Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_1302
.pdf
поднять топливо до необходимого состояния накаливания. Из вышеизложенного следует, что согласно
данному способу достижения цели изобретения, каждому удару предшествует разбег вниз, а за ним следует
разбег вверх.
Согласно другому методу предотвращения перегрева рифленой поверхности рубашки при подаче угольного
газа в рубашку во время продувки, сжигается в рубашке только часть генераторного газа, поступающего в
рубашку на стадии продувки, за счет вторичного воздуха, подаваемого в рубашку. Этот результат достигается
путем ограничения подачи вторичного воздуха. Или же, с той же целью, часть генераторного газа,
образующегося на стадии продувки, может отводиться из верхней части нижней топливной камеры таким
образом, чтобы предотвратить его попадание в рубашку и сгорание в ней. Однако эти альтернативные
методы не столь выгодны, как первый описанный. ускорение. Внутреннюю температуру облицовки горелки,
температуру массы раскаленного топлива в топливной камере, а также степень обжига, которой подвергается
угольный газ для фиксации его конденсируемой части без существенного влияния на содержащиеся в нем
постоянные углеводороды, можно эффективно контролировать.
Например, пар может, по его словам, проходить через топливо в реторте, по направлению к месту окончания
каждого прохода или после него, и перед следующим проходом, с целью удаления угольного газа, особенно
тяжелых углеводородов, из реторты перед следующим проходом. для целей отопления и освещения.
Настоящим заявляю, что природа данного изобретения заключается в следующем. Данное изобретение
относится к усовершенствованию способа производства газа, пригодного для отопления и освещения,
согласно которому уголь перегоняется в вертикальной реторте, нагреваемой снаружи. и расположен над
нижней топливной камерой, в которую опускается топливо, предварительно обугленное в реторте, и через
которую сначала продувается воздух с целью доведения топлива до высокой степени накаливания, а
образующийся при этом газ поступает в рубашку через ряд отверстий или «ноздрей» в нижней части реторты
для нагрева рифленого покрытия рубашки до высокой температуры, после чего пар подается в раскаленное
топливо для образования, в результате взаимодействия с ним, водяного газа, который смешивается с
угольным газом, выделяющимся из угля в реторте, для получения карбюрированного водяного газа.
Первая стадия, или стадия продувки, обычно называется «продувкой», а стадия генерации водяного газа
обычно называется «работой». В описании моей заявки № 27074 от 1921 года на патент описан способ, с
помощью которого конденсируемая часть угля, образующаяся в реторте, может быть преобразована в
постоянный газ за счет тепла, вырабатываемого самим газогенератором, что позволяет обойтись без
использования внешнего газового нагревательного и фиксационного оборудования. Согласно этому методу,
после завершения продувки и нагрева рифленой поверхности внутри рубашки реторты до высокой
температуры путем подачи в нее продувочного газа, как описано выше, водяной газ, образующийся в
результате последующей инъекции пара в массу раскаленного топлива в нижней топливной камере, проходит
через сильно нагретую рубашку реторты, через которую одновременно проходит и угольный газ, получаемый
в результате перегонки угля в реторте, так что конденсируемая часть угольного газа разлагается под
действием тепла и превращается в постоянный газ внутри рубашки, который затем оттекает, смешиваясь с
неконденсируемой частью угольного газа и водяным газом, образуя таким образом карбюрированный водяной
газ. Однако было обнаружено, что при таком способе работы, если угольный газ попадает в рубашку через те
же отверстия или «носители», что и водяной газ, выделяются смолы и другие летучие углеводороды.
слишком в большой степени для получения газа с высокой теплотворной способностью. Чтобы избежать
этого, согласно настоящему изобретению, в стенках реторты, напротив нижней части, предусмотрены
дополнительные отверстия или «носики» При этом угольный газ, включая смолу и другие летучие
углеводороды, может поступать непосредственно в рубашку, минуя очень горячую зону у основания реторты и
верхнюю часть топливного слоя в нижней топливной камере. Во время продувки угольный газ и летучие
углеводороды, поступающие в рубашку, могут либо полностью сгорать путем подачи вторичного воздуха в
рубашку, либо в камеру сгорания в ее нижнем конце, способствуя нагреву рифленой поверхности, либо, в
качестве альтернативы, они могут отводиться из верхней части реторты через трубу с клапанным
управлением, предназначенную для этой цели. Поток газа через эту трубу во время продувки, очевидно,
может регулироваться таким образом, чтобы угольный газ и летучие углеводороды могли быть удалены из
реторты без попадания продувочного газа в реторту в сколько-нибудь значительном количестве.
В течение периода "работы", когда образующийся водяной газ проходит через рубашку, вторичный пар может
подаваться в рубашку или в камеру сгорания удобным способом через соединения, используемые для подачи
вторичного воздуха в нее во время продувки. Этот пар, который сильно перегреется в камере сгорания, будет
реагировать с любым углеродом, отложившимся на рифленой поверхности в результате разложения
углеводородов угольного газа, и смолистыми парами из реторты, образуя при этом оксид углерода и водород.
Также установлено, что при этом способе работы доля диоксида углерода в получающемся газе значительно
ниже, чем при обычном способе, вероятно, из-за того, что диоксид углерода, присутствующий в водяном газе,
восстанавливается до оксида углерода в результате реакции с отложившимся углеродом или со смолистыми
парами. В процессе работы в массу угля в реторте может подаваться пар. Дополнительным преимуществом
метода работы, описанного в настоящем изобретении, является то, что газопроводы, клапаны и тому
подобное остаются полностью свободными от отложений углерода или смолистых веществ.
При осуществлении изобретения используемая реторта может быть выгодно сконструирована способом и для
целей, описанных в описании другой заявки на патент от того же года, датированной настоящим документом и
имеющей номер 192880. Усовершенствования в производстве газа, пригодного для отопления, освещения и
других целей, или относящиеся к нему. Миллгейт, Ньюарк-он-Трент, графство Ноттингем, британский
подданный. Настоящим заявляю о характере данного изобретения и о том, каким образом оно должно быть
реализовано, что будет подробно описано и установлено в [ссылка на документ]. На основании следующего
утверждения: — Полностью ощелачивающий процесс обработки угля в одном аппарате, состоящем из
нагреваемой снаружи реторты, в которой происходит карбонизация битуминозного угля, и газогенератора
(далее именуемого газогенератором), в котором карбонизированный уголь или кокс из реторты
газифицируются под действием пара, в настоящее время хорошо известен, причем часть аппарата,
предназначенная для получения водогенератора, обычно располагается под ретортой, так что кокс,
образующийся в реторте, может попадать в нее непосредственно под действием силы тяжести.
В аппаратах такого типа пар обычно подается в газогенератор периодически, поскольку реакция между
горячим коксом и паром, обычно известная как реакция водяного газа, поглощает большое количество тепла,
и поэтому необходимо периодически подавать воздух, чтобы повысить температуру топливного слоя в
газогенераторе путем сгорания части топлива с воздухом. Газ, образующийся в период скашивания (далее
именуемый продувочным газом), обычно подается через рубашку или пространство вокруг реторты (далее
именуемое рубашкой), обеспечивая тем самым тепло для карбонизации угля в реторте. Подаваемое таким
образом тепло часто увеличивается за счет подачи в рубашку вторичного воздуха, чтобы полностью сжечь
продувочный газ до углекислого газа и воды. До настоящего времени при таком прерывистом способе
производства газа обычно отбирали продукты перегонки угля, полученного на стадии производства газа,
которые состояли из сырого угольного газа, содержащего неконденсируемые газы, такие как метан, водород и
оксид углерода, и конденсируемые пары, такие как бензол и высшие углеводороды, присутствующие в смоле,
из реторты, пропуская водяной газ, образующийся в газогенераторе, вверх через реторту, так чтобы он там
смешивался с сырым угольным газом, при этом смесь сырого угольного газа и водяного газа отводилась в
верхней части реторты и направлялась в конденсаторы.
При этом прерывистом способе работы конденсируемая часть сырого угольно-газового топлива
конденсируется в конденсаторах и теряется, если речь идет о производстве газа, за исключением случаев,
когда, как это иногда бывает, смесь угольно-газового топлива и водяного газа пропускается через отдельную
кирпичную камеру, обычно называемую перегревателем, которая предварительно нагревается путем
пропускания через нее продувочных газов. В работающем аппарате для газификации угля указанного типа
обычно меняют направление подачи пара в период производства газа для регулирования температуры
топливного слоя в газогенераторе, то есть пар иногда подается снизу газогенератора, а иногда сверху, при
этом в последнем случае водяной газ отводится снизу аппарата или вблизи него. Целью настоящего
изобретения является использование в полном комплекте газификационного аппарата, работающего в
описанном прерывистом режиме, но более эффективным, чем прежде, способом, практически всего
образующегося сырого угольного газа для целей газификации, либо в такой форме, чтобы получать газ с
максимально высокой теплотворной способностью для освещения, отопления, выработки электроэнергии и
тому подобных целей, либо газ, богатый водородом.
Для получения газа с высокой теплотворной способностью на стадии газообразования необходимо в самом
аппарате расщеплять или расщеплять конденсируемые пары сырого угольного газа, высвобождая, насколько
это возможно, неконденсируемые углеводороды, хотя при этом будет образовываться и некоторое количество
свободного водорода, и одновременно используя высвободившийся углерод либо для получения водяного
газа путем реакции с паром, либо для восстановления диоксида углерода, образующегося в газогенераторе,
до монооксида углерода. Для того чтобы теплотворная способность получаемого газа была как можно выше,
если такой результат желателен, необходимо проводить крекинг лишь на таком расстоянии, чтобы
практически все конденсируемые пары превратились в неконденсируемые углеводороды, но не настолько,
чтобы в большей степени, чем это практически возможно, расщепить неконденсируемые углеводороды с
высокой теплотворной способностью, такие как метан и этан, на водород. Метан имеет теплотворную
способность около 911 БТЕ, но при расщеплении на углерод в присутствии пара с образованием оксида
углерода и водорода образуется четыре кубических фута газа с теплотворной способностью всего около 288
БТЕ на кубический фут.
При осуществлении этого прерывистого способа производства газа средства, предусмотренные настоящим
изобретением для крекинга углеводородных паров, различаются в зависимости от того, подается ли пар вверх
или вниз через газогенератор. Таким образом, за каждым периодом продувки, длящимся около двух минут,
следует период подъема пара или газообразования, то есть период, в течение которого пар подается под
колосниковую решетку газогенератора и проходит через топливный слой на ней, образуя водяной газ, который
подается в нижнюю часть рубашки, окружающей реторту, через ряд отверстий или воздуховодов.
Одновременно с этим, неочищенный угольный газ проходит через другой или дополнительный ряд отверстий,
расположенных несколько выше в реторте, в рубашку, а также подается вторичный пар в нижнюю часть
рубашки или в соединенную с ней камеру сгорания, при этом верхняя часть реторты закрыта, так что
выделяющийся угольный газ теперь будет направлен вниз через реторту к отверстиям, а оттуда в рубашку.
При контакте с горячей рифленой поверхностью рубашки конденсируемые пары углеводородов в угольном
газе подвергаются крекингу, образуя неконденсируемые углеводороды, а высвобождающийся избыток
углерода частично соединяется с кислородом пара, образуя оксид углерода, и частично с диоксидом углерода
в водяном газе, также образуя оксид углерода. Таким образом, на шахматной структуре не останется следов
оленьих оленей, и практически никаких смол или тяжелых углеводородов не останется в газе, который мог бы
осесть во внешних трубах и газопроводах. Кроме того, использование вторичного пара таким образом в
значительной степени предотвратит разложение аммиака в угольном газе на азот и водород, тем самым
одновременно увеличивая выход аммиачного раствора и предотвращая разбавление газа азотом,
образующимся в результате разложения аммиака. В ходе этого процесса верхняя часть реторты герметично
закрыта, чтобы направлять сырой угольный газ вниз через реторту в ее рубашку.
После завершения подъема пара, который может длиться около трех минут, может начаться спуск пара, во
время которого пар подается либо сверху, либо снизу рубашки парогенератора. В течение этого периода пар
и образующийся из него водяной газ вместе с коксовым газом проходят вниз через топливный слой
газогенератора, а крекинг конденсируемых углеводородных паров в коксовом газе происходит
непосредственно в топливном слое. Поскольку этот топливный слой несколько охладился за счет поглощения
тепла в результате реакции водяного газа во время разгона, его температура теперь не будет достаточно
высокой для чрезмерного крекинга паров углеводородов. Спад может длиться около двух минут, но
продолжительность прорыва, подъема и спада должна регулироваться в зависимости от используемого угля и
полученных результатов. Однако в некоторых случаях этап спуска может быть опущен, так что будут
происходить только чередующиеся этапы «продувки» и «подъема». В случаях, когда требуется газ с особенно
высокой теплотворной способностью, количество неконденсируемых углеводородов, получаемых из
угольного газа, может оказаться недостаточным при смешивании со всем водяным газом для повышения
теплотворной способности полученной газовой смеси до желаемого уровня.
В таких случаях часть водяного газа может быть отведена отдельно в верхней части газогенератора и
использована для производства пара или других целей. Еще один способ повышения теплотворной
способности газа при одновременном использовании всего объема водяного газа заключается во
впрыскивании богатого углеводородами вещества, такого как мазут или смола, либо в верхнюю часть
реторты, либо в верхнюю часть топливного слоя. В последнем случае масло может смешиваться с паром,
поступающим в эту точку, а в первом случае пар также может впрыскиваться одновременно. Крекинг
углеводородов в введенной таким образом нефти осуществляется точно так же, как и крекинг углеводородов
в сыром угольном газе. В случаях, когда необходимо получить газ, богатый водородом, а не газ с высокой
теплотворной способностью, упомянутые выше дополнительные воздухозаборники не используются, а
температура в топливном слое и в рубашке поддерживается на более высоком уровне, чтобы все
углеводороды, как неконденсируемые, так и нет, максимально расщеплялись на водород и углерод, причем
последний реагирует с паром, подаваемым в рубашку, с образованием оксида углерода и водорода.
В этом режиме работы водяной газ и нерафинированный угольный газ поступают в нижнюю часть рубашки
через те же самые отверстия, которые, как обычно, расположены между верхней частью топливного слоя и
дном реторты. Производство газа с высокой теплотворной способностью описанным выше способом может
быть выгодно осуществлено в комплектном или автономном газификационном аппарате, подобном
показанному на прилагаемых чертежах, где фиг. 1 представляет собой вертикальный разрез, более или
менее схематический, такого аппарата, а фиг. 2 — его боковой вид вместе с газопромывочным устройством,
часть которого показана отдельно. Такое устройство включает в себя нижнюю топливную камеру a,
называемую здесь газогенератором, увенчанную вертикальной конической ретортой b, открытой снизу,
снабженной сверху нормально закрытым топливным входом c и окруженной рубашкой или камерой d,
заполненной рифленым металлом e. Газогенератор a снабжен в нижней части трубами подачи воздуха и пара
f и 9 соответственно, а также трубой отвода газа h.
Он его нижний конец соединяется с верхней частью нижней топливной камеры a и нижним концом реторты
через ряд боковых отверстий или проходов i, обычно называемых «ноздрями». В показанном примере
оболочка d также сообщается с внутренней частью реторты через ряд вторичных или дополнительных
ноздрей il, расположенных на небольшом расстоянии над основными ноздрями i. В нижней части или вблизи
нее имеется воздухозаборник j с регулирующим клапаном k для подачи вторичного воздуха, а также входной
патрубок m с клапанным управлением и кольцевой канал n для подачи пара. Верхняя часть рубашки снабжена
управляемым клапаном выпускным патрубком или выхлопной трубой и газоотводной трубой. Иногда в нижней
части рубашки охлаждения имеется кольцевая камера сгорания, с которой сообщаются отверстия или
воздухозаборники i и входное отверстие для вторичного воздуха j, и в которой воздух и газ смешиваются и
сгорают во время продувки и нагрева рубашки.
Выходное отверстие для газа p может сообщаться на своем внутреннем конце, как показано на рисунке, с
кольцевой или почти кольцевой камерой, сообщающейся с внутренней частью рубашки через ряд отверстий в
верхней стенке или крыше рубашки. Вместо того чтобы снабжать рубашку отдельным управляемым клапаном
патрубком для отвода продувочного газа во время стадии продувки, газовый выход может быть снабжен
управляемым клапаном ответвлением для отвода продувочного газа во время стадии продувки. Топливный
вход c для реторты может, как показано на рис. 1, проходить через одну сторону верхней части генератора
над рубашкой d. Газоотводные трубы H и P могут быть выгодно соединены... Клапаны, сконструированные,
расположенные и приспособленные для работы способом, описанным в описании патента № 112091,
выданного мне. При использовании устройства, сконструированного, как описано и показано, для получения
газа с высокой теплотворной способностью, угольный газ, полученный путем дистилляции угля в реторте b за
счет тепла, выделяемого рубашкой d, поступает в предварительно нагретую рубашку через дополнительный...
Водяной газ, образующийся в газогенераторе a, протекает через основные отверстия или затворы i, а
конденсируемые пары в угольном газе подвергаются крекингу или разложению в рубашке с образованием
неконденсируемых углеводородов, как описано выше. Пар непрерывно подается в рубашку через
пароподводящую трубу m и канал n, как и для целей, описанных выше. После того, как восходящий поток пара
будет продолжаться достаточно долго, скажем, около двух минут, пар может подаваться в верхнюю часть
рубашки через трубу для создания нисходящего потока, который должен продолжаться в течение
подходящего времени, скажем, трех минут, как описано выше. После этого снижения давления топливо в
газогенераторе а) снова продувается воздухом, поступающим через выпускную трубу f, для повышения его
температуры до желаемой степени накаливания; продувочный газ проходит через основные
воздухозаборники i в рубашку d для нагрева рифленого механизма e в ней и реторты, а затем выходит через
выпускную трубу o, клапан которой затем открывается.
Предварительная подача пара в рубашку во время спуска охлаждает рифленую поверхность и
предотвращает ее перегрев под воздействием продувочных газов, проходящих через рубашку впоследствии.
Согласно другому методу предотвращения перегрева рифленой поверхности рубашки при подаче угольного
газа в рубашку во время продувки, только часть продувочного газа, подаваемого в рубашку на стадии
продувки, сжигается в рубашке вторичным воздухом, подаваемым в рубашку. Этот результат достигается
путем ограничения подачи вторичного воздуха посредством соответствующего регулирования клапана подачи
воздуха k. Или же, с той же целью, часть продувочного газа, образующегося на стадии продувки, может
отводиться из верхней части газогенератора, например, через выпускную трубу с клапанным управлением,
таким образом, чтобы предотвратить его попадание в рубашку и сгорание в ней. Описанные методы работы
позволяют эффективно контролировать внутреннюю температуру рубашки d и температуру массы
раскаленного топлива в газогенераторе a, а также степень нагрева, которому подвергается угольный газ для
фиксации его конденсируемой части без существенного влияния на содержащиеся в нем постоянные
углеводороды. Когда требуется газ, богатый водородом, используется аппарат, аналогичный описанному
выше, но в котором...
В этом случае угольный газ поступает в рубашку d через отверстия или «носители» i, через которые в рубашку
поступает водяной газ. Следовательно, это происходит через очень горячую зону между нижним концом
реторты и верхней частью раскаленного топлива в газогенераторе, и там происходит полное или частичное
крекинг-образование, в результате чего образуется газ, богатый водородом, который оттекает через рубашку,
где может происходить дальнейший крекинг, и к которому может подаваться пар, как описано выше. В
некоторых случаях промывочная жидкость, например пар, может подаваться через топливо в реторте по
направлению к месту окончания каждого прохода или после него, но перед следующим продувом, с целью
удаления угольного газа, особенно тяжелых углеводородов, из реторты перед следующим продувом. Такой
пар может подаваться в верхнюю часть реторты b через трубу u, управляемую клапаном. Пар также может
подаваться в массу угля в реторте во время каждого подъема и во время каждого спуска, если таковой
используется, вместе с паром, подаваемым в верхнюю или нижнюю часть реторты.
Соседние файлы в папке патенты