Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5973
.pdf
При использовании таких двигателей для привода дорожных транспортных средств, в частности, легковых
автомобилей, желательно управлять двигателем средствами, максимально похожими на те, которые обычно
используются при управлении автомобилями, оснащенными двигателями, в которых топливо подается через
карбюратор. Водитель автомобиля привык регулировать скорость с помощью простой дроссельной заслонки,
поэтому никаких сложных механизмов или точных регулировок не требуется. Такой метод контроля знаком
всем водителям автотранспортных средств.
Однако его применение к дизельным двигателям вышеупомянутого класса влечет за собой определенные
модификации, но также предоставляет существенные преимущества, и целью изобретения является
предоставление средств, позволяющих регулировать выходную мощность или скорость вращения двигателей
внутреннего сгорания путем регулировки дроссельного устройства.
Согласно изобретению, предлагается устройство, позволяющее регулировать мощность или скорость
дизельного двигателя исключительно путем регулировки дроссельной заслонки на воздухозаборном патрубке
двигателя, при этом подача топлива при каждом движении автоматически регулируется в соответствии с
требуемой скоростью с использованием известным способом изменений отрицательного давления во
всасывающем патрубке, создаваемых дроссельной заслонкой для регулировки подающего устройства,
обеспечивающего подачу топлива за один рабочий ход двигателя.
В этой связи я бы отметил, что в двигателе внутреннего сгорания уже предлагалось подавать топливо под
давлением в камеру сгорания, откуда оно поступает в впускной патрубок или в камеру сгорания; количество
топлива, поступающего из камеры сгорания, регулируется в зависимости от нагрузки клапаном, управляемым
вакуумом в задней части дроссельной заслонки двигателя. Однако подобная конструкция (55) не подходит
для дизельных двигателей, где необходимо использовать высокое давление впрыска, а также
непосредственный впрыск.
Способ управления, согласно настоящему изобретению № 60, особенно целесообразен в случае двухтактных
двигателей, где дросселирование осуществляется на воздухозаборнике продувочного насоса. Продувочный
насос обеспечивает более равномерный ход всасывания, чем всасывающая труба четырехтактного
цилиндра, через которую воздух всасывается только при каждом втором обороте. Для повышения надежности
работы откачивающего насоса его можно оснастить золотниковыми клапанами с положительным приводом,
поскольку это исключает возможность заедания и, как следствие, несовершенства регулирования, которым
подвержены обычные всасывающие и нагнетательные клапаны. Дроссельная заслонка управления 75 также
может использоваться в качестве так называемого моторного тормоза, поскольку водитель может перекрыть
подачу топлива и установить мощное дроссельное действие.
Для управления устройством подачи топлива могут использоваться различные способы, в том числе 80,
посредством изменения давления, создаваемого всасывающим трубопроводом с помощью регулятора.
Изменения давления могут передаваться на подвижный или качающийся элемент, такой как поворотная
пластина или поршень, или на диафрагму, движения которой, в свою очередь, передаются на управляющий
элемент (насос или подобное устройство) подающего устройства. Особенно удачным решением является
такая конструкция регулирующего устройства, при которой регулятор не подвергается сильному
противодавлению, так что достаточно будет небольшого усилия на управляющий механизм, и, несмотря на
небольшую разницу давлений, доступную для управления, устройства (поршни и т. д.), передающие
давление, не должны быть чрезмерно большими.
Это особенно важно для двигателей с безвоздушным впрыском, поскольку обычные средства управления
(регулируемые кулачки, открытие клапанов с помощью толчка, например) при высоком давлении насоса,
возникающем в таких случаях, требуют значительных усилий для управления и часто также создают сильное
противодавление на регулятор. 105 Это требование может быть выполнено, например, путем регулирования
подачи топлива поворотом управляющего элемента, такого как поршень насоса, расположенный таким
образом, поскольку эта мера требует лишь очень небольшого усилия и может быть выполнена без
какого-либо противодавления. Пример подходящего насоса:
показано в спецификации многих предыдущих работ.
Британский патент № 266688.
Важное преимущество этого нового метода управления при запуске автомобиля заключается в том, что
энергия (регулируемая мощность) регулятора, прямо пропорциональная разности давлений, действующих на
управляющий поршень, остается постоянной даже при значительных различиях в частоте вращения
двигателя, в отличие от центробежного регулятора, предназначенного для больших перепадов скорости. Это
следует из следующих соображений. Если, например, в высокоскоростном двигателе дроссельная заслонка,
первоначально полностью открытая, закрывается до такой степени, то первым результатом является
создание большего отрицательного давления, чем прежде. В результате этого устройство регулирования
давления устанавливает меньшую подачу топлива на топливный насос, тем самым ограничивая скорость
двигателя до такой степени, что с этой новой скорости, в свою очередь, возникает предыдущее
отрицательное давление, при условии, что порог срабатывания приблизительно одинаков в обоих рабочих
режимах. Из этого равенства отрицательного давления, естественно, возникает и равенство энергии
регулятора, и, следовательно, управление является точным и надежным во всех диапазонах скоростей.
Степень нерегулярности этого регулятора также не зависит от конкретного экземпляра и может быть легко
изменена путем соответствующей регулировки или настройки устройства, управляемого давлением. Таким
образом, регулировка может быть тонкой или грубой по своему характеру в зависимости от требований или
воли водителя.
Чтобы изобретение стало полностью понятным, мы сейчас его опишем, со ссылкой на прилагаемый чертеж, в
котором:
Большой рисунок 1 представляет собой схематическое изображение двухтактного двигателя указанного типа
с насосом для откачки картера, к которому применена одна из форм изобретения и который адаптирован для
использования с дорожными транспортными средствами.
1
На фиг. 2 и 3 представлены поперечные сечения других частей изобретения.
Хотя изобретение проиллюстрировано на примере двухтактного двигателя, следует понимать, что оно также
применимо к четырехтактным двигателям.
Как показано на рисунке, воздухозаборная труба 1 двигателя снабжена дроссельной заслонкой 2, которую
водитель может регулировать с помощью педали 4 (акселератора), а также может быть предусмотрена
ручная регулировка.
Между поршнем двигателя 5, всасывающим воздух, и дроссельной заслонкой 2 всасывающая труба 1
соединена трубкой 7 с корпусом регулятора 8, конструкция которого предусматривает максимально плотное
прилегание краев пластины 11, вращающейся на шпинделе 12, к боковым сторонам корпуса 8 во время
движения пластины.
Пластина 11 разделяет корпус на две камеры, одна из которых открыта для наружного воздуха через
отверстие 9, а другая находится в непрерывной связи с всасывающей трубой 1 через трубку 7. Движение
пластины передается через поворотный вал 12 к рычагу 13, который воздействует на топливный насос 20
через шток 14 таким образом, что изменяет объем подачи за один ход. В этом устройстве шестерня 25,
приводящая в действие насос, воздействует на среднюю точку поворота двойного рычага 23, один конец
которого 85 соединен со штоком 14, а другой конец соединен с поршнем насоса 21, свободный конец которого
управляет впускным патрубком 22. Поднятие или опускание штока 14 приводит к тому, что поршень насоса
проходит над указанным впускным отверстием 90 позже или раньше, в результате чего эффективный ход
поршня и, следовательно, объем подаваемого топлива уменьшаются или увеличиваются. На дроссельную
заслонку 2 воздействует пружина 6, стремящаяся перевести ее в закрытое положение под углом 95 градусов.
Рычаг 13 соединен с пружиной 15, которая стремится установить топливный насос в положение для
максимальной подачи топлива.
Устройство работает следующим образом: 100. Устройство настроено таким образом, что частота вращения
двигателя на холостом ходу относительно низкая. В этих условиях дроссельная заслонка 2 почти закрыта, и
топливный насос подает небольшое количество топлива при каждом такте. Для того чтобы 105 разогнать
двигатель, рычаг 4 перемещается под действием давления ноги в направлении стрелки а. Это открывает
дроссельную заслонку 2 шире, в результате чего отрицательное давление во впускном патрубке 1
уменьшается, 110, и, соответственно, разница давлений на двух секциях пластины 11 уменьшается, и
пружина 15 приводится в движение в направлении стрелки b. При той же настройке управляющий элемент 23
топливного насоса 115 20 настроен таким образом, чтобы насос подавал больше топлива за один ход,
благодаря чему двигатель набирает обороты, а ускорение продолжается до тех пор, пока увеличенный поток
воздуха не вернет отрицательное давление во впускном патрубке 120 к его первоначальному значению.
После этого пластина 11 регулирует элемент, управляющий топливным насосом, таким образом, чтобы
поддерживать эту новую скорость.
Процедура аналогична при снижении скорости: рычаг 4, который ранее перемещался в направлении стрелки
а, теперь может откидываться назад. Дроссельная заслонка 2 уменьшает эффективное отверстие, тем самым
увеличивая отрицательное давление во всасывающем патрубке 1, и разница давлений, действующая на
пластину 11, увеличивается, так что последняя поворачивается в направлении, противоположном стрелке b,
шток 14 уменьшает подачу топлива за один ход, и двигатель замедляется до тех пор, пока не восстановится
исходное давление во всасывающем патрубке, после чего пластина 11 снова устанавливает насос для подачи
необходимого количества топлива для новой пониженной скорости.
Данное регулирующее устройство имеет определенный недостаток, обусловленный тем, что регулятор или
пластина имеют большую амплитуду колебаний даже при незначительных изменениях давления во
всасывающем трубопроводе 1, так что при каждом увеличении скорости насос сначала устанавливается на
полную мощность, а затем возвращается к требуемой мощности. Это вызывает очень сильное ускорение, и
движущееся транспортное средство получает толчок, которого, однако, можно избежать с помощью
конструкции, показанной на рис. 2. Здесь дроссель 2 соединен с рычагом 30, к которому стержень 31
шарнирно соединен таким образом, что верхний конец 32 стержня занимает положение под рычагом 13
качающейся пластины 11. В результате стержень 31 смещается пропорционально перемещению педали 4 в
направлении стрелки а. Когда отрицательное давление во впускном патрубке 1 уменьшается за счет открытия
дроссельной заслонки 2, пластина 11 снова будет стремиться установить топливный насос 20 на полную
мощность, но этому препятствует упор 32, который деформируется лишь пропорционально перемещению
рычага 41.
Если этот рычаг перемещать медленно, регулятор сможет увеличивать подачу насоса лишь постепенно, и,
следовательно, ускорение будет плавным, а увеличение скорости автомобиля — соответственно,
равномерным. Стержневой механизм 30, 31 может также воздействовать непосредственно на элементы
управления насоса, в этом случае стержни 13, 14 должны быть расположены таким образом, чтобы иметь
определенный запас хода, позволяющий регулятору уменьшить производительность насоса, но не увеличить
ее сверх предела, установленного с помощью педали 4.
Еще один возможный метод достижения плавной регулировки показан на рис. 3с.
Здесь регулятор, работающий под воздействием отрицательного давления во впускном патрубке, снабжен
устройством для изменения степени его неровности таким образом, что эта степень велика на низких
скоростях, но уменьшается на высоких скоростях. Опыт показывает, что регулятор с высокой степенью
неравномерности обеспечивает плавный контроль, поскольку при заданном изменении скорости он изменяет
подачу топлива в меньшей степени, чем обычный регулятор. Для изменения степени нерегулярности точка
приложения 16 управляющей пружины 15 может, например, быть регулируемой, а не фиксированной, таким
образом, чтобы при центральном положении регулятора крутящий момент (произведение натяжения пружины
и рычага силы пружины относительно поворотного вала 12), воздействующий на пластину 70Q 11 при
перемещении пружины, всегда оставался приблизительно одинаковым: если, например, конечная точка IG
переместится в положение 161, рычаг уменьшится, и натяжение пружины 751 должно быть соответственно
увеличено.
В этом новом положении пружины (обозначенном пунктирными линиями) изменение крутящего момента
пружины при заданном ходе пластины 11 будет меньше, чем когда пружина 80 находится в положении,
обозначенном сплошными линиями, и, следовательно, степень неровности будет меньше, чем в последнем
указанном положении. Таким образом, степень нерегулярности регулятора может быть адаптирована к
условиям, преобладающим в любой момент времени (тип транспортного средства, мощность двигателя и т.
д.), без необходимости замены пружин, так что одна и та же модель регулятора может применяться в
различных условиях. Конструкция под углом 90 градусов также может использоваться для адаптации степени
неровности к текущей скорости движения, например, путем оснащения конца 16 пружины регулировочным
устройством, соединенным 95 с педалью 4, как показано на рис. 3. Каждое регулировочное устройство может
иметь форму кривошипного рычага, одна ветвь которого, 35, прикреплена к концу 16 пружины, а другая ветвь,
36, соединена 100 с рычагом 38 (прикрепленным к педали 4) стержнем 37, так что перемещение педали также
перемещает конец 16 пружины.
Такое устройство также может использоваться в сочетании с устройством 105, показанным на рис. 2, в этом
случае плавная регулировка достигается даже при сильном нажатии на педаль 4.
Следует понимать, что элемент управления 110, изображенный здесь в виде поворотной пластины 11, может
быть заменен диафрагмой, поршнем или аналогичным устройством.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_286708.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=286708&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB286708A
[]
/ 1Второе издание. ]
ПАТЕНТ
СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (США): 10 марта 1927 года. 2865,708 Дата выхода в прокат (в США): январь. 28,
1928. № 2802/28.
Завершено. Принято: ноябрь. 29, 1928.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Свяжитесь с компанией Sulfur Acid Process.
Мы, компания SELDEN, корпорация, организованная в соответствии с законами штата Делавэр, Соединенные
Штаты Америки, 339, раздел 1949, в городе Питтсбург, штат Делавэр. nn;vlvania, 'Соединенные Штаты
Америки (Assi' n-es of Atriois OTTO JAEGER, of 2.5. Северная Гранивью Авеню, район Питтсбери! Компания
(гражданство США, США), проживающая в Алиге, штат Пенсильвания, США, гражданин Германии, настоящим
заявляет, что суть данного изобретения, а именно, каким образом оно должно быть выполнено, должна быть в
первую очередь описана и установлена в следующем заявлении: Данное изобретение относится к процессам
производства (40 Jlii кислоты и сульфида или триоксида) с помощью процесса серной кислоты.
В спецификации предыдущего приложения № 290316 описаны процессы каталитического окисления диоксида
серы с помощью цеолитных катализаторов, в которых каталитически эффективный элемент химически
воспламеняется в обменной форме в самом цеолите. В этих процессах могут использоваться цеолиты, как
неразбавленные, так и разбавленные различными относительно инертными веществами, такими как цеолит,
пемза и другие носители, либо в виде цеолита. Разделённое государство или в виде массивных фрагментов.
Мы установили, что высокоэффективные катализаторы, обладающие практически всеми преимуществами
цеолита, описанные в приведенной выше спецификации, могут быть получены путем физического введения
каталитически эффективных разбавляющих веществ в цеолиты и другие вещества, участвующие в обмене
оснований, которые сами по себе не являются эффективными катализаторами для процесса получения
серной кислоты. Нынешнее изобретение обладает тем преимуществом, что не требует химического
соединения каталитически эффективных компонентов в структуре цеолита, и, следовательно, позволяет
проявлять широкий выбор каталитических компонентов.
По всей видимости, физическая структура цеолита в сочетании с его химическими характеристиками
эффективна независимо от того, связан ли каталитически эффективный компонент сам по себе химически с
цеолитом или просто ассоциирован с ним, предпочтительно равномерным и гомогенным образом. Таким
образом, становится возможным использовать ценные и эффективные катализаторы, которые невозможно
было бы химически внедрить ни в один цеолит. Таким образом, например, в случае 6Q мы обнаружили, что
многие соли ванадовой кислоты, такие как, например, соли железа, соли серебра и тому подобные, являются
чрезвычайно эффективными катализаторами при использовании в качестве разбавленных тел для цеолитов,
которые не являются 65.
сами по себе обладают каталитической эффективностью. Помимо солей ванадиевой кислоты, таких как
ванадат железа и ванадат серебра, которые считаются неплохими катализаторами, другие соли ванадиевой
кислоты, такие как медь, кобальт, гексен, уран, титан, марганец, хром, алюминий, бериллий, цинк, йод, церий
и ванадаты серебра, которые обычно не рассматриваются как катализаторы, при инициировании с помощью
основного обменного вещества действуют как очень эффективные катализаторы. Таким образом, настоящее
изобретение не только позволяет более эффективно использовать известные катализаторы, но и преобразует
соли ванадиевой кислоты, непригодные в качестве катализаторов, в высокоэффективные контактные массы.
Такие соли ванадовой кислоты, конечно, не могут быть химически связаны с цеолитом, и поэтому спектр
доступных катализаторов значительно расширяется благодаря тому, что нет необходимости ограничиваться
продуктами, которые могут быть химически включены в цеолит или другое вещество, обладающее
свойствами ионного обмена. Мы не уверены, почему цеолиты, которые сами по себе не являются
катализаторами или, по крайней мере, не являются эффективными катализаторами, могут превращать такие
катализаторы, как, например, соли ванадиевой кислоты, в контактные массы с чрезвычайно высокой
активностью. Ранее мы придерживались мнения, что необходимо химически соединить каталитически
эффективный компонент с самим цеолитом, и это мнение выражено в упомянутом выше совместном патенте.
Доказано, является ли это причиной 100 f или каталитической эффективности описанных там цеолитов, но мы
считаем, что этот фактор не единственный и, возможно, не самый важный при определении 105 того,
является ли конкретный цеолит comnXn i V plex эффективным катализатором. В настоящее время мы
придерживаемся мнения, что физическая структура цеолита, возможно, имеет большее значение, чем
химическое соединение цеолита с каталитическими элементами. Однако представляется вероятным, что
цеолит действует не только как микропористый инертный носитель, поскольку другие носители с
сопоставимой пористостью не обладают всеми преимуществами цеолитов. Таким образом, мы считаем, что
цеолит также действует как химический активатор катализатора, хотя и не вступая с ним в химическую связь.
Мы считаем, что высокомолекулярный комплекс кремниевой кислоты с цеолитом представляет собой важный
химический активатор или промотор, который, помимо своих физических характеристик, повышает активность
внедренного в него катализатора.
Приведенное выше объяснение никоим образом не предназначено для ограничения изобретения, а лишь
представляет собой наилучшее из известных нам на данный момент объяснений замечательной
эффективности катализаторов, приготовленных в соответствии с настоящим изобретением, эффективности,
которая значительно превосходит сумму каталитической эффективности самого цеолита и внедренного в него
катализатора.
В следующих спецификациях и пунктах формулы изобретения будет проведено четкое разграничение между
веществами, которые являются реальными практическими катализаторами для контактного окисления,
серной кислоты и другими веществами, которые, хотя и могут обладать определенной каталитической
активностью, тем не менее, сами по себе не способны выступать в качестве катализаторов, обеспечивающих
коммерчески удовлетворительные выходы. Так, например, некоторые железосодержащие цеолиты могут
быть использованы для каталитического окисления диоксида серы, но на практике их применение
невозможно, поскольку выход продукта составляет лишь немногим более 50 или 60%.
В данном случае, следовательно, эффективным катализатором будет считаться тот, который способен
обеспечить выход продукта более 70 или 75% при обычных условиях эксплуатации (см. прим. 3). Эта строка3
не основана на фактических химических различиях, но представляет собой один из вариантов практического
применения. Следует также понимать, что когда разбавитель называется «каталитически эффективным
компонентом», имеется в виду, что разбавитель, включенный в состав цеолита или связанный с ним,
способен обеспечить удовлетворительные выходы в процессе контактной серной кислоты. Во многих случаях
используемый в качестве разбавителя алциан не являлся бы эффективным катализатором в том смысле, в
котором этот термин используется в настоящей Спецификации.
В настоящем изобретении может быть использован любой цеолит или вещество, осуществляющее обмен
оснований, которое само по себе не является эффективным катализатором. Помимо обычных цеолитов,
являющихся полисиликатами с ионообменными свойствами, продуктами реакции двух видов реагирующих
компонентов, существуют также полисиликаты с ионообменными свойствами, являющиеся продуктами
реакции более чем двух видов компонентов, которые для простоты далее будут называться
многокомпонентными цеолитами, и ионообменные тела, не содержащие кремния, которые будут называться
несиликатными ионообменными телами. Слова «базовый обменный орган» будут использоваться, как
правило, для обозначения этих трех классов.
В качестве основного обменного вещества, содержащего каталитически эффективный разбавитель, может
использоваться как единое основное обменное вещество, так и смесь нескольких основных обменных
веществ, принадлежащих к одному или нескольким из указанных выше классов. В состав могут быть
включены также несколько каталитически эффективных элементов с дополнительными разбавителями или
без них, которые могут быть инертными или действовать как активные вещества.
Вататоры, промоторы или стабилизаторы самих каталитических компонентов.
Обменные основания могут быть получены во влажном виде или методом фузирования, как это хорошо
известно в данной области техники.
Однако во всех случаях основные обменные тела сохраняют свои выгодные высокие абсорбционные и
адсорбционные характеристики, механическую прочность и 95-процентную сотовидную микропористую
структуру.
Во многих случаях они также являются химическими активаторами или могут рассматриваться как физические
активаторы, поскольку мельчайшие капиллярные поры с их огромной поверхностной энергией приводят
реагирующие газы в более высокой концентрации или под более высоким парциальным давлением в контакт
с равномерно распределенными каталитически эффективными компонентами в таких условиях, как 105, что в
значительной степени предотвращает локальный перегрев и, как следствие, вредное воздействие на
равновесие реакции.
Существует ряд методов введения разбавителей в тело, участвующее в щелочном обмене, и один из этих
методов может быть использован в случае каталитически эффективных разбавителей, которые включены в
настоящее изобретение.
1.
Каталитически эффективные разбавители 115 могут быть смешаны с одним или другим из жидких
компонентов основного обменного тела, которое образуется при его приготовлении влажным методом.
2.
Каталитически активные компоненты 120 могут быть осаждены или включены путем пропитки или любым
другим способом в разбавляющие вещества, которые сами по себе не обладают каталитической
эффективностью и которые могут быть активными, активирующими, стабилизирующими или способствовать
стабилизации.
Затем эти разбавляющие вещества включаются в состав основного обменного вещества любым из других
подходящих методов включения.
3.
Каталитически эффективные разбавители 130) 286,708 1I.
I 286,708 следует смешивать с ионообменными телами, когда последние находятся в форме гелей, путем
замешивания или перемешивания, в этом случае ионообменный гель можно рассматривать в той или иной
степени как адгезив.
Однородность и равномерность распределения каталитически эффективных элементов этим методом,
конечно, не так высока, как методами 1 и 2, но для многих целей крайняя однородность не является
необходимой и может быть даже нежелательной.
4.
Каталитически эффективные компоненты могут образовываться в процессе формирования основного
обменного вещества путем смешивания соответствующих компонентов с компонентами основного обменного
вещества таким образом, чтобы реакция, в результате которой образуется последнее, также приводила к
образованию каталитически эффективных частиц разбавителя. Добавление защитных коллоидов может быть
желательным для предотвращения коагуляции частиц разбавителя до того, как основной обменный
компонент достаточно затвердеет.
5.
Метод, несколько похожий на метод 4, позволяет компонентам организма реагировать с каталитически
эффективными компонентами во время образования тела путем обмена оснований для получения
необходимых каталитически эффективных частиц.
Таким образом, например, соли ванадиевой кислоты могут быть введены в ионообменное соединение путем
использования избытка компонента соли металла в процессе образования ионообменного соединения для
реакции с солями ванадовой кислоты и их образования.
6.
Готовые реагенты для каталитического обмена, разбавленные или неразбавленные, искусственные или
природные, могут быть пропитаны истинными или коллоидными растворами каталитически эффективных
компонентов, после чего полученный продукт высушивается.
7.
Готовый реагент для обмена оснований, разбавленный или неразбавленный, может быть пропитан
множеством растворов, которые реагируют в нем, осаждая каталитически эффективный разбавитель.
8.
Растворимые каталитически эффективные соединения могут быть добавлены к компонентам, образующим
ионообменную массу, которая после образования удерживает каталитически эффективные компоненты в
растворе и высушивается без промывки или обрабатывается для осаждения каталитически эффективных
соединений.
-55 9.
Природные или искусственные каталитические вещества, используемые для обмена оснований,
разбавленные или неразбавленные, могут быть пропитаны растворами каталитически эффективных
соединений, которые затем осаждаются обработкой газами.
Вышеуказанные девять методов кратко описывают общие методы включения дильденов в основные
обменные тела.
Конечно, могут быть использованы и другие средства, и в частности, может быть применена комбинация двух
или более из описанных выше методов, что часто является желательным.
Разбавленные реагенты для обмена оснований, полученные в соответствии с настоящим изобретением,
могут быть дополнительно обработаны солевыми растворами для введения оснований в обмениваемую
форму, которые сами по себе могут обладать каталитической активностью, но обычно имеют активирующий
или стабилизирующий характер или способствуют стабилизации катализаторов.
Образовавшееся после обмена основанием вещество может также обрабатываться соединениями,
содержащими кислотные радикалы, которые сами по себе не являются эффективными катализаторами для
образования так называемых солеподобных веществ с этим веществом.
В состав основных обменных веществ могут входить компоненты, смешанные с разбавителями методом
тонкой механической обработки, с последующим формированием в пригодные для обработки фрагменты с
помощью подходящего клея.
Однако в целом этот метод приготовления не обеспечивает равномерного, тонкого и однородного разделения
каталитически эффективного компонента с телом, полученным методом обмена основания, и полученные
таким образом контактные массы, как правило, не столь эффективны, как те, которые получены с помощью
описанных выше влажных методов.
Тем не менее, с помощью этого метода можно создавать контактные массы, и они входят в объем настоящего
изобретения. Следует также понимать, что многие из девяти описанных выше методов получения
ионообменных тел с помощью влажных процессов могут быть использованы и в сочетании с хорошо
известными процессами плавления для производства ионообменных тел. Применимость будет очевидна для
опытного химика. В общем, контактные массы, описанные в настоящем изобретении IQ, содержат по меньшей
мере два вида компонентов, а именно, каталитически эффективный компонент, физически соединенный с
компонентом, осуществляющим обмен оснований, который сам по себе не является эффективным
катализатором. IXI0 Контактные массы, однако, помимо этих двух компонентов могут содержать и другие
вещества, такие как разбавители пористой или иной природы, химические соединения, механически
смешанные или соединенные физическим путем с контактной массой, или полученные в результате ее
обработки, которые действуют как стабилизаторы5 и способствуют сглаживанию чрезмерной интенсивности
реакции.
Примечательно, что соединения, являющиеся солями щелочей- 120.
Формирующие и подобные им металлы, такие как земные металлы, действуют как стабилизаторы. Некоторые
другие соединения, в частности соединения многих амфотерных металлов и соединения, содержащие
кремниевую кислоту, по-видимому, усиливают 125.
и усиливают стабилизирующий эффект солей основных металлов, и эти соединения мы назвали
«стимуляторами стабилизации». Разумеется, во многих случаях один компонент может выполнять более
одной функции. Таким образом, цеолит может выступать в качестве основного обменного вещества
благодаря своей желаемой физической структуре, а также, благодаря содержащейся в нем щелочи,
действовать как стабилизатор и, благодаря присутствующей кремниевой кислоте, как усилитель
стабилизации. Все подобные продукты, используемые для каталитического окисления диоксида серы,
подпадают под действие настоящего изобретения.
К элементам, из которых можно получать каталитически эффективные компоненты, относятся металлические
элементы 5-й и 6-й групп периодической системы, такие как ванадий, молибден, вольфрам, уран, хром,
марганец, мышьяк, сурьма, тантал, ниобий и висмут. В дополнение к этим каталитическим элементам, в
состав катализатора могут входить и другие металлические элементы, такие как марганец, бериллий,
алюминий, титан, железо, медь, цирконий, цинк, свинец, серебро, церий, никель, кобальт, бор и
редкоземельные элементы, которые во многих случаях могут усиливать активность катализатора. Наиболее
важными каталитически эффективными компонентами являются те, которые содержат платину и ванадий,
такие как, например, металлическая платина, соединения платины, а также оксиды, соли и другие соединения
трехвалентного, четырехвалентного и пятивалентного ванадия. К числу особенно эффективных солей
относятся ванадаты и ванадиты таких металлов, как железо, медь, серебро, никель, кобальт, титан, цирконий,
церий, алюминий, кальций, кадмий, уран, хром, марганец и др.
Оксид ванадия также является важным каталитическим компонентом. Следует учитывать, что количество
каталитического компонента относительно невелико по сравнению с массой или, точнее, объемом контактной
массы в целом, и, как правило, каталитически эффективный компонент не превышает 5 или 10% от общей
массы контактной массы.
Список дополнительных разбавителей, с которыми могут быть связаны каталитически эффективные
компоненты в комплексе для обмена оснований, не ограничен, и могут использоваться любые подходящие
разбавители. Мы обнаружили, что разбавители, обладающие высокой адсорбционной и абсорбционной
способностью, действуют как активаторы благодаря своим физическим характеристикам и являются весьма
желательными.
Размер частиц разбавителей может варьироваться в широких пределах, но мы обнаружили, что
мелкодисперсные разбавители, особенно те, размер частиц которых менее 60 микрон, являются
предпочтительными, поскольку они обеспечивают более однородный продукт. Среди разбавителей можно
упомянуть кизельгуры всех видов, с предварительной обработкой или без нее, фуллерову землю, тальк,
измельченные, каталитически неэффективные ионообменные материалы природного или искусственного
происхождения, горные породы, камни, туфы, трасс, лаву и т. д. вулканического или изверженного
происхождения, зеленый песок, шлаковую вату, измельченный шлак, цемент, силикагель, кварцевые
фильтрующие камни, измельченную керамику, измельченные природные или искусственные силикаты,
стеклянный порошок, графит, измельченные минералы, богатые четвертичным каучуком, муку из пемзы,
металлические порошки и порошки металлических сплавов, измельченный неглазурованный фарфор и тому
подобное.
Легко заметить, что количество возможных катализаторов огромно, и многие из них, особенно если правильно
подобрать пропорции каталитически эффективных компонентов и связанных с ними соединений, обладают
исключительной эффективностью. Физические характеристики продукции, разумеется, будут варьироваться в
зависимости от условий, в которых она изготавливается.
В целом, контактирующие массы, используемые для окисления диоксида серы, следует предварительно
обрабатывать воздухом или SO, содержащими газы, или и тем и другим. 90 Каталитическая реакция
вызывает определенные изменения в химическом составе ионообменных оснований, не влияя, однако, на их
физическую структуру.
Поэтому мы не хотим, чтобы нас поняли как утверждение 95 о том, что катализаторы остаются неизменными в
ходе реакции и определяются по состоянию на момент их приготовления, как это принято в каталитической
химии.
Эти вторичные превращения иногда оказываются относительно неэффективными; в других случаях они могут
иметь важное значение для контроля каталитической эффективности массы. Таким образом, например, в
процессе контактной обработки серной кислотой образующийся SO3 обычно реагирует с присутствующими
ионообменными основаниями и с присутствующей щелочью, образуя определенные бисульфаты или
гиалурониды щелочных металлов, которые могут присутствовать. В большинстве случаев эти соединения
являются стабилизаторами, так что во многих случаях сама реакция производит в катализаторе необходимый
стабилизатор.
В тех случаях, когда требуется большее количество стабилизатора, его можно добавить в виде желаемой
соли или основного оксида, а также дополнительное количество стабилизатора, полученного в результате
самой реакции.
Изобретение будет подробно проиллюстрировано в следующих примерах, которые следует понимать лишь
как иллюстрации некоторых методов реализации принципов изобретения, которое никоим образом не
ограничивается точными деталями, изложенными в них. Однако следует понимать, что во многих примерах
описываются конкретные, имеющие большое значение особенности, и такие особенности включены в узкие и
предпочтительные варианты осуществления изобретения, 134) t 286,708, хотя они и не ограничивают его
широкую область применения.
ПРИМЕР 1.
12 Части V2O5 растворяют в 12,4 частях 90%-ного ИК-гидроксида в 200-250 частях воды, и добавляют 80
частей инфузориальной глины. Полученную суспензию затем обрабатывают 7,12 частями хлорида железа(III),
растворенного в 100-150 частях воды, при этом температура поддерживается на уровне примерно 400-500 °C.
После добавления всего хлорида железа(III) реакционную смесь нейтрализуют лакмусовой кислотой путем
постепенного добавления 2N серной кислоты. Получают смесь ванадата железа(III) и инфузориальной земли,
которую отделяют от маточного раствора фильтрацией, а затем промывают 200 частями холодной воды. 90.5
части 330 B6.
Раствор в жидком стекле разбавляют четырьмя-пятью объемами воды, затем добавляют фильтрационный
осадок, содержащий ванадат железа и инфузориальную β-землю, при интенсивном перемешивании для
Соседние файлы в папке патенты