Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12471
.pdf
дальнем конце, возможно, уже сработало. ; Это состояние «почти никогда не возникнет, когда прямой ток
сильный», но на участке 55a, расположенном далеко от участка Whichjii ti, повреждение вызывает t]Ae прямой
ток hfas. ocopulrre d. Проток прямого тока может иметь все (приблизительно) критические значения, а также
настройку тока реле отключения на двух концах секции, и в таких обстоятельствах нельзя полагаться на
точную одновременность работы реле отключения на обоих концах секции. Целью данного изобретения
является обеспечение улучшенной защитной схемы для секционированных электрических цепей, в которой,
предоставляя стабилизирующей функции приоритет над функцией отключения, обеспечивается стабильность
во время работы вне защищаемой секции: даже когда реле отключения на двух концах секции не работают
одновременно.
В электрической защите, согласно данному изобретению, схема отключения цепи, расположенной на каждом
конце секции, управляется реле отключения, которое, будучи включенным, питается от силовой цепи на
соседнем конце и срабатывает, чтобы предотвратить отключение при снижении тока питания. QWing
превышает заданное значение, возникающее в результате срабатывания устройств, реагирующих на
относительное направление потока тока 81 Вт. На двух концах каждое срабатывающее реле включает в себя
одно или несколько реле, каждое из которых имеет два последовательно срабатывающих контакта или
набора контактов и средства, с помощью которых достигается более низкая настройка тока для срабатывания
одного контакта или набора контактов, а также для срабатывания другого контакта или набора контактов.
Контакты с более высокой настройкой тока каждого реле управляют соседней цепью срабатывания, в то
время как контакты с более низкой настройкой тока подготавливают цепи для обеспечения срабатывания
устройств, реагирующих на направление потока.
Термин «настройка e», используемый здесь, следует понимать как минимальную электромагнитную силу,
прикладываемую рабочей катушкой или катушками реле. необходимо для срабатывания контактов. -, n Одно
удобное устройство включает в себя на каждом конце защищаемой секции срабатывающее реле.
Срабатывание осуществляется одним или несколькими реле, каждое из которых имеет два последовательно
срабатывающих контакта или группы контактов и средства, позволяющие получить более низкую настройку
тока для срабатывания одного контакта или группы контактов, чем для срабатывания другого контакта или
группы контактов; средства для питания срабатывающего реле от силовой цепи на соседнем конце; и
средства для передачи на удаленный конец тока, указывающего на направление потока силового тока на
соседнем конце, при этом передача такого тока предотвращается, если реле срабатывающего реле не
замкнуло свой контакт с более низкой настройкой тока, в то время как цепь срабатывания соседней цепи - -
автоматический выключатель - в защищаемой секции управляется контактом с более высокой настройкой
тока каждого реле срабатывающего реле.
C - - - t 20 Предпочтительно на каждом конце предусмотрено стабилизирующее реле, которое срабатывает
только при подаче питания из секции на соседнем конце и при срабатывании передает стабилизирующий ток
для предотвращения срабатывания автоматического выключателя на удаленном конце, причем цепь
передачи стабилизирующего тока управляется нижним токорегулирующим контактом каждого реле
соответствующего устройства срабатывания - - 303. C — Для удобства на каждом конце устанавливается
блокировочное реле, срабатывающее при подаче стабилизирующего тока с удаленного конца, чтобы
предотвратить срабатывание соседнего автоматического выключателя, и оно подключается к цепи только
тогда, когда срабатывает реле соседнего устройства, замыкая свой контакт с более высоким током.
- ' f Удобная конструкция реле для -40 каждое реле из устройств срабатывания реле включает в себя рабочую
катушку или катушки, подвижный элемент, электромагнитно управляемый катушкой или катушками, два или
более контакта или наборов контактов, последовательно управляемых движением такого элемента, средства
для приложения дополнительной силы -: противодействующего движения элемента, управляющего
контактом, к элементу после срабатывания первого контакта или набора контактов, и средства для
независимой регулировки таких настроек: - Дополнительная сила может быть приложена с помощью
подпружиненного упора, с которым подвижный элемент входит в зацепление после срабатывания первого
контакта или набора контактов. Предусмотрены средства для регулировки силы пружины, воздействующей на
упор.
Прилагаемые чертежи иллюстрируют, в качестве примера, один из вариантов защитного устройства,
выполненного в данной ориентации.
На чертежах (рис. 1 и 2) схематично показаны вид спереди и сбоку одной из конструкций реле,
предназначенной для использования в защитном устройстве согласно изобретению; рис. 3 — вид спереди со
снятой крышкой предпочтительной конструкции реле, предназначенной для использования в защитном
устройстве согласно изобретению; рис. 4 — вид сбоку, частично в разрезе, реле, показанного на рис. 3; рис. 5
— схема подключения защитного устройства.
Реле, показанное на рисунках 1 и 2 75, имеет рабочую катушку 1, намотанную в двух секциях на стержни
U-образного неподвижного магнитного сердечника 2, имеющего полюса 3 и 4 на концах стержней, которые
взаимодействуют с полюсными наконечниками 5 и 6 на якоре 80 7. Якорь 7 установлен на рычаге 8, шарнирно
закрепленном в точке 9, так что при подаче напряжения на катушку 1 магнитное притяжение заставляет якорь
двигаться вверх.
Якорь 2. - 85. Якорь 7 выступает вбок за полюсные наконечники и несет на изолированных блоках на своих
концах контакты 10, 11, которые соответственно взаимодействуют с пружинными контактными рычагами 12 и
13, соответствующим образом установленными на раме реле.
Рычаги 12 и 13 расположены таким образом, что при движении якоря 7 вверх контакт 10 входит в зацепление
с рычагом 12 раньше, чем контакт 11 войдет в зацепление с рычагом 1M, при этом упругость рычага 12
достаточна для обеспечения дальнейшего движения якоря вверх, необходимого для зацепления контакта 11 с
рычагом 1. Поворотный рычаг 8, несущий якорь, как показано на рисунке 2 (100), выступает в углубление или
паз в подпружиненном упоре 14, который показан в самом нижнем положении на рисунках 1 и 2 и может
перемещаться вверх против пружины 15. 105 Когда катушка 1 находится под напряжением, первое движение
якоря 7 вызывает замыкание контактов 10 и 12, после чего конец якоря 8 соприкасается с концом углубления
в подпружиненном упоре 14, так что ток, проходящий через катушку 1, достаточный для того, чтобы якорь 7
замкнул контакты 10 и 12, далее именуемые «первым» или «низкотоковым» контактом, может быть
недостаточным для преодоления дополнительной нагрузки на якорь, вызванной пружиной 15.
Если ток достаточно велик, электромагнитная сила, действующая на якорь 7, преодолевает силу пружины 15,
и, как следствие, дальнейшее движение якоря 7 замыкает контакты 11, 13, далее именуемые «вторым» или
«контактом установки высокого тока». 125 Настройка реле для срабатывания первого контакта регулируется с
помощью кулачка 17, вращение которого приводит к перемещению якоря ближе или дальше от полюсов 3, 4
катушки Z HG 1 i 11 i 1i i i 1 i 1 1 i i i 391,135 -9,3. Удобно, что на кулачке нанесена калиброванная маркировка,
которая в сочетании с неподвижной стрелкой 18 указывает значение тока, протекающего через катушку 1,
достаточное для замыкания первого контакта. Замыкание второго контакта регулируется путем изменения
натяжения пружины 15 с помощью гайки 16, на которой расположена стрелка 19, взаимодействующая со
шкалой 20, соответствующим образом откалиброванной.
Предпочтительная конструкция реле, показанная на рисунках 3 и 4, в целом аналогична по принципу
конструкции, показанной на рисунках 1 и 2, и имеет две рабочие катушки 20 и 21, установленные на
неподвижном магнитном сердечнике 22 и соединенные последовательно.
Вместо управления низким током реле с помощью кулачка, как в схеме, показанной на рисунках 1 и 2, катушка
20 снабжена рядом отводов, которые выведены на соответствующие латунные сегменты 23 и 24,
установленные на изоляционных полосах 25 и 26 на передней панели реле, так что любая пара
противоположных сегментов может быть соединена с помощью штекера 27, который служит для подключения
к цепи соответствующих участков катушки. Различные положения, в которые можно вставить штекер 27,
калибруются в зависимости от тока реле, при котором замыкается первый контакт.
Ниже полюсов 28 и 29 на нижних концах плеч сердечника 22 и 35 расположен якорь 30, установленный на
рычаге 31, шарнирно закрепленном между двумя неподвижными элементами рамы 32 и 33, выступающими
вверх сзади и ниже катушек. Прикреплено к ! На нижней стороне рычага 31, ниже рычага 30, находится блок
34, который поддерживает поперечный контактный рабочий элемент 35.
Реле снабжено тремя парами контактов, которые управляются элементом 35, каждый из которых состоит из
неподвижного контакта и взаимодействующего подвижного контакта, установленного на пружинном рычаге,
который смонтирован на изолирующем блоке на раме в задней части выступающих вверх элементов 32 и 33.
o 350Пружинный упор для управления настройкой реле на высокий ток состоит из раздвоенного рычага 36,
шарнирно закрепленного на элементах 32 и 33 и простирающегося к передней части реле между полюсами
1528 и 29 так, что он находится над рычагом 31, несущим якорь 30. Вращение рычага 36 по часовой стрелке
вокруг его оси на рычаге 31 предотвращается неподвижным крюкообразным упором 37, к которому он
прижимается плунжером 38, расположенным в цилиндре 39, установленном на передней части сердечника
22. Плунжер 38 прижимается вниз к рычагу 36 пружиной 4C, натяжение которой регулируется фрезерованной
гайкой 41, имеющей паз 42.
В цилиндре 39 расположен указатель 43, через который выступает стрелка, прикрепленная к пружине, для
индикации натяжения пружины. Регулируемый болт 44 имеет конец, выступающий над концом рычага 31, так
что после 70 заданного движения якоря 30 вверх конец болта 44 входит в зацепление с рычагом 36 и, таким
образом, приводит в действие пружину 40, создавая дополнительную нагрузку, препятствующую
дальнейшему 75 движению якоря вверх.
В нормальном обесточенном положении реле контактный элемент 35 находится в самом нижнем положении и
прижимает пружинный контактный рычаг 46 к неподвижному контакту 47, в результате чего эти контакты
замыкаются, когда реле обесточено. Когда через рабочие катушки 20 и 21 проходит ток, равный току
настройки первой ступени, определяемому регулируемым штекером 27 (3 ампера при настройке, показанной
на рисунке 85 на рисунке 3), электромагнитное притяжение якоря 30 заставляет рычаг 31 вращаться вокруг
своей оси до тех пор, пока контактный приводной элемент 35 не поднимет пружинный контактный рычаг 48 и
не войдет в зацепление с неподвижным контактом 49, в этом положении якорь показан на рисунках 3 и 4.
Таким образом, это движение якоря замыкает «первый» контакт реле, а дальнейшее движение рычага 31
предотвращается дополнительной нагрузкой, вызванной пружиной 40.
Когда ток, протекающий через рабочие катушки 20 и 21, превышает 100, устанавливается вторая ступень,
определяемая регулировкой пружины 40 (225% от первой ступени при положении индикатора 43, показанном
на рисунке 3), и магнитное притяжение достаточно велико, чтобы преодолеть силу пружины 440, якорь 30
перемещается вверх в положение, в котором контактный рабочий элемент 35 заставляет контакт на
пружинном рычаге 51 зацепиться с неподвижным контактом 50, тем самым замыкая второй контакт реле.
Следует понимать, что приведенное выше описание является лишь примером, и конструкция реле может
быть модифицирована различными способами, например, первый контакт может быть установлен таким
образом, чтобы выполнять функции подпружиненного стопора.
Хотя описаны только простые электромагнитные реле, следует понимать, что реле может работать от
постоянного или переменного тока и может быть модифицировано в соответствии с характеристиками
защитного устройства и способом его питания от защищаемого участка, в зависимости от необходимости.
Например, рабочая катушка или катушки могут быть запитаны таким образом, что реле реагирует на ток или
напряжение защищаемой катушки или на любую другую ее функцию, например, путем обеспечения реле
тепловым перемещением и регулировочными механизмами для настройки реле, которые могут быть
адаптированы для прямого считывания показаний в зависимости от характеристик его работы...
Возвращаясь теперь к защитной схеме, показанной на рисунке 5, будем исходить из того, что защищаемая
линия или фидер представляет собой участок высоковольтной линии электропередачи, являющийся частью,
например, кольцевой магистрали. Устройство на одном конце секции, удобно обозначаемое как «домашний»
конец, обозначено заглавными буквами, а соответствующее устройство на другом конце секции,
обозначаемое как «удаленный» конец, — строчными буквами.
Поскольку оборудование на обоих концах аналогично друг другу, достаточно будет описать только
оборудование на начальном конце.
Защитное устройство, показанное на рисунке 5, относится к общему типу, описанному в британском патенте
№ 314778, упомянутом выше, но с применением к нему настоящего изобретения. Защитное устройство на
конце защищаемого участка включает в себя стабилизирующее реле 0 1'6, отключающее реле 'D', D',
блокировочное реле W, реагирующее на срабатывание стабилизирующего реле 'c5', c'6 на удаленном конце
участка, и схему для отключающей катушки B автоматического выключателя B, управляемого отключающим
реле 'D' и блокировочным реле W.
Пара пилотных проводов II", H1 соединяет два конца, благодаря чему стабилизирующие реле C"5, -C" и c' 6 b
на обоих концах могут передавать сигналы стабилизирующего тока для срабатывания блокировочных реле
As, W соответственно.
Стабилизирующие релейные устройства 015 016 и c", c имеют направленное действие.
Устройство стабилизации напряжения C, 16, срабатывает только тогда, когда ток выходит из секции на
домашнем конце, а устройство стабилизации напряжения c. e — только тогда, когда питание выходит из
секции на удаленном конце. Каждое стабилизирующее реле включает в себя группу из трех направленных
реле перегрузки (C) и направленное реле утечки (C16), контакты четырех реле разомкнуты, когда реле
обесточены, и соединены параллельно для управления цепью включения вспомогательного
стабилизирующего реле L. Токовые обмотки реле стабилизирующего реле на конце a запитываются от
вторичных обмоток трансформаторов тока M', 3P' l в фазах защищаемой цепи A', A'3, в то время как обмотки
напряжения запитываются от обмоток двух трансформаторов напряжения N3 и N4, соединенных каскадно с
защищаемой цепью.
Устройство Tri'P-i'i 'la- dievie D", D" не имеет прямого действия и питается от веток трансформаторов тока 1,
LV2, LV3, так что оно срабатывает при наличии тока короткого замыкания, независимо от направления его
протекания. Устройство состоит из группы из трех реле перегрузки и реле утечки на землю. Для каждого из
этих четырех реле используется двухтоковое реле 75, предпочтительно описанной выше конструкции,
показанной на рисунках 1 и 2 или 3 и 4.
Каждое реле имеет два контакта D' и D', работающих при разных значениях тока, что обозначено на рисунке 5
якорем D2'6, который во время своего начального движения вверх замыкает одну пару контактов D', а во
время дальнейшего движения вверх замыкает вторую пару контактов D', не размыкая первую пару. На
домашнем конце первые контакты D'4 четырех реле, или контакты с низким током срабатывания, соединены
параллельно друг с другом и последовательно с параллельно соединенными контактами направляющих
стабилизирующих реле C", C'6 для управления цепью включения вспомогательного стабилизирующего реле
Ls, в то время как вторые контакты ID" четырех реле, или контакты с высоким током срабатывания, управляют
вспомогательным реле отключения Y.
Катушка отключения B' реле отключения B управляется контактом Z' реле задержки времени Z, цепь
включения которого управляется нормально разомкнутым контактом Y' на вспомогательном реле отключения
Y и двумя нормально замкнутыми контактами L0 и WV' на вспомогательном стабилизирующем реле L и
блокировочном реле W соответственно. Реле блокировки W обычно отключается от управляющих проводов
H3 H14 нормально разомкнутыми контактами Y'. Y2 на вспомогательном реле отключения Y, цепь также
включает нормально замкнутые контакты fiC L"l и 12 на вспомогательном стабилизирующем реле L, которое
также снабжено нормально разомкнутыми контактами L и L, так что при срабатывании реле пилотные провода
II"3, H отключаются от блокировочного реле W и подключаются к локальной батарее J'. Задержка
срабатывания реле Z предусмотрена для предотвращения срабатывания автоматического выключателя в
случае срабатывания вспомогательного реле Y (i2) до того, как сработает блокирующее реле W, и для этой
цели обычно достаточно задержки, например, в одну пятую секунды.
- В случае внутренней неисправности в j2! Секция питается с обоих концов. Реле отключения D22 DID и d". d'
на обоих концах будут работать, в то время как два стабилизирующих реле C", 016 и c", c' останутся
неработоспособными. На стороне абонента срабатывание любого из реле устройства отключения "D, D3"
приведет к срабатыванию реле отключения au.xNiliary Y.
Однако блокировочное реле W остается в обесточенном положении, поскольку стабилизирующее реле на
конце пульта дистанционного управления не сработало. Реле Y срабатывает, замыкая на своем контакте YS
цепь реле задержки срабатывания Z, которое после небольшой задержки замыкает цепь катушки отключения
B' и размыкает автоматический выключатель B. Аналогичным образом размыкается автоматический
выключатель b на удаленном конце, и секция lion изолируется. Автоматический выключатель B размыкается
при срабатывании защитного устройства аналогичным образом в случае внутренней неисправности,
возникающей, например, только на домашнем конце, но автоматический выключатель b на удаленном конце
остается замкнутым.
! -20 В случае сильного прямолинейного тока, например, от дома к удаленному концу, срабатывают оба
релейных устройства отключения D", D2 и &'" d"' и стабилизирующее устройство as, l на удаленном конце -'25.
Замыкание контактов низкого тока d по меньшей мере одного из реле отключающего реле на удаленном конце
вызывает (через контакты стабилизирующего реле c, c'6) включение вспомогательного стабилизирующего
реле 1, которое через свои контакты P", 114 соединяет ! Батарея j4 подключается к пилотным проводам 1H,
H4, а на ее контактах P1, 1ll 112 размыкаются цепи реле блокировки w и реле задержки z. На стороне
абонента замыкание контактов D4 реле отключения, отвечающих за низкий ток, не оказывает никакого
эффекта, поскольку срабатывает реле стабилизации C5. C( - не сработал. - Замыкание контактов D", d реле
отключения на обоих концах приводит в действие вспомогательные реле отключения Y, R. Замыкание
контактов Y', Y' на вспомогательном реле отключения Y соединяет блокировочное реле W с управляющими
проводами II', EH, но дистанционное блокировочное реле W остается отключенным от управляющих проводов
из-за размыкания контактов Yll, -1. - Таким образом, вспомогательное блокировочное реле W размыкает свои
контакты W' и, следовательно, предотвращает срабатывание вспомогательного автоматического
выключателя B, в то время как размыкание контакта l' аналогично предотвращает срабатывание
дистанционного автоматического выключателя B. - Следует понимать, что даже когда прямой ток достаточно
мал, чтобы сделать сомнительным срабатывание вспомогательных реле отключения Y, v, риска
срабатывания нет. Автоматический выключатель на одном конце срабатывает из-за работы одного из этих
реле без другого, поскольку одно из вспомогательных стабилизирующих реле L или 1 сработало бы и
обеспечило необходимую стабилизацию I.
Следует отметить, что в патентах I 391,135 стабилизирующие реле сконструированы таким образом, чтобы
иметь более низкое значение тока, чем второе или высокое значение тока срабатывания реле отключения.
Следует также отметить, что срабатывание двух контактов реле отключения при различных значениях тока
позволяет уменьшить задержку срабатывания реле задержки Z, z, а при желании, путем соответствующего
выбора настроек второго контакта реле отключения, можно обеспечить, чтобы реле отключения всегда
срабатывали немного раньше второго реле отключения, в этом случае задержку можно полностью исключить.
При использовании реле, показанного на рисунках 3 и 4, с данной защитной системой задние контакты 46 и 47
реле 85 не требуются и могут быть опущены.
Однако эти контакты показаны на рисунках 3 и 4 в том виде, в котором они могут быть использованы в
определенных случаях в связи с защитными устройствами в соответствии с данным изобретением. = ^ Данная
схема может быть изменена путем обеспечения направленного действия реле отключения, так что они будут
срабатывать только тогда, когда питание поступает в секцию 95 на соседнем конце, при этом соединения с
управляющей цепью могут быть изменены таким образом, чтобы срабатывание реле стабилизации дома
подключало батарею к управляющим проводам, несмотря на то, что реле отключения дома не сработало, и
что подключение реле блокировки дома к управляющим проводам контролируется только реле отключения
дома. ' 105 Хотя описание приведено только в контексте использования одной пары управляющих проводов,
по которым протекает постоянный ток, следует понимать, что данная схема может работать и с другими
схемами управляющих проводов, по которым протекает постоянный ток или переменный ток низкой или
высокой частоты.
Вновь высокочастотные несущие токи, наложенные на основные проводники системы, могут быть
использованы в качестве канала связи 115 для стабилизирующих токовых сигналов. Следует отметить, что
описанная защитная схема может быть модифицирована различными способами, и приведенное выше
описание 120 является лишь примером.
Только.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_391136.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=391136&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB391136A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
-J& Дата подачи заявки: октябрь. 15, 1931. № 28,729131. 391 Полностью слева. Август. 15, 1932.
Окончательная версия принята к публикации: 18 апреля 1933 года.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, связанные с обжигом пирита или сульфида железа, а также с производством оксида
железа, серы и диоксида серы.
Мы, Дэниел Тайрер, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Нортон-Хилл, Зе Грин,
Нортон-он-Тис, графство Дарем, и компания Imperial Chemical Industries Limited, британская компания Imperial
Chemical Hlouse, Миллбанк, Лондон, Юго-Западный Лондон, настоящим заявляем, что данное изобретение
имеет следующий характер: данное изобретение относится к сжиганию пирита на сульфиде железа с
воздухом или другим кислородсодержащим газом с целью получения оксида железа и серы, с диоксидом
серы или без него.
Известно, что лабильный атом серы в пирите может быть удален в виде свободной серы простой перегонкой,
а также известно, что свободная сера может быть получена путем реакции при повышенной температуре,
например, 900 C., между сульфидом железа и диоксидом серы.
Мы обнаружили, что увеличение доли свободной серы и получение продукта — оксида железа с низким
содержанием серы (при соответствующем ограничении подачи воздуха) может быть достигнуто при условии
повышения концентрации диоксида серы в зоне сгорания горелки путем добавления концентрированного или
чистого SO2. Таким образом, конечная концентрация SO в зоне сгорания должна составлять не менее 20
процентов по объему газов, остальная часть которых состоит из кислорода и азота.
Мы также обнаружили, что при работе с ограниченным потоком воздуха для получения практически всей серы
в виде свободной серы возникает недостаток тепла, необходимого для дистилляции лабильной серы, но это
можно исправить, увеличив объем газов в горелке, например, добавив концентрированный или чистый SO,
как описано в предыдущем абзаце. Дополнительный газ может быть получен путем рециркуляции газов,
выходящих из горелки после удаления из них серы и обогащения SO.
При обжиге пирита в горелке с ограниченным количеством воздуха, вещество, первым соприкоснувшееся с
воздухом, сгорает до оксида железа и диоксида серы, и зона, в которой происходит это сгорание,
простирается до тех пор, пока в газах остается кислород; пирит за пределами зоны сгорания подвергается
воздействию горячих газов, оставляя их, а лабильная сера отгоняется. Таким образом, половина всего
количества серы получается в виде свободной серы, а половина — в виде SO2.
Если попытаться увеличить долю свободной серы путем дальнейшего ограничения подачи воздуха, это
приведет к неполному сгоранию, а образующийся оксид железа будет загрязнен большим количеством
сульфида железа, который не удаляется, как можно было бы ожидать, в результате реакции с
присутствующим диоксидом серы из-за его низкой концентрации.
Согласно одному из вариантов изобретения, выходящие из горелки газы, содержащие свободную серу, азот и
диоксид серы, обрабатываются для удаления пыли, а затем охлаждаются и обрабатываются для удаления
свободной серы любым подходящим способом, например, с помощью процесса, описанного в Спецификации
№.
355,832. Затем холодный остаточный газ, состоящий из азота и диоксида серы, обогащается диоксидом серы
путем сжижения или абсорбции в подходящем абсорбенте, таком как силикагель, или в подходящем
растворителе, например, в растворителе, описанном в находящейся на рассмотрении заявке 14026/31
(серийный номер B78464). Концентрированный диоксид серы извлекается известным способом (85 способов),
а остаточный азот удаляется из системы. Часть циркулирующего газа после удаления свободной серы может
обходить установку обогащения, при этом продувка азотом может регулироваться и быть равна количеству
азота, подаваемого в горелку в виде воздуха для сгорания.
Объем газа, циркулирующего в единицу времени относительно объема воздуха, подаваемого в горелку в
единицу времени, определяет максимальную температуру в горелке, и в этом предельном случае, когда вся
сера получена в свободном состоянии, объем циркулирующего газа, необходимый для поддержания
температуры на оптимальном уровне, настолько уменьшается, что в нем недостаточно явной теплоты для
осуществления дистилляции лабильной серы в верхней части горелки. [Второе издание] 1,136 Зона
максимальной температуры соответствует уровню, на котором весь кислород израсходован из продуктов
сгорания, а выше этой зоны лабильный атом серы пирита перегоняется главным образом за счет теплоты
сгорания газов.
Таким образом, модификация изобретения заключается в способе обжига пирита с образованием только серы
и оксида железа, при котором циркулирующие газы, концентрированные в диоксиде серы, как описано выше,
предварительно нагреваются перед подачей в горелку. Таким образом, поскольку объем циркулирующего
газа больше по сравнению с воздухом для сгорания, но температура на входе выше, максимальная
температура горелки остается неизменной, однако объем газов, проходящих через эту зону, значительно
увеличивается, и, следовательно, они содержат достаточное количество теплоты для осуществления
дистилляции пирита в верхних зонах.
Ценность получаемого в этом процессе оксида железа в значительной степени зависит от эффективности
снижения содержания в нем серы. Дальнейшее усовершенствование изобретения касается способа,
позволяющего снизить содержание серы до значения ниже того, которое обычно достигается в пиритовых
горелках. Горелка Uhie работает, как описано выше: газы, богатые диоксидом серы, вводятся в точку или на
глубину ниже зоны максимальной температуры, в которой происходит большая часть сгорания, но несколько
выше той, в которую вводится воздух для сгорания. Этот воздух предпочтительно предварительно нагревают,
и таким образом не полностью обессеренный материал в нижних зонах печи подвергается наиболее
интенсивному окислению, что сводит содержание серы в оксиде железа к минимуму. При желании воздух,
используемый для сжигания, может быть предварительно нагрет путем теплообмена с газами, отводимыми из
верхней части горелки, перед тем как поступить в сепараторы серы.
При желании к пириту можно добавить восстановитель, например, кокс, и в этом случае концентрация
диоксида серы в горелке не обязательно должна быть такой высокой, как в описанных выше процессах.
Датировано 15 октября 1931 года.
Э. А. Бинген, Imperial Chemical House, Миллбанк, Лондон, S.W. 1, адвокат заявителей.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, связанные с обжигом пирита или сульфида железа, а также с производством оксида
железа, серы и диоксида серы.
Мы, Дэниел Тайрер, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Нортон Холл, Зе Грин,
Нортон-он-Тис, графство Дарем, и компания Imperial Chemical Industries Limited, британская компания,
расположенная по адресу: Imperial Chemical House, Миллбанк, Лондон, Юго-Западный Лондон, настоящим
заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны
и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к сжиганию пирита или сульфида железа с воздухом или другим
кислородсодержащим газом с целью получения оксида железа и серы, с диоксидом серы или без него.
Известно, что лабильный атом серы в пирите может быть удален в виде свободной серы простой перегонкой,
а также известно, что свободная сера может быть получена путем реакции при повышенной температуре,
например, 9000 C., между сульфидом железа и диоксидом серы.
При обжиге пирита в горелке с количеством воздуха, меньшим, чем соответствует уравнению 4FeS, + 85 110.
=2Fe2O3 + 8SO2, вещество, впервые попавшее в зону сгорания воздуха, сгорает до оксида железа и диоксида
серы, и зона, в которой происходит это сгорание, простирается настолько, насколько в газах остается
кислород; пирит за пределами зоны сгорания подвергается воздействию горячих газов, оставляя их, а
лабильная сера отгоняется. Зона максимальной температуры соответствует уровню 95°C, при котором весь
кислород из продуктов сгорания израсходован, а выше этой зоны лабильный атом серы пирита перегоняется
главным образом за счет теплоты сгорания газов. В этом процессе до половины общего количества серы
может быть получено в виде свободной серы, а половина — в виде SO2, при условии, что теплота сгорания
газов, проходящих через горелку, достаточна для отгонки всей лабильной серы. 105 391,136 391,136 Если
попытаться увеличить долю свободной серы путем дальнейшего ограничения подачи воздуха, это приведет к
неполному сгоранию, и образующийся оксид железа будет загрязнен большим количеством сульфида железа,
который не удаляется, как можно было бы ожидать, в результате реакции с присутствующим диоксидом серы
из-за его низкой концентрации.
Мы обнаружили, что повышенная доля свободной серы и продукт оксида железа с низким содержанием серы
могут быть получены (при соответствующем ограничении подачи воздуха) при условии, что концентрация
диоксида серы в горелке увеличивается за счет добавления концентрированного или чистого SO2 до такой
степени, что конечная концентрация SO2 в верхней части или непосредственно над зоной сгорания
составляет не менее 220 процентов по объему газов, а остальная часть приходится на азот. Дополнительный
газ может быть получен путем рециркуляции газов, выходящих из горелки, после удаления из них серы и
обогащения SO2. Такой дополнительный газ также служит для поддержания температуры в зоне сгорания на
подходящем уровне, например, 800-1000 C. и обеспечения дополнительной теплоты, необходимой для
дистилляции лабильной серы в условиях, когда количество кислорода приближается к значению,
определяемому уравнением 4FeS2 + 3O2 = 2Fe2O + 8S.
Согласно изобретению, пирит обжигается с ограниченным количеством воздуха или другого
кислородсодержащего газа, а концентрация диоксида серы, составляющая не менее 20 процентов,
поддерживается в верхней части или непосредственно над зоной сгорания путем подачи диоксида серы или
газа, содержащего диоксид серы, в горелку. Под ограниченным количеством воздуха или другого
кислородсодержащего газа мы подразумеваем количество воздуха или другого газа, содержащее меньше
кислорода, чем соответствует уравнению 4FeS + 7OQ = 2FeO + 4S + 4SO2, но содержащее по меньшей мере
достаточное количество кислорода для соединения со всем железом.
-50 Согласно одному из вариантов изобретения, выходящие из горелки газы, содержащие свободную серу,
азот и диоксид серы, обрабатываются для удаления пыли, а затем охлаждаются и обрабатываются для -55
удаления свободной серы любым подходящим способом, например, с помощью процесса, описанного в
Спецификации №.
355,832. Затем холодный остаточный газ, состоящий из азота и диоксида серы, обогащается диоксидом серы
путем сжижения или абсорбции в подходящем абсорбенте, таком как силикагель, или в подходящем
растворителе, например, в растворителе, описанном в находящейся на рассмотрении заявке 14026/31
(серийный номер 378464). Концентрированный диоксид серы извлекается известным способом, и его часть
или весь рециркулируется в горелку, в то время как остаточный азот удаляется из системы. Часть
циркулирующего газа, после удаления свободной серы, может обходить установку обогащения, при этом
продувка азотом может контролироваться и регулироваться таким образом, чтобы она была равна количеству
азота, подаваемого в горелку в виде воздуха для сгорания.
Объём циркулирующего газа в единицу времени относительно объёма воздуха, подаваемого в горелку в
единицу времени, определяет максимальную температуру в горелке, и в случае, когда большая часть или вся
сера получается в свободном состоянии, объём циркулирующего газа, необходимый для поддержания
температуры на оптимальном уровне, настолько уменьшается, что может содержать недостаточное
количество теплоты для осуществления дистилляции лабильной серы в верхней части горелки.
Таким образом, модификация изобретения заключается в способе обжига пирита с образованием
преимущественно или полностью серы и оксида железа, при котором циркулирующие газы предварительно
нагреваются (температура предварительно нагретых газов все еще существенно ниже, чем в зоне сгорания)
перед их подачей в горелку. Таким образом, можно использовать больший объем циркулирующего газа по
сравнению с воздухом для сгорания, но поскольку он будет иметь более высокую температуру на входе,
максимальная температура горелки останется неизменной, и, следовательно, объем газов, проходящих через
эту зону, значительно увеличится, и, таким образом, они будут содержать достаточное количество теплоты
для осуществления дистилляции пирита в верхних зонах.
Ценность получаемого в этом процессе оксида железа в значительной степени зависит от эффективного
снижения содержания в нем серы. Дальнейшее усовершенствование изобретения относится к способу,
позволяющему снизить содержание серы до значения ниже того, которое обычно достигается в пиритах
Ибммнерса. Горелка работает как 115.
Как уже было описано, газы, содержащие диоксид серы, вводятся в точку или на глубину ниже зоны
максимальной температуры, в которой происходит большая часть сгорания, но несколько выше 120.
чем тот, в который впрыскивается воздух для сгорания. Этот воздух предпочтительно предварительно
нагревают, и таким образом не полностью обессеренный материал в нижних зонах печи подвергается
наиболее интенсивным окислительным условиям, что сводит содержание серы в оксиде железа к минимуму.
При желании воздух, используемый для сгорания, может быть предварительно нагрет с помощью тепловых
интеркалов.
Изменения происходят с газами, которые отводятся из верхней части горелки перед тем, как поступить в
сепараторы серы.
Один из вариантов осуществления изобретения показан на прилагаемой схеме. В шахтную печь 1 загружают
кусковой пирит в точке 2, при этом воздух впрыскивается в основание печи в точке 3. Подача воздуха
ограничена, как описано выше, и в этих условиях в верхней части печи 4 образуется отдельная зона
дистилляции. Газы, выходящие из верхней части печи, отводятся, как показано на рисунке a, и сначала
поступают в пылеотделитель 6, затем в охладитель 7 и в серный коллектор S. Охладитель и серный
коллектор могут быть объединены в виде котла-утилизатора тепла, оснащенного электростатическим
осадителем, как описано в спецификации № 354207.
Очищенные от серы холодные газы рециркулируются в пиритовую горелку после частичного или полного
концентрирования их содержания диоксида серы на установке 9. Концентрационная установка может
включать в себя промывочную башню, снабженную растворителем для поглощения диоксида серы, а
указанный диоксид серы впоследствии извлекается в практически чистом состоянии путем нагрева и/или
снижения давления. В качестве альтернативы, обогатительная установка 9 может представлять собой
систему сжижения, в которой диоксид серы получают в практически чистом жидком виде, а затем дают ему
испариться. Часть разбавленного диоксида серы отводится в обход установки концентрирования, так что
газы, рециркулируемые в горелку, могут достигать любой желаемой концентрации диоксида серы. Они
предварительно нагреваются в теплообменнике 10 и подаются в печь в точке ниже зоны основного сгорания,
но выше точки подачи первичного воздуха для сгорания.
В этих условиях концентрация диоксида серы в печи достаточно высока, чтобы в значительной степени
вызвать реакцию между сульфидом железа и диоксидом серы, и содержание серы в пирите может быть
полностью восстановлено в элементарной форме или, при желании, частично в этой форме, а частично в
виде диоксида серы. Следует понимать, что соотношение между образующейся серой и диоксидом серы
определяется количеством воздуха для сжигания, подаваемого в точке 3, по отношению к количеству пирита,
подаваемого за тот же промежуток времени в точке 2, и это количество воздуха, в свою очередь, определяет
степень концентрации, которой должны подвергаться газы диоксида серы, поскольку количество азота,
добавляемого с воздухом для сжигания, должно быть равно за период времени количеству азота, удаляемого
из обогатительной фабрики. Таким образом, после определения скорости подачи пирита и воздуха для
горения, а также количества продуваемого азота, температуру основной зоны горения в печи 70 можно
регулировать, изменяя скорость рециркуляции газов.
При желании, в случае, когда количество подаваемого воздуха для сгорания приводит к образованию как
серы, так и диоксида серы, количество серы может быть увеличено за счет диоксида серы путем добавления
восстановителя, например, кокса, в верхнюю часть печи. Таким образом, определенная доля кокса может
быть смешана с исходной партией пирита.
В качестве иллюстрации изобретения, в описанную печь для производства пирита подается пирит со
скоростью 318 тонн 85 тонн в сутки, а воздух для горения – со скоростью 7450 кубических метров в час.
Печные газы отводятся с температурой на выходе 5500 °C и в объеме 37 200 кубических метров в час,
содержащих 25% диоксида серы, 6% паров серы и 69% азота. После охлаждения и отделения свободной
серы 8000 кубических метров газа в час, содержащего 27% диоксида серы, обрабатываются на
обогатительной фабрике, из которой отводятся 5900 кубических метров в час отходящих газов, а
концентрированные газы смешиваются с оставшимися 100%, которые затем отводятся в обход
обогатительной фабрики. Общий объем газовой смеси составляет 29 000 кубических метров, содержащих
32% диоксида серы. Эти газы предварительно нагреваются до температуры порядка 105°C (3000°C) и
рециркулируются в печь.
В этих условиях практически все содержание серы в пирите извлекается в элементарной форме. Все
величины давления, упомянутые в этом абзаце (110), рассчитаны для нормальной температуры и давления.
Нам известны номера технических спецификаций.
Соседние файлы в папке патенты