Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10539
.pdf
1
Сложные эфиры металлоциановых кислот, такие как, например, тетраэтиловый эфир, тетраизопропиловый
эфир и тетраамиловый эфир ферроциановой кислоты, все из которых я синтезировал.
2
Соли, образующиеся между металлоциановой кислотой и органическими основаниями, такими как анилин или
алифатические амины.
Я не хочу ограничивать свое изобретение хорошо известными гексациановыми соединениями, такими как
производные ферроцианидов, но хотел бы включить в него также органические производные пентацианидов и
органические производные комплексных цианидов металлов, отличных от железа.
Я убежден, и это убеждение частично основано на экспериментальных данных, что детонационные свойства
вышеупомянутых соединений частично обусловлены металлическим элементом, а частично цианогенным
радикалом. Я также хотел бы обратить внимание на тот факт, что валентность углерода в свободном
цианогенном радикале не равна четырем, и я выдвигаю гипотезу, что в некоторой степени детонационные
свойства будут обнаружены у всех соединений, содержащих углерод с валентностью, отличной от четырех,
или способных в цилиндрических условиях образовывать соединения или свободные радикалы, содержащие
углерод с валентностью, отличной от четырех.
Для облегчения включения этих соединений в топливо для двигателей внутреннего сгорания желательно,
чтобы они были растворены в таком топливе. Я обнаружил, что многие металлоорганические цианиды,
особенно упомянутые сложные эфиры, растворимы либо непосредственно в углеводородах, либо в их смесях
со спиртами. Я также обнаружил, что нет необходимости в том, чтобы антидетонационные присадки моего
изобретения обладали почти такой же летучестью, как топливо; неиспарившиеся частицы будут иметь тот же
эффект.
К числу распространенных металлов, которые, как известно, образуют металлоцианиды, из которых можно
получить сложные эфиры, относятся железо и кобальт, но из других распространенных металлов, например,
свинца, также можно получить металлоцианидные сложные эфиры. Многие менее распространенные
металлы также образуют подходящие металлоорганические цианиды. Все они включены в мое изобретение.
В качестве конкретного примера моего изобретения я могу привести растворение 20,4 % тетраизопропилового
эфира ферроциановой кислоты в смеси крекинг-бензина с 9 % изопропилового спирта, и эта смесь
продемонстрировала выраженные антидетонационные свойства. То же самое было сделано с
соответствующими этиловым и амиловым эфирами; в случае последнего эфира оказалось достаточно 2 %
амилового спирта; обе смеси дали хорошие результаты. Хорошо известно, что изопропиловый спирт и другие
высшие спирты в незначительной степени являются антидетонационными агентами; однако выбросы,
полученные с использованием смесей моего изобретения, значительно превосходили эффект одних только
спиртов.
Дата: 18 ноября 1929 года.
МАРКС И КЛЕРК.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся топлива для двигателей внутреннего сгорания.
Я, Людвиг Розенштейн, гражданин города и округа Сан-Франциско, Соединенных Штатов Америки,
проживающий по адресу: 112, штат Калифорния, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляю о
характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении:
Изобретение относится к антидетонационным соединениям, которые полезны в сочетании с жидким топливом
для двигателей внутреннего сгорания. Хорошо известно, что в двигателях внутреннего сгорания может
возникать эффект, неблагоприятный для наиболее эффективной работы двигателя. Этот эффект — явление,
которое обычно называют «детонацией» или «розовым звуком», и он является нежелательным.
Основная цель моего изобретения — предоставить соединения, которые могут быть использованы с жидким
топливом во внутренних двигателях для подавления этого нежелательного стука.
Я разработал в некоторой степени антидетонационные свойства, связанные с соединениями, содержащими
углерод с валентностью, отличной от 4, и в соответствии с этим аспектом изобретения, для подавления или
уменьшения детонации в углеводородном топливе я использую обычно жидкое или твердое
углеродсодержащее соединение, обладающее антидетонационными свойствами и в котором по меньшей
мере один атом углерода имеет валентность 2.
Я обнаружил, что органические соединения, содержащие металлические элементы, а также углерод и азот,
взаимно связанные в радикальных связях, эффективны в качестве противооткатных агентов в моторном
топливе. Соответственно, изобретение дополнительно состоит в моторном топливе для двигателей
внутреннего сгорания, включающем углеводородное топливо и противооткатное органометаллическое
соединение, содержащее углерод и азот, взаимно связанные в радикальных связях. Соединения, которые
могут быть использованы в зависимости от цели и которые действуют как противооткатные агенты при
добавлении в небольших количествах к топливу для двигателей внутреннего сгорания, представляют собой
органические соединения, содержащие металлические элементы, такие как железо, никель, свинец,
вольфрам, а также углерод и азот, взаимно связанные в радикальных связях. К ним относятся цианиды,
изоцианиды, цианаты, тиоцианаты, изоцианаты, изотиоцианаты и цианогенные комплексы, под которыми я
подразумеваю органические цианосоединения, в которых одно или несколько Радикалы CN были заменены
одновалентными радикалами, такими как NO.
Для целей изобретения особенно полезны металлоцианиды, в том числе сложные эфиры металлоциановых
кислот, такие как тетраэтил-, тетраизопропил- и тетраамиловые эфиры ферроциановой кислоты, все из
которых я получил. Также могут быть использованы ариловые и алкиловые эфиры, например,
тетрафенилферроцианид. Хотя здесь упомянуты только ферроцианиды, следует понимать, что существуют и
другие металлы, которые, как известно, образуют металлоцианиды, сложные эфиры которых могут быть
получены. В качестве иллюстрации перечислены следующие металлические элементы, полезные для
получения металлоциановых соединений:
Кобальт, таллий, свинец, никель, осмий, молибден, хром, уран и ванадиевый вольфрам, образующий
октациановые комплексы, также могут быть использованы. Включая соответствующие соединения, в которых
металл заменен другим металлом, например, селеном.
«Соли, образующиеся между металлоциановой кислотой и органическими основаниями, ароматические
амины, такие как анилин, подходят, как и алифатические амины. Гетероциклические амины, а также
карбоциклические, алициклические и изоциклические основания подходят для моего изобретения.
Циклические основания могут быть моно- или полинуклеарными. Они могут быть дополнительно замещены,
но заместители не должны приводить к потере органическим основанием своих свойств.
Тетраанилиноферроцианид является хорошим противодетонационным соединением».
Я не желаю ограничивать свое изобретение хорошо известными гексациановыми соединениями, такими как
производные -Mx(CO)6, где M представляет собой подходящий металл, а v — его комбинационное число, но
хотел бы включить также органические производные пентацианидов, такие как нитропероксиды и
карбонилцианиды. Следует понимать, что гексациановые соединения могут быть замещены подходящими
радикалами с образованием тетратри-, ди- и моноцианидных комплексов. В качестве примера органического
цианосоединения, не содержащего металлического элемента, я получил изобутилизонитрил, который, как я
обнаружил, является детонационным агентом.
Йодид цианогена обладает детонационным эффектом, в 110 раз более сильным, чем тот, который
обусловлен наличием йода в соединении. Это вещество также включает такие соединения, как Se-CN, Se-ON,
Te-CN, I; I; I, 115, Se-ON, Se, Te-CN, SeSe, OS, Te-CN, 1, Te, I, Te, N, O-CON, O-ON и цианосоединения селена
в целом.
Соединения селеноцианата (SeON) включают в себя этот характерный радикал. Он может быть связан с
органическими или неорганическими соединениями 120 различного характера.
349,475 349,4 T 7 b Фенилселеноцианат (< Se CN), аминофенилселеноцианат ( / X Se CN), Nil, который может
быть дополнительно алкилирован с образованием алкилвторичных или третичных аминных производных,
алифатические селеноцианаты и их производные, а также другие формы органических селеноцианатов
являются удовлетворительными антидетонационными агентами; также селеноцианаты, содержащие
неорганические замещающие радикалы, обладающие аналогичными свойствами. Соединения, содержащие
следующее ядро: I I Se-ON NC-Se -\ I I X, такие как J O Se-CN NO-Se, а также производные с арил- и
алкиламинными заместителями, также обладают аналогичными свойствами, которые в определенной степени
усиливаются введением аминной группы. Здесь также, как и в случае соединения, имеющего одинарную связь
-Se ON, к группе -C Se-O могут быть присоединены алифатические или другие типы органических
замещающих радикалов или неорганические радикалы: CC-Se с производством антидетонационных
материалов.
Другие полезные соединения — это C=IH-Se-Se-CN, в котором этильный радикал может представлять собой
другие алкильные или замещенные алкильные радикалы, и Se-Se-CN, в котором фенильный радикал может
представлять собой любую другую арильную группу, которая, в свою очередь, может быть дополнительно
замещена органическими или неорганическими группами; амин. Замещенные соединения этого общего типа
могут быть проиллюстрированы следующими соединениями: X> As N-Qe-S e-CN.
В тех случаях, когда диселеновая группа связана с нитрильной или изонитрильной группой, соединения этого
класса обладают необычайной эффективностью в качестве антидетонационных агентов, обусловленной не
только диселеновой связью, но и наличием селеноцианатной связи в соединениях. Два соединения, а именно
селеноцианат селена и дициандиселенид, уже упомянутые ранее, являются предпочтительными для
использования, поскольку обладают антидетонационными свойствами, значительно превосходящими
свойства любых соединений селена, ранее использовавшихся в моторном топливе. Кроме того, эти
соединения растворимы в бензине, что придает ему характерный цветовой эффект диселенида. Было
обнаружено, что при растворении селеноцианата селена в бензине наблюдается тенденция к разложению
соединения на цианид селена. Однако эффективность соединения снижается. Это относится не только к его
производным, поскольку сам селеноцианат селена обладает весьма желательными антидетонационными
свойствами.
Соединения теллура, соответствующие в целом уже упомянутым соединениям селена и любым производным
диселенидов, о которых говорилось ранее, в которых один атом селена замещен атомом теллура, также
обладают антидетонационными свойствами.
Из проведенных мною экспериментов следует, что детонационные свойства вышеупомянутых соединений
частично обусловлены расположением атомов углерода и азота, а частично — наличием металлических
элементов, если таковые присутствуют.
Кетены, таутомерная форма которых RO\ / O =, и соединения типа 75 Rx =C, где x представляет собой
подходящий одновалентный заместитель V X/, также являются хорошими антидетонационными агентами.
Примером такого соединения является дийодоацетилиден, 'C=C.
Для облегчения включения этих 80 соединений в топливо для двигателей внутреннего сгорания желательно,
чтобы они были растворены в таком топливе. Я обнаружил, что многие из органо-металлоцианидов.
В частности, упомянутые сложные эфиры растворимы либо непосредственно в углеводородах, либо в их
смесях с другими соединениями, такими как спирты, которые служат вспомогательными растворителями.
Я обнаружил, что нет необходимости в том, чтобы противодетонационные присадки моего изобретения
обладали почти такой же летучестью, как топливо; неиспарившиеся частицы будут иметь тот же эффект.
Например, металлоорганические цианиды нелетучи по сравнению с летучестью топлива. Многие из
упомянутых цианидов являются твердыми веществами при обычных температурах. Следует понимать, что
термин «летучий» является относительным, и что под «нелетучим» я подразумеваю соединение, летучесть
которого меньше, чем у наименее летучего компонента топлива.
i При подготовке углеводородного топлива, которое будет производиться, я заявляю, что то, что 1
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_349476.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=349476&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB349476A
[]
-, '',, S -, ',
СПЕЦИФИКАЦИЯ ПАТЕНТА Дата подачи заявки: 20 ноября 1929 г.
№ 35,505/29.
349,476 Полная спецификация принята к рассмотрению: 20 мая 1931 г.
Гидравлический воздушный или газовый компрессор.
Я, Николай Василевич Павлов, гражданин Союза Социалистических Советских Республик, проживающий по
адресу: Чаркофе, Мордвиновская, 9, Москва, Союз Социалистических Советских Республик, настоящим
заявляю о характере данного изобретения и способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится к гидравлическим воздушным или
газовым компрессорам того типа, в которых вода, поступающая в одну или несколько нисходящих труб,
увлекает части воздуха или газа, подлежащего сжатию, при этом смесь поступает в нижний закрытый
разделительный резервуар, где удаляется избыток накопившейся воды, а сжатие увлекаемого воздуха
происходит за счет замедления гравитационного потока воды.
Настоящее изобретение представляет собой гидравлический аппарат указанного типа, сочетающий
гидравлический поршень с гидравлическим компрессором, в котором всасываемая вода поступает в
нисходящую трубу или трубы через прерыватель для периодической подачи воздуха или газа, при этом
предусмотрены средства, благодаря которым воздух или газ в нисходящей трубе подвергаются воздействию
не только статического давления, но и динамического давления жидкости, спускающейся по нисходящей
трубе.
Изобретение Ifib заключается в дополнительных особенностях, описанных ниже и заявленных в прилагаемых
пунктах формулы изобретения.
Для того чтобы изобретение было понятным, обратимся к прилагаемому чертежу, на котором схематически
показана схема работы. На чертеже a представляет собой резервуар, расположенный на возвышении, в
который вода поступает из подающей трубы, управляемой клапаном. Вода периодически перетекает в
отводящую трубу c, причем замедление достигается за счет движения жидкости, скорость которого меньше
ускорения свободного падения, в ряде коротких столбов.
Эти короткие столбики образуются благодаря показанной на рисунке конструкции, в которой перевернутый
колоколообразный элемент действует как прерыватель тока 50 известным способом, вовлекая воздух. Под
колоколом создается частичный вакуум вследствие попадания и опускания воды (в трубу c), в то время как
воздух в виде пузырьков всасывается через воду в колоколообразную трубу 55 и трубу c до момента, когда
жидкости будет достаточно, чтобы предотвратить дальнейшее попадание воздуха в колоколообразную трубу.
Затем жидкость снова поступает в воронкообразное отверстие трубы c, и действие повторяется. Таким
образом, довольно медленно опускается ряд столбиков жидкости и воздуха с сопутствующим статическим и
динамическим давлением для сжатия воздуха.
Механическая смесь с пузырьками или 65 столбами воздуха — в зависимости от корреляции
соответствующих величин — проходит через противовесный клапан k на нижнем конце трубы c в сепаратор d,
где воздух отделяется от воды. Две трубы / и 1 ведут соответственно от сосуда d к двум резервуарам g и n,
которые расположены на высоте выше сосуда d; резервуар N, как и в случае гидравлического таранного
устройства 75, может быть расположен на относительно большой высоте. Автоматический клапан in
установлен на нижнем конце трубы l, а клапан 6, который может управляться вручную, установлен в месте
соединения трубы / с сосудом d. Резервуар p для сжатого воздуха соединен с верхней частью сепаратора d
трубой, которая снабжена клапаном o с ручным управлением.
Оба клапана e и o могут быть легко сконструированы таким образом, чтобы управляться поплавком в
сепараторе d.
При работе аппарата, если клапан открыт, а сам клапан закрыт, жидкость поднимается по трубе и поступает в
резервуар. При закрытии клапана давление в сепараторном резервуаре увеличивается (без учета веса
воздуха) за счет гидростатического давления в трубе c (если клапан m закрыт) и динамического давления,
создаваемого энергией движущихся масс жидкости в трубе c. Это суммарное давление сжимает воздух в
верхней части сепаратора d. Когда это давление становится выше давления i00 столба жидкости в трубе 1,
клапан m автоматически открывается, и жидкость затем поступает в резервуар n. Когда нисходящий поток в
трубе c прекращается и давление в сосуде d, вследствие оттока жидкости через клапан m, становится равным
давлению столба жидкости в трубе 1, клапан m автоматически закрывается. Затем, при открытии клапана o,
сжатый в сосуде d воздух поступает в резервуар p, из которого он забирается по мере необходимости. Для
обеспечения работоспособности, если давление в резервуаре p выше статического давления столба
жидкости в трубе c, а также в трубе i, в начале следующего цикла ao, то путем закрытия клапана o и открытия
клапана e жидкость проталкивается через трубу / в резервуар g, давление, следовательно, понижается, и
вследствие снижения давления в d, открывается клапан k, и цикл повторяется.
Если давление в резервуаре p ниже давления столба жидкости в c, жидкость начинает проходить через
клапан k в сосуд d, а воздух вытесняется из резервуара. В этом случае, если клапан o закрыт, жидкость в
трубе c, двигаясь по инерции, сжимает воздух в сосуде d и, при определенном соотношении масс жидкости в
трубе c и веса столба жидкости в трубе 1, выталкивает жидкость из сосуда d через клапан im в резервуар N,
тем самым понижая давление в d, после чего — в зависимости от количества жидкости в сосуде d — либо
открывается клапан o, либо цикл начинается заново с открытием клапана a. Давление в сосуде d и клапан k
обеспечивают правильное направление потока жидкости.
По мере накопления энергии движущихся масс жидкости, подаваемых в периоды замедления, устройство
позволяет наилучшим образом использовать силу гравитации.
Хотя в данном описании в качестве энергетической жидкости для сжатия воздуха рассматривается вода,
следует понимать, что в качестве замены может быть использована любая другая жидкость, если это
экономически целесообразно, а также в качестве сжимаемой среды может выступать газ, отличный от
атмосферного воздуха.
Теперь, подробно описав и определив природу моего изобретения и то, каким образом оно предназначено...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_349477.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=349477&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB349477A
[]
СПЕЦИФИКАЦИЯ ПАТЕТА -
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 21 ноября 1929 г., № 35679/29.
Завершено: 21 мая 1931 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
ИСПРАВЛЕНИЕ.
СПЕЦИФИКАЦИЯ № 349477.
Страница 4, строка ( 35, вместо ' this " читать "thus" ПАТЕНТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ Ce, Juy 1 slt, 1931.
O ttil UCI Ui tle invelntion Is the provision of an improved low tenmperature process of the nature selposed, in which
the reduction of the mineral is 'defecting by fixed carbon in the conditions of reduced pressure of atmosphere of the
closed reduction camera or retort.
Согласно настоящему изобретению, мы предлагаем способ восстановления железной руды, включая ее
оксиды и карбонаты, углем в закрытой, внешне нагреваемой, практически газонепроницаемой реторте,
свободной от горения, при условии мелкодисперсного контакта руды и угля, характеризующийся нагревом
загрузки при сравнительно низкой температуре, не превышающей приблизительно 9500 °C, постоянным
принудительным удалением, например, путем прессования, практически с той же скоростью, с которой
образуются, всех газов, выделяющихся и образующихся в закрытой реторте, включая углеводороды и
монооксид углерода, с целью снижения атмосферного давления в диапазоне от слегка выше атмосферного
до любого давления ниже атмосферного, быстрым принудительным удалением газов, предотвращающим
газообразные восстановительные и вторичные газообразные реакции, так что восстановление происходит
практически исключительно за счет связанного аморфного углерода угля и без карбонизации металла, и,
наконец, отделением в мелкодисперсной форме продукта от металла. Получено без плавления или
сплавления 3 i 9,477, быстрое удаление aoresail, при этом восстановление металлического не снижает
теплотворную способность топлива 75. Температура процесса восстановления довольно низкая,
поддерживается ниже 950 °C и зависит от условия, что при более низком давлении температура завершения
восстановления может быть соответственно 80 gly (l снижена). Однако могут использоваться и другие
углеродистые материалы или топливо. Как правило, максимальные температуры, используемые в процессе,
ниже температур плавления веществ, 85 поступающих в восстановительную камеру, так что карбиды или
другие металлические соединения таким образом не образуются. В результате реакции значительно
упрощаются, и использование флюса становится 90 совершенно ненужным. Указанные выше температуры
представляют собой температуры на выходе из В редукционной камере поддерживается соответствующий
температурный градиент.
-':vin sl,igv в направлении входа в камеру re 95 dlucig.
Атмосфера восстановительной цепи является критической и постоянно истощается при наличии любых
подходящих устройств, таких как пливы.
Сокращение может быть осуществлено в один этап или в несколько этапов.
То есть, реторта может представлять собой одно отделение или множество отделений, причем последнее
расположение является преимуществом при наличии температурного градиента.
&ii VECOPY 0.
-1 i.
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 21 ноября 1929 г. № 35679/29.
Окончательное принятие: 21 мая 1931 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
534-,47 J 4 A,4 Lt 7 Усовершенствования процессов восстановления железной руды.
Уильям Эм Д. Муссо, гражданин Соединенных Штатов Америки, проживающий по адресу: 149, Черч-стрит, и
Уильям Филлипс Лейп Пи Э., гражданин Соединенных Штатов Америки, проживающий по адресу: 151,
Черч-стрит, оба в городе, округе и штате Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, оба инженеры, настоящим
заявляют о зрелости данного изобретения и о том, каким образом оно должно быть выполнено, что подробно
описано и установлено в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к процессам низкотемпературного восстановления железной руды в условиях
пониженного давления и к превращению восстановленного железа в заготовку из железа или стали любой
желаемой спецификации в полном самоподдерживающемся цикле операций.
Целью изобретения является разработка усовершенствованного низкотемпературного процесса, подобного
описанному, в котором восстановление минерала осуществляется с помощью связанного углерода в
условиях пониженного атмосферного давления закрытой восстановительной камеры или реторты.
Согласно настоящему изобретению, мы предлагаем способ восстановления железной руды, включая ее
оксиды и карбонаты, углем в закрытой, внешне нагреваемой, практически газонепроницаемой реторте, при
свободном горении руды и угля в мелкодисперсном плотном контакте, характеризующийся нагревом шихты
при сравнительно низкой температуре, не превышающей приблизительно 950 °C, постоянным
принудительным удалением, например, путем откачки, практически с той же скоростью, с которой они
образуются, всех газов, выделяющихся и образующихся в закрытой реторте, включая углеводороды и
монооксид углерода, с целью снижения атмосферного давления в диапазоне от немного выше атмосферного
до любого давления ниже атмосферного, быстрым принудительным удалением газов, предотвращающим
газовое восстановление и вторичные газовые реакции, так что восстановление происходит практически
исключительно за счет связанного аморфного углерода угля и без карбонизации металла, и, наконец,
отделением в мелкодисперсной форме пустой породы от полученного металла без плавления или
сплавления металла или пустой породы. с этим.
Данное изобретение обеспечивает восстановление железной руды связанным углеродом угля,
сопровождаемое одновременным быстрым и принудительным удалением газообразного содержимого
окислительной камеры. В результате этого процесса происходит одно прямое и окончательное
восстановление для получения практически чистого металла, из которого пустая порода может быть удалена
механическим разделением.
Поскольку связанный углерод используется для восстановления минерала, а летучие газы удаляются,
последние доступны в больших количествах в качестве топливного газа. То же самое относится и к некоторым
газообразным продуктам реакции, таким как, например, оксид углерода, который имеет высокую топливную
ценность. Кроме того, вторичные реакции газов в восстановительной камере, благодаря быстрому удалению,
не будут препятствовать восстановлению минерала и не снизят теплотворную способность топлива.
Температура процесса восстановления достаточно низкая, поддерживается ниже 950 °C и зависит от условия,
что при использовании более низкого давления температура завершения восстановления может быть
соответственно снижена. Однако могут использоваться и другие углеродсодержащие материалы или топливо.
Как правило, максимальные температуры, используемые в процессе, ниже температур плавления веществ,
поступающих в восстановительную камеру, так что карбиды или другие металлические соединения таким
образом не образуются. Это приводит к тому, что реакции значительно упрощаются, а использование флюса
становится менее затратным. Совершенно излишне. Указанные выше температуры представляют собой
температуры на выходе из восстановительной камеры. Поддерживается соответствующий температурный
градиент, направленный к входу в восстановительную камеру. Атмосфера восстановительной камеры быстро
и постоянно удаляется любым подходящим способом, например, с помощью насосов.
Процесс восстановления может быть осуществлен в один этап или в несколько этапов, то есть реторта может
представлять собой однокамерное или многокамерное устройство, причем последнее расположение
особенно выгодно при использовании температурного градиента.
349,477 Если используется реторта с одним отсеком, восстановление полностью завершается в этом одном
отсеке; другими словами, восстановление происходит в один этап. Если же реторта имеет несколько отсеков,
загрузка, включая руду, перемещается через последовательные отсеки, в то время как процесс
восстановления происходит постоянно, а давление и температура в последовательных отсеках могут быть
различными, что обеспечивает многоступенчатый процесс.
Газы могут удаляться одним потоком или несколькими отдельными потоками, что в последнем случае
минимизирует реакцию между различными газами. Удаление газов несколькими потоками может
осуществляться в разнесенных точках одноступенчатой реторты с температурным градиентом, но
многоступенчатая реторта особенно хорошо подходит для этой цели. На входном конце или ступени
восстановительной камеры выделяются летучие газы, которые по своей природе представляют собой
угольный газ. Затем, с повышением температуры, образуются осветительные вещества и другие
углеводородные газы, оксид углерода и водород, которые отводятся в последующих точках или ступенях.
Объемы газов увеличиваются с температурным градиентом и от входа к выходу восстановительной камеры.
Таким образом, видно, что процесс может быть осуществлен с температурным градиентом, максимум
которого находится в месте восстановления, а летучие газы и газообразные продукты восстановления
отдельно отводятся из реторты. Аналогично, процесс может быть осуществлен в несколько этапов с
возрастающим температурным и убывающим градиентом давления, причем самое низкое давление и самая
высокая температура находятся в месте восстановления. Таким образом, начальное отношение температуры
к давлению может последовательно уменьшаться на соответствующих последовательных этапах
восстановления, как будет подробно объяснено далее. Поскольку газы, удаляемые при более высоких
температурах в конечных участках или этапах реторты, представляют собой водород и оксид углерода,
которые оказывают чисто восстановительное действие на металлы, в этих участках реторты практически
ничего не портит металл. Следовательно, восстановление минерала упрощается и ускоряется этим
процессом, а топливная ценность газов сохраняется.
Быстрое удаление газообразного содержимого из восстановительной камеры приводит к снижению
атмосферного давления по сравнению с давлением, которое бы возникло, если бы не использовалось
принудительное удаление воздуха.
Соответственно, напряжение или внешнее давление кислорода или других газов, исходящих от минерала,
становится выше, чем давление окружающей среды, о которой идет речь. В этих условиях пониженного
давления окружающей среды и непрерывного нагрева связанный углерод топлива приобретает свойство или
состояние повышенной химической активности, что особенно способствует его быстрому соединению с
кислородом или другими газами руды. Это способствует ускорению восстановления минерала, особенно с
учетом того, что сродство углерода к кислороду больше, чем сродство металлов к кислороду. Из-за быстрого
удаления оксидов углерода обратное действие может не произойти, особенно учитывая значительный
избыток связанного углерода.
В обычной практике печей или ретортов давление газа всегда несколько выше атмосферного. В данном
изобретении пониженное давление, возникающее в результате отвода газов, может быть ниже или выше
атмосферного. Поскольку это давление может значительно варьироваться, предпочтительнее не указывать
какое-либо конкретное значение давления, а расширить приведенное выше описание, чтобы более полно
указать определяющие факторы и связь между ними и температурами.
Поскольку межчастичные пространства в восстановительной камере представляют собой практически
постоянный объем, среднее давление газов 100 в основном подчиняется газовому закону.
Объем межзернового пространства может быть заранее определен и контролироваться, поскольку руда и
уголь точно измельчаются до желаемой фракции, а также потому, что температура в реторте относительно
низкая, и летучие вещества и другие газы быстро откачиваются насосами, предотвращая тем самым
агломерацию. Кроме того, скорость подачи материалов в реторту и скорость их выгрузки точно определены,
благодаря чему может поддерживаться заданный свободный объем в реторте над загрузкой.
Таким образом, давление находится в пределах практических ограничений, пропорционально температуре.
Изобретение предусматривает снижение этого давления до точки, где реакция протекает с желаемой
скоростью и экономичностью. Снижение давления легко достигается, поскольку в восстановительной камере
имеется свободное пространство, доступное для приема газов, объем которого во много раз превышает
объем межчастичных пространств, и, кроме того, это свободное пространство постоянно отводится. Эти
факторы могут быть надлежащим образом скоординированы для поддержания заданного давления в
окружающей среде. Материалы, обрабатываемые в восстановительной камере, находятся в соединении с
кислородом в оксиде железа, в то время как второе равновесие стремится удалить кислород как таковой из
системы, превращая его в монооксид углерода. Завершение реакции, согласно хорошо известным принципам
физической химии, достигается путем удаления газообразной фазы CO из системы путем отвода газов из
реторты. так же быстро, как они образуются. Чтобы еще больше избежать возможности обратимой реакции,
подается избыток углерода, который всегда присутствует, что соответствует хорошо известному принципу
подвижного равновесия и закону непрерывного действия. Во всех реакциях, таких как упомянутое выше
восстановление железа, где образуется газ, и где естественная тенденция, следовательно, заключается в
увеличении давления газа, любое снижение давления будет способствовать реакции. С другой стороны, для
каждого давления существует соответствующая определенная температура, и наоборот. Это приводит к
теории, что в любой системе, рассматриваемой моим изобретением, где в ходе реакции необходимо изменять
температуру и давление для достижения завершения соответствующих равновесий, ход реакции является
функцией отношения давления к температуре. Для восстановления минерала железа температура
повышается, а давление понижается, при этом скорость отношения этих факторов в пределах практических
ограничений остается постоянной, как в арифметическая прогрессия.
Отмечается, что для некоторых реакций последовательные изменения температуры и давления могут быть
такими, что разница между соотношениями практически равна нулю.
При обработке мелкодисперсных материалов любого вида, например, при восстановлении минерала твердым
топливом, известен начальный межзерновой объем V<sub>i</sub> и известен свободный объем
V<sub>w</sub>.
В реторте соотношение объемов составляет V 2.
V = m, число больше 1.
Теперь, учитывая в любой момент времени давление и температуру, где Pl — давление в межпространстве, а
P2 — давление в нагревательной камере, = P2, и поскольку V = m V,, T -T P =m P2; или P2 =Pl, что может быть
даже на 120 меньше одной атмосферы. Во всех случаях значение P2 меньше, чем если бы не происходило
вытяжение, поскольку тогда P2 было бы равно P,, то есть давление в свободном пространстве реторты было
бы равно давлению в межпространстве. Поскольку V известно, p2 p1. Редукционная камера состоит из частей,
которые в значительной степени перекрывают друг друга.
Таким образом, окружающее давление становится довольно высоким и замедляет выделение летучих газов и
сублимацию связанного углерода. Если необходимо компенсировать это, давление в печи можно уменьшить
до желаемой степени.
В этой связи следует отметить, что указанные материалы могут постоянно перемешиваться или
располагаться иным образом, чтобы способствовать выходу образующихся газов и обеспечить максимальную
площадь поверхности связанного углерода или угля, доступную для исследования в течение единицы
времени.
Вследствие значительной разницы давлений между межпространством и свободным пространством
восстановительной камеры, газы, выходящие из межпространства, имеют высокую скорость.
Основная теория, лежащая в основе данного изобретения, заключается в том, что скорость химической
реакции является функцией отношения давления к температуре.
В моем усовершенствованном процессе эта функция управляет реакцией на протяжении всего процесса, так
что скорости реакции находятся в пределах практических ограничений, равномерно ускоряясь или
замедляясь в зависимости от ситуации. Реакция, скорость которой является непрерывной функцией
отношения давления к температуре, дает равномерные результаты без образования остаточных веществ.
Полнота реакции в моем усовершенствованном процессе обеспечивается непрерывным удалением газов, а
также отношением давления и температуры. Хотя с теоретической точки зрения приращения скорости
изменения температуры и давления должны быть бесконечно малыми, на практике это можно лишь
аппроксимировать поэтапно, как указано ниже.
В качестве конкретного примера, иллюстрирующего изложенную в предыдущем абзаце тему, я могу
упомянуть, что в процессе восстановления оксида железа (FeO) с помощью фиксированного аморфного
углерода угля мы имеем две фазы, а именно твердое железо (Fe) и газообразный монооксид углерода (CO),
которые постоянно сосуществуют, в то время как углерод (C) и кислород (O), образующие CO, соединяются в
условиях равновесия. Для лучшего объяснения фундаментальной теории в случае восстановления железа я
приведу химическое уравнение восстановления, которое выглядит следующим образом:
FeO + 3C => 2Fe + 3CO. Это уравнение следует рассматривать как результат двух одновременных
равновесий: VlZ, 2FeO ≤ 4Fe + 3O (диссоциация оксида железа(III)) 0. + 2 C≤-2 C O (Образование оксида
углерода).
Из двух одновременных равновесий первое, как правило, приводит к высвобождению железа con349,477 { 3 o
49,47.
Может поддерживаться постоянным для каждой температуры, давления и скорости реакции, чтобы
обеспечить надлежащее равновесие в различных точках. Давление и температура выше указанных значений
реакций могут регулироваться и обеспечивать полную производительность, достигаемую с помощью хорошо
Соседние файлы в папке патенты