Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3109
.pdf
ПРИМЕР 2.
253 Части 2-метиламино-8-нафтол-6-сульфоновой кислоты растворяют и нейтрализуют в 2000 частях воды
добавлением 53 частей кальцинированной соды. Затем в этот раствор растворяют 136 частей
кристаллического ацетата натрия и постепенно в течение одного часа вводят 236,5 частей 65
салицилсульфохлорида. В процессе конденсации продукт реакции отделяется в виде мелких бесцветных
кристаллов. Реакция завершается примерно через 8 часов при перемешивании при комнатной температуре;
при необходимости добавляют небольшой избыток салицилсульфохлорида и ацетата натрия.
2-метилсалицилсульфамино-8-нафтол-6-сульфонат натрия образует небольшие бесцветные листочки, легко
растворимые в горячей воде. Полученный продукт используется при производстве наших новых
азокрасителей.
297 Части аналин-2,5-дисульфоната 80% соды теперь диазотируются обычным способом. Диазораствор
добавляют в раствор, состоящий из 187,5 частей гидрохлорида этилового эфира 3-амино-4-крезола в 1000
частях воды. Кислотность продукта реакции нейтрализуют ацетатом натрия, реакция завершается через 24
часа, после чего массу подкисляют, продукт высаливают в горячем состоянии и фильтруют. Полученный
таким образом моноазокраситель 90 растворяют в 3000 частях раствора кальцинированной соды, добавляют
69 частей нитрата соды и проводят диазотирование, пропуская всю смесь через 250 частей соляной кислоты
19,5 Be и 500 частей воды 95, охлажденной до 10 °C. Вторая стадия диазотирования завершается, когда
проба, подвергнутая щелочной обработке, перестает приобретать фиолетовый оттенок при добавлении
минеральной кислоты.
Полученный таким образом раствор диазосоединений быстро вводят в раствор, состоящий из 475 частей
2-метилсалицилсульфамино-8-нафтол-6-сульфоната натрия, приготовленного, как описано выше,
растворенного в 2000 частях воды с 175 частями кальцинированной соды. Процесс объединения происходит
быстро. Краситель высаливают, отфильтровывают и сушат. Это бронзово-сине-фиолетовый порошок,
растворимый в воде (сине-фиолетовый цвет) и в концентрированной серной кислоте (синий цвет). Этот
краситель окрашивает шерсть в кислотной ванне в сине-фиолетовые оттенки, которые существенно не
изменяются при последующем хромировании; при нанесении на хлопок с использованием ацетата хрома этот
краситель дает 115 сине-фиолетовых оттенков с превосходной стойкостью к хлору и стирке.
Теперь, подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы
заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_229331.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=229331&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB229331A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (Франция): февраль. 13, 7924.
Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): февраль. 13,1925. Нет.
Завершено: ноябрь. 12, 1925.
d-i b 1i ot he k j'r. Инд. Собственный дом 2 4 -ДЕК. 192,5 229,331 4109/25, ---T ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствованный процесс газификации твердого топлива, восстанавливающего руды и плавки
металлов, а также оборудование для этого.
Я, Луи Шаванн, гражданин Французской Республики, проживающий по адресу: авеню 18, президент Вильсон,
Париж, Франция, настоящим заявляю, что характер данного изобретения и способ его осуществления должны
быть подробно описаны и установлены в следующем документе.
Было предложено несколько способов газификации твердого топлива, и трудности, связанные с высоким
содержанием золы в топливе, были преодолены, когда содержание золы не слишком высокое, путем
повышения давления дутья в генераторе; уголь с еще более высоким содержанием золы может быть
газифицирован путем нагрева дутья.
В последнем методе высокая температура, развиваемая интенсивностью горения, позволяет удалять золу
путем ее плавления, при этом добавление флюсов производится, когда зола не является плавкой в
естественном виде. Оба описанных выше метода, в частности первый, могут создавать в газогенераторе зону
накаливания большого объема. Скорость падения топлива в генераторе такова, что тепло этой зоны в
значительной степени передается в столб топлива, расположенный над ней, в результате чего довольно
значительная высота топлива над этой зоной подвергается воздействию тепла, развиваемого в этой зоне, и
также нагревается до высокой температуры, способствуя образованию клинкера, строительных лесов и т. д.,
даже при использовании взаимодействующих веществ, таких как впрыск пара, зона, в которой содержатся
летучие вещества. В процессе дистилляции топливо становится относительно высокой температуры, а при
плавлении нагревается до высокой температуры, в то время как температура, при которой топливо находится
на графике, может значительно превышать 1500 °C, что имеет важное значение для цены на топливо, выход
которого, таким образом, очень важен.
Для предотвращения диссоциации легких углеводородов нецелесообразно увеличивать общую высоту
топлива в генераторе, поскольку это приводит к серьезным дефектам, особенно к большим потерям заряда.
При применении этих методов обнаруживается, что газы выходят с верхней поверхности топлива при высокой
температуре, что вызывает частичную диссоциацию по меньшей мере 66% углеводородов. Даже в
генераторах горячего дутья было обнаружено, что не только невозможно производить материалы,
содержащие менее 25% связанного углерода — единственного углерода, который достигает минимальных
температур из-за практической невозможности использования дутья со значительно более высокой
температурой, чем -10000 °C, — но и что интенсивность газификации ограничена значениями на 66
квадратных метров. Площадь поверхности газогенератора, которую желательно превысить, не повышая
температуру дутья до значений, несовместимых с поддержанием работоспособности аппарата, нагревающего
дутье. Данное изобретение удовлетворяет вышеизложенным требованиям и позволяет избежать упомянутых
возражений.
Благодаря этому процессу, даже топливная смесь с содержанием немного менее 25% 75% фиксированного
углерода может быть газифицирована без чрезмерного нагрева подаваемого воздуха при умеренной
температуре, например, даже по сравнению с атмосферой. Кроме того, этот процесс обеспечивает на
единицу поперечного сечения газообразователя интенсивность газификации, ранее недостижимую. Это
позволяет топливу, в котором инертные вещества являются тугоплавкими, или 8,5, которое содержит очень
тугоплавкие вещества, газифицироваться, позволяя при этом остаткам удаляться. Это позволяет получить
«жидкое» состояние. M-vore229,331, при этом получается газ с более высокой теплотворной способностью,
чем при использовании других способов газификации. Кроме того, устройство работает автоматически,
поскольку не требует перемешивания или выравнивания.
Выход газа очень высок, практически весь углерод превращается в монооксид углерода, поскольку ни одна
часть углерода не уходит со шлаками, в то время как небольшое суммарное количество углерода удаляется
вместе с расплавленными металлическими продуктами. Полученный газ содержит минимальное количество
соединений серы и очень часто демонстрирует содержание монооксида углерода на уровне 32%.
Данный процесс отличается высокой гибкостью, позволяя значительно изменять скорость газификации без
существенных изменений в анализе образующихся газов и без образования очень текучего и легко
оседающего шлака.
Данный процесс позволяет поддерживать температуру газов, выходящих из верхней части добывающего
вала, на очень низком уровне, 750 °C и даже значительно ниже, что легко контролируется и само по себе
является наиболее эффективным средством для сохранения и извлечения очень ценных побочных продуктов
сложного ряда углеводородов, таких как легкие и тяжелые масла и т. д., выделяющихся в результате
дистилляционного воздействия горячих восходящих газов на твердое топливо по мере его прохождения вниз
по шахтному валу.
Кроме того, этот процесс позволяет эффективно использовать избыток тепла, доступного над зоной
плавления, для проведения реакций, целью которых является либо обогащение образующегося газа, либо
плавление вспомогательных материалов, смешанных с шихтой, либо нагрев взрыва и т. д.
Данный процесс позволяет смешивать твердое топливо 4.,5 с определенными рудами, металлическими
отходами или остатками и тому подобным с целью извлечения металлов, металлоидов или их соединений.
Кроме того, этот процесс позволяет обрабатывать специальные низкосортные виды топлива, такие как 5)
мусор и тому подобное, и дает возможность использовать их остатки, отбираемые производителем, для
различных целей, тем самым увеличивая количество и качество получаемой продукции или расширяя ее
область применения.
Другие объекты и результаты изобретения будут рассмотрены в ходе последующего описания.
Газогенератор имеет обычную форму и, по сути, форму шахтной печи купольного типа, снабженной или не
снабженной водяной рубашкой; однако следует понимать, что сечение генератора может иметь любую
подходящую форму – круглую, квадратную, прямоугольную или иную. Этот тип газогенератора снабжен в
нижней части соответствующими форсунками, а также предпочтительно включает циркуляцию охлаждающей
воды в нижней части тигля или камеры расплавленного шлака. 70 Газогенератор может быть изготовлен из
любого подходящего материала и может иметь любые размеры и любую конструкцию, приспособленную для
желаемых целей и метода работы, описанного ниже.
В соответствии с данным изобретением непрерывный процесс работы газогенератора достигается путем
формирования в топливном столбе градуированных зон температур, соответствующих определенному
диапазону температур всего топливного столба, который может различаться для каждой топливной смеси.
При этом, если превышение начальной температуры в одной зоне приведет к повышению температуры в
смежной зоне, для регулирования температуры в такой смежной зоне до требуемого температурного предела
может быть использован один из описанных ниже способов.
Согласно данному изобретению, я осуществляю процесс газификации твердого топлива в газогенераторе
таким образом, что в нем образуются три различные зоны с переменными температурами:
(1)
зона, где сжигается углерод, и происходит сжижение золы и других остатков, (2) зона, где плавкие вещества в
шихте плавятся и в которой окалины становятся пастообразными, и (3) зона, температура которой понижается
снизу вверх, где происходит дистилляция и температура которой на определенных переменных уровнях в
зависимости от обрабатываемого топлива такова, что летучие вещества могут быть вынесены с этих уровней
в несостоятельном виде.
Эти условия достигаются с помощью двух групп средств, а именно:
основная или фундаментальная группа и вспомогательная группа.
1 Основная или фундаментальная группа заключается во впрыскивании или продувке, или и том и другом
одновременно, на указанное топливо любым воспламеняющим веществом или смесью, жидкостью или
потоком, нагретым или холодным, в зависимости от содержания кислорода, его состояния и степени нагрева,
необходимой для расплавления инертных материалов зарядов; среди возможных или обычных
воспламеняющих веществ или смесей изобретение относится, в частности, к использованию потока воздуха,
чистого или обогащенного кислородом, нагретого или холодного.
Высокая температура, возникающая в результате этого процесса, сама по себе будет способствовать
достижению требуемого значения температуры в двух последующих нижних зонах (12).
температура, но протяженность репрезентативных зон, а также их температура все еще требуют определения
и установления пределов.
Зона (1) должна быть как можно более мелкой, часто всего несколько дюймов на 13l глубины, и очень редко
превышает четверть высоты топливного столба, а ее температура должна составлять около 1750 °C или даже
больше, в зависимости от обрабатываемого топлива.
Зона (2), непосредственно следующая за зоной (1), должна быть как можно более мелкой, не намного выше
зоны (1) и обычно простирается не более чем на четверть высоты топливного столба.
Зона (3) простирается от зоны (2) до верхней части заряда и обычно не должна быть меньше половины
высоты топливного столба; температура в ней близка к верхней части зоны (2) около 1500 °C, а в верхней
части генератора может быть всего 75 °C и даже ниже в зависимости от желаемых результатов.
Основное вспомогательное средство состоит в отводе частей горячих газов, температура которых будет
зависеть главным образом от того, на каких уровнях в зонах (2) или (3) происходит отвод, и может составлять
от 1500 °C до 75 °C; при этом отвод даст эффект, при котором температура зон или их частей, расположенных
вокруг места отвода, будет ниже, чем в противном случае, и, таким образом, обеспечит удобный способ
регулирования температуры по желанию во всей топливной колонне.
Вспомогательные средства могут также включать использование средств охлаждения, и для этой цели в зону
(2) могут впрыскиваться вода, пар или диоксид углерода; или же тот же результат может быть получен путем
внесения соответствующих добавок в заряд.
Как видно, путем координации основных и вспомогательных средств цель изобретения может быть достигнута
в наиболее подходящих условиях, а именно:
Получение газа, плавление инертных материалов и их удаление, а также поддержание загрузки от начала до
конца при подходящих градиентных температурах, предотвращая при этом засорение добывающего
устройства, вызванное прилипанием или разбуханием загрузки.
Благодаря наличию трех зон, поддерживающих подходящие температуры, достигаются важные и новые
результаты.
1. Практически исключительное и непрерывное образование монооксида углерода и разжижение остатков в
зоне (о).
2.
Отсутствие образования клинкера и возможное образование горючих газов, что увеличивает количество и
качество взрывчатого газа в результате определенных эндотермических явлений, происходящих в зоне (2).
3.
Непрерывное выделение различных видов неизмененных летучих продуктов (смол, масел и легких
углеводородов) с плотностью до 0,59, которые могут быть собраны отдельно на разных уровнях,
соответствующих различным температурам разделения каждого класса побочных продуктов (то есть ниже
критической температуры 350 °C).
70 Движущийся заряд не задержится в зоне (3) из-за того, что горячие газы отводятся в нижней зоне. При
необходимости, но нежелательно, дополнительное охлаждение может быть достигнуто с помощью водяной
рубашки 75 или внешнего распыления, даже в зонах, где расположены газоотводы.
Нагревающее воздействие горячих восходящих газов на нисходящую топливную смесь может регулироваться
путем увеличения или уменьшения количества топливной смеси над фурмами, чтобы ее объем мог удобно
изменяться по сравнению с нормальной скоростью газификации производителя. Хотя это можно сделать,
просто увеличив высоту топливного столба, может быть целесообразно, особенно при работе с
слеживающимся топливом или когда топливо имеет тенденцию к набуханию, сделать верхнюю часть
генератора слегка конусообразной, с малым диаметром в верхней части, или расположить весь профиль в
форме некоторых доменных печей; кроме того, слои топливной смеси должны быть расположены и
распределены внутри генератора таким образом, чтобы восходящие газы свободно и равномерно
циркулировали вокруг всей твердой массы, независимо от количества и расположения верхних газоотводных
отверстий, предусмотренных для отвода газов, несущих побочные продукты.
Регулярность и поддержание явлений газификации в результате этого процесса также в определенной
степени зависят от выравнивания качества топлива и добавок. Очевидно, например, что разница температур
между нисходящим столбом топливной смеси и восходящим столбом газов будет больше при использовании
крупных кусков, чем при использовании кусков размером с горошину, при прочих равных условиях.
Соответственно, необходимо внести корректировки в высоту зон и температуру газов, главным образом в
верхней части промывочной камеры. 115 Вышеуказанные средства и результаты сами по себе и в сочетании
составляют части изобретения. Дополнительные результаты будут также представлены в ходе описания. 120
Независимо от состава используемых струй, они должны создавать в основной зоне фурм очень высокую
температуру, достаточную для быстрого и почти мгновенного превращения 125-углерода в монооксид
углерода, а также для очень быстрого шлакообразования и полного плавления инертных материалов в
топливе и его добавления.
Интенсивность сгорания - 130 1 ---.. - -- - --U9,38i.. J I- 1-1 1 1 - 1 ---1. ----. -- ---1---- ---.. - --- --- t -- -- ---.. - 229;,;81
-" 4 углерода под воздействием тепла, преобладающего в основной зоне фурм, и того, которое может быть
получено, например, потоком воздуха, обогащенного кислородом, частично объясняет причину концентрации
основных реакций газификации и плавления в очень тонкой зоне фурм.
Степень нагрева в этой зоне варьируется в зависимости от температуры, до которой предварительно
нагревается шлам, и от содержания в нем кислорода, что увеличивает скорость реакции. Степень нагрева
должна регулироваться в соответствии с огнеупорными свойствами инертных компонентов шихты, а при
определенных условиях — в соответствии с теплотворной способностью газа; для облегчения плавления
золы или других материалов, как будет объяснено далее, и для получения очень жидкого шлака, который
можно легко откачивать как непрерывно, так и периодически, могут быть добавлены флюсы.
Из вышеизложенного видно, что оптимальная температура в тонкой, очень горячей зоне может сильно
варьироваться и её трудно определить заранее, хотя в любом случае она должна быть не ниже 1750 °C.
с целью обеспечения максимального образования оксида углерода, жидкого шлака и других жидких отходов.
Например, при использовании топлива, содержащего 45% золы и в среднем 25% связанного углерода, взрыв
мощностью 3 л/100 л; воздуха с содержанием кислорода 40%, нагретого примерно до 375 °C, приведет к
образованию в тонкой зоне температуры около 2250 °C.
Эксперимент показывает, что при прочих равных условиях воздух 4, обогащенный кислородом, имеет
преимущество перед чистым воздухом в том, что при достижении заданной температуры в горячей
разреженной зоне генератора эта зона будет тоньше, а зона над ней — менее горячей, чем если бы
подавался только воздух; таким образом, работа генератора улучшится. Это может быть частично объяснено
увеличением скорости реакции, которая до определенного значения возрастает с обогащением воздуха
кислородом, а также тем фактом, что поток обогащенного воздуха приносит в генератор меньшую долю азота.
Еще одно преимущество, возникающее в результате использования воздуха, обогащенного 5,5% кислородом,
заключается в том, что образующиеся газы содержат меньше азота, чем в случае подачи чистого воздуха, и,
следовательно, будут обладать более высокой теплотворной способностью. С этой точки зрения можно
использовать воздух, богатый кислородом, даже чистый кислород (1000 мкг/м³). В последнем случае в
результате будет образовываться газ, состоящий почти исключительно из монооксида углерода.
Подаваемый воздух также может нагреваться любым подходящим способом для получения желаемой
температуры; например, можно использовать предварительные нагреватели, рекуператоры или
регенераторы типов Каупера или Сименса, или печи, в которых непрерывно сжигается воздух.
Как уже было сказано, полученная таким образом в генераторе тонкая зона горячего плавления и тонкая зона
окисления объясняют механизм «свободного спуска» столба топлива, освобожденного от его углеводородов,
в генераторе без необходимости применения механических средств для этого.
Отпадает необходимость перемешивать, выравнивать или проталкивать плитку. Опять же, 8C, нет
необходимости, как это обычно бывает, подавать пар в устройство для доведения шлака или клинкера до
состояния расслоения, поскольку в противном случае трудно предотвратить их образование. Подобные
аварии 8.
Их полностью следует избегать, если производитель работает в диапазоне температур, подходящем для
топливной смеси.
Было объяснено, что из-за температуры, преобладающей в тонкой горячей зоне фурм, и при воздействии
более или менее горячего и богатого кислородом потока, углерод в топливе практически мгновенно
превращается в оксид углерода.
Более того, все частицы углерода, как бы сильно они ни были диспергированы в относительно больших
массах инертных материалов, полностью превращаются в монооксид углерода.
Таким образом, эффективность процесса в отношении превращения углерода топлива в монооксид углерода
очень высока, поскольку практически не образуется угольная кислота и не происходит потерь углерода.
Вследствие интенсивности газификации 10'.
При вышеуказанных условиях данный метод также позволяет достичь очень высокой скорости газификации,
которая в нормальных условиях работы может составлять от 2000 до 5000 кг на квадратный метр сечения
аппарата 1 IC в час или даже выше в зависимости от содержания связанного углерода в топливе, степени
обогащения подаваемого воздуха кислородом, его температуры и правильного размера частиц. 11 Кроме
того, этот процесс очень гибкий, поскольку скорость газификации (которая является функцией скорости
реакции), т.е.
Объем производимого газа может варьироваться в очень широких пределах и может изменяться
относительно очень быстро, не оказывая неблагоприятного воздействия на состав газа. Эксперимент показал,
что при использовании только воздуха или воздуха, лишь очень слабо обогащенного кислородом, скорость
разложения может снизиться до небольшой доли от своего нормального значения или повыситься выше
своего нормального конечного значения без каких-либо существенных изменений в составе производимого
газа.
Как уже объяснялось ранее (пункт 5), использование воздуха, обогащенного кислородом, исключает
необходимость нагрева струи до относительно высокой температуры. Содержание кислорода во взрывчатом
веществе может быть таким, что нагрев воздуха не потребуется. Таким образом, при подаче холодного
воздуха, содержащего, например, 48% кислорода, наиболее тугоплавкие зольные окалины газифицированных
известных углей будут плавиться из-за температуры, достигаемой в главных фурмах, превышающей 2250 °C.
Особая ценность этого процесса в отношении производства газа с минимальным содержанием сернистых
продуктов обусловлена тем, что очень горячий основной шлак особенно эффективен для растворения серы
или сернистых соединений в топливных нитях, при этом в шихту добавляются подходящие флюсы, такие как
известь, карбонат кальция, флюорит и другие.
Оксиды металлов, и особенно оксиды железа, присутствующие в различных количествах в золе в высокой
степени расслоения, восстанавливаются в процессе прохождения через шлакогенератор. Оксиды железа,
например, восстанавливаются до железа, которое поглощает углерод и кремний, причем последнее
происходит из-за аналогичного восстановления кремнезема углеродом в самой горячей зоне установки S5.
Это железо в жидком состоянии скапливается на дне плавильной печи и, как правило, практически не
содержит серы, но при этом имеет высокое содержание кремния (от 5 до 8%) в зависимости от температуры
плавильной печи. Это высококачественное железо может использоваться в качестве ферросилиция для
повышения содержания кремния в различных марках железа, переплавляемого в литейном производстве.
Однако осадок веществ в печах настолько быстр, что обычно не хватает времени для косвенного
восстановления значительного количества оксидов в шихте, независимо от того, присутствуют ли они в
топливе естественным образом или добавлены к нему, под действием оксида углерода в газе. Эта
особенность отличает работу настоящего процесса от работы доменных и водоохлаждаемых печей, в
которых газы имеют соотношение CO, варьирующееся от 1,8 до 2,5, в то время как газ из шлакообразующей
печи, работающей по настоящему процессу, показывает соотношение CO, начинающееся примерно с 10 и
значительно возрастающее — в некоторых случаях выше 30. Эксперименты показывают, что 6% любого
регулирующего вещества, преднамеренно добавляемого к топливу даже в малых количествах, проходит
через генератор, работающий в рамках данного процесса, плавится, но не восстанавливается, и выводится
вместе со шлаком, который сразу же приобретает темно-коричневый цвет.
Как указано выше, предпочтительно, чтобы газогенератор имел купольную конструкцию, и в соответствии с
данным изобретением столб топлива над очень тонкой зоной плавления поддерживается относительно
высоким по сравнению с тем, который существует в обычных газогенераторах. Поднимающиеся газы
проходят через этот относительно высокий столб топлива и отдают ему значительную часть своего тепла.
Таким образом, температура топлива постепенно повышается по мере его спуска, в то время как газы
постепенно охлаждаются во время прохождения через поле, так что они покидают генератор при низкой
температуре, едва превышающей температуру окружающей атмосферы, если это необходимо; это
обусловлено методом извлечения газов, который будет описан позже. Низкая температура, при которой газы
покидают генератор, имеет очень важные результаты, среди которых наиболее заметным является
отсутствие изменений летучих веществ из-за тепла, благодаря чему достигается высокий выход побочных
продуктов, извлекаемых из свежего топлива и уносимых газами, которые выходят из верхней части аппарата,
где температура при желании может быть близка к температуре окружающей атмосферы.
Другими словами, топливо подвергается дистилляции при низкой температуре, предпочтительно ниже 3,5°C, в
ходе которой образующиеся фракционно отводимые побочные продукты очищаются подходящими
средствами, основанными на фракционном отводе дистилляционного газа с максимальным выходом; эти
побочные продукты либо разрушаются, либо значительно изменяются в других процессах газификации или
дистилляции, используемых в настоящее время, из-за высокой температуры газов, отводящих их, которая
обычно превышает, и значительно, критическую температуру, близкую к 35°C, при которой углеводороды
начинают разлагаться. Фактически, с некоторыми видами топлива можно извлекать продукты из газов,
отводимых при низких температурах, предпочтительно ниже 35°C.
и снижаясь до 759 '0. согласно процессу, являющемуся объектом настоящего изобретения, очень li!
«Углеводороды с плотностью всего 0,59, если, как уже было установлено, температура газов поддерживается
на достаточно низком уровне в верхних слоях топлива; это обычно достигается путем контроля температуры,
высоты столба топлива над уровнем фурм или характера заряда и т. д.»
Желательно контролировать температуру на выходных отверстиях для газа и одновременно использовать
часть теплоты сгорания газов, которая в противном случае была бы потеряна. С этой целью процесс
модифицируется путем извлечения части 1! газы в одной или нескольких точках, находящихся на полпути в
столбе топлива, приближаясь примерно к пастообразной зоне. Варьируя уровни, на которых газ газификации
отводится из добывающего агрегата, и изменяя количество отбираемого газа, легко регулировать
температуру газа, выходящего из верхнего слоя добывающего агрегата, и скорость падения температуры
между уровнями отвода газа и верхней частью добывающего агрегата.
Отвод горячего газа на заданной высоте топливного столба дает дополнительное преимущество в виде
повышения эффективности, поскольку отводимые газы могут быть направлены в рекуператор, регенератор
или печь, где они циркулируют или сжигаются, или же, по крайней мере, могут отдавать свое явное или
полное тепло потоку воздуха, проходящему через фурмы.
В качестве примера подходящего средства, позволяющего осуществлять фракционное отведение
дистилляционного газа для извлечения 3,5 фракционно извлеченных побочных продуктов, в зоне
дистилляции производителя расположены несколько отверстий или газоотводов, удобно расположенных на
разных уровнях колонны, где преобладающие температуры обеспечивают свободный выход на каждом
уровне различных видов побочных продуктов, от легких углеводородов (смол) до более тяжелых масел и т. д.
Эти отверстия соединены поодиночке или последовательно соответствующей системой трубопроводов с
конденсационным аппаратом.
Теплота поднимающихся газов может быть также использована путем добавления в плавильный слой
железного лома, чугуна или других металлов, которые поглощают тепло поднимающихся газов и, в конечном
итоге, доводятся до идеального текучего состояния в тонкой зоне сгорания-сжижения и легко сливаются.
Металл, такой как чугун, например, при плавке на предприятии не только в значительной степени очищается
от серы, но и обогащается кремнием и углеродом, как было указано выше, благодаря чему качество железа
низкой стоимости может быть значительно улучшено.
Хотя до настоящего времени этот процесс описывался как применимый к производству газа, причем газа,
обогащенного в соответствии с содержанием кислорода во взрывчатом веществе, следует понимать, что
описанный выше процесс может также сочетаться с несколькими другими методами изменения состава
производимых газов с целью увеличения их теплотворной способности другими способами. Например, пар,
вода в виде аэрозоля, чистая угольная кислота или углекислый газ, образующийся в результате продувки
измельченного топлива, могут подаваться в устройство любым подходящим способом, при этом необходимо
следить за тем, чтобы количество подаваемого таким образом газа не было достаточным для снижения
температуры в зоне окалины и плавления ниже той, которая позволит получить подходящий жидкий шлак, а
также с этой целью обеспечить соответствующий нагрев дутья. Таким образом, пар, предпочтительно
перегретый до максимально возможной степени (в точке, где начинается диссоциация), может подаваться
через специальные фурмы 85, расположенные над форсунками, и одновременно, но отдельно, через
последние, чистый кислород, причем обе жидкости находятся в подходящих пропорциях, чтобы получить газ,
практически не содержащий азота, очень высокая теплотворная способность которого обусловлена
значительным содержанием свободного водорода и монооксида углерода, а также переменным содержанием
этиленовых углеводородов метанового ряда.
95 Кроме того, процесс также включает одновременное использование с твердым топливом любого жидкого
или измельченного топлива, впрыскиваемого или подаваемого в соответствующих комбинациях с потоками
горючего, или отдельно от них, через основные фурмы или другие фурмы, или любое подходящее устройство
для различных целей, описанных выше, среди которых — получение большего количества газа с более
высокой теплотворной способностью. 105 Таким образом, процесс, соответствующий изобретению,
позволяет, в зависимости от обрабатываемого топлива, характера и условий вдуваемых в генератор газов,
генерировать и отводить из генератора газы при температурах, которые можно регулировать, практически
варьируя диапазон от температуры окружающей атмосферы до 1500 °C. С.
И даже выше, эти газы варьируются в широких пределах по химическому составу и теплотворной способности
вплоть до наивысшего значения, соответствующего их почти полной свободе от азота и других инертных
компонентов. Например, если подавать нагретый воздух, то образующийся в основной зоне тувере газ
сгорания может состоять исключительно из оксида углерода и азота; его количество точно соответствует
количеству углерода в топливе. Состав и количество дистилляционных газов, образующихся в верхней зоне
дистилляции (125), в основном зависят от летучих веществ топлива, их количества, а также, как правило, от
определенного количества продуктов сгорания; газы, используемые для наполнения (13, Z 229,331), отводят
побочные продукты. Газы, пар, углекислый газ и другие подходящие жидкости, впрыскиваемые в раскаленные
массы нижних горячих зон, подвергаются науглероживанию, что, как правило, улучшает качество топлива,
поскольку увеличивает количество горючих газов, поднимающихся из нижних зон, за счет смешивания с
продуктами сгорания.
Таким образом, согласно данному изобретению и путем комбинирования подходящих средств для получения
газов и осуществления отбора газов на определенных уровнях топливного столба, возможно собирать
различные газы следующим образом: 1. Все газы, смешанные вместе и содержащие побочные продукты,
выходят из шахты-генератора в верхней части топливной колонны или рядом с ней на одном уровне через
один или несколько газоотводных отверстий.
2. Газы отводятся на уровне ниже зоны дистилляции, в то время как дистилляционные газы вместе с
побочными продуктами, а в некоторых случаях и с продуктами сгорания, отводятся отдельно на одном или
нескольких уровнях.
8. Все образующиеся газы, смешанные вместе, но свободные от побочных продуктов благодаря пирогенному
разрушению этих побочных продуктов, находятся в горячей зоне, где они проходят до уровня отбора газа,
расположенного значительно ниже нижней части зоны дистилляции.
Собранные таким образом газы имеют различную природу и обладают разными свойствами в зависимости от
зоны их образования или отбора. Таким образом, очевидно, что благодаря химическим различиям между
этими газами, легко можно получить их смеси, различающиеся по составу от продуктов сгорания до чистых
дистилляционных газов, с широким диапазоном теплотворной способности.
В процессе, являющемся предметом данного изобретения, при соответствующей загрузке можно расплавить
относительно большие количества металла, например, железа, со значительным удалением содержащейся в
нем серы, с большей экономической эффективностью, чем с использованием других плавильных аппаратов,
поскольку можно использовать топливо более низкого качества, а также потому, что соответствующая
футеровка плавильной камеры остается практически неповрежденной, и поэтому процесс может проводиться
непрерывно.
Процесс, являющийся предметом данного изобретения, также включает в себя средства, позволяющие
использовать шлаки, образующиеся при производстве газа, для получения определенных товарных
продуктов. Например, к топливной смеси можно добавить подходящие алюминиевые, кремнеалюминиевые
вещества и т. д.
при этом состав образующегося шлака соответствует составу цемента желаемых характеристик, таких как
«расплавленные» цементы, «глиноземистые» цементы и, в целом, цементы тех типов, которые используются
в строительстве, или же образующийся шлак может представлять собой основной материал, необходимый
для производства этих цементов. Доступные высокие температуры позволяют производить цементы в
количестве 70%, независимо от степени огнеупорности их компонентов.
Во всех случаях количество и характер материалов, добавляемых в шихту для получения остатка желаемого
состава 75, будут варьироваться в зависимости от химического состава топливных остатков и желаемого
состава получаемого продукта; следовательно, они будут варьироваться не только в зависимости от
различных способов применения продукта, но и в зависимости от типа топлива. Поэтому дать количественную
оценку невозможно, но их легко можно определить, проанализировав золу-унос и добавив к ней компоненты
топлива в такой пропорции, чтобы полученный шлак имел желаемый состав. Однако наличие в шлаке всех
необходимых компонентов не является обязательным, поскольку один или несколько из них могут быть
добавлены к шлаку после его удаления. В цементах, называемых, например, «шлаковым цементом», шлаку
может быть придан такой состав, что желаемый цемент с вязкостью 9,5 получают путем измельчения шлака с
известью.
Настоящее изобретение позволяет не только использовать низкосортное топливо для производства газа, но и
применять в качестве топлива отходы бытового потребления (10% топлива) как с добавлением других видов
топлива, так и без него, что позволяет использовать содержащиеся в этих отходах углеродистые вещества и
очень удобным способом извлекать металлы, потерянные в них.
Настоящее изобретение также позволяет обрабатывать некоторые низкосортные руды, рудные остатки,
отходы или шламы, содержащие металлы и металлоиды, такие как цинк, медь, олово, свинец, серебро и т. д.,
калий.
натрий, и т. д. кремний и т. д. или их соединения путем смешивания этих веществ с подходящей пропорцией
топлива, при этом производитель устроен и продувается соответствующим образом, чтобы содержащиеся в
нем металлы или металлоиды извлекались либо в жидком виде на дне производителя, либо, если происходит
дистилляция, испарение или сублимация каких-либо из этих металлов или металлоидов, их извлечение
может осуществляться в виде паров, пыли или испарений, уносимых отводимыми газами и собираемых в
подходящем конденсационном аппарате. Очевидно, что во многих случаях 125 восстановление
осуществляется одновременно различными способами, описанными выше.
Таким образом, становится ясно, что изобретение относится к процессу газификации твердых топлив,
который позволяет использовать топливо, обладающее любым содержанием углерода, независимо от его
физического состояния, и при котором зола удаляется в жидком состоянии. Кроме того, процесс отличается
высокой эффективностью благодаря практически полному превращению углерода в монооксид углерода.
Таким образом, устраняются потери, ранее возникавшие в результате удаления и потери углерода в виде
клинкера и шлака, а также в результате образования значительного количества угольной кислоты в виде
формы I у обычных производителей.
В то же время скорость газификации может варьироваться в широких пределах без существенного влияния на
состав получаемого газа.
Газодобывающая установка, работающая в соответствии с данным процессом, может также производить на
единицу поперечного сечения гораздо больший объем газа, чем тот, который получается с помощью ранее
используемых процессов, поскольку благодаря высокой температуре, поддерживаемой в тонкой зоне над
фурмами, окись и плавление остатков происходят очень быстро, с почти мгновенным превращением углерода
в монооксид углерода, так что топливо проходит через установку с относительно высокой скоростью, гораздо
быстрее, чем топливо в обычных газодобывающих установках.
Хотя изобретение было описано подробно, экспертам будет видно, что в него можно внести изменения, и что
некоторые характерные особенности полезны сами по себе или в сочетании с другими характерными
особенностями.
Среди различных вариантов конструкции газодобывающих установок, пригодных для практического
применения настоящего изобретения, можно выбрать пример, изображенный на прилагаемых чертежах, где
на рисунке 1 показан горизонтальный и вертикальный разрез газодобывающей установки в соответствии с
изобретением. Рисунок 2 представляет собой вид снизу под углом 4,5° по линии А-А на рисунке 1 так
называемого газогенератора.
Рисунок 8 представляет собой аналогичный участок по линии 13-B. Рисунок 4 представляет собой участок,
аналогичный рисунку 1, демонстрирующий модификацию.
Соседние файлы в папке патенты