Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4730
.pdf
Кроме того, важно иметь возможность простым и точным способом регулировать необходимый
дополнительный вес для автоматического опускания. Согласно моему изобретению, это достигается с
помощью скользящего груза весом 75 г, расположенного в верхней части вала мешалки.
Усовершенствованное перемешивающее устройство не сможет должным образом выполнить необходимую
работу, если одновременно с расходом топлива газогенератором не будет осуществляться соответствующая
регулируемая подача и распределение топлива. В первой строке этот эффект достигается за счет
расположения распределительного конуса, перемещающегося по валу мешалки, который можно поднимать и
опускать либо вручную, либо, что предпочтительнее во многих случаях, механически с помощью механизма
мешалки. Для обеспечения возможности соответствующего распределения топлива в соответствии с
поперечным сечением газогенератора предусмотрено устройство, позволяющее временно замедлять
движение распределительного конуса или полностью останавливать его движение. Это достигается,
например, с помощью кривошипного диска или кривошипного диска с прорезным стержнем.
Опыт показывает, что мешалка, несмотря на свою известную эффективность в качестве охлаждающего
устройства (100 единиц), часто подвергается ремонту. Для облегчения его удаления мы, согласно нашему
изобретению, предусмотрели в основной части корпуса газогенератора радиально или диаметрально
расположенный паз, который закрывается вставками из подходящего материала.
На чертеже показаны различные варианты конструкции нашего изобретения.
На рис. 1 представлен вертикальный разрез верхней части газогенератора с поднятым перемешивающим
устройством, при этом распределительный конус находится в центральном положении.
На рис. 2 аналогичным образом показаны части мешалки в опущенном состоянии, при этом
распределительный конус находится в самом нижнем положении.
На рис. 3 показан вид сбоку шестерни конуса распределителя.
На рис. 4 показан боковой вид механизма подачи топлива в барабан.
На рис. 5 в боковом виде показан еще один вариант конструкции шестерни конуса распределителя.
На рисунках 6 и 7 показан вид сбоку в двух разных положениях еще одной конструкции нашего
усовершенствованного мешалки, которая, помимо автоматического движения, осуществляется за счет
непрерывного принудительно управляемого движения вверх и вниз.
На рис. 8 в боковом ракурсе показана конструкция, в которой верхнее кольцо выполнено в виде фрикционной
муфты.
На фиг. 9 показан вид сверху верхней части корпуса газогенератора нашей усовершенствованной
газогенераторной установки.
Перемешивающее устройство, работающее в корпусе газогенератора А, представляет собой хорошо
известную мешалку с одним или несколькими лопастями 2, закрепленную на вертикальном полом валу 1,
причем указанная мешалка имеет зубья, похожие также на 100 полых пальцев 3. Через подающую трубу 4 в
вал 1, а также в мешалку 2 и пальцы 3 подается охлаждающее вещество, предотвращающее
преждевременное прогорание указанных частей. В валу мешалки 1 установлены два или более колец,
например, в типовой конструкции на фиг. 1 и 2 три кольца или диска 5, 6 и 7, которые соединены друг с другом
тремя или более стержнями 10, вращающимися на своих концах на шарнирах 8 и 9 (рис. 2). Нижнее кольцо 5
не может перемещаться в осевом направлении вала 1. Указанное кольцо 5 несет червячное колесо 11,
которое входит в зацепление с бесконечным винтом 13, установленным на главном валу 12. Верхнее кольцо 7
прочно соединено с валом 1 посредством ступицы 7а и клина 14 или аналогичного элемента, в то время как
центральное, также свободное кольцо 6 образует лишь промежуточный соединительный элемент между
кольцами 5 и 7 и служит только для расширения возможности подъемного движения мешалки 1, 2, 3.
Кольцо 6 можно оставить без изменений, или же можно вставить несколько колец 6 по желанию.
Конус распределителя топлива 15 крепится к направляющей коробке 16, подвижно установленной на валу 1.
Этот направляющий ящик 16 соединен либо, как показано на рис. 1, звеном 17, либо рычагами 17, 18 (рис. 3) с
кривошипом 19, который получает движение от диска 20. Указанный диск 20 установлен на валу 21
топливоподающего барабана 22, сконструированного и размещенного так, как это хорошо известно.
Вал 21 приводится в движение от главного вала 75 12 посредством кривошипных стержней 23, 23а (рис. 4) и
кривошипного диска 24. С этого главного вала 12 приводится в действие мешалка, а также
распределительный конус и подающий барабан, и таким образом, что 80 подача и распределение топлива
адаптируются к ходу сгорания или могут быть полностью или временно прерваны по желанию. Например,
можно создать тормозящее воздействие на конус распределителя в его нижнем положении, при котором
внешние поверхности корпуса генератора заполняются углем, благодаря чему один конец рычага 19 снабжен
продольным пазом 19a (рис. 3), в котором в течение соответствующего времени штифт 18a рычага 18
перемещается в люфте, в результате чего воздействие на рычаги 18, 17 прекращается, так что
направляющая коробка 16 и конус распределителя 15 остаются неподвижными в течение некоторого
времени. Таким образом, можно добиться плотности подачи топлива в верхний слой топливного столба в
определенных местах.
К головке вала мешалки 1 (рис. 1) подсоединен скользящий рычаг груза 26, вращающийся вокруг оси 25 и
свободно закрепленный на валу 1 кольцо груза. Регулируемый груз 26а указанного рычага скользящего груза
оказывает нагрузку на мешалку и усиливает эффект собственного веса указанного устройства, в результате
чего сопротивление в топливном столбе начинает опускаться и проникать в него. Путем регулировки веса 26a
можно контролировать дополнительную нагрузку в мельчайших пределах. Кроме того, его преимущество
заключается в том, что его никогда не нужно снимать с мешалки или устанавливать на нее заново, как это
происходит с дополнительными грузами в других мешалках.
Если в топливном столбе возникает большее сопротивление, мешалка автоматически перемещается вверх,
поскольку мощность 120 Ом может передаваться от вала 1 через муфту 14 и направляющую коробку 7a к
кольцу 7, а также кольцо 6, вследствие его соединения с кольцом 5, может перемещаться вверх, обеспечивая
тем самым автоматическое движение мешалки вверх.
Поворот распределительного конуса 15 осуществляется, согласно рис. 5, посредством кривошипного диска
27, установленного на барабане 130 261,797 корпуса газогенератора, средств охлаждения перемешивающего
устройства, средств привода указанного вала, нескольких колец, установленных вокруг части указанного вала,
расположенной над корпусом газогенератора, причем нижнее кольцо не перемещается в осевом направлении
вала и принудительно соединено с приводным механизмом указанного вала, остальные кольца
перемещаются в осевом направлении вала, причем верхнее кольцо прочно соединено с указанным валом, и
стержней, соединенных их концами звеньями t6 указанных колец, причем указанные стержни имеют
соответствующую форму и расположены таким образом, чтобы следовать за движением указанного вала
вверх и вниз и передавать приводную мощность на указанный вал 80, в основном, как описано и изложено.
2. В устройстве для перемешивания газа
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_261798.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=261798&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB261798A
[]
--- - ' л л /
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (Германия): ноябрь. 21, 1925.
2
651, Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): ноябрь. 22, 1926. № 29516/26. Принято к публикации:
21 апреля 1927 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Устройство для удаления грязи и накипи из паровых котлов.
Я, Питер Пеш, проживающий по адресу: Вирховштрассе, 90, Эссен-на-Руре, Германия, гражданин Германии,
настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к устройствам для удаления осадка или продувочным аппаратам для паровых
котлов, включающим одну или несколько труб, расположенных в нижней части котла и имеющих ряд входных
отверстий, через которые осадок или шлам продувается водой из котла и выводится через трубу или трубы
под давлением пара под управлением клапана.
Ранее предлагалось изготовить устройства такого типа, в которых труба, расположенная в нижней части
котла, соединена с трубами, направленными вверх, для удаления пены с поверхности воды в котле. Эти
трубы, направленные вверх, могут быть либо предназначены для отвода пены, собранной в скиммерном
бассейне на уровне воды, либо соединены с воронками для сбора пены, установленными на поплавках и
перемещающимися вверх или вниз в зависимости от изменения уровня воды в котле.
Согласно настоящему изобретению, предлагается устройство для удаления осадка, включающее
перфорированную грязевую трубу, расположенную в нижней части котла, и трубки 36, идущие вверх от этой
трубы к поверхности воды и образующие или снабженные перфорированными сборными сосудами, которые
либо приспособлены для перемещения вниз или вниз по мере изменения уровня воды в котле, либо
расположены таким образом, чтобы простираться между верхним и нижним пределами уровня воды в котле.
На прилагаемом чертеже в продольном разрезе показаны два варианта осуществления изобретения: на фиг.
1 показан предпочтительный вариант конструкции, а на фиг. 2 — его модификация.
На фиг. 1 показан грязеотводящий трубопровод 50 a на дне котла, снабженный перфорацией al, имеющий две
восходящие ответвления, каждое из которых состоит из неподвижной нижней части b и верхней части bl,
подвижно установленной 55 в указанной неподвижной части. Подвижная часть bl надежно удерживается в
неподвижной части с помощью наконечника c или аналогичного устройства, направляемого в вертикальном
пазу d части b, причем этот паз закрыт с верхнего конца 60. На верхнем конце верхней части bl установлена
всасывающая головка g с всасывающими отверстиями /, снабженная поплавком e.
Количество всасывающих отверстий al в грязевой трубе a на дне котла 66 увеличивается, в показанной
конструкции, в соответствии с расстоянием от грязевого клапана g на правом конце котла. Грязевая труба,
показанная на рис. 2, изготовлена аналогичным образом, как описано в отношении рис.
1, Однако восходящие ответвления трубы b во втором варианте конструкции не являются расширяемыми, в
то время как всасывающие устройства g' выходят за пределы крайних значений tw1 и wo2 уровня воды.
Эти всасывающие головки g' имеют отверстия fl по всей поверхности всасывающей головки, так что
определенное количество этих отверстий всегда находится в одной плоскости с уровнем воды 80.
Всасывающие головки 91 могут иметь цилиндрическое поперечное сечение, как показано слева на рис. 2,
овальное поперечное сечение, как показано справа на рис. 1, или любое другое подходящее поперечное
сечение. 85 Очевидно, что при отводе осадка из котла через клапан h все компоненты, которые 798 A_ b
261,798 были отделены от котловой воды и плавают на поверхности воды, отводятся верхними
всасывающими устройствами g, g'. Теперь, подробно описав и определив природу моего изобретения и
способ его осуществления, я заявляю, что то, что я
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_261799.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=261799&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB261799A
[]
На этом рисунке представлены технические характеристики галстука в том виде, в котором они стали
доступны для публичного ознакомления.
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (США): 80 июля 1925 года.
261,799 Дата подачи заявления (в Соединенном Королевстве): 19 июня 1926 г. Нет, 29,557/26.
Полная спецификация не принята.
Технологический процесс и оборудование для коксующегося угля.
Мы, UltBANA CoKE COnRPORATON, корпорация, организованная и существующая в соответствии с законами
штата Делавэр, Соединенных Штатов Америки, имеющая место ведения бизнеса в Урбане, округ Шампейн,
штат Иллинойс, Соединенные Штаты Америки (правопреемники Самиэля Уилсона Парна, гражданина
Соединенных Штатов Америки, и Томаса Эрнеста Лейнга, гражданина Доминиона Канады, оба из Урбаны,
округа Шампейн, штата Иллинойс). Мы, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляем, что характер
данного изобретения и способ его осуществления должны быть подробно описаны и определены в
следующем заявлении: Наше изобретение относится к процессу обработки угля с целью извлечения из него
углеводородов и преобразования топлива в кокс; и наше изобретение также относится к аппарату, с помощью
которого может быть осуществлен наш усовершенствованный процесс.
Согласно современной практике, уголь коксуют либо в печах типа «улей», либо в более современных печах
для вторичной переработки.
В первом случае уголь рассыпают в топку и поджигают при недостаточном подаче воздуха, в результате чего
все летучие компоненты топлива либо сгорают, либо теряются. В обычном процессе получения побочных
продуктов уголь загружается в нагреваемые снаружи коксовые камеры, а газы и пары отводятся для
извлечения ценных компонентов. В обоих этих процессах уголь подвергается воздействию температур и
условий, не способствующих экономически выгодному производству желаемых продуктов, а в случае
процессов с побочными продуктами пары подвергаются воздействию температур и условий, которые
серьезно снижают содержание более ценных компонентов и вызывают вторичные реакции, приводящие к
образованию нежелательных продуктов.
Настоящее изобретение относится, в частности, к переработке побочных продуктов; то есть коксование
осуществляется в коксовой камере, а газы и пары отводятся для извлечения их ценных компонентов. Целью
нашего изобретения является создание процесса и устройства, позволяющих коксовать топливо таким
образом, чтобы даже из плохо коксуемого угля получался продукт с показателем 5! Получение
высококачественного продукта и снижение содержания летучих компонентов без возникновения
нежелательных вторичных реакций. Еще одной целью нашего изобретения является снижение расхода
топлива, используемого в данной операции, и обеспечение возможности использования в качестве побочного
продукта угля, который в настоящее время обычно обозначается как «некоксующийся уголь». Наше
изобретение позволяет производить из коксующегося угля или так называемого «некоксующегося» угля кокс,
специально предназначенный для бытового использования, или, при желании, кокс, пригодный для
металлургических целей, одновременно получая в качестве побочных продуктов масла, смолы и тому
подобное, богатые ценными компонентами и менее загрязненные вредными веществами, чем в случае
обычных методов получения побочных продуктов.
В целом, наш процесс заключается в равномерном нагреве топлива, такого как уголь, до температуры,
близкой к той, при которой начинают образовываться углеводородные пары, а затем в помещении топлива в
закрытый контейнер и подаче ему достаточного количества тепла для завершения процесса коксования.
Предварительный нагрев до критической температуры лучше всего проводить путем перемешивания топлива
при одновременной подаче к нему тепла. Мы предпочитаем проводить процесс таким образом, чтобы
избежать образования в объеме топлива зон с разной температурой, в которых топливо находится на разных
стадиях разложения, при этом часть его преждевременно превращается в кокс. Когда топливо помещают в
обычную реторту для побочных продуктов и медленно нагревают до обычной температуры коксования от 900
до 10000 °C, тепло медленно проникает в топливо из-за низкой теплопроводности некоторых слоев топлива, и
в результате внешний слой нагревается до очень высокой температуры, прежде чем центральная часть
массы топлива нагреется достаточно, чтобы выделить летучие вещества. Согласно настоящему изобретению,
топливо сначала равномерно насыщается теплом по всему объему, то есть к топливу в закрытом контейнере
подается внешнее тепло, чтобы быстро довести температуру топлива до температуры, близкой к критической
температуре, при которой происходит восстановление паров углеводородов.
Таким образом, весь кислород, поступающий в топливо, нагревается до температуры, близкой к критической,
наиболее эффективным способом. Таким образом, обработанное топливо приводится в улучшенное
состояние для последующего процесса карбонизации, поскольку в результате определенных экзотермических
реакций удаляются вредные кислород и кислородсодержащие соединения, такие как I2O и CO2. Если эти
реакции будут протекать одновременно с реакциями стадии карбонизации, это приведет к ослаблению
связующего материала и, следовательно, к получению кокса низкого качества.
Следует понимать, что реакции, участвующие в процессе карбонизации, происходят при температурах,
непосредственно следующих за пастообразной стадией, и по своему характеру совершенно отличаются от
реакций на стадии предварительной обработки. Таким образом, преимущество заключается в том, что
предварительный нагрев может быть не только контролируемым таким образом, чтобы довести массу до
состояния, близкого к пастообразной стадии, где начинается карбонизация, но и обеспечивается контроль над
участвующими химическими реакциями, благодаря чему вредные реакции отделяются от реакций
карбонизации, что приводит к образованию более прочного кокса, а также к удалению в качестве
нежелательного вещества CO2 и I2O, образующихся в результате предварительного нагрева.
Когда топливо достигает критической температуры, происходят химические реакции, которые выделяют
определенное количество тепла.
Эти экзотермические реакции приводят к существенному изменению химического состава топлива и
значительному повышению температуры массы. Характерной особенностью нашего изобретения является
использование этого экзотермического тепла для повышения температуры топлива после предварительной
термической обработки.
Вследствие того, что топливо сначала равномерно нагревается по всему объему до состояния, близкого к
критической стадии, экзотермические реакции, усиливаемые теплом реторты, приводят к более выраженным
экзотермическим реакциям разложения, которые происходят по всей массе угля.
Повышение температуры приводит к усилению экзотермических реакций, которые протекают автогенно и с
кумулятивным эффектом, так что не только пастообразная фаза распространяется по всей массе, но и
повышенная теплопроводность пастообразного состояния способствует передаче тепла от стенок реторты, и
это, вместе с теплом, выделяющимся в результате реакций, быстро доводит процесс карбонизации до
завершения.
Автогенное протекание экзотермических реакций зачастую приводит к тому, что топливо в центре массы
подвергается воздействию более высоких температур, чем те, которые наблюдаются вблизи внешней
границы массы.
Мы предпочитаем подавать дополнительное тепло к топливу во время протекания экзотермических реакций,
чтобы избежать потерь тепла за счет излучения, тем самым сохраняя экзотермическое тепло и обеспечивая
подачу любого необходимого тепла для обеспечения полного протекания экзотермических реакций и, в
конечном итоге, для превращения пластичной массы в кокс. Хотя предварительную термическую обработку
предпочтительно проводить во время перемешивания топлива,⁸ мы обнаружили, что желательно
поддерживать топливо в состоянии покоя, пока происходят экзотермические реакции и пластичная масса
превращается в кокс. 90 Были предприняты попытки переработать уголь в кокс путем его перемешивания во
вращающемся барабане на протяжении всего процесса. Это обеспечивает равномерный нагрев топлива до
критической температуры, но данный метод обработки топлива не приводит к образованию однородных или
твердых тел кокса. Перемешивание топлива после того, как оно стало пластичным, очевидно, не способствует
получению однородного продукта в форме, пригодной для использования без какой-либо предварительной
обработки, такой как брикетирование.
Согласно нашему изобретению, мы предлагаем перемешивать топливо во время его предварительного
нагрева i05 и поддерживать топливо в практически неподвижном состоянии, пока оно превращается из
пластичной массы в колк. Таким образом, процесс состоит из двух основных частей, и разработанное нами
устройство для осуществления этого процесса также включает в себя два довольно различных прибора,
которые взаимодействуют для получения желаемого результата.
Наш аппарат включает в себя устройство, позволяющее равномерно нагревать топливо, такое как уголь, до
температуры, близкой к критической. Этот способ позволяет нагревать топливо тонкими слоями или во время
его обработки таким образом, чтобы тепло быстро и равномерно достигало каждой части обрабатываемого
топлива, обеспечивая тем самым равномерное повышение температуры по всему объему топлива. Один из
вариантов исполнения этой части нашего усовершенствованного устройства включает цилиндр, в один конец
которого подается уголь, и в котором предусмотрено устройство для одновременного перемешивания и
продвижения топлива. Цилиндр предпочтительно расположен под небольшим углом к горизонтали, наклон
которого служит для облегчения подачи топлива через цилиндр. Подвод тепла к топливу предпочтительно
осуществляется путем нагрева внешней поверхности цилиндра. Устройство для перемешивания может быть
выполнено в виде шнекового конвейера, который при вращении будет одновременно перемешивать топливо в
цилиндре и продвигать его к одному из его концов.
Нагрев баллона может осуществляться за счет дымовых или других отходящих газов, либо в
непосредственной близости от баллона может быть установлена газовая или масляная горелка. Мы
предпочитаем иметь в наличии последний вариант, поскольку он позволяет контролировать температуру в
такой сетке, чтобы довести массу до точно заданной температуры для конкретного используемого угля.
Другая основная часть аппарата состоит из реторты, или, предпочтительно, группы реторт, в которую
помещается равномерно предварительно нагретое топливо с целью его превращения в колк и удаления
углеводородных паров, которые выделяются по мере повышения температуры топлива.
Эта автоклавная печь удобно расположена в непосредственной близости от устройства предварительного
нагрева. Мы предпочитаем предусмотреть камеру между устройством предварительного нагрева и
собственно ретортой для хранения запаса предварительно нагретого топлива. В этой резервной камере
должно быть достаточно топлива для полного заполнения одной реторты, и она должна быть надлежащим
образом изолирована для предотвращения потерь от радиации. Само топливо по своей природе плохо
проводит тепло, и, как показывает опыт, потери тепла за счет излучения минимальны. Даже если топливо
оставить на несколько часов перед загрузкой в реторту, полученный кокс будет такого же высокого качества,
как и тот, который получают, загружая предварительно нагретое топливо непосредственно в реторту. Реторта
может быть обычного вертикального типа, в которой уголь подается сверху, а кокс удаляется снизу.
Предусмотрены средства для подачи тепла на внешнюю сторону реторты с целью повышения температуры
топлива до точки начала экзотермических реакций, а также для подачи дополнительного тепла, необходимого
для сохранения экзотермического тепла и завершения процесса коксования.
Наш процесс и конструкция нашего оборудования, изображенные на прилагаемых чертежах, лучше всего
понимаются после рассмотрения природы обрабатываемого материала и его поведения при различных
температурах.
Битуминозный уголь (а также полубитуминозный уголь) состоит в основном из лигнина или так называемого
деградированного целлюлозного материала и смолистых или битуминозных веществ, образующихся в
результате геологической трансформации растительного материала при образовании угля; два основных
компонента всех углей битуминозного или полубитуминозного типов могут быть разделены с помощью
подходящего растворителя, такого как фенол, и характеристики каждого компонента могут быть изучены с
учетом его роли в реакциях охлаждения. Лигнин, или нерастворимая часть, состоящая преимущественно из
лигнина, является одним из исходных компонентов, а также продуктом, образующимся в результате
процессов деградации, затрагивающих исходную растительную целлюлозу (CI-,l00). В ходе произошедших
преобразований наибольшие изменения, вероятно, произошли в отношении кислорода, содержание которого
снизилось с почти 47% в исходной целлюлозе до 12 или 15% в целлюлозном остатке. Этот остаток обладает
определенными специфическими свойствами, имеющими важное значение в связи с образованием кокса.
Оно не плавится и не сплавляется ни при какой температуре, и, следовательно, не обладает коксовыми или
связующими свойствами. Он достаточно стабилен и не разлагается под действием тепла до температуры 200
°C. Выше этой температуры, и особенно при приближении к 300 °C, начинаются определенные начальные
процессы разложения, характеризующиеся главным образом перегруппировкой элементов, из которых
состоит материал. Кислород соединяется с водородом, образуя воду, и с углеродом, образуя углекислый газ и
некоторое количество оксида углерода. При более высоких температурах происходит разложение
совершенно иного типа, в результате которого образуются углерод, водород и углерод, а также углерод,
водород и кислород. Остаток состоит исключительно из углерода, он не является ни однородным, ни
слипшимся, и его нельзя назвать коксом. 105 Целлюлозный остаток обладает выраженным сродством к
кислороду, который он легко поглощает и удерживает даже при нагревании до довольно высокой
температуры. Фактически, по мере повышения температуры кислород вступает в химическую связь, прежде
чем выйти наружу.
Битуминозный или растворимый компонент битуминозных или полубитуминозных типов угля 1j5 имеет
сложную природу и включает вещества, непосредственно связанные со смолами.
Эти смолистые вещества практически не подверглись разложению. В состав этого компонента также входят
смолоподобные соединения 120 в количествах, преобладающих над смолистыми веществами; отсюда и
обозначение битумное вещество. "
Растворимое или литиевое вещество содержит гораздо меньший процент кислорода и на 125 процентов
больше водорода, чем целлюлозный компонент топлива. Битуминозное вещество подобно целлюлозному
материалу тем, что оно устойчиво к разложению при температурах до 2000 °C, но, в отличие от этого
материала, оно легко размягчается и плавится при температурах выше, скажем, 2500 °C (точная температура
зависит от конкретного сорта угля), и это без существенного разложения до достижения температуры
приблизительно 350 °C.
принят.
Когда целлюлозное и битуминозное вещества нагреваются выше точки плавления растворимого материала,
последний, по сути, приобретает свойство растворять целлюлозное вещество, так что при продолжении
процесса нагревания вся угольная масса приобретает пастообразную или вязкую консистенцию, а при
охлаждении с этой точки приобретает стекловидный вид и блестящий излом, что указывает на то, что масса
стала однородной по всей своей структуре и полностью утратила слоистую или слоистую структуру исходного
угля.
Уже некоторое время общепринятой теорией является то, что содержание кислорода в угле в значительной
степени или полностью определяет, является ли этот уголь коксующимся или некоксующимся, и существуют
авторитетные источники, утверждающие, что определяющим фактором является соотношение кислорода и
водорода, доступных для соединения с ним. Наши исследования показали, что качество коксования, как мы
будем далее обозначать способность производить кокс с высокой устойчивостью к деформации при сжатии,
зависит от возможности удаления кислорода в виде HO и COO или CO способом, описанным в разделе,
посвященном предварительному нагреву примерно до 3000 °C.
Еще одна особенность нашего изобретения заключается в усовершенствованной конструкции печи,
благодаря которой тепло может подаваться в реторты очень эффективно, при этом интенсивность нагрева
практически равномерна по всей длине каждой реторты.
Согласно нашему изобретению, горячие газы сначала используются для нагрева огнеупорной стенки, которая,
в свою очередь, излучает тепло в реторты.
В конечном итоге газы вступают в непосредственный контакт с ретортами и выводятся в камеру
предварительного нагрева устройства предварительного нагрева.
Различные цели и преимущества нашего изобретения лучше всего понять, рассмотрев прилагаемые чертежи,
на которых показан один из вариантов усовершенствованного аппарата, с помощью которого может быть
осуществлен наш усовершенствованный процесс. На прилагаемых чертежах «Рисунок 1 представляет собой
вертикальный разрез коксового аппарата, изготовленного в соответствии с нашим изобретением».
На рисунке 2 представлен еще один вид аппаратуры, показанной на рисунке 1.
Рисунок 3 представляет собой вертикальный разрез усовершенствованной конструкции дымохода. - Рисунок 4
представляет собой поперечный разрез, выполненный по линии 4-4 на рисунке 3, показывающий конструкцию
дымохода, рисунок 5 представляет собой вертикальный разрез, выполненный по линии 5-5 на рисунке 3,
показывающий конструкцию дымохода.
На рисунке 6 представлен вертикальный разрез, выполненный по линии 6-6 на рисунке 3, демонстрирующий
конструкцию дымохода.
Устройство, показанное на прилагаемых чертежах, включает в себя батарею из трех вертикальных ретортов
1, 2 и 3 и устройство предварительного нагрева 4, соединенное с ретортами через резервуар 5. Реторты
установлены на фундаменте 6, а устройство предварительного нагрева 80 поддерживается колоннами 7.
Реторты 1, 2 и 3 установлены на одном этаже 8 холодильной установки, а устройство предварительного
нагрева расположено на одном уровне с этажом 9, расположенным выше. Устройство предварительного
нагрева включает в себя камеру из огнеупорного кирпича 10, предназначенную для использования
отработанного тепла из дымоходов, окружающих реторты 1, 2 и 3. Труба 11 подает дымовые газы в три
распределительные трубы 12, 13 и 14, которые открываются в основание камеры предварительного нагрева
10 и служат для равномерной подачи горячих газов вдоль цилиндра 15, проходящего вдоль всего канала 1(0).
Газоотвод 23 расположен в верхней части камеры предварительного нагрева 10. Газовая горелка 16 с
инжектором воздуха 221 расположена внутри камеры предварительного нагрева 10 вблизи ее дна.
Как камера 10 (190), так и цилиндр 15 наклонены под небольшим углом к горизонтали, при этом нижний конец
примыкает к ретортам.
Бункер 17, имеющий в себе скользящий клапан 17l, расположен вблизи приподнятого конца i0 камеры 10 и
сообщается с цилиндром 15 посредством трубы 18, через которую уголь, предпочтительно в мелком помоле,
может подаваться в цилиндр.
Винт или червяк 19 проходит вдоль цилиндра 15, и вал этого винта соединен с приводным шкивом. Винт 19
вращается с постоянной скоростью и служит для одновременного перемешивания и продвижения угля в
цилиндре 15 л во время его нагрева. Цилиндр 15 достаточно большой, чтобы в нем оставалось относительно
много свободного пространства по мере продвижения угля. Червяк 19 в цилиндре предварительного
подогрева 15 выталкивает топливо из торца цилиндра в резервуар или бункер 5, а водяные пары и газы,
удаляемые предварительным подогревом, собираются через отводную трубу 21 121, расположенную вблизи
верхней части резервуара 5. Топливо, проходя через цилиндр 15, быстро и равномерно нагревается до
температуры, близкой к критической, то есть до температуры, близкой к температуре 13, которая регулирует
подачу топлива в реторты.
Эти клапаны можно регулировать для контроля скорости потока топлива, а подачу топлива можно полностью
перекрыть, когда реторты заполнятся. '70 Мы сочли описанное выше устройство весьма ценным, поскольку
оно позволяет подавать топливо в реторты с заданной скоростью. Перед загрузкой топлива в реторты, их
нагревают до температуры около 750 °C, и топливо, попадая в реторты, нагревается еще сильнее по мере
прохождения через нагретое пространство. Регулирование клапанов 80, 241, 251 и 261, обеспечивающее
относительно медленный поток топлива, приводит к значительному повышению температуры топлива при его
поступлении в реторты. Клапаны могут быть отрегулированы таким образом, чтобы температура топлива 85%
повысилась до критического значения или даже выше. Таким образом, регулируя скорость подачи топлива в
реторты, можно контролировать температуру, при которой начинается собственно процесс коксования.
Каждая из вертикальных ретортов представляет собой металлический цилиндр длиной приблизительно 12
футов и диаметром 14 дюймов, причем диаметр постепенно увеличивается к нижнему концу 95 реторта.
Преимущество такой конусообразной конструкции заключается в том, что она значительно облегчает
извлечение кокса из реторты. У нас есть четыре. Однако, можно использовать вертикальную реторту с
прямыми стенками, потому что даже при такой конструкции удалить кокс несложно.
Реторты 1, 2 и 3 предпочтительно изготавливаются из одного из хорошо известных жаростойких сплавов,
таких как калориметрическое железо или сплав 105, состоящий примерно из 50% железа, 30% никеля и 20%
хрома.
Трубы 27 и 28 для отвода газа и пара сообщаются с верхним концом каждой из реторт 1, 2 и 3 и служат
средством охлаждения газа и паров, образующихся в результате термической обработки топлива в ретортах.
Нагревательная камера, окружающая три реторты 1, 2 и 3i, имеет особую конструкцию, разработанную для
обеспечения равномерного распределения тепла по всей длине каждой реторты. Нагревательная камера
включает в себя наружный корпус 29 из огнеупорного материала J20, содержащий перегородки 30. В
основании нагревательной камеры установлена газовая или масляная горелка 31, и в варианте исполнения,
показанном на прилагаемых чертежах, эта горелка снабжена 6 наконечниками 125 32. Конечно, вместо
пламени от горелок можно было бы подавать в нагревательную камеру горячие газы, но горелка,
изображенная на чертеже, особенно удобна, поскольку позволяет контролировать температуру, при которой
используемый сорт топлива начинает размягчаться. Эта критическая температура достаточно постоянна для
любого заданного сорта топлива, и, соответственно, вполне возможно регулировать подачу внешнего тепла
таким образом, чтобы довести топливо до желаемой температуры, близкой к критической.
Горелка 16, которая может быть газовой или масляной, имеет особое значение даже в тех случаях, когда
отработанные дымовые газы из ретортов используются для нагрева цилиндра предварительного нагрева 15.
Горелка 16, управляемая клапаном 22, является удобным средством для точного доведения температуры в
цилиндре 15 до желаемого значения. Конечно, эту горелку можно использовать и отдельно, но экономичнее
использовать тепло отходящих дымовых газов для нагрева сырого топлива.
В процессе предварительного нагрева топливо может пропускаться через цилиндр 15 с любой желаемой
скоростью в зависимости от скорости подачи постороннего тепла в камеру предварительного нагрева. При
быстрой подаче тепла, например, килограммов мелкомолотого угля можно равномерно прогреть до желаемой
температуры всего за 3 минуты. Очевидно, что используемый метод предварительного нагрева, а именно
перемешивание топлива при одновременном нагревании, способствует очень быстрому повышению
температуры топлива по сравнению со скоростью нагрева топлива путем помещения его в реторту и простого
нагрева внешней поверхности реторты без перемешивания топлива.
Топливо, выходящее из нижней части цилиндра предварительного подогрева 15, поступает в резервуар 5, где
накапливается, готовое к загрузке в реторты 1, 2 и 3. Резервуар 5 предпочтительно изготавливается из
теплоизоляционного материала для сохранения тепла в топливе, которое хранится в резервуаре. Само
топливо является относительно плохим проводником тепла и не потеряет значительной его части, даже если
не будут приняты меры предосторожности для предотвращения теплопотерь из топлива. Предварительно
нагретое таким образом топливо может выдерживаться некоторое время перед загрузкой в вертикальные
реторты, а качество получаемого кокса такое же, как и при загрузке предварительно нагретого топлива в
реторты сразу после его выхода из цилиндра предварительного подогрева. Предварительно нагретое
топливо, разумеется, можно подавать непосредственно в реторты, не допуская его накопления в резервуаре
5, если необходимо эксплуатировать установку таким образом. Резервуар 5 снабжен тремя бункерами 24, 25
и 26, сообщающимися с ретортами 1, 2 и 8 соответственно.
Клапаны 24l, 251 и 26l полностью отрегулированы для обеспечения желаемой температуры. Перегородки 30
образуют каналы в стенке 29 нагревательной камеры, и их конструкция такова, что часть стенки между
перегородками и ретортами подвергается воздействию горячих газов до того, как газы вступят в контакт с
самими ретортами. Как показано на рисунках 3, 5 и 6, горячие газы от одного из наконечников горелки 32
проходят вверх по каналу 33 и вниз по соседнему каналу 34, а затем через отверстие 35 в основании этого
канала в пространство 36, окружающее реторту 3. Обращаясь к рисунку j5, в частности к рисунку 4, можно
заметить, что каждая из реторт 1, 2 и 3 окружена стенкой 37, которая нагревается горячими газами,
контактирующими с внешней стороной этой стенки. Эта горячая стенка излучает тепло на реторты и
обеспечивает равномерный нагрев ретортов по всей их длине. Этот процесс дополняется прямым контактом
горячих газов с ретортами после того, как они нагрели внешнюю сторону стенок 37.
Характер получаемого кокса, безусловно, в значительной степени зависит от термической обработки топлива
в ретортах.
Кокс можно получить, просто бросив предварительно нагретое топливо в реторты, нагретые примерно до 750
°C, без дополнительного нагрева ретортов. Однако такой кокс содержит довольно высокий процент летучих
веществ, при этом его предельная температура не превышает 500–6000 °C.
Соседние файлы в папке патенты