煤 气照明技术的发展几乎没有涉及；英国人查尔斯辛格( c h a r l e ss i n g e r ) 等人编著、 辛元欧主译的 技术史( 第1 v 卷) 的第9 章“照明和供暖用气体”，对煤气照明在 西方的兴衰历程进行了概述，但内容的安排缺乏条理性。 在研究中国近代史的著作中，煤气照明常被提及。比如，中国近代工业史资料 ( 孙毓棠著，1 9 5 7 年版) 、上海租界志( 史梅定主编，2 0 0 1 年版) 、上海近代经济 史( 丁日初主编，1 9 9 4 年版) 和上海公用事业( 1 8 4 0 一1 9 8 6 ) ( 1 9 9 1 年版) 和天 津通志等工业史、经济史、方志类著作，介绍了上海、天津的三个煤气公司的筹建 和发展情况。此外，近代中国社会文化变迁录( 刘志琴主编，1 9 9 8 年版) 和西 洋鼠西洋发明在中国( 刘善龄著，1 9 9 9 年版) 还从技术对社会所产生的影响的 角度，介绍了煤气照明对中国社会的影响。不过。由于煤气照明不是主要内容，相关 介绍只是对事件和数据的罗列，缺乏对事件本身内在原因的深入分析。 近代中国社会文化变迁录( 第一卷) 引用博物新编( 1 8 5 5 年版) 中的“炭 轻二气”条，间接介绍了煤气是由“炭气”和“轻气”化合而成，但对于和煤气照明 相关的化学理论、机械设备和工序流程等知识和技术细节，目前学界尚无任何著作或 论文予以探讨。 ( 三) 本文拟解决的问题 本文将解决以下四方面问题： 第一，概述煤气照明在西方产生和衰落的过程，分析其内在原因，并对煤气照明 2 内麓古师范大学硕士学位论文 工业的主要技术进行分类介绍，为后续内容做好铺垫 第二，分析在煤气照明工业传入之前，中国对煤气照明的了解程度：梳理文献资 料中的煤气知识，考察煤气照明工业中涉及的原科、生产、净化、储存、计量、传输 和应用等工序的操作流程，分析与之相关的设备结构、化学理论和机械技术；分析 1 9 世纪6 0 年代以后，传入中国的煤气知识与实用技术之间，以及中国与西方的煤气 技术之间的差异 第三，除上海外，香港、天津和北京等城市也曾引入煤气照明，但是，在受时间、 篇幅所限，不可能对这些城市均进行全面、深入研究的情况下，上海就成了笔者选择 的第一突破口。如清末文人王韬所言，上海“适介南北之中，最当要冲”，它的任何 重大变化，都将直接或间接地对周边城市乃至全国产生影响。本文将介绍煤气公司在 上海的筹建、发展和衰落过程，并分析其内在动因：分析煤气照明对上海的城市照明， 以及经济、文化和市政建设等方面产生的影响 第四，对天然气照明与煤气照明的发展模式进行对比，以此为论据，分析2 0 世 纪之前，中国与欧美国家在政治、经济、技术和文化等方面的差异。 3 艨气照明在中田：知识传播、技术应用及其影响考察 一、西方煤气照明概述 煤气是人造气体，是煤炭干馏的产物。煤气照明，是指以煤气为燃料的照明方式， 其特点是可大面积、远距离传输和集中控制。煤气照明产生于1 8 世纪末的欧洲，是 西方近代工业发展的产物。1 9 世纪初期，应生产、生活，以及市政建设的需要，煤 气照明在欧美国家获得商业推广，相关技术也取得长足进步。 ， ( 一) 对煤气可燃性的认识 人类对煤气的发现和利用，最早可追溯至对天然气的认识。据文献记载，古人很 早便认识到天然气可燃。中国先秦典籍中已有关于天然气着火的记载。1 ；三国时代， 四川居民已将天然气用于煮盐。西方人对天然气的认识相对晚些，但也有近千年的 历史。1 人类对天然气可燃性的认识和利用，成为煤气照明思想形成的基础。近代煤 炭工业的发展，则是煤气产生的必要条件。 进入1 6 世纪，以英国为代表，欧洲的工业生产加快发展。工业生产需要大量燃 料，木材过量采伐，导致森林破坏，木材价格飞涨，煤炭开始为工厂主注意。使用煤 炭可明显降低燃料成本，但也有不利影响，以英国为例，煤炭含硫量较高，燃烧时会 产生大量有害烟气，严重污染生产环境，直接影响产品的质量。在冶炼、酿酒和玻璃 制造业中，这种负面影响尤为突出。如何在使用煤炭前除去有害杂质，成为困扰工业 界的一大难题。 约在1 6 0 3 年，英国人发现，将煤炭堆积起来不完全燃烧，可有效蒸出杂质烟气。 此后不久，煤炭工业中多了一个专门蒸发煤炭烟气的行业，即炼焦业。炼焦过程中， 煤炭的物理性状和化学组成都会发生改变，同时产生大量固、液态杂质，以及含可燃 成分的混合气体( 即煤气) 。起初，人们对煤气并无明确认识。1 6 0 9 年，比利时化学 家范海尔蒙特( v a nh e l m o n t ，1 5 7 7 - - 1 6 4 4 ) 发现，在加热煤炭时会有一种特殊物 质溢出，他因不知此为何物，就将之命名为“g a s ”。“g a s ”便逐步成为气体的统 称，煤气的英文名“c o a lg a s “便由此而来。海尔蒙特的工作受到欧洲学者的关注， 此后，对天然气、人工燃气的研究兴起。 资料记载，英国人克莱顿( r e v e r e n dj o h nc l a y t o n ，1 6 5 7 1 7 2 5 ) 是第一个通过 实验，有意识、有针对性地对煤炭的焦化过程进行研究的人。大约在1 6 8 4 年，他记 4 内豪古师范大学硕士学位论文 录了自己的一次实验过程： “取来一些煤，把它放在明火上的曲颈瓶中进行干馏首先出现的只有黏液，后 来是黑油，然后又出现了种精灵，但我无法把它冷凝，我观察到这个跑出 来的精灵被烛焰点燃了，当它成股地放出来时，会一直猛烈地燃烧”册 此处，。干馏”指高温、密闭的实验过程；“黏液”、“黑油”是干馏过程中出现的 糊状煤和煤焦油；“精灵”无疑是指煤气。实验之前，克莱顿对煤炭的焦化已不陌生， 而对煤气及其可燃性却不明白克莱顿通过自己的设计和试验，最早发现了煤气及其 可燃性，可以说他是煤气照明的先驱。不过，克莱顿的实验记录当时没有传开，直到 1 7 3 9 年才被发现( 发表于英国哲学学报) ，并未产生太大影响。 1 7 7 0 年，类似于蒸馏器的炼焦炉出现( 见图1 - 1 ) ，炉体侧壁下方开有小孔，用 于排放焦油和煤气。由于煤气被集中排放，易于观察，它的可燃性为更多的人所注意。 例如，在1 7 8 0 年，英国工业家科克伦( c o c h r a n e ) 就将煤气收集起来，用来在自己 的房间里照亮，以此取悦朋友嘲。 图1 - 1 封闭式炼焦炉 ( 采自辛元欧：技术史，2 0 0 4 ，1 7 8 ) 分析可知，1 7 世纪初期，煤气随炼焦业而出现，开始人们对其并无多少了解。 1 8 世纪下半叶，由于炼焦炉结构的革新，煤气的可燃性逐步为更多的欧洲人认识。 ( - - ) 煤气照明工业的形成 1 8 世纪的后3 0 年，受美国内战和欧洲拿破仑战争的影响，鲸油和牛油产量大幅 下滑，导致欧美照明燃料短缺，照明成本激增，煤气的可燃性受到人们的重视。1 7 8 4 年，荷兰化学教授闵凯勒斯( j e a np i e r r em i n k e l e r s ，1 7 4 8 1 8 2 4 ) 制成一套煤 炭干馏装置，专用于生产煤气，并在自己的教室里做了照明试验。此后，欧洲各国有 5 嫫气照明在中田：知识传播、技术应用及其影响考察 很多人进行过类似试验，有人甚至尝试将煤气用于航海灯塔 1i 早期探索( 1 7 9 1 - - 1 8 0 8 ) 在煤气照明的早期探索和应用中，英国工程师默多克和法国工程师勒邦的工作最 具代表性 默多克( w i l l i a mm u r d o c k ，1 7 5 4 - - 1 8 3 9 ) h 吣于1 7 7 7 年加入博尔顿( m a t t h e w b o u l t o n ，1 7 2 8 - - 1 8 0 9 ) 和瓦特t a m e $ w a t t ，1 7 3 6 - - 1 8 1 9 ) 的索霍( s o h o ) 工厂，很 快成为瓦特的得力助手，主要从事蒸汽机的销售和改良1 7 9 1 年，为寻求提炼煤焦 油的最佳方法，默多克对煤炭的干馏进行了研究，由此对煤气的可燃性产生兴趣。翌 年，他便将煤气照明引入到自己的家中( 见图1 - 2 ) m 3 此后，通过与其它照明方式 的成本对比，默多克逐渐坚定了推广煤气照明的信心。1 7 9 8 年，他向博尔顿和瓦特 提出建议，要求在索霍厂增设煤气照明业务，但并未得到积极响应。 团1 - 2 默多克用煤气灯为寥中腻明 ( 采自刘宗脊：煤气工业发袅吏1 9 8 6 ，5 ) 图1 - 3 勒邦的专利说明图( 1 7 9 9 年) ( 来自辛元歇：技术史，2 0 0 4 ，1 7 9 ) 勒邦( p h i l i p p el e b o n ，1 7 6 7 - - 1 8 0 4 ) 蚴生于木炭烧制者家庭，因而熟悉木材的 于馏过程。1 7 9 1 年，勒邦被干馏木材时产生的燃气吸引，由此走上研制和推广燃气 照明的道路1 7 9 8 年，勒邦迁居巴黎，从事更大规模的实验，同时积极宣传将燃气 用于城市照明和取暖的设想。第二年，他设计出新型燃气发生装置( 见图l - 3 ) 这 套装置中，铁板制成的干馏釜( 从) 被炉子( 髓) 和烟道( f f ) 环绕，使热效率倍增， 制成的燃气从管道g 处引出勒邦还设计了玻璃球灯，球中引有三根管子，一根输送 燃气，一根输送空气，第三根用于排出废气。勒邦的技术成就很多，但他最大的贡献 是对燃气照明前景的准确把握，以及积极地宣扬1 8 0 1 年1 0 月，勒邦在巴黎塞涅莱 6 内蒙古师范大学硕士学位论文 公馆举行了燃气灯( “t h e r m o l a m p s ”) 展示，这次灯展历时数月、影响深远。不幸的 是，他未能看到政府的支持和市民的赞助，1 8 0 4 年即遇刺身亡。 进入1 9 世纪，煤气照明的发展机遇首先在英国出现一方面，蒸汽机已成为英 国工业领域的主要动力源，在蒸汽机的驱动下，许多工厂夜以继日地生产，导致照明 燃料的短缺和费用的剧增。尤其是大型纱厂，使用油灯和蜡烛，不仅成本高昂，而且 容易引发火灾因此，照明方式的变革迫在眉睫，煤气照明自然成为经济发展的现实 需求另一方面，机床性能不断提高，为煤气照明系统所需设备的生产提供了技术支 持。索霍工厂及时抓住这次商机，默多克得以展开规模更大的照明试验1 8 0 2 年， 为庆祝亚眠和约( “p e a c eo fa m i e n s ”) 嘲的签订，该厂首次通宵点燃煤气灯。1 8 0 4 年，驮多克接至4 第一份定单，为菲利普斯和李( p h i l l i p s l e e ) 纺纱厂生产、安装 煤气照明设施。1 8 0 6 年，安装工作完成，有6 台铸铁罐式干馏炉投入使用干馏炉 ( 见图1 4 ) ) 为立式，深5 英尺6 英寸，直径从3 英尺6 英寸到3 英尺逐渐变细， 三个一组，每个一次可装煤1 5 英担。制出的煤气经过水封( 见图1 - 5 ) 后由主管输 送至一座长6 英尺、直径2 英尺6 英寸的圆柱体立式空气冷凝器中，冷却后再被送往 长l o 英尺的立方体铁板储气柜储存o ”到1 8 0 7 年，该纺织厂的煤气灯数量已达9 0 4 盏，包括2 7 1 盏阿尔甘灯和6 3 3 盏鸡距灯，足以为全厂提供照明。 图1 - 4 干馏釜剖面图 ( 来自辛元欧：技术史。2 0 0 4 。1 8 2 圉1 - - 5 水封结构 ( 采自辛元欧：技术史。2 0 0 4 ，1 8 2 ) 煤气是混和气体，包含乙烷、甲烷和氢气等可燃成分，以及二氧化硫硫化氢和 二硫化碳等有毒、不可燃成分在使用煤气灯的过程中，有毒气体从灯头捧出，使长 时间在灯下作业的工人感到严重不适。因此，煤气灯推广应用之初，便引来很多人的 反摩。但是，煤气照明在亮度和成本上的明显优势，却使它倍受企业主的青睐例如， 煤气照明在中国；知识传播、技术应用及其影响考察 菲利普斯和李纺织厂原来使用蜡烛照明，每年需花费2 0 0 0 英镑，改用煤气灯后，照 明费用只需6 0 0 英镑啕。 1 8 0 8 年，默多克制定了干馏釜的统一生产规格，新型的干馏釜( 如图卜6 ) 为水 平卧式，由生铁铸造，长4 英尺，单端开口，椭圆截面长径2 英尺、短径1 英尺“”。 此外，默多克还在煤气生产线上增加了水洗环节，使煤气中的氨气和焦油得到有效过 滤，但对其它有毒气体仍旧无能为力。由于找不到净化煤气的有效途径，默多克逐渐 失去了用户的信任，于1 8 1 4 年被迫退出煤气照明市场。 图1 - 6 默多克的干馏釜( 1 8 0 8 年) ( 采自辛元欧：技术史，2 0 0 4 ，1 8 3 ) 2 克莱格和温莎的功绩( 1 8 0 8 1 8 1 2 ) 克莱格( s a m u e lc l e g g ，1 7 8 1 - - 1 8 6 1 ) 是一位有着化学家眼光的经营煤气照明的 工程师，还在1 8 0 2 年，他曾作为索霍工厂的学徒，参加了默多克的煤气照明试验。 1 8 0 5 年，克莱格自己组建了制造和安装小型煤气装置的工厂。克莱格非常注重理论 对实践的指导作用，为寻求净化煤气的有效途径，他曾专门向化学家道尔顿( d a l t o n ) 求教过。经过不断的探索，他终于在1 8 0 8 年发明用石灰水净化煤气的方法。石灰水 可有效吸收煤气中的二氧化碳、硫化氢和二氧化硫等杂质。经石灰水净化的煤气，其 清洁度和安全性都会显著提高。 德国人文策尔( f r i e d r i c ha l b r e c h tw i n z l e r ，1 7 6 3 - - 1 8 3 0 ) ”本是商人，受勒 邦灯展感染，决定投身燃气照明事业。不过，他反对使用木屑来制取燃气，认为使用 内蒙古师范大学硕士学位论文 煤炭更加可取。文策尔此前毫无机械技能，却通过艰苦不懈的努力，独立完成了煤气 生产设备的设计、制造工作。此后，为宣传煤气照明，他奔走于欧溯各地，但没有取 得预期效果。1 8 0 3 年，文策尔到英国谋求发展，为融入排外思想严重的英国社会， 便将自己的名字英国化为温莎( f r e d e r i ca l b e r tw i n s o r ) 嗍。 与默多克和勒邦等人不同，温莎的设想更加大胆。他认为，每个城市只需修建一 座大型煤气厂，通过埋设于地下的管道网络，即可实现大面积集中供气、统一管理。 1 8 0 6 年，他向议会提出申请，要求批准建立“国家照明和供暖公司”( “t h en a t i o n a l l i g h ta n dh e a tc o m p a n y ”) ，并组建了以商人、银行家为主的筹备委员会。为获 得政府的支持和足够的资金，温莎对政府和投资者作出的利益承诺让人瞠目结舌。例 如，1 8 0 7 年，他在发起书中表示，如若英国实现“f u e lw a st ob eu s e db u tc o k e ； n ol i g h tb u tg a s ”跚( “所有燃料都用焦炭，所有照明都用煤气”) ，全国每年可节 省开支一亿两千万英镑；投资者每购买一份价值5 0 英镑的股票，则在公司投产后的 2 0 年内，该投资者每年都将获得高达6 0 0 0 英镑的利润。显而易见，假如温莎的设想 实现，无疑会对油灯、蜡烛的制造商，甚至其它中小型煤气公司，造成严重威胁。于 是，许多厂商便组成利益同盟，阻止温莎获得议会的许可证。1 8 0 7 年6 月，温莎为 威尔士王子的王富外装上煤气街灯，凭此赢得王室的支持。但是，事情并未因此发生 明显改观，由于煤气得不到有效净化，民众对温莎的计划依旧反应冷淡。 克莱格与温莎的联合，加速了煤气照明兴起的脚步。1 8 0 8 年，克莱格取得煤气 净化技术的突破，使温莎对煤气照明的前景更加自信。例如，温莎于1 8 1 0 年讨发出 一批宣传手册，在其封面上( 见图卜7 ) “1 ，煤气街灯有如擎天柱一般高耸云头，太 阳则羞愧地躲在煤气灯光的阴影之中。这种描述虽然过于夸张，却表现了温莎对煤气 照明发展前景的乐观与自信。1 8 1 2 年，温莎终于战胜反对者联盟，获得由英国议会 颁发的许可证，公司定名为“煤气灯和焦碳公司”嘲( “t h eg a sl i g h ta n dc o k e c o m p a n y ”) ，温莎和克莱格分别担任董事长和总工程师。由于英国议会的特殊扶持， 该公司还获得为英国主要城市( 由议会控制的城市) 的街道和公共设箍供应煤气的专 营权，为期2 1 年在政府的支持下，加上城市建设的实际需求，煤气灯和焦炭公司 获得快速发展，到1 8 1 5 年，该公司为伦敦铺设的煤气主管线已长达2 6 英里，全部街 道基本实现煤气照明( 见图卜8 ) 。煤气灯和焦碳公司被认为是世界上酋家具有工业 规模的煤气工厂，是煤气照明工业开始的标志嘲。 9 煤气照明在中田，知识传播、技术应用及其影响考察 图1 71 8 1 0 年的煤气灯宣传图 ( 采自：t h eh i s t o r yo ft h eg a sl i g h t a n dc o k ec o m p a n y ，1 9 9 2 ，6 4 ( 三) 煤气照明的发展和衰落 田1 - 8 煤气街灯 ( 采自h t t p ：帆a n s w e r s t o m ) 1 煤气照明的发展 英国是煤气工业的发源地，也是煤气照明普及率最高的国家。煤气灯和焦碳公司 成立后，其它城市纷纷效仿，使煤气照明获得快速发展到1 8 3 0 年，英国已有各种 煤气公司2 0 0 余家，煤气照明成为大城市的主要照明方式到1 9 世纪中叶，英国的 全部城市和较大市镇，都已普及煤气照明据资料统计，到1 8 8 2 年，英国共有煤气 公司5 0 0 家，煤气总产量已达6 7 0 亿立方英尺。 表1 - - 1 煤气工业刨办国家与相应时间表( 1 9 世纪前期) 田别法田 美国比利时德国 年代1 8 1 41 8 1 6 1 8 1 91 8 2 5 田别俄国 澳大利亚 瑞士瑞典 年代1 8 3 51 8 4 1 1 8 4 31 8 4 6 ( 根据刘宗青：煤气工业发展史。1 9 8 6 ，9 ) 1 9 世纪前期，继英国之后，法、美等国也先后创办煤气工业( 见表卜1 ) 尽管 起步稍晚，但其发展同样非常迅速，到1 9 世纪中叶，这些国家的大型城市也基本普 及了煤气照明，这可从博物新编( 1 8 5 5 年出版) 的记载中窥见一斑； )塑茎查塑蔓查主堡主堂竺丝塞 、 。近日荚吉利、佛兰西花旗