Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10655
.pdf
Компрессор 26 может быть роторного или поршневого типа, и такой компрессор приводится в движение
электродвигателем, пусковая цепь которого соединена с переключателями 33 и 34, которые расположены
таким образом, чтобы замыкать соответствующие контакты, когда корпуса эжекторов заполнены и когда они
пусты. Расположение цепей таково, что когда один эжектор, например А, заполнен и готов к разгрузке,
переключатель 33 замыкает контакты в цепи питания соленоида 23, и цепь пуска двигателя в такой цепи не
может быть замкнута, и клапан не будет работать до тех пор, пока эжектор В не опустеет, когда
соответствующие контакты замкнуты переключателем 34 и цепи замкнуты. Таким образом, видно, что
соленоиды будут попеременно срабатывать для возвратно-поступательного движения регулирующего
клапана в одно из двух его положений, и правильная последовательность операций всегда поддерживается.
Следует понимать, что схемы имеют простой характер, и могут быть приняты различные варианты
компоновки или модификации; таким образом, при желании, к двигателю могут быть подключены две полные
цепи, по одной цепи, управляемой каждым переключателем. В этой схеме включение любого из эжекторов
может вызвать замыкание цепи двигателя независимо от состояния другого эжектора, но зарядка не может
начаться до тех пор, пока другой эжектор не завершит разрядку, что позволит переключающему клапану
переключиться.
Правильная работа попеременного режима в данном случае полностью контролируется 75-м переменным
клапаном 21. Таким образом, когда эжектор А заполнен, поплавковый механизм приводит в действие
переключатель 33 для замыкания цепи соленоида 23 и цепи двигателя, и переменный клапан перемещается в
положение, обеспечивающее подачу воздуха в эжектор А и отвод воздуха из эжектора В. Если эжектор В
заполнится до завершения разряда А, цепь соленоида 22 замкнется, но положение клапана 821 не изменится,
поскольку оба соленоида будут активированы одновременно, и никакого движения не произойдет до
завершения разряда А. В этом случае цепь соленоида 23 разомкнется, и противоположный соленоид 22
переключит клапан и начнет разряд эжектора В. Всасывающее соединение компрессора 32 с переменным
клапаном снабжено -95 атмосферным вентиляционным клапаном 35, который предназначен для открытия,
если оба эжектора одновременно пусты. Это достигается путем оснащения клапана рабочим соленоидом,
который управляется поплавковыми переключателями 33 и 34, причем конструкция такова, что когда оба
эжектора пусты, соленоид срабатывает, и клапан 35 открывается в атмосферу 105. Следует отметить, что при
описанной выше конструкции компрессор работает непосредственно для нагнетания либо эжектора А, либо
эжектора В в зависимости от положения переменного клапана 110 без обычного ресивера воздуха, который
используется в известных типах эжекторных установок, и компрессор запускается и управляется с помощью
переключателей поплавковых клапанов 115 эжекторов.
Следует также отметить, что во время работы компрессора он подает сжатый воздух, скажем, в эжектор А, в
то время как на всасывании или входе он получает сжатый воздух (который выполнил свою работу по
опорожнению эжектора В), в то время как эжектор В заполняется. Таким образом, работа, требуемая от
компрессора, представлена разностью давлений между сжатым воздухом из одного эжектора (например, B) и
давлением воздуха, подаваемого компрессором для откачки воздуха из другого эжектора (например, А).
Следует отметить, что если подача сточных вод в эжекторы (например, в эжектор B) временно прекратится,
возникнет ситуация, когда оба эжектора окажутся пустыми одновременно. Эжектор A содержит сжатый
воздух, а эжектор B — воздух приблизительно атмосферного давления, потерявший большую часть своего
сжатого воздуха при откачке из эжектора A. После возобновления подачи сточные воды естественным
образом начнут поступать в эжектор B, и таким образом фазовое соотношение работы не будет нарушено.
Однако в обычных условиях эжектор B не может быть заполнен, так как он будет содержать захваченный
атмосферный воздух. Именно в этот момент атмосферный клапан 35 во всасывающем трубопроводе
воздушного компрессора открывается с помощью погружного поплавка или других средств, предусмотренных
в эжекторах, так что эжектор B вентилируется в атмосферу, позволяя ему заполняться возвращающимся
потоком сточных вод в правильном фазовом соотношении.
Поплавковый клапан заполненного эжектора удерживается в закрытом положении за счет поплавка.
Когда переменный клапан перемещается для подачи воздуха через входное и обратное соединение 8
эжектора, воздух, проходящий через ствол клапана, воздействует на заданную площадь на задней части
клапана и постепенно выталкивает его из седла, преодолевая удерживающее воздействие поплавка.
Следовательно, открытие клапана будет постепенным. Аналогично, клапан 8S будет закрываться по мере
повышения уровня жидкости до заданного уровня в заполняемом корпусе эжектора, так что ни в одном из
случаев (заполнение или опорожнение) не происходит резких или рывковых воздействий на работу клапана,
что способствует сравнительно бесшумной работе установки.
Хотя выше описан один из вариантов изобретения в отношении электрического управления, следует
понимать, что использование электрических соединений и электрических реле не является обязательным,
поскольку управление может осуществляться пневматическим способом, приводящим в действие пилотные
клапаны для ввода пневматических реле, или, в качестве альтернативы, система может управляться
гидравлически с помощью гидравлических реле или серводвигателей.
Согласно модифицированному способу реализации изобретения, показанному на фиг. 3, вместо ранее
описанных электрических средств используется пневматическое давление в сочетании с устройством,
показанным на фиг. 1, при этом аналогичные обозначения используются для аналогичных частей на двух фиг.
Клапан переменного тока 21 снабжен расположенными напротив поршнями 36 и 37, перемещающимися в
цилиндрах 38 и 39 для управления клапаном с помощью давления воздуха. Эти поршни управляются парой
поворотных золотниковых клапанов 41, каждый из которых имеет три соединения.
Таким образом, клапан 40 имеет соединение 42 с пневматическим цилиндром 38, соединение 44 с трубой 32,
ведущей к всасывающему патрубку 31 компрессора 26, и соединение 46 с нагнетательной трубой между
компрессором и поворотным клапаном 21. Аналогично, поворотный клапан 41 имеет соединение 43 с
пневматическим цилиндром 39, соединение 45 с всасывающим патрубком 75 компрессора и соединение 47 с
нагнетательной трубой компрессора.
Поворотные клапаны 40, 41 приводятся в действие поплавковым механизмом эжекторов А и 13
соответственно. В трубе, соединяющей нагнетательный патрубок 25 компрессора с переменным клапаном 21,
установлен подпружиненный обратный клапан 48, предназначенный для предотвращения попадания
нагнетательного газа из компрессора в переменный клапан до тех пор, пока не будет установлено заданное
давление. Пружина клапана регулируется таким образом, чтобы в нагнетательном патрубке компрессора и в
ответвлениях 46 и 47 создавалось давление, достаточное для привода одного из поршней 36, 37, чтобы
обеспечить быстрое срабатывание переменного клапана и гарантировать завершение его движения до
поступления воздуха в эжекторы. Когда это предварительное давление превышено, подпружиненный клапан
48 поднимается, и воздух проходит через переменный клапан 21 в соответствующий эжектор. Кроме того,
используется еще одна пара клапанов для сброса давления из любого из эжекторов в атмосферу. Как указано
выше, на чертеже изображен клапан 49, обеспечивающий связь 105 между трубой 32 и, через трубу 50, со
вторым клапаном 51, имеющим соединение 52 с атмосферой. Клапан 49 снабжен рабочим поршнем 63,
который может получать 110 сжатый воздух через соединение 54, соединенное с пневматическим цилиндром
38 переменного клапана. Аналогично, клапан 51 приводится в действие соединением 56, сообщающимся с
пневматическим цилиндром 39. 115 Предусмотрены пружины для удержания клапанов 49 и 51 в открытом
положении.
При работе установки, когда эжектор А заполнен, поворотный клапан 40 будет находиться в показанном
положении, чтобы подавать воздух из компрессора через соединения 46 и 42 в цилиндр 38 переменного
клапана. Если эжектор В пуст, поворотный клапан 41 займет показанное положение, в котором воздушный
цилиндр 39 переменного клапана входит в сообщение с всасывающим патрубком компрессора, тем самым
отводя воздух из цилиндра 39. Следовательно, переменный клапан будет принудительно переведен в
показанное положение, чтобы подавать сжатый воздух в эжектор А и опорожнять эжектор.
Если эжектор B заполнится до того, как эжектор A опустеет, поворотный клапан 41 переместится в
противоположное положение, позволяя подавать сжатый воздух в воздушный цилиндр 39. Однако, поскольку
поршень 36 все еще находится под воздействием давления воздуха, переменный клапан не переместится,
пока эжектор A не опустеет. В этом случае поворотный клапан 40 переключится в обратное положение, и
воздух из цилиндра 38 будет выходить на всасывание компрессора, что приведет к принудительному
открытию переменного клапана и подаче воздуха в эжектор B. Работа клапанов 49 и 51 осуществляется
следующим образом: когда поворотный клапан 40 или 41 приводится в действие для подачи сжатого воздуха
в цилиндр 38 или 39, он одновременно подает воздух к поршню 53 или 55 соответствующего клапана. После
завершения опорожнения эжектора поворотный клапан, связанный с этим эжектором, приводится в действие
для подачи давления воздуха, действующего на поршень атмосферного клапана (49 или 51), на всасывание.
сбоку компрессора, что позволяет пружине сдвинуть клапан с седла. Если два клапана 49 и 51 соединены
последовательно, то видно, что всасывающие линии выпускаются в атмосферу только тогда, когда оба
эжектора пусты.
Согласно альтернативному режиму работы, атмосферные клапаны 49 и 51 могут приводиться в действие
механически непосредственно от поплавкового механизма эжекторов. При использовании этого режима
работы клапаны закрываются пружиной и открываются балансировочным рычагом поплавкового механизма,
воздействующим на конец шпинделя атмосферного клапана. Каждый клапан открывается, когда эжектор пуст,
так что, когда оба эжектора пусты, оба клапана открыты, и один эжектор, следовательно, сбрасывает
давление в атмосферу, позволяя ему напрямую возобновить поток жидкости.
Кроме того, всасывающий контур может быть снабжен автоматическим всасывающим клапаном, который
может быть подпружинен и автоматически адаптируется для компенсации любых потерь воздуха из-за
абсорбции водой или любым другим способом, и таким образом всегда поддерживает полный заряд воздуха в
контуре.
Следует отметить, что воздух, используемый для управления клапанами, не выбрасывается в атмосферу и не
теряется, а возвращается на всасывающую сторону компрессора и используется повторно. Кроме того, любой
воздух, который может просачиваться мимо поршней или клапанов, также возвращается на всасывающую
сторону компрессора.
Ранее было предложено создать систему для пневматизации сточных вод, в которой пара эжекторных тел
расположена таким образом, чтобы попеременно соединяться с компрессором или насосом, подающим
сжатый воздух для последовательного отвода жидкости из 70 эжекторных тел, при этом предусмотрен
переменный клапан, предназначенный для подачи сжатого воздуха из отводимого эжектора на вход
компрессора, а двигатель, приводящий в действие компрессор, запускается и останавливается с помощью
поплавкового механизма в резервуаре, подающем жидкость в эжекторные тела.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_423860.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=423860&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB423860A
[]
СПЕЦИФИКАЦИЯ РЕМОНТА: ИЗЛОЖЕНИЕ
СПЕЦИФИКАЦИЯ С ДОПОЛНЕНИЕМ AM
Перепечатано с изменениями в соответствии с решением Главного эксперта, действующего от имени
Генерального контролера, от девятнадцатого февраля 1936 года, согласно разделу II Закона о патентах и
промышленных образцах 1907–1932 годов.
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 27 июля 1933 г. № 21111/33 423, м; т 9 Полная спецификация слева: 6 июля 1934 г.
Принято к публикации: 28 января 1935 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования в области дистилляции угля или других твердых углеродсодержащих материалов. Я,
Генри Дрейфус, гражданин Швейцарской Республики, проживающий по адресу: Celanese House, 22 & 23,
Hanover Square, London, W 1, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет следующий характер:
Данное изобретение относится к производству углеводородов из твердых углеродсодержащих топлив, таких
как битуминозный уголь.
Согласно изобретению, углеводороды могут быть получены путем нагревания твердых природных
углеродистых топлив, особенно битуминозных углей, под давлением до температуры, при которой обычно
происходит карбонизация, без добавления восстановительных газов.
Таким образом, можно получить из топлива повышенный выход углеводородов, при этом использование
давления способствует реакции между различными продуктами разложения, а также между этими продуктами
и исходным материалом с образованием ценных жидких углеводородов.
Данная обработка может проводиться при любой температуре, при которой обычно происходит карбонизация,
например, при температурах от 400 до 1000 °C.
В частности, при переработке битуминозного угля в углеводородные масла вполне удовлетворительными
оказываются температуры от 500 до 800 °C, хотя при желании можно использовать и более высокие или даже
более низкие температуры. При использовании сравнительно высоких температур, например, выше 700 °C,
образовавшееся масло может быть разложено на более простые углеводороды, и производство таких
углеводородов таким способом входит в изобретение.
Углеродсодержащее топливо предпочтительно используется в мелкодисперсном состоянии.
Таким образом, например, угольная пыль или измельченный уголь могут быть удобно подвергнуты обработке
в соответствии с изобретением. Для предотвращения чрезмерного спекания или коксования, которое может
снизить эффективность процесса из-за образования сравнительно больших масс угля или другого топлива,
топливо может использоваться в сочетании с водорастворимыми или нерастворимыми неорганическими
солями или другими веществами, способными снизить склонность топлива к коксованию. Кроме того, топливо
может содержать оксид железа, фосфорную кислоту, молибденовую кислоту или другие вещества, которые
оказывают каталитическое действие при использовании в процессе гидрирования угля, например, по методу
Бергиуса.
В очень удобной форме изобретения 60 топливо, например уголь в порошкообразной форме и, при желании, в
смеси с противококсовым и/или другими веществами, как описано выше, нагревается под давлением,
создаваемым газами и парами, выделяющимися из угля при используемой температуре; для этого уголь
может быть подвергнут температуре карбонизации в закрытом конвертере, чтобы предотвратить выход
образующихся газов либо полностью, либо до достижения желаемого давления. При необходимости
невосстанавливающие газы или пары могут подаваться в сосуд, например, на начальных стадиях реакции,
или использоваться иным образом для содействия созданию желаемого давления; Например, таким образом
может использоваться пар, который может способствовать реакции, а также созданию необходимого
давления. Обработка топлива может проводиться как в периодическом, так и в непрерывном режиме. Так,
например, угольная пыль в смеси с противококсовыми веществами и, при необходимости, каталитическими
субстанциями, такими как оксид железа и тому подобное, может подаваться в конвертеры, которые
герметизируются до начала обработки.
Эти конвертеры могут иметь внутренний и/или внешний нагрев. Например, они могут содержать полое ядро,
благодаря чему тепло может передаваться внутрь шихты одновременно с теплопередачей наружу, или, при
желании, они могут иметь сплошное ядро, например, из какого-либо огнеупорного материала. Обычно, для
обеспечения достаточно равномерного нагрева топлива, целесообразно гарантировать, что толщина шихты
не превышает, например, около 50 см, в то время как толщина может быть значительно меньше, например,
около 30 см. Из-за очень низкой теплопроводности большинства углеродистых топлив те части шихты,
которые контактируют с нагретыми стенками или другими источниками тепла или находятся рядом с ними, как
правило, перегреваются при использовании большей толщины, в то время как те части шихты, которые
находятся вдали от них, могут даже никогда не достичь нормальной температуры карбонизации и, в любом
случае, крайне маловероятно, что они будут нагреты достаточно для эффективного проведения процесса.
При использовании сердечника, будь то полого или сплошного, как уже описано, трудности, связанные с
неравномерным нагревом, значительно возрастают. уменьшенный.
В другом способе осуществления процесса топливо может непрерывно проходить через конвертер. Так,
например, порошкообразное топливо может подаваться в конвертер и проходить через него. Конвертер может
иметь трубчатую или туннельную форму и может нагреваться снаружи или даже изнутри любым удобным
способом. Такой конвертер может быть снабжен клапанами, затворами или другими устройствами, с помощью
которых топливо может подаваться в него и выходить из него без утечки значительных количеств отходов.
Например, порошкообразный уголь с добавлением других необходимых веществ может подаваться через
клапан в камеру, которая сообщается с конвертером посредством дополнительного клапана. Когда давление
в камере равно или превышает давление в конвертере, клапан, ведущий в камеру, может быть закрыт, а
клапан, ведущий в конвертер, открыт, и уголь подается в конвертер. Давление, необходимое для подачи угля
в конвертер, может быть получено с помощью пара или другого разбавляющего газа или паров, но
предпочтительно, по меньшей мере, частично создается самим измельченным углем или передается через
него, например, с помощью поршня, шнекового конвейера или другого устройства.
Аналогичная камера, снабженная клапанами и, при необходимости, шнековым конвейером или устройством
для разгрузки, может быть использована на разгрузочном конце конвертера.
Для облегчения потока топлива через конвертер могут использоваться различные устройства. Конвертер
может быть вертикального типа или располагаться под углом к горизонтали, так что топливо проходит через
него под действием собственного веса. Такое гравитационное воздействие может быть усилено
использованием вращающихся конвертеров или иным способом. Другой способ заключается в том, что
измельченное топливо может проталкиваться через конвертер с помощью шнекового конвейера. В другом
способе топливо 80 может подаваться с помощью бесконечного конвейера или подобного устройства, при
этом предусмотрено место для выгрузки веществ, которые в условиях реакции находятся в жидком состоянии,
а также для твердых веществ, паров и газов 85. Прохождение топлива через конвертер в некоторых случаях
может быть облегчено добавлением или смешиванием с измельченным топливом определенного количества
масла 90. Хотя движение топлива через конвертер уменьшает вероятность неравномерного нагрева, в
непрерывном, как и в прерывистом процессе, целесообразно избегать образования 95 очень толстых слоев
обрабатываемого топлива. Этого можно добиться, например, с помощью трубчатого конвертера сравнительно
малого диаметра, скажем, 40 мм. В другом способе конвертер 100 может быть снабжен твердым или полым
сердечником, аналогичным тому, который используется в прерывистом типе процесса, и этот сердечник
может быть или не быть использован для нагрева материала 105. Топливо удерживается в атмосфере с
помощью шнекового конвейера, который сам по себе в некоторой степени выступает в качестве основного
элемента и также способствует равномерному нагреву благодаря своему перемешивающему действию на
компоненты конвертера. При необходимости...
Бульанность порошкообразного топлива, с последующим улучшением равномерности нагрева, может быть
достигнута или усилена за счет использования перегородок в топливе 115 naee.
Как уже было сказано, конвертер может нагреваться как снаружи, так и изнутри. Наружный нагрев может
удобно осуществляться путем сжигания газов или других видов топлива, либо путем пропускания горячих
газов или паров через наружную поверхность конвертера. Внутренний нагрев может быть прямым или
косвенным.
Например, конвертер может включать в себя сердечник 125, который может нагреваться путем прохождения
через него горячих газов, электрическим током или любым другим способом. С другой стороны, нагрев может
быть косвенным, например, сильно перегретый пар 130 423,860 или другие невосстанавливающие газы или
пары могут вводиться в конвертер, например, через форсунки, расположенные вдоль длины конвертера,
и/или через входное отверстие в точке входа обрабатываемого топлива или вблизи нее, или в любой другой
точке.
Для обеспечения возможности выпуска газов и паров в непрерывном процессе, независимо от выпуска
твердого и/или жидкого содержимого печи, может быть предусмотрено удобное решение. Это может быть
осуществлено, например, через выходную трубку или подобное устройство, соединенное с выходным концом
конвертера через пружинный клапан или другое устройство, работающее под давлением, с помощью которого
газы или пары могут выходить, когда давление внутри конвертера превышает заданное значение. Каким
должно быть это значение в каждом конкретном случае, будет зависеть от природы исходного вещества и
желаемых продуктов, а также от условий реакции, но обычно оно может составлять от 70 до 300 атмосфер
или более.
В прерывистом процессе также может использоваться подобный клапанный механизм регулирования подачи
газов и паров.
При необходимости, особенно в непрерывных процессах, может также использоваться выходной патрубок с
регулируемым давлением для жидких продуктов.
Газы и пары, полученные в результате обработки топлива согласно изобретению, при желании могут быть
подвергнуты соответствующей разделительной обработке; предпочтительно, из газов могут быть удалены
вещества со сравнительно низкой летучестью, например, путем конденсационной очистки или любым другим
способом, в то время как обработка оставшихся газов и паров будет зависеть от их состава и от
предполагаемого использования. Например, они могут быть подвергнуты температуре, при которой низшие
парафины, за исключением метана, разлагаются с образованием ценных продуктов, таких как олефины и
особенно этилен, в то время как оставшийся метан и другие неразложившиеся парафины могут быть
использованы после отделения олефинов для производства тепла или для любой другой полезной цели.
Полученные в соответствии с изобретением масла, будь то в периодическом процессе или в жидкой или
паровой фазе в непрерывном процессе, при желании, после удаления антикоксующих и других веществ,
содержащихся в маслах, могут быть подвергнуты термическому разложению, например, в условиях,
способствующих образованию этилена и пропилена. С другой стороны, более летучая фракция масел —
например, масла, полученные конденсацией обычно жидких углеводородов, выходящих из конвертера в
паровой форме, как описано выше, — может использоваться в качестве моторного топлива, а более тяжелые
масла могут быть также переработаны в топливо, пригодное для использования в двигателях внутреннего
сгорания.
Когда газы, пары или масла, полученные в соответствии с изобретением, обрабатываются с целью
образования этилена и других олефинов, последние могут быть отделены от других газов и паров путем
сжижения, абсорбции в древесном угле или подобных веществах, или в кислотах, таких как серная или
фосфорная кислоты, или любым другим способом, становится очевидно, что изобретение обеспечивает
очень удобный способ получения олефинов из угля или других твердых углеродсодержащих видов топлива.
Помимо битуминозного угля, с помощью процесса, описанного в настоящем изобретении, могут
обрабатываться и другие природные углеродистые виды топлива, такие как бурый уголь, лигнит, торф или
даже древесина.
Подходит для обработки твердых углеводородных продуктов, полученных из углеродистых топлив, таких как,
например, битум. Необязательно использовать топливо в полностью высушенном состоянии, поскольку, как
уже говорилось, наличие определенного количества воды или водяного пара не только не вредно, но может
оказывать благоприятное влияние на реакцию.
Дата: 27 июля 1933 года.
Стивенс и Аллен, дипломированные патентные поверенные, Селанезе Хаус, 22 и 23, Гановер-сквер, Лондон,
W 1.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования в области дистилляции угля или других твердых углеродсодержащих материалов. Я,
Генри Дрейф, гражданин Швейцарской Республики, проживающий по адресу: Celanese House, 22 & 23,
Hanover Square, London, W 1, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
423,860 Данное изобретение относится к производству углеводородов из твердых углеродистых топлив, таких
как битуминозный уголь.
В спецификации США № 1 484 258 предлагается подвергать уголь обработке перегретым паром при
температуре до 1200 °F и давлении от 5 до 500 фунтов, при этом тепло, необходимое для нагрева угля до
температуры реакции, полностью обеспечивается паром. В некоторых случаях горячий инертный газ может
заменить пар.
Эксперименты также проводились Кэппсом и Иулеттом (Ind Eng.).
Chem (1917) 927-935) о карбонизации угля при давлении до атмосфер.
Согласно настоящему изобретению, углеводороды получают путем нагревания, по меньшей мере
преимущественно косвенным способом, твердых природных углеродистых топлив, особенно битуминозных
углей, или твердых композиций, содержащих их, без добавления масла, до температуры, при которой обычно
происходит карбонизация, и под давлением выше 50 атмосфер, создаваемым исключительно газами и
парами и исключительно летучими продуктами, образующимися из углеродистых материалов, или такими
летучими продуктами вместе с инертными газами или парами, первоначально присутствовавшими или
введенными впоследствии. Термин «инертные газы или пары» используется для обозначения газов или
паров, которые в используемых условиях не вступают в химическую реакцию с углеродистыми материалами
или с веществами, образующимися из них в процессе, и не включает пар; «Нагрев косвенным путем»
обозначает нагрев способами, при которых тепло передается углеродсодержащему материалу через стенки
или другие части сосуда, в котором нагревается материал. С помощью процесса, описанного в изобретении,
можно получить из топлива повышенный выход углеводородов, при этом использование давления
способствует реакции между различными продуктами разложения, а также между этими продуктами и
исходным материалом с образованием ценных обычно жидких углеводородов.
Данная обработка может проводиться при любой температуре, при которой обычно происходит карбонизация,
например, при температурах от 4000 до 1000 °C. Особенно при переработке битуминозного угля в
углеводородные масла, температуры от 500 до 700 или 800 °C дают весьма удовлетворительные результаты,
хотя при желании можно использовать и более высокие или более низкие температуры. При использовании
сравнительно высоких температур, например, выше 700 °C, образовавшееся масло может быть разложено на
более простые углеводороды, и производство таких углеводородов таким способом входит в изобретение.
Давление до 100 или 200 атм. 70 сфер может использоваться с выгодой.
Углеродсодержащее топливо предпочтительно используется в мелкодисперсном виде. Так, например, уголь
может быть тщательно измельчен перед обработкой или может использоваться в виде угольной пыли или
пылевидного угля. Для предотвращения чрезмерного спекания, которое может снизить эффективность
процесса из-за образования сравнительно больших масс угля или другого топлива, топливо может
использоваться в сочетании с водорастворимыми или нерастворимыми неорганическими солями или другими
веществами, способными уменьшить склонность топлива к спеканию. Кроме того, топливо может содержать
оксид железа, фосфатную кислоту, молибденовую кислоту или другие вещества, которые оказывают
каталитическое действие при использовании в процессе гидрогенизации угля. При реализации изобретения
топливо, например, уголь в дробленом или порошкообразном виде, а при желании и в смеси с
антислеживающими и/или другими веществами, как описано выше, может нагреваться под давлением,
создаваемым выделяющимися из него газами и парами при используемой температуре; С этой целью
топливо может быть подвергнуто температуре карбонизации в закрытом конвертере, чтобы предотвратить
утечку образовавшихся газов либо полностью, либо до достижения желаемого давления. При необходимости
в сосуд могут подаваться инертные газы или пары, такие как азот, например, на начальных стадиях реакции,
или использоваться иным образом для содействия созданию желаемого давления.
Обработка топлива может проводиться как в периодическом, так и в непрерывном режиме. Так, например,
угольная пыль в смеси с противослеживающими веществами и, при необходимости, каталитическими
веществами, такими как оксид железа и тому подобное, может подаваться в конвертеры, которые
герметизируются перед началом обработки.
Эти конвертеры могут иметь внутренний и/или внешний нагрев. Например, они могут содержать полое ядро,
благодаря чему тепло может передаваться внутренней и внешней сторонам шихты, или, при желании, они
могут иметь сплошное ядро, например, из чугуна или какого-либо огнеупорного материала. Обычно
целесообразно, чтобы обеспечить достаточно равномерный нагрев топлива, гарантировать, что толщина
шихты не превышает, например, около 50 см, в то время как толщина может быть значительно меньше,
например, около 30 см. Из-за очень низкой теплопроводности большинства углеродистых топлив те части
шихты, которые контактируют с нагретыми стенками или другими источниками тепла или находятся рядом с
ними, как правило, перегреваются при использовании большей толщины, в то время как те части шихты,
которые находятся на значительном расстоянии от них, могут даже никогда не достичь нормальной
температуры карбонизации и, в любом случае, вряд ли будут нагреты достаточно для эффективного
проведения процесса. Использование сердечника, полого или сплошного, как уже было описано, значительно
снижает трудности, связанные с неравномерным нагревом.
В другом способе осуществления процесса топливо может непрерывно проходить через конвертер. Так,
например, порошкообразное топливо может подаваться в конвертер и проходить через него, при этом
конвертер может иметь трубчатую или туннельную форму и может нагреваться снаружи или внутри любым
удобным способом. Такой конвертер может быть снабжен клапанами, затворами или другими устройствами,
позволяющими подавать топливо в него и выгружать его без утечки значительных объемов газа. Например,
порошкообразный уголь с добавлением других необходимых веществ может подаваться через клапан в
камеру, которая сообщается с конвертером посредством дополнительного клапана. Когда давление в камере
равно или превышает давление в конвертере, клапан, ведущий в камеру, может быть закрыт, а клапан,
ведущий в конвертер, открыт, и уголь подается в конвертер, например, с помощью шнекового конвейера или
другого устройства. Аналогичная камера, снабженная клапанами и, при необходимости, шнековым
конвейером или другим разгрузочным устройством, может быть использована на разгрузочном конце
конвертера.
Для облегчения потока топлива через конвертер могут использоваться различные устройства. Последний
может быть вертикальным или расположенным под углом к горизонтали, так что топливо проходит через него
под действием собственного веса. Такое гравитационное воздействие может обеспечиваться вращающимися
конвертерами или иным способом. В другом способе измельченное топливо может проталкиваться через
конвертер с помощью шнекового конвейера; в третьем способе топливо может перемещаться вперед с
помощью бесконечного конвейера или подобного устройства, при этом предусмотрено место для выгрузки
веществ, которые в условиях реакции находятся в жидком состоянии, а также твердых веществ, паров и газов.
Хотя движение топлива через конвертер уменьшает вероятность неравномерного нагрева, как в
непрерывном, так и в прерывистом процессе целесообразно избегать образования очень толстых слоев
обрабатываемого топлива. Этого можно добиться, например, используя трубчатый конвертер сравнительно
небольшого диаметра, скажем, 40-60 см³. В другом способе конвертер может быть снабжен сплошным или
полым сердечником, аналогичным тому, который может использоваться в прерывистом процессе, и этот
сердечник может использоваться или не использоваться для передачи тепла материалу. Когда топливо
находится в движении с помощью шнекового конвейера, он сам в некоторой степени действует как сердечник
и также способствует равномерному нагреву благодаря перемешивающему действию на содержимое
конвертера. При необходимости турбулентность порошкообразного топлива, с последующим улучшением
равномерности нагрева, может быть создана или усилена с помощью перегородок в печи.
Уже было сказано, что конвертер может нагреваться как снаружи, так и изнутри. Внешний нагрев может
удобно осуществляться путем сжигания газов или других видов топлива, или путем пропускания горячих газов
или паров, контактирующих с внешней поверхностью конвертера. Для внутреннего нагрева конвертер может
включать в себя сердечник, который может нагреваться путем пропускания через него горячих газов или
любым другим способом. Сильно нагретый нитрометан или другие инертные газы или пары могут подаваться
в конвертер, например, через форсунки, расположенные вдоль длины конвертера, и/или через входное
отверстие в точке или вблизи точки входа топлива в обрабатываемую печь или в любой другой точке для
подачи небольшой части необходимого тепла. В непрерывном или прерывистом процессе может быть
предусмотрена возможность выгрузки или ввода газов и паров независимо от выгрузки или ввода твердых
и/или жидких веществ из печи или в печь.
Это может быть осуществлено, например, через трубку или подобное устройство, которое может быть 115
соединено, например, с выпускным концом конвертера через пружинный клапан или другое устройство,
работающее под давлением, посредством которого образующиеся в процессе газы или пары могут выходить
120, когда давление внутри конвертера превышает заданное значение, или инертные газы или пары могут
подаваться в конвертер из внешнего источника для повышения давления до желаемого значения 125. Какое
давление должно быть в каждом конкретном случае, будет зависеть от природы исходных материалов и
желаемых продуктов, а также от других условий реакции; например, оно может составлять порядка 130
423,860 70, 100 или 200 атмосфер или более.
При необходимости, особенно в непрерывном процессе, может также использоваться выходное отверстие
под давлением или иным образом регулируемое выходное отверстие для жидких продуктов.
Газы и пары, полученные в результате обработки топлива согласно изобретению, при желании могут быть
подвергнуты соответствующей разделительной обработке; предпочтительно, из газов могут быть удалены
вещества со сравнительно низкой летучестью, например, путем конденсации, очистки или любым другим
способом, в то время как обработка оставшихся газов и паров будет зависеть от их состава и от
предполагаемого использования. Например, они могут быть подвергнуты температуре, при которой низшие
парафины, за исключением метана, разлагаются с образованием ценных продуктов, таких как олефины и
особенно этилен, в то время как оставшийся метан и любой другой неразложившийся парафиновый материал
могут быть использованы после отделения олефинов для производства тепла или для любой другой
полезной цели.
Полученные в соответствии с изобретением масла, будь то в периодическом процессе или в жидкой или
паровой фазе в непрерывном процессе, при желании, после удаления антислеживающих и других
содержащихся в них веществ, могут быть подвергнуты термическому разложению, например, в условиях,
способствующих образованию этилена и пропилена. С другой стороны, более летучая фракция масел —
например, масла, полученные конденсацией обычно жидких углеводородов, выходящих из конвертера в
паровой форме, как описано выше, — может использоваться в качестве моторного топлива, а более тяжелые
масла могут быть также переработаны в топливо, пригодное для использования в двигателях внутреннего
сгорания.
Когда газы, пары или масла, полученные в соответствии с изобретением, обрабатываются с целью
образования этилена и других олефинов, последние могут быть отделены от других газов и паров путем
сжижения, абсорбции в древесном угле или подобных веществах, или в кислотах, таких как серная или
фосфорная кислоты, или любым другим способом, становится очевидно, что изобретение обеспечивает
очень удобный способ получения олефинов из угля или других твердых углеродсодержащих видов топлива.
Помимо битуминозного угля, с помощью процесса, описанного в настоящем изобретении, могут
обрабатываться и другие углеродистые топлива, такие как бурый уголь, лигнит, торф или даже древесина, а
также твердые углеводородные продукты, полученные из углеродистых топлив, например, смола.
Необязательно использовать топливо в полностью высушенном состоянии, поскольку, как уже указывалось,
наличие определенного количества воды или водяного пара не только не вредно, но и может оказывать
благоприятное влияние на реакцию.
Устройство, в котором может быть осуществлен процесс изобретения, изображено на чертежах, где на фиг. 1
представлен вертикальный разрез устройства, а на фиг. 2 — горизонтальный разрез реторты по линии 2-2.
Устройство состоит, по существу, из реторты 3 и камеры сбора 4 для продуктов реакции, обе изготовлены из
чугуна. Реторта 3 снабжена рядом чугунных колец 5, которые соединены со стенкой 6 реторты 3 ребрами 7, и
окружена дымоходом 8, ограниченным кирпичной кладкой 9, вся конструкция поддерживается элементами 10.
В верхней части реторты 3 расположена герметичная крышка 11, а в нижней части — разгрузочная крышка 12.
Бункер 13 может быть опущен в верхнюю часть реторты 3 для облегчения загрузки реторты. Вокруг верхней
части реторты проходит Канал 14, образованный стенкой реторты и кольцевым элементом 15.
Реторта снабжена выходной трубкой 16, наклоненной под углом к основанию 100 по горизонтали и отводящей
жидкость из канала 14, и входной трубкой 17, обе соединенные с накопительной камерой 4, соответственно, к
ее верхнему и нижнему концам. Камера 4 окружена дымоходом 105, ограниченным кирпичной кладкой 19, и
поддерживается элементами 20. На верхнем конце накопительной камеры 4 расположены манометр 21 и
газовый вход 22, снабженный клапаном 23, проходящим через 110, через который газ может отводиться из
системы или поступать в нее, а на ее нижнем конце предусмотрен клапан 24 и выходное отверстие 25,
сообщающееся с системой охлаждения. и резервуар для хранения, не показанный на рисунке. Концы 115
трубки 17 защищены перегородкой 26 в сборной камере 4 и фильтрующим элементом 27 в реторте 3.
При изготовлении этого аппарата уголь в относительно мелком состоянии (120 фракций), смешанный с
антислеживающим веществом, а при желании и с оксидом железа или другим каталитическим материалом,
подается в реторту 3 с помощью бункера 13 до заполнения реторты до уровня, находящегося на 125 фракций
ниже уровня канала 14. Затем реторта нагревается с помощью горячих газов в дымоходе 8, при этом тепло
передается от стенки реторты 6 через ребра 7 к кольцам 5, которые таким образом способствуют
равномерному распределению тепла по всему содержимому реторты. При закрытых клапанах 23 и 24 газы,
выделяющиеся из угля, постепенно создают давление по всему аппарату, но при желании это давление
может быть увеличено добавлением инертного газа, такого как азот, через входное отверстие 22 и клапан 23.
Любые продукты, выделяющиеся из угля, могут конденсироваться в верхней части Газы и пары,
образующиеся в реторте 3, имеют тенденцию стекать по стенкам реторты и задерживаться в канале 14,
откуда они текут по трубке 16 в накопительный сосуд 4. Выделяющиеся газы и пары также проходят через
трубку 16 в накопительный сосуд 4. Трубка 16 имеет такую длину и устроена таким образом, что протекающие
через нее пары и жидкости охлаждаются до температуры, приблизительно равной или ниже той, при которой
желаемые вещества находятся в жидком состоянии под давлением. Температура накопительного сосуда 4
поддерживается на таком уровне с помощью горячих газов в дымоходе 18, так что желаемые продукты
конденсируются и собираются на дне сосуда 4, откуда они могут время от времени сбрасываться через
Соседние файлы в папке патенты