Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13464
.pdf
Как видно на рис. 1, 1 представляет собой коксовую камеру 1r, которая отделена от нагревательных камер 3
перегородками 2. Угольный брикет 4, отштампованный в обычном отверстии и помещенный в коксовую
камеру, полностью закрыт сверху: газоотводным колпаком 5, который приспособлен для подъема и опускания
с помощью ряда стеклянных всасывающих трубок 6, проходящих вертикально через крышу печи 8. Для этой
цели каждая всасывающая трубка 6 заканчивается шпинделем 7, который закрывает трубку и который в
показанном примере приводится в действие вручную с помощью ручного колеса 1]. Подъемное устройство
подвешено на подставке 12, которая установлена на крыше коксового цеха Znen и в поперечной перекладине
которой имеется 37. S,24 1 кокс. Температура в нагревательных камерах 3 поддерживается немного выше
обычной, например, около 113000 °C, чтобы нагрев помещений 40 происходил быстро.
- чтобы процесс дистилляции не задерживался из-за наличия слоев окалины. Последние защищают угольный
осадок и предотвращают растрескивание дистилляционных газов под воздействием высокой температуры.
Когда кокс в пространстве 40 достаточно нагрет для образования водяного газа, перегретый пар
впрыскивается в пространство 40 через трубы 41. При попадании в раскаленный кокс пар разлагается на
кислород и атомарный водород, при этом кислород соединяется с частью кокса, образуя оксид углерода,
который смешивается с перегонными газами. Атомный водород гидрирует низкотемпературные газы и
превращает низкоуглеводороды в ценные углеводороды более высокого порядка. Для того чтобы эти потоки
быстрее стекали и одновременно, увеличивая боковую поверхность угольной корки, создавали более
благоприятное воздействие лучистого тепла на угольную корку, на боковых поверхностях угольной корки
могут быть расположены вертикальные канавкообразные каналы 23. Поперечный разрез.
30 из этих каналов имеют выгодную клиновидную или трапециевидную форму. Наклонно поднимающиеся
вторичные каналы 15, ведущие к вертикальным основным каналам 14, выгодно расположены между этими
боковыми каналами 23. Благодаря этому увеличению нагревательной поверхности угольного осадка и
расположению каналов 14 и 15, достигается то, что поток...
Одновременно с этим газ переносит тепло внутрь угольного пласта, и газы удерживаются как можно дальше
от нагревательной стенки. Форма и расположение боковых каналов, а также расположение вертикальных
основных каналов и наклонных второстепенных каналов внутри угольного кокса являются необязательными,
но всегда должны быть такими, чтобы по окончании периода коксования в угольном коксе был получен
однородный готовый кокс; этого легко можно достичь при в некоторой степени выгодном распределении и
расположении этих каналов.
В случае коксовых печей, в которых топливо свободно заполняется в камеры коксования, используемый
метод, конечно же, аналогичен методу, применяемому в печах с вставленными угольными брикетами.
Вертикальные полые каналы 14, а также вертикальные боковые валы в этом случае заменяются
заполненными коксом каналами, которые изготавливаются путем вставки вертикальных трубок подходящего
поперечного сечения, заполненных кусками кокса, в камеру печи в необходимых местах, -5 перед
заполнением топлива в камеру коксования. После заполнения камеры печи этими трубками, после того как
топливо было заполнено, их коксовое наполнение остается в шихте, образуя соответствующие коксовые
каналы. Вторичные каналы 1:J в этом случае могут быть заменены введением тонких горизонтальных слоев
кокса. Вместо или в дополнение к указанным заполненным коксом боковым газоотводящим каналам, в стенках
печи могут быть расположены вертикальные газоотводящие каналы, которые соединены, с одной стороны, с
коксовой камерой наклонными и направленными вниз вторичными каналами, ведущими в коксовую камеру, а
с другой стороны, с собирающими каналами.
Таким образом, значительно облегчается отсасывание козьего молока низкого качества.
Подобные всасывающие каналы в боковых стенках коксовой камеры (85) также могут использоваться в случае
упорядоченной загрузки коксового шлака, когда для более эффективного использования пространства камеры
вместо кусков кокса в пространство (90), окружающее боковые стороны угольного шлака, загружают сухой
уголь.
На рисунках 2, 3 и 4 показаны примеры расположения каналов подачи пара в печи, загружаемой в цепную
печь обычной печи, для отвода дистилляционных газов, а также для подачи пара с целью гидрогенизации
дистилляционных газов. Сечение на рис. 1 выполнено между каналами подачи пара, которые могут быть
расположены в соответствии с любым из рисунков 2–4. На фиг. 2 изображена коксовая камера с каналами 23,
расположенными с соответствующими интервалами вдоль продольных сторон стенок печи и
предназначенными для подачи пара. Эти каналы имеют форму полых каналов, но заполнены коксом или
углем любого желаемого размера зерна. Эти каналы могут быть изготовлены, например, путем введения
болтов в штампованный угольный пласт, а затем их извлечения, после чего штампованные каналы могут быть
снабжены упомянутым наполнителем. Пар подается в эти каналы либо напрямую, либо через специальные
перфорированные трубки 25 и разлагается под действием тепла, при этом продукты разлагаются в шихте
печи, как показано стрелками на рис. 5, где они смешиваются с i20 и гидрируют дистилляционные газы.
Конструкция такого канала 23 вместе с паропроводом 25 показана на увеличенном изображении на рис. 6.
Вместо пропуска пара в топку 125 через каналы 23, которые, хотя и расположены вблизи стенок печи,
находятся непосредственно в топливной загрузке, на продольных сторонах камеры могут быть также
расположены углубления 26 (рис. 2), которые, подобно топке 130, снабжают каждый канал 30 электрическим
резистивным нагревателем (не показан на чертеже), встроенным в столб кокса.
Таким образом, дистилляционные газы, поднимающиеся по этим каналам, подвергаются вышеупомянутой
термической обработке с целью регулирования выхода побочных продуктов. Таким образом, легко нагреть
эти дистилляционные газы до необходимых температур, превышающих их нормальную температуру,
составляющую около 1000 °C.
На рис. 7 изображена вертикальная реторта для непрерывной работы, в которой применяется новый процесс.
Как видно, 31 — это бункеры, из которых уголь поступает в шахту 32, поперечное сечение которой является
необязательным. Для обеспечения беспрепятственного прохождения коксуемого угля через реторту
предусмотрен поршень 33, который продавливает уголь через реторту. 34 представляет собой внешнее
нагревательное устройство, которое нагревает коксуемый уголь таким образом при его прохождении через
реторту, что коксовый шов всегда формируется в форме, указанной на чертеже, и на определенной высоте в
реторте и остается в этом положении, а полностью готовый кокс удаляется в нижней части реторты. В зоне
коксования, как известно, материалы образуют полужидкую или пластичную массу, практически
непроницаемую для газов, и таким образом, пласт образует перегородку, которая позволяет отдельно
отводить газы с противоположных сторон. Высокотемпературные газы, образующиеся под коксовым пластом,
откачиваются через трубу 35а.
Низкотемпературные газы, образующиеся над пластом, как показано стрелками 105, поднимаются вверх в
направлении относительного продвижения коксующегося пласта против направления движения топлива и
фильтруются в более холодных слоях угля, из которых газы еще не были извлечены, при этом битуминозные
компоненты этих газов выпадают в осадок и способствуют улучшению образования кокса. 3.5 Это
газоотводящая трубка, расположенная в середине реторты J15 и снабженная прорезями, перфорациями или
подобными отверстиями. Нижний конец этой трубки выступает в отверстие для воды, заполненное смолой.
Внутри трубки 35, расположенные концентрично относительно нее, находятся еще две более узкие трубки 37
и 39 (12G).
Пространство между этими двумя трубами закрыто снизу, но внешняя труба этого пространства, а именно
труба 37, имеет ситообразные перфорации, щели или тому подобное, через которые пар, подаваемый по
трубе 40c, может достигать пространства, где образуется атмосфера водорода и оксида углерода, поскольку
это пространство 130. Каналы 23 могут быть снабжены наполнителем 24 из кокса или угля любой желаемой
фракции и трубой 25 для подачи пара. Поскольку обустройство каналов подачи пара 23 после заполнения
углем представляет собой сложную задачу, с помощью ниш 26 можно ввести в них неподвижные каналы 27,
которые соответствуют трапециевидной форме углублений и перфорированы, как сито, со стороны,
обращенной к внутренней части печи, и которые, как показано на рис. 5, содержат внутри себя трубку подачи
пара и кокс или угольную засыпку 24. Преимущество такой конструкции заключается в том, что эти каналы для
кокса не нужно заменять при каждой загрузке печи.
Такая конструкция особенно выгодна в случае коксовых печей с загружаемым штампованным лепешкой,
поскольку она не препятствует введению штампованной лепешки в коксовую камеру.
Каналы 28, расположенные внутри загрузки, служат, как и каналы 14, для отвода дистилляционных газов и
выполнены аналогично каналам 23, а при необходимости, как и последние, снабжены коксом или углем;
отсутствует только трубка подачи пара 25.
В коксовую камеру с гладкими боковыми стенками, изображенную на рис. 3, загружают штампованный осадок,
имеющий боковые углубления 29. Каналы 23, снабженные подачей пара, целесообразно разместить в этих
углублениях. Затем все пространство между штампованным слоем и стенками камеры выгодно заполняется
коксом, полукоксом или углем любого желаемого размера зерна, так что пар в этом случае подвергается
воздействию очень широкой области. Внутри шихты также имеются газоотводные каналы 28, которые, в
принципе, не имеют подачи пара.
На рис. 4 показана очень узкая камера печи, в которую загружается штампованный брикет обычного типа. В
отличие от коксовых камер, изображенных на фиг. 2 и 3, в данном случае имеются каналы 30, расположенные
только в середине штампованного куска и одновременно служащие для подачи пара и отвода
дистилляционных газов. Поскольку из-за низкой теплопроводности угля температура в середине коксовой
камеры заметно повышается только к концу процесса коксования, перед подачей пара столб кокса
необходимо сначала довести до минимальной температуры, при которой поступающий пар реагирует со
столбом кокса с образованием атомарного водорода и монооксида углерода. Это достигается путем
заполнения специального бункера 36 коксом, полукоксом, углем, коксовой пылью или подобными веществами.
Газы, выходящие из шахты реторты над коксовым пластом, попадают в рубашку охлаждения, образованную
между внешними трубами 35 и 37 и заполненную коксом и т. д., затем текут вниз через уже упомянутую
атмосферу монооксида водорода и углерода, где они гидрируются атомарным водородом, образующимся при
разложении пара, и, наконец, всасываются внутренней смазкой 39. В трубку 35 также подается пар из
раствора тар джи, который нагревается раскаленным коксом, выходящим из конца трубки. Температуры в
валу реторты и во внешней рубашке всасывающей трубки регулируются таким образом, чтобы они были
примерно на 100–2000 °C выше коксового пласта, примерно на 4000 °C в самом коксовом пласте и примерно
на 800–1000 °C ниже него. В зоне насыщения оксидом водорода и углерода внутри оболочки между трубками
35 и 37 температура составляет около 600 800 °C.
Вертикальная реторта, показанная в горизонтальном поперечном сечении на рис. 8, отличается от реторты,
представленной на рис. 7, только тем, что она имеет кольцевую форму и имеет внутри второе нагревательное
устройство 34. Трубчатые системы 35, 37, 39 расположены в середине загрузки на равных расстояниях по
всей длине реторты таким образом, что расстояние между двумя из этих трубчатых систем приблизительно
равно кольцевой ширине загрузки. Трубные системы 35, 37, 39, а также другие устройства печи идентичны
тем, что представлены на рис. 7.
Предмет изобретения не ограничивается примерами его осуществления, описанными выше и
проиллюстрированными чертежами, но также включает в себя все другие варианты осуществления,
основанные на том же принципе изобретения.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я заявляю, это:
1.
Способ улучшения и раздельного извлечения низко- и высокотемпературных дистилляционных газов,
получаемых из топлива, подвергнутого коксованию, включающий подачу низкотемпературных газов
непосредственно из места образования в более холодные части сжатой или несжатой загрузки печи без
контакта с нагретыми стенками печи, и подвергание указанных низкотемпературных газов, либо в самой печи,
либо в камерах, непосредственно сообщающихся с ней, обработке гидрированием с целью увеличения
выхода ценных побочных продуктов.
2.
Способ по п. 1, в котором газы после прохождения через незакоксованные слои шихты пропускаются через
атмосферу водорода и монооксида углерода, при которой содержащиеся в дистилляционных газах
углеводороды подвергаются гидрированию.
3.
Способ по п. 2, в котором оксид водорода-кальция-иона-оксида углерода и атмосфера образуются под
действием пара на раскаленную колонну кокса, образованного из отходов, таких как коксовая пыль, к которой
могут быть добавлены битуминозные материалы, такие как отходы, смола, отработанный битум или тому
подобное.
4.
Процесс по п. 3, заключающийся в подаче насыщенного или перегретого пара в газовую колонну, так что он
будет расщеплен на кислород и 9 атомов водорода.
5.
Способ по п. 3 или 4, в котором кокс, используемый для образования раскаленной колонны кокса, или пар, или
дистилляционные газы, до того, как они попадут в зону гидрирования, снабжаются парами смолы.
6.
Способ по п. 1, в котором с целью гидрирования образующихся дистилляционных газов насыщенный пар или
перегретый пар, который при необходимости может быть насыщен парами смолы или подобными
веществами, подается непосредственно в готовый кокс шихты.
7.
Способ по п. 6 1Q, в котором для лучшего нагрева загрузки одновременно с паром, используемым для
гидрирования, в загрузку подается нагревающий газ, который может быть смешан с атмосферным
кислородом. hiq 8.
Способ по п. 1, в котором низкотемпературные газы изнутри загрузки и высокотемпературные газы,
образующиеся с обеих сторон загрузки, отсасываются отдельно в разных направлениях, причем
высокотемпературные газы используются для непосредственного нагрева загрузки печи после удаления из
них побочных продуктов.
9.
Способ по п. J2Q, в котором высокотемпературные газы, используемые для нагрева загрузки, с этой целью
смешиваются с кислородом и паром.
10.
Способ по п. 8 или 9, в котором нагревающие газы подаются 125 через канал, содержащий подходящий
источник нагрева.
11.
Процесс согласно любому из пунктов S-10, в котором пар, который может быть смешан со смолой, смоляным
маслом или подобным веществом, пропускают через приемник воды или пара с целью его очистки и
насыщения продуктами испарения из приемника, после чего дистилляционные газы совместно пропускают
через зону гидрирования.
20.
Способ по п. 19, в котором температура дистилляционных газов повышается перед тем, как газы
направляются в зону гидрирования.
75 21.
Способ по п. 1, в котором дистилляционные газы непосредственно после выхода из коксовой камеры
пропускаются через камеры с внешним нагревом, заполненные кусками кокса, и в которые подается пар для
гидрирования.
22. Устройство для прерывистой работы процесса, описанного в п. 1, включающее вертикально
перемещающийся газовый 85-вытяжной колпак, закрывающий верхнюю поверхность загрузки печи и в
который, с одной стороны, открываются вертикальные основные каналы загрузки печи, а с другой стороны, к
которому подсоединены газоотводные трубки для 90, пропускающие отсасываемые низкотемпературные
газы, и средства для подачи пара к загрузке.
23. Устройство по п. 22, в котором крыша коксовой камеры 95 снабжена каналами для отвода
высокотемпературных газов, причем указанные каналы открываются в собирающую трубку.
24. Устройство по п. 22, в котором вертикальные каналы подачи пара ioo, расположенные в боковых стенках
камеры печи, соединяются с камерой печи через наклонно направленные вниз вторичные каналы.
25. Устройство для осуществления процесса j0o, описанного в п. 1, в котором в случае рыхлой загрузки на
боковых стенках камеры печи расположены вертикальные каналы для кокса, которые способствуют подъему
газов более низкого качества.
26. Устройство для осуществления процесса, заявленного в п. 1, в котором в случае использования
штампованных лепешек на боковой поверхности штампованных лепешек расположены вертикальные
канавки, предназначенные для увеличения поверхности штампованных лепешек и облегчения подъема газов
более низкого качества, при этом боковое пространство, а также пространство на передней стороне угольной
лепешки могут быть заполнены мелким коксом или, для лучшего использования пространства печи, сухим
рыхлым углем.
27. Устройство согласно любому из 125 пунктов 22-26, включающее газосборные трубы (18, 22) и задвижки
или другие клапанные элементы, с помощью которых поток газа через каждую из труб может регулироваться
отдельно.
28. Аппарат для выполнения 130 операций, проводимых на угольном заводе в зоне коксования или ниже нее.
12.
Способ согласно п. 1 н!
В случае прерывистой обработки пустоты между угольными брикетами и стенками коксовой камеры, а также
пустотелые каналы, выполненные внутри угольного брикета, или, в случае коксовых печей с рыхло
заполненным углем, искусственные каналы, предусмотренные внутри загрузки и служащие для отвода газа,
заполняются мелким коксом или коксовой пылью.
13.
Способ по п. 12-j5, в котором пространства и каналы вокруг и внутри загрузки печи заполняются ореховым
углем, пламенным углем или газовым углем в зависимости от природы коксуемого топлива.
14.
Способ по любому из пунктов 12-13, в котором при использовании расширенных камер печи с низкими
тепловыделителями, не достигающими потолка камеры, пространство между угольными лепешками,
помещенными с двух сторон тепловыделителя h25, заполняется коксовой пылью с добавлением или без
добавления смолы или ореховым углем.
15.
Способ по п. 1, в котором перегретый пар подходящей температуры -30°C подается сверху или снизу в
газоотводящие каналы, расположенные в топливе и заполненные мелким коксом таким образом, что они
контактируют только с дистилляционными газами, протекающими через эти каналы.
16.
Способ по п. 15, в котором газоотводящие каналы, расположенные в топливной смеси и заполненные мелким
коксом, имеют встроенные в них электрические нагреватели сопротивления, которые размещены в колонне
кокса.
17,
Способ по п. 15 или 1Т, в котором в случае прерывистой обработки пар подается в шихту только через каналы
внутри шихты, причем каналы заполнены коксом, полукоксом или углем любого желаемого размера зерна, так
что, когда зона готового коксования проходит места в шихте, в которые встроены каналы, подаваемый пар
контактирует только с раскаленным готовым коксом.
18.
Способ по п. 1, в котором гидрирование газов осуществляется посредством пара, подаваемого на те части
загрузки печи, которые сначала нагреваются и подвергаются коксованию.
19.
Процесс по п. 1, в котором высокотемпературные дистилляционные газы, образующиеся в топливной смеси к
концу процесса дистилляции, перед слиянием с низкотемпературными газами пропускаются через каналы
подачи пара в топливной смеси через соответствующие интервалы времени вблизи боковых стенок камеры
сгорания.
2)9. Устройство для транспортировки овса по п. 1, включающее в себя каналы подачи пара трапециевидного
поперечного сечения, расположенные вне загрузки печи в углублениях в стенке печи.
30. Устройство для осуществления процесса, описанного в п. 1, в котором каналы, служащие для всасывания
газа, расположены в середине топливной шихты и каждый снабжен электрическим нагревателем
сопротивления.
31. Устройство по п. 29, в котором подача пара в паропроводы осуществляется через перфорированные
трубки.
32. Устройство для осуществления процесса, заявленного в п. 1, с использованием штампованных угольных
лепешек, включающее средства для откачивания низкотемпературных газов из внутренней части угольной
лепешки и средства для подачи пара в свободное пространство, расположенное между стенкой коксовой печи
и угольной лепешкой, которое может быть заполнено углем, полукоксом или высокотемпературным коксом
любого желаемого размера зерна.
33. Устройство для осуществления процесса, описанного в п. 1, включающее газоразрядную трубку,
проходящую через центр загрузки и заполненную коксовым материалом, нижний конец которой закрыт
уплотнением, содержащим смоляной раствор, предназначенный для нагрева отработанным раскаленным
коксом с целью генерации пара и подачи такого пара в трубку.
34. Устройство для осуществления процесса, заявленного в п. 1, в котором ценные низкотемпературные газы,
образующиеся в зоне коксообразования или над ней, и менее ценные коксовые газы, образующиеся ниже
зоны коксообразования в готовом коксе, отсасываются через отдельные щели, сделанные в газоотводной
трубе над и под коксовым швом шихты, в коксовый наполнитель газоотводной трубы и в последней
направляются вниз через зону гидрирования в отводную трубу, причем гидрирование газов осуществляется
при содействии продуктов испарения смоляного раствора, в который погружается нижний конец газоотводной
трубы.
35.
Устройство по п. 34, в котором менее ценные коксовые газы, образующиеся в готовой шихте ниже зоны
коксообразования 60, перед слиянием с ценными низкотемпературными газами пропускаются через приемник
воды или пара с целью очистки и охлаждения с помощью испаренных продуктов 65 приемника, после чего
низкотемпературные газы и коксовые газы совместно текут в коксовом наполнителе газоотводящей трубки
вниз через зону гидрирования и в отводящую трубку, причем гидрированию газов способствуют испаренные
продукты из приемника смоляной воды, в который погружается нижний конец газоотводящей трубки.
75 36.
Устройство по п. 33 или 34, в котором дистилляционные газы, для того чтобы их можно было откачивать из
загрузки печи общим способом и без прохождения через специальную зону гидрирования, 80 после
прохождения через приемник воды или пара пропускают с целью гидрирования через нагретую колонну кокса,
расположенную на их пути, а затем отводят из печи.
85 Датировано 7 января 1931 года.
Ханс и Даниэльссон, Сент-Джон-стрит, 321, Лондон, E.C.l, зарегистрированные патентные поверенные.
Ледхилл: Напечатано для Канцелярии Его Величества компанией Love & Malcomson, Ltd. - 1932 год.
< = 12
Соседние файлы в папке патенты