Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12110
.pdf
До настоящего времени предлагались различные процессы этерификации древесной целлюлозы с
использованием органических растворителей или щелочей при различных температурных условиях, однако
количество используемых химикатов и общая стоимость обработки приводили к тому, что цена такой
целлюлозы приближалась к цене хлопкового линта, и поэтому ее успешное экономически целесообразное
использование для целей ацетилирования является проблематичным.
Также было предложено обрабатывать древесную целлюлозу органическими кислотами, например, низшими
жирными кислотами, для повышения ее реакционной способности к этерификации; аналогично были
предложены методы предварительной обработки, в которых для повышения указанной реакционной
способности используется комбинированное последовательное или одновременное действие неорганических
кислот, включая серную кислоту, и органических кислот, или действие только неорганических кислот на
древесную целлюлозу.
Хотя такая обработка позволит получить древесную целлюлозу, реагирующую на смесь для этерификации,
полученные эфиры будут нечистыми (и, следовательно, будут иметь небольшую коммерческую ценность)
из-за исходной примеси сырья. Поэтому предпочтительно применять такую предварительную обработку к
древесной целлюлозе, подвергнутой щелочной очистке перед предварительной обработкой органическими
или неорганическими кислотами или обоими веществами. Ранее не было установлено, что можно сочетать
предварительную обработку, необходимую для придания древесной целлюлозе реакционноспособности, с
очисткой. Данное изобретение раскрывает способ, с помощью которого эта цель полностью достигается, и
таким образом два ранее отдельных процесса (очистка и активация) сведены к одному этапу производства.
Древесная целлюлоза обычно содержит примеси, такие как пентозан и другие гемицеллюлозы, лиственные
остатки, жиры, воски и смолы, и нежелательное влияние этих примесей хорошо известно специалистам в
данной области. Они снижают активность целлюлозы в реакции с этерифицирующими реагентами и приводят
к образованию нечистого сложного эфира.
Очевидно, что эти примеси и инкрустирующие материалы защищают целлюлозу в волокнах целлюлозной
массы от воздействия этерифицирующих реагентов, и поэтому реакция 65 протекает медленно и с трудом.
Поэтому необходимо ускорить реакцию, что приводит к неэкономичному использованию больших количеств
реагентов, высоких температур и длительных периодов реакции. 7 C Кроме того, в присутствии этих примесей
воздействие реагентов происходит неравномерно, что приводит к образованию неоднородных сложных
эфиров. При растворении таких сложных эфиров их растворы 75 трудно фильтровать, их сложно
центрифугировать, а после испарения они оставляют неравномерные пленки малой ценности. Более того, эти
растворы содержат определенное количество красящих веществ, которые придают, например, пленкам,
полученным из них, отчетливый желтоватый оттенок, что значительно снижает их коммерческую ценность.
Целью данного изобретения является преодоление этих трудностей и предоставление простого и
экономичного способа производства сложных эфиров целлюлозы из древесной целлюлозы.
Изобретение будет описано далее со ссылкой на производство ацетата целлюлозы, хотя оно в равной
степени применимо и к производству других сложных эфиров с использованием этерифицирующего реагента,
необходимого для получения желаемого сложного эфира.
Целлюлозу в виде древесной пульпы 97 сначала подвергают предварительной обработке уксусной кислотой и
катализатором группы, используемой для этерификации целлюлозы, например, серной кислотой, хлоридом
серы и т. д., для повышения реакционной способности материала до начала ацетилирования.
Предпочтительно это проводят при низкой температуре в течение значительного периода времени, чтобы
обеспечить равномерное воздействие на волокна, так что они будут равномерно подготовлены к
ацетилированию. Эта обработка растворяет практически все примеси, оставляя целлюлозу волокна
свободной для ацетилирования. На этом этапе процесса, в соответствии с данным изобретением, удаляют
жидкость, окружающую волокна, и волокна промывают уксусной кислотой для удаления примесей. Это
удаляет из целлюлозы вещества, которые в обычной практике вызывают обесцвечивание готового ацетата и
продуктов, изготовленных из него.
Затем проводят ацетилирование с использованием уксусной кислоты, уксусного ангидрида и катализатора в
соответствии с любым из известных методов, а полученный первичный ацетат превращают в растворимый в
ацетоне продукт обычным способом. Получают белый растворимый в ацетоне продукт, который может быть
превращен в практически бесцветные пленки высокой гибкости и прозрачности, или может быть использован
для производства ацетатного вискозного волокна, лаков, пластмасс и тому подобного.
Для большей наглядности будет приведен конкретный пример работы данного процесса.
1 кг отбеленной, воздушно-сухой сульфитной целлюлозы в рыхлом виде с содержанием альфа-целлюлозы
87,5 % тщательно увлажняют раствором 20 кг серной кислоты в 350 кг уксусной кислоты, подвергают
небольшому давлению и оставляют на 10 дней при 35 °C. Затем при перемешивании добавляют 500 кг
уксусной кислоты, чтобы волокна разделились на мелкие частицы в суспензии. Материал фильтруют,
прессуют и снова промывают 300 кг уксусной кислоты, после чего прессуют до массы около 300 кг. Теперь
масса готова к ацетилированию, которое проводят с использованием 200 кг уксусной кислоты, 350 кг уксусного
ангидрида и 10 кг серной кислоты. После получения раствора, не содержащего волокон, добавляют
достаточное количество 5 % уксусной кислоты с концентрацией 60 %, содержащей растворенную 5 кг серной
кислоты, для получения конечного продукта. Концентрация уксусной кислоты после омыления избытка
ангидрида составляет 960. Раствор оставляют отстаиваться до тех пор, пока ацетат не станет растворимым в
ацетоне, после чего его осаждают водой, промывают от кислот и тщательно высушивают.
Выход продукта зависит от характеристик исходного сырья и содержания уксусной кислоты в образующемся
ацетате. В данном конкретном примере выход составляет примерно % от теоретического, а образующийся
ацетат практически представляет собой ацетат альфа-целлюлозы.
Очевидно, что количество используемых реагентов, а также время и температура, применяемые в процессе
предварительной обработки, будут варьироваться в зависимости от природы и чистоты исходного сырья, а
также от желаемых характеристик получаемого ацетата.
Вязкость получаемого ацетата может регулироваться путем изменения условий, преобладающих во время
описанной предварительной обработки. Повышение температуры на 70 °C выше 35 °C, указанных в
конкретном примере, приведет к снижению вязкости, а понижение температуры — к ее повышению.
Как правило, чем интенсивнее или дольше предварительная обработка, тем ниже будет вязкость ацетата.
При необходимости предварительную обработку можно продлить до 20 дней при температуре до 60 °C и
использовании ледяной уксусной кислоты с содержанием серы от 250 до 500 г.
Предварительная обработка целлюлозы приводит к образованию гидроцеллюлозы, волокна которой хрупкие,
и когда их промывают водой и сушат перед ацетилированием, как это обычно делается, они теряют свою
реакционноспособность и становятся устойчивыми к дальнейшей обработке. Однако при промывке в
соответствии с данным изобретением этот серьезный недостаток устраняется, и целлюлоза остается в
наиболее благоприятном и активном состоянии для ацетилирования и освобождается от примесей, которые в
противном случае существенно повредили бы продукт. Процесс легко осуществляется, а уксусная кислота,
используемая для промывки и удаляемая из целлюлозы, а также катализатор, могут быть регенерированы и
использованы повторно. Разумеется, очевидно, что если требуются другие сложные эфиры, такие как
формиаты, бутираты или подобные им, то реагент и катализатор, используемые для предварительной
обработки, промывки и этерификации, будут выбраны соответствующим образом, например, масляная
кислота для бутиратов и т. д. Реагенты, используемые при предварительной обработке и промывке, не
должны создавать помех. с этапом этерификации процесса 11. Хотя в описании были приведены конкретные
детали, изобретение не следует рассматривать как ограничивающееся ими.
Теперь, подробно описав и определив природу моего изобретения и то, каким образом оно предназначено...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_397639.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=397639&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB397639A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 18 июня 1932 г. № 17247/32 39796, 8 октября 1932 г. № 28108/32.
Один полный левый: 15 мая 1933 года.
Завершено: 31 августа 1933 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 17247, 1932 г.
Усовершенствованное устройство для использования энергии низкого напора воды.
1,
Сидней Ларом Смит, Норт-Белфилд, Уэймут, Дорсет, подданный Великобритании, настоящим заявляет, что
сущность данного изобретения заключается в следующем:
Данное изобретение относится к средствам использования энергии низкого напора воды и представляет
собой тип устройства, в котором гидравлический двигатель используется для использования давления,
создаваемого при внезапной остановке потока воды.
Ранее существовавшие устройства этого типа предусматривали наличие клапана для регулирования потока,
который обычно приводился в действие механическим способом от двигателя, например, как описано в
Техническом задании.
18,344192.
Желательно упростить устройство, отказавшись от этого клапана и механизма его управления, поэтому я
использую двигатель с качающимися цилиндрами с открытыми концами, каждый цилиндр имеет подающую
трубу и соответствующее ей подающее сопло.
Каждый цилиндр шарнирно установлен между своими концами, и его колебательное движение таково, что он
перемещается из положения, в котором его открытый конец совпадает с подающим соплом, в положение, в
котором его открытый конец удален от сопла, так что жидкость, вытекающая из сопла, имеет совершенно
беспрепятственный путь. Когда цилиндр находится в последнем положении, вода в подающей трубе и сопле
приобретает скорость, зависящую от доступного напора, и вода уходит в канализацию. Когда открытый конец
цилиндра снова совпадает с соплом, поток прекращается, и созданное таким образом давление воздействует
на поршень, вращая коленчатый вал.
Благодаря использованию нескольких цилиндров, расположенных соответствующим образом, каждый со
своим подающим патрубком и подающей трубой, коленчатый вал получает несколько импульсов за один
оборот. Необходима отдельная подающая труба для подачи воды от источника к каждому из подающих
патрубков, поскольку вода в каждой подающей трубе должна достигать максимальной скорости в момент
времени, зависящий от цилиндра, который она снабжает. Другими словами, ограничение потока воды в
каждой трубе происходит в момент времени, индивидуальный для этой трубы, поэтому использование общей
подающей трубы невозможно.
Датировано 16 июня 1932 года.
СИДНЕЙ Л. СМАЙТ.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Na 28,108, A D 1932.
Усовершенствование двигателей с осциллирующим цилиндром.
Я, Сидни Лэром Смит, Северный B 3 Эльфиела, Уэймут, Дорсет, подданный Великобритании, настоящим
заявляю, что сущность данного изобретения заключается в следующем: данное изобретение относится к
средствам, позволяющим вызвать паузу в колебаниях колеблющегося цилиндра, в то время как ход поршня
или шатуна непрерывен.
Один из способов достижения этого результата — размещение подшипника на подходящем расстоянии ниже
поршня или шатуна таким образом, чтобы в конце или почти в конце хода круговое движение поршневого
штока или шатуна 70 прерывалось, когда он опирается на указанный подшипник или упирается в него. Если
ось вращения колеблющегося цилиндра находится значительно впереди конца хода и примерно посередине
между кривошипом и противоположным концом цилиндра, то помеха вращательному движению поршневого
штока или шатуна вызовет паузу в колебаниях цилиндра на одном этапе хода и ускоренные колебания на
другом этапе. (Предварительная спецификация № 17247 от 18 июня 1932 г.)
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_397640.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=397640&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB397640A
[]
РЕЗЕРВ CO Пи
ИЗМЕНЕННАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Перепечатано с изменениями в соответствии с решением Главного эксперта, действующего от имени
Генерального контролера, от 30 ноября 1935 года, согласно разделу 11 Законов о патентах и промышленных
образцах 1907–1932 годов.
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 18 июня 1932 г. № 17250/32 3979640 E.,,20 августа 1932 г. № 23366/32.
____@ -m Осталась одна полная спецификация: 10 декабря 1932 г.
Статья принята к публикации: 31 августа 1933 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ № 17250 A D 1932 г.
Усовершенствования в производстве газовых смесей и их применении в процессах повторного нагрева стали
и сплавов. Мы, Р.А. Лр. П.Ф. Халкетт, генеральный директор, легко получаемую как с газом, так и с маслом.
Эта смесь, часто называемая «нейтральной» атмосферой, способна образовывать накипь на...
Йоркшир, Генри Александр Феллс, а также сталь и сплавы при повышенных температурах 45 JAM Es B Rowx,
оба из компании. Производство в таких масштабах может быть сокращено до чрезвычайно низкого минимума
путем удаления водяного пара или его основной части следующим образом: Все британские подданные
настоящим заявляют, что природа данного изобретения заключается в следующем: Данное изобретение
относится только к производству и применению газовой смеси для этой цели. Водяной пар удаляется путем
использования в процессе повторного нагрева стали или сплавов, охлаждаемых в любом подходящем типе
аппарата с целью сокращения образования окалины на металлах путем контакта с более холодной жидкостью
или газом. Например, во время таких процессов горячие продукты сгорания могут пропускаться через ряд
трубок или змеевик, или и то, и другое, содержащиеся во внешнем корпусе. В существующих методах, при
которых сталь и сплавы повторно нагреваются, используемые топливо находятся в замкнутом объеме. через
который проходит поток контактного вещества с обрабатываемым материалом, или воздух, например, воздух,
который используется для фактического сгорания в печи или подобной печи, 60 воздух контактирует с
материалом, подходящий ловушка для сконденсированной воды, в результате чего на паре образуется
окалина, которая внедряется в аппаратные стали и сплавы, главным образом из-за tus.
Наличие водяного пара, кислорода или обоих газов в окружающей атмосфере может быть получено
различными способами. Целью нашего изобретения является предотвращение образования накипи из всего
подаваемого в горелку воздуха, при этом продукт сгорания должен содержать в основном только диоксид
углерода, водяной пар и азот, или газ, фактически используемый для нагрева металла. При наличии коксового
газа, городского или угольной печи или подобного топлива, продукты сгорания могут быть охлаждены в
газообразном, твердом или жидком состоянии. Когда сжигается только часть продуктов сгорания, продукты
полного сгорания необходимо охлаждать. Наш процесс связан с производством определенной смеси газов,
подаваемых в горелку, и, следовательно, с использованием продуктов сгорания, фактически используемых
для нагрева коксового газа, городского или поселкового газа, угольной печи или подобного топлива, газ может
подвергаться процессу охлаждения в газообразном, твердом или жидком состоянии.
Продукты сгорания содержат азот, диоксид углерода и водяной пар в различных пропорциях. Когда топливо
охлаждают, чтобы удалить основную часть водяного пара с помощью используемого топлива, для получения
такого водяного пара образуется смесь газов, не содержащих свободных радикалов, в основном азота и
диоксида углерода, а также 80% кислорода. Кроме того, смесь этих двух газов насыщена водяным паром при
самой низкой температуре, достигаемой в процессе охлаждения. Полученная смесь газов, как указано выше,
может быть немедленно использована для нагрева стали или стали. Цена 11-1 0 397 640
В случае всех муфельных и шахтных печей, когда нагреваемые изделия не находятся в непосредственном
контакте с пламенем, а между ними и пламенем находится защитный муфель или рукав, подготовленная
газовая смесь подается внутрь муфеля или аналогичного устройства, создавая положительное давление за
счет направления потока и быстрого расширения под воздействием тепла. Это предотвращает приток воздуха
снаружи и, следовательно, предотвращает образование накипи из-за попадания кислорода, поскольку сама
газовая смесь обладает низкой склонностью к образованию накипи. Таким образом, обрабатываемые изделия
остаются свободными от накипи.
В печи открытого типа или печи подготовленная газовая смесь подается в под печи таким образом, чтобы она
образовывала оболочку над нагреваемыми изделиями 25 и, будучи холоднее продуктов сгорания, уже
находящихся в печи, быстрое расширение подготовленного газа способствует поддержанию защитной
оболочки 30. При использовании описанной выше атмосферы последние следы водяного пара и любой
свободный кислород, которые могут присутствовать, могут быть полностью удалены любым подходящим
реагентом 85. Степень охлаждения, необходимая для получения вышеупомянутой не образующей накипи
газовой смеси, не должна быть такой высокой при использовании некоторых видов твердого топлива, как при
использовании жидкого или газообразного топлива 40. Дата: 17 июня 1932 г.
Клайв Вайо, дипломированный патентный поверенный, Sunbridge Chambers, Брэдфорд, Йоркшир.
СПЕЦИФИКАЦИЯ
1932 г. н.э.
Усовершенствования в производстве газовых смесей и их применении в процессах повторного нагрева сталей
и сплавов. Мы, Ральф Хэлиетт, генеральный директор и секретарь компании Sheffield Gas Company,
расположенной по адресу: Коммерческая улица, Шеффилд,
Генри Александр, член Королевского британского колледжа графства Йоркшир, и Джеймс Браун, оба
проживающие по адресу компании и являющиеся подданными Великобритании, настоящим заявляют, что
суть данного изобретения заключается в следующем: данное изобретение относится к производству и
применению газовых смесей для использования в процессах повторного нагрева стали или сплавов с целью
предотвращения образования окалины на металлах в ходе указанных процессов и одновременно
предотвращения обезуглероживания.
Заявка на патент под номером...
172,50 В документе от 18 июня 1932 года описывается способ получения газовой смеси, позволяющей свести
к минимуму образование окалины при повторном нагреве сталей и сплавов, при этом содержание водяного
пара в продуктах сгорания топлива снижается путем пропускания продуктов сгорания через соответствующий
охладитель, а содержание водяного пара в полученной газовой смеси составляет такое количество, которое
насыщает смесь при самой низкой температуре, достигаемой в охлаждающем устройстве.
Настоящее изобретение является развитием вышеупомянутого приложения, поскольку в ходе наших
экспериментов мы обнаружили, что газовая смесь, получаемая на практике в результате указанного процесса
охлаждения, может образовывать очень небольшое количество накипи из-за 1 присутствия кислорода в
продуктах сгорания, 2 небольшого процентного содержания водяного пара и 3 содержания диоксида углерода
в газовой смеси.
Таким образом, при производстве газовой смеси, как указано ранее, мы подаем 80 несгоревших газов,
пропускаемых через соответствующее всасывающее устройство, объем которых регулируется для получения
максимального количества, которое будет зависеть от размера рабочей камеры, в которой будет
использоваться 85 несгоревший газ. Поток несгоревших газов вызывает поток второй газовой смеси, то есть
смеси, производимой охлаждающим устройством.
Затем две смеси пропускают через специально сконструированное горло для обеспечения тщательного
перемешивания, после чего они подаются в рабочую камеру подходящей печи. Полученную смесь можно
назвать «атмосферой». Основные положения изобретения и процесса можно кратко изложить следующим
образом.
1
Использование и применение охладителя, использующего любой из стандартных методов, приводящих к
уменьшению теплоты сгорания газа, содержащего пары конденсируемой жидкости.
2
Система всасывания, способная точно контролировать пропорции 105 охлажденных продуктов сгорания, как в
пункте 1, и 397 640 сырого газа.
3
Комбинация соединений 1 и 2 позволяет получать газовые смеси, которые не образуют окалину на стали при
использовании при надлежащих требуемых температурах.
4
Процесс описан выше, а также оборудование, предназначенное для его осуществления.
Для лучшего понимания нашего процесса производства необходимой смеси и ее применения в процессах
повторного нагрева стали и сплавов, мы хотели бы подчеркнуть, что наиболее подходящими типами печей
для использования указанной ниже газовой смеси являются ямные, гильзовые или муфельные печи. Для
мартеновской печи потребуется внесение конструктивных изменений для достижения наиболее эффективных
результатов.
Во-первых, мы получаем смесь газов либо из продуктов сгорания коксового газа, городского или поселкового
газа, угольного газа в целом, водяного газа, либо из любой формы топлива, газообразного, твердого или
жидкого.
При сжигании топлива образуются продукты, содержащие азот, углекислый газ и водяной пар в различных
пропорциях в зависимости от природы топлива. Получить смесь газов указанного типа, не содержащую
свободного кислорода, из любого вида твердого топлива сложно, но сравнительно легко это сделать с газом
или нефтью.
Эта смесь, часто называемая «нейтральной атмосферой», способна образовывать окалину на стали и
сплавах при повышенных температурах. Для уменьшения этого риска образования окалины необходимо
снизить количество водяного пара, и с этой целью мы охлаждаем смесь в любом подходящем типе
охлаждающего устройства, например, в устройстве, где горячие насыщенные влагой газы охлаждаются
предпочтительно путем контакта с поверхностью, которая охлаждается более холодной жидкостью, газом или
подобным веществом, как указано в заявке №.
17250132 Как уже упоминалось ранее, а также, как указано в нем, смесь может быть получена различными
способами и наносится на сталь или аналогичные печи для повторного нагрева с использованием
подходящего реагента или катализатора. Этот реагент в предпочтительной форме представляет собой
подачу несгоревшего газа, проходящего через подходящий всасывающий аппарат, такой как струйный
всасыватель, сконструированный по аналогии с горелкой, работающей таким образом, что он вызывает поток
второй газовой смеси посредством струи, расположенной соответствующим образом в отверстии. Количество
проходящего несгоревшего газа регулируется объемным регулятором на 6°, так что гарантируется
максимальное количество газа. Это максимальное количество зависит от размера рабочей камеры, в которой
должна использоваться несгоревшая газовая смесь. Кроме того, всасыватель сконструирован таким образом,
что известное количество газовой смеси, полученной с помощью описанного охлаждающего аппарата,
подается через аппарат. Затем две газовые смеси, то есть несгоревший газ и охлажденные продукты
сгорания 70, пропускаются через соответствующим образом сконструированное горло, трубку Вентури, для
обеспечения тщательного смешивания Образование газов происходит за счет создания турбулентного
потока.
Соотношение двух используемых газовых смесей 75 можно изменять, варьируя размер струи, отверстия или и
того, и другого, или с помощью правильно расположенных запорных кранов. Это изменение соотношения двух
газовых смесей позволяет получать конечные смеси подходящего состава для предотвращения образования
окалины как на углеродистых, так и на легированных сталях при температурах, оптимальных для их
конкретной термообработки. 85 Газовые смеси, полученные описанным здесь способом, могут подаваться в
рабочую камеру печи таким образом и при такой конструкции печи, чтобы внутри рабочей камеры
создавалось положительное давление за счет объема проходящих газов и их последующего теплового
расширения. Конструкция печи, которая позволит использовать такие газовые смеси для предотвращения
образования окалины, включает в себя использование муфеля, гильзы или ямы таким образом, чтобы
обычные продукты сгорания топлива, используемого для нагрева печи, не контактировали с металлом.
нагревается.
В такой печи избыточное давление внутри рабочей камеры предотвращает попадание воздуха в течение
периода нагрева металла, а газы 105, используемые для создания избыточного давления, не вызывают
образования окалины.
Описанный выше процесс и метод его осуществления могут быть изменены без отступления от положений,
изложенных во вступительном слове.
Предпочтительным реагентом, используемым для подавления действия следов кислорода, углекислого газа и
водяного пара, которые могут присутствовать в продуктах сгорания, используемых для создания требуемой
атмосферы, здесь называются несгоревшими газами.
К несгоревшим газам относятся все виды городского или поселкового газа, коксовый газ, генераторный газ,
все виды водяного газа, отдельные углеводородные газы, природный газ и нефтяные пары, используемые по
отдельности или в комбинации.
Следует также отметить, что значение описанного здесь процесса является прямой функцией эффективности
аппарата, используемого для охлаждения продуктов сгорания, как описано в пункте 1. То есть, чем выше
эффективность охлаждающего аппарата, тем меньшее количество сгоревших газов необходимо
использовать.
Датировано 19 августа 1932 года.
Олив Во, дипломированный патентный поверенный, Sunbridge Chambers, Брэдфорд, Йоркшир.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования в производстве газовых смесей и их применении в процессах повторного нагрева стали
и стальных сплавов. Мы, РАЙЛФ Х. ИЛИТТ, генеральный директор и секретарь компании Sheffield Gas
Company, расположенной по адресу: Commercial Street, Sheffield,
Генри Александр Феллс и Дж. Эс Биоу Н., проживающие по адресу компании и являющиеся подданными
Великобритании, настоящим заявляют о характере данного изобретения и способе его осуществления,
которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится к
производству и применению газовых смесей для использования в процессах повторного нагрева сталей и
стальных сплавов с целью предотвращения образования окалины на металлах в ходе указанных процессов и
одновременно предотвращения обезуглероживания.
В существующих методах повторного нагрева стали и стальных сплавов либо продукты сгорания
используемого топлива контактируют с обрабатываемым материалом, либо, в случае печей ямного или
муфельного типа, воздух контактирует с материалом, в результате чего на стали и стальных сплавах
образуется окалина, главным образом из-за присутствия водяного пара или кислорода, или того и другого, в
атмосфере, окружающей обрабатываемый материал. Целью нашего настоящего изобретения является
предотвращение этого процесса и, следовательно, уменьшение или полное устранение образования
окалины.
Мы хотим, чтобы было понятно, что это так.
Учитывая, что герметизация печи от проникновения атмосферного воздуха не является чем-то новым, и что
топливный газ и пар подвергались реакции при высокой температуре для создания газовой атмосферы,
нейтральной, окаменевающей или обезуглероживающей по отношению к содержанию углерода в металле в
печи, а также что были предложены печи для отжига и отпуска металла без образования окалины или
окисления, в которых зоны загрузки и выгрузки муфельной печи непрерывно загружаются отработанными или
неокисляющими газами из печи с целью исключения атмосферного воздуха, мы не претендуем ни на какие
права на подобные особенности.
Ранее был предложен способ получения смеси газов, которая может подаваться в металлургическую печь без
дальнейших изменений или реакций, при этом часть горючего газа расходуется с помощью воздуха,
обогащенного воздуха или чистого кислорода.
Полученная таким образом смесь газов содержит диоксид углерода, монооксид углерода, водяной пар и азот,
а также небольшое количество углеводородов, если это необходимо. Именно эта смесь, после охлаждения
для удаления водяного пара, подается в металлургическую печь без дальнейших изменений или реакций, и
поэтому смесь, поставляемая таким образом, содержит диоксид углерода, монооксид углерода, азот и
углеводородный газ, если это необходимо.
Процесс, описанный в нашем настоящем заявлении № 70, существенно отличается от описанного выше
процесса и имеет конкретную цель, поэтому он описывается здесь для того, чтобы разграничить эти два
процесса.
Прежде всего, мы производим смесь газов (или «нейтральную атмосферу»), которая по существу является
продуктом полного сгорания углеводородного топлива и содержит в основном только диоксид углерода,
водяной пар и нитрометан. Она не содержит свободного кислорода или горючих веществ, таких как окись
углерода, водород или углеводородные газы.
Полученная таким образом смесь газов охлаждается с конкретной целью полного или почти полного удаления
водяного пара. Это происходит не раньше, чем после удаления водяного пара.
Предпочтительно добавлять горючие газы, 90 и обеспечивать эффективное перемешивание. Метан и другие
углеводороды в горючих газах реагируют с небольшим количеством водяного пара, который может
присутствовать, и с диоксидом углерода 9:
Присутствует таким образом, что образуется окись углерода и водород. Это можно контролировать с
помощью запорных кранов, к которым следует обращаться таким образом, чтобы количество выделяемого
водорода было минимальным.
Отмечается, что удаление водяного пара из продуктов полного сгорания до контакта с метаном и
углеводородными газами позволяет поддерживать содержание водорода в образующейся газовой смеси
значительно ниже, чем в случае, когда водяной пар не удаляется.
При подробном описании нашего изобретения (897,640) делается ссылка на прилагаемый лист чертежей, где
одинаковые буквы обозначают одинаковые детали. На этом рисунке 1 представлен разрез подходящего типа
аппарата для осуществления нашего процесса, а на рисунке 2 — план рисунка 1.
Для осуществления нашего процесса мы в первую очередь занимаемся получением определенной смеси
газов, либо из продуктов сгорания коксового газа, городского или поселкового газа, угольного газа в целом,
либо из любой формы углеводородсодержащего топлива, газообразного, твердого или жидкого. При сжигании
такого топлива продукты полного сгорания содержат азот, диоксид углерода и водяной пар в пропорциях,
изменяющихся в зависимости от используемого топлива. Получить такую смесь газов, не содержащую
свободного кислорода, из любой формы твердого топлива сложно, но сравнительно легко с газом или
нефтью.
Основная трудность при сжигании твердого топлива для получения газов, содержащих только диоксид
углерода, водяной пар и азот, без кислорода, обусловлена формой существования топлива. Для достижения
желаемых результатов необходимы определенные факторы, а именно: подходящий размер частиц топлива;
подходящая скорость подачи топлива в камеру нагрева печи; точный контроль количества первичного
воздуха, проходящего через слой топлива; точный контроль количества вторичного воздуха, добавляемого к
продуктам частичного сгорания, выходящим из слоя топлива; подходящее место в печи для добавления
вторичного воздуха; подходящая температура вторичного воздуха; и, наконец, тщательное перемешивание
вторичного воздуха и продуктов частичного сгорания.
При соблюдении этих условий можно получить желаемые результаты, и на практике это действительно
возможно, хотя сложность достижения таких результатов вполне очевидна.
Следует также понимать, что различные описанные факторы в значительной степени зависят от типа
используемого твердого топлива, а также от типа печи, в которой это топливо используется.
Смесь, упомянутая выше как «нейтральная» атмосфера, способна образовывать окалину на стали и стальных
сплавах при повышенных температурах, и образование этой окалины может быть сведено к чрезвычайно
низкому минимуму путем удаления водяного пара или его большей части, оставляя смесь, содержащую
только азот и диоксид углерода. Для этого водяной пар удаляется путем охлаждения в любом подходящем
типе аппарата, где горячий насыщенный влагой газ может охлаждаться предпочтительно путем контакта с
поверхностью, которая охлаждается более холодной жидкостью или газом. В качестве примера горячие
продукты сгорания могут пропускаться через ряд трубок или змеевик, или и то, и другое, заключенные во
внешний корпус, через который проходит поток воздуха, скажем, того воздуха, который будет использоваться
для фактического сгорания в печи или подобном устройстве, при этом в аппарате предусмотрена подходящая
ловушка для сконденсированного водяного пара.
Смесь газов, подлежащих охлаждению, может быть получена различными способами. Может использоваться
отдельная газовая горелка, сжигающая газ таким образом, что весь подаваемый к горелке воздух
используется, а продукты сгорания содержат в основном только диоксид углерода, водяной пар и азот, или же
продукты полного сгорания газа, фактически используемого для нагрева печи или, например, для повторного
нагрева металла, могут быть подвергнуты процессу охлаждения, в этом случае охлаждаться должна только
часть продуктов сгорания.
Когда продукты полного сгорания углеводородсодержащего топлива охлаждаются для удаления основной
части водяного пара, образующаяся смесь состоит преимущественно из азота и диоксида углерода, и эта
смесь двух газов насыщена водяным паром при самой низкой температуре, достигнутой в процессе
охлаждения.
Полученная, как уже упоминалось, смесь газов может быть немедленно подана на сталь или использована в
печах для повторного нагрева.
В случае всех муфельных печей и печей шахтного типа, когда нагреваемые изделия не находятся в
непосредственном контакте с пламенем, а между ними и пламенем находится защитный муфель или рукав,
подготовленная газовая смесь подается внутрь муфеля или аналогичного устройства, создавая
положительное давление за счет направления потока и быстрого расширения под воздействием тепла. Это
предотвращает приток воздуха снаружи и, следовательно, предотвращает образование накипи из-за
попадания кислорода, поскольку сама газовая смесь обладает низкой склонностью к образованию накипи.
Таким образом, обрабатываемые изделия остаются свободными от накипи.
В печи открытого типа или печи подготовленная газовая смесь подается в под печи таким образом, что она
образует оболочку над нагреваемыми изделиями и, будучи холоднее продуктов сгорания, уже находящихся в
печи, быстрое расширение подготовленного газа способствует поддержанию защитной оболочки.
При использовании описанной выше атмосферы последние следы водяного пара и 125% свободного
кислорода могут быть полностью удалены любым подходящим реагентом или реагентами, предпочтительно
несгоревшим городским газом. Водяной пар химически реагирует с метаном или 13 Q i i i 1 1 i i J 3997,640
углеводородными газами, присутствующими в газе, таким образом, что образуется оксид углерода и водород;
Соседние файлы в папке патенты