PL10107B1 - Sposób otrzymywania czystego wegla. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy wyrobu czystego wegla z materjalów, zawiera jacyeh wegiel, jak z koksu, wegla drzewnego i innych przetworów drzewnych, zawierajacych we¬ giel i wogóle z wszelkich materjalów, o- trzymanyeh przez prazenie materjalów organicznych.Znane sa sposoby, polegajace na pro¬ stem dzialaniu kwasami na wegiel drzew¬ ny, koks i inne materjaly, zawierajace we¬ giel, oraz sposoby, polegajace na prostej obróbce tych substancyj alkaljami, lecz ani jedne, ani drugie z tych sposobów nie prowadza do otrzymania wegla czystego, zupelnie pozbawionego zanieczyszczen or¬ ganicznych i nieorganicznych.Ma to miejsce szczególniej w tym przy¬ padku, gdy koks albo wegiel drzewny lub inne materjaly nie sa dostatecznie spro¬ szkowane tak, zeby reakcja pomiedzy py¬ lem i uzytemi odczynnikami mogla sie od¬ bywac szybko, równomiernie i calkowicie.Jezeli np. na sproszkowany wegiel drzewny dzialac stezonym kwasem azoto¬ wym, to wegiel drzewny zostaje pozbawio¬ ny tylko czesci swych zanieczyszczen, mia¬ nowicie organicznych, zas zanieczyszcze¬ nia nieorganiczne, jak krzemionka, tlenek tytanowy i t. d., zawarte zawsze w mate- rjale wyjsciowym, pozostaja w weglu drzewnym nietkniete. Obecnosc tych wla¬ snie zanieczyszczen powoduje niebiesko- szarawa barwe produktu, otrzymanego przez te obróbke. Jezeli na koks dzialacenergicznym srodkiem utleniajacym, jak kwasnym roztworem nadmanganianu albo kwasu chromowego, nawet po dokladnem roztarciu koksu, to otrzymany wegiel po kilkakrotnem przemyciu jest zaledwie cze¬ sciowo pozbawijony zanieczyszczen, mia¬ nowicie organicznych, nieorganiczne zas pozostaja niezmienione. Pozadanego wyni¬ ku nie osiaga sie równiez, jezeli na produkt tak otrzymany dzialac roztworem stezo¬ nych alkaljów, który na pewne zanieczy¬ szczenia nieorganiczne, zawarte w mate¬ riale wyjsciowym, dziala tylko w bardzo slabym stopniu. Nawet srodki tak ener¬ giczne, jak pary chloru, bromu, bromu i kwasu fluorowodorowego i t. d. w tempe¬ raturze zwyklej nie wystarczaja do otrzy¬ mania wegla chemicznie czystego. W rze¬ czywistosci niema dosc silnego srodka chemicznego, któryby sam przez sie mógl wyeliminowac calkowicie lub chocby tylko wieksza czesc zanieczyszczen organicz¬ nych i nieorganicznych z wegla drzewne¬ go, koksu i tym podobnych i to, w przy¬ padku wegla drzewnego, niezaleznie od temperatury, w której prowadzono zwegla¬ nie drzewa, przyczem wiadomo, ze tempe¬ ratura ta nie moze w sposób znaczny zmie¬ nic chemicznego wyniku tego prostego o- czyszczania.Wynalazek niniejiszy ma na celu unik¬ niecie wyzej wspomini|anych niedogodno¬ sci, a przedmiotem jego jest sposób przemyslowego otrzymywania bardzo czy¬ stego wegla o zabarwieniu zupelnie czar- nem.Wynalazek polega na otrzymywaniu wegla wolnego od wszelkich zanieczyszczen organicznych i nieorganicznych, przezna¬ czonych do usuniecia z wszelkich materja- lów wyjsciowych, zawierajacych wegiel, przyczem najprzód substancje te proszku¬ je sie zupelnie mialko, nastepnie dziala sie na nie kwasem, poczem mieszanina kwasów, wreszcie produkt staly, otrzyma¬ ny po oddzieleniu cieczy, przemywa sie i poddaje dzialaniu roztworu alkalicznego, a ostatecznie przemywa sie go woda.Tak otrzymany produkt po dzialaniu alkaljami mozna poddac nowej obróbce roztworem kwasu.Obróbke alkaljami mozna zastapic dzialaniem w wyzszej temperaturze na produkt, otrzymany po obróbce kwasnej, stqpiona sola kwasna, przemywajac na¬ stepnie tak wytworzony prodtdkt duza ilo¬ scia wody.W ten sposób otrzymany produkt moz¬ na poddac obróbce ostatecznej w celu do¬ prowadzenia go do stanu zupelnie mialkie¬ go, przyczem barwa produktu jest zupel¬ nie czarna.Ta obróbka ostateczna moze polegac na poddawaniu wegla dzialaniu wysokiej tem¬ peratury, najlepiej w atmosferze gazu obo¬ jetnego, pozbawionego tlenu. Obróbke che¬ miczna prowadzic mozna równiez w od¬ wrotnym porzadku, zaczynajac oczyszcza¬ nie dzialaniem alkaljów, a konczac je dzialaniem kwasów i nastepuj acem potem przemywaniem.Mozna równiez obróbke przeprowadzic w wysokiej temperaturze i okreslonej at¬ mosferze przed obróbka chemiczna. Naj¬ odpowiedniejsze materjaly wyjsciowe, sto¬ sowane przy wykonaniu tych sposobów, otrzymuje sie przez zweglanie, szczegól¬ niej w niskiej temperaturze wszelkiego rodzaju drewna, a szczególniej drewna, niezawierajacego zywicy, jak drewna twardego, bukowego, debowego i innych.Nalezy zaznaczyc, ze poczatkowe bar¬ dzo mialkie sproszkowanie jest warunkiem zasadniczym, bez zachowania którego re¬ akcje oczyszczania nie moga byc calkowi¬ cie przeprowadzone.Wynalazek obejmuje równiez sposób wytwarzania wegla, polegajacy na zwegla¬ niu drewna twardego lub niezywicznego w temperaturze, nieprzekraczajacej 300°C w celu otrzymania wegla drzewnego, na prze¬ prowadzeniu tego ostatniego w stan ziuipel- — 2 -nic mialki i na obróbce pylu stezonym kwasem azotowym, w obecnosci kwasu siarkowego, poczem tak otrzymany pro¬ dukt przemywa sie woda i obrabia miesza¬ nina stezonego kwasu azotowego ze stezo¬ nym kwasem solnym w podwyzszonej tem¬ peraturze, celowo okolo 75 — 80°C; po wykonaniu tych zabiegów, przy ciaglem mieszaniu, produkt staly oddziela sie przez dekantacje, przemywa sie go jeszcze raz woda i dziala nan stezonym roztworem al- kaljów, wreszcie ponownie przemywa sie go woda.Po procesie powyzszym mozna zasto¬ sowac obróbke ostateczna, poddajac pro¬ dukt w stanie zupelnej mialkosci dziala¬ niu gazu obojetnego albo atmosferze, po¬ zbawionej tlenu, w temperaturze wysokiej, siegajacej mniej wiecej 1000 — 1300°C.Obróbke alkaljami, wymieniona w u- stepie poprzednim, mozna zastapic reak¬ cja w wyzszej temperaturze miedzy otrzy¬ manym produktem a stopionym kwasnym siarczanem sodowym lub potasowym, po¬ czem miesza sie mase stale z woda, albo tez po obróbce tej moze nastepowac inne dzialanie roztworem kwasu przy ciaglem mieszaniu.Przyklad praktycznego wykonania wy¬ nalazku podano ponizej.Wegiel drzewny proszkuje sie tak mialko, zeby mógl przejsc przez sito, np. zawierajace 13960 — 19 100 oczek w cen¬ tymetrze kwadratowym. Nastepnie na pyl ten dziala sie stezonym kwasem azoto¬ wym, najlepiej w obecnosci kwasu siarko¬ wego, poczem przemywa sie kilkakrotnie woda. Otrzymany wegiel zawiera jeszcze nieco zanieczyszczen organicznych oraz wieksza ilosc zanieczyszczen nieorganicz¬ nych.Nastepnie wegiel poddaje sie uzupel¬ niajacej obróbce kwasnej, t. j. dzialaniu mieszaniny stezonego kwasu azotowego ze stezonym kwasem solnym, w temperaturze podwyzszonej, siegajacej 75—80°C. Wy¬ wiazujacy sie chlor oraz pary kwasów roz¬ puszczaja zanieczyszczenia nieorganiczne oraz reszte zanieczyszczen organicznych.Aby osiagnac mozliwie najlepsze wyniki obróbke powyzsza nalezy prowadzic przy ciaglem mieszaniu tak, zeby dzialanie na mialkie czastki ;wegla bylo calkowite.Otrzymany roztwór oddziela sie przez de- kantacje lub w inny sposób od produktu stalego, ten zas dokladnie sie przemywa.Dalej, poddaje sie wegiel dzialaniu stezo¬ nego roztworu alkalicznego, wodorotlenku sodowego, a nastepnie dobrze sie przemy¬ wa. Tak otrzymany wegiel jest zupelnie czysty, lecz jego budowa, jak równiez barwa nie sa jeszcze zadowalajace. Jak zaznaczono powyzej, czesto korzystniej jest zmieniac kolejnosc zabiegów przy o- czyszczaniu i zaczac od obróbki alkaljami.Ten chemicznie czysty wegiel mozna stosowac do otrzymywania czerni aksa¬ mitnej, co jest charakterystyczna wlasci¬ woscia produktu, znanego pod nazwa „car- bon blaok", otrzymywanego z gazów natu¬ ralnych w Stanach Zjednoczonych lub przez spalanie w specjalnych warunkach naftalenu i innych weglowodorów, boga¬ tych w wegiel.Tak otrzymany wegiel, pozbawiony wszelkich zanieczyszczen, mozna dalej poddac obróbce ostatecznej, majacej na celu wytworzenie wegla zadanego w po¬ staci „aksamitnej" o nadzwyczajnej czar- nosci.Obróbka koncowa polega na dzialaniu w podwyzszonej temperaturze, w atmosfe¬ rze gazu obojetnego albo w gazie, pozba¬ wionym tlenu, po uprzedniem sproszkowa¬ niu wegla do stanu zupelnie mialkiego.Obróbke te przeprowadza sie w tempe¬ raturach wysokich, szczególniej miedzy 1 000, a 1 300°C.W pewnych przypadkach korzystniej jest zastapic wyzej wspomniana obróbke alkaliczna dzialaniem w wysokich tempe¬ raturach na produkt, otrzymany po obrób- — 3 -cc Wasami, stopiona sola kwasna, jak kwasnym siarczanem sodowym albo pota¬ sowym. Skutkiem tej obróbki zanieczy¬ szczania nieorganiczne staja sie calkowi¬ cie rozpuszczalne w wodzie.Tytulem odmiany mozna produkt po obróbce alkalicznej po przemyciu woda potraktowac jeszcze raz roztworem kwa¬ su, przyczem calosc nalezy stale mieszac, aby reakcja byla tern skuteczniejsza.Równiez jeko odmiane sposobu mozna w niektórych przypadkach obróbke w okreslonej temperaturze wykonywac przed oczyszczaniem chemicznem.Oczywiscie, wszelkie obróbki i przemy¬ wanie nalezy kontrolowac przy pomocy analiz oraz prób spopielania. Jezeli bada¬ nie daje wyniki zadowalajace, obróbka przez wysoka temperature moze sie oka¬ zac zbyteczna z wyjatkiem przypadku, gdy pozadane jest zgrafitowanie czyste¬ go wegla, zachodzace dopiero w tempera¬ turach wysokich, nawet przewyzszajacych 1300°C.Z drugiej strony, jezeli procentowa za¬ wartosc suhstancyj organicznych jest zbyt wysoka, mozna oprócz zwyklego przemy¬ wania zastosowac przemywanie alkoholem albo innym rozpuszczalnikiem organicz¬ nym.Stwierdzono, ze doskonaly wynik otrzy¬ muje sie, stosujac materjaly wyjsciowe (wegiel drzewny), otrzymane np. z debu, buku oraz innego twardego drewna niezy- wicznego przez zweglanie w temperaturze stosunkowo niskiej, celowo nieprzekracza- jacej 300°C. Tak otrzymany wegiel drzew¬ ny proszkuje sie i obrabia, jak opisano po¬ wyzej. Jednakze drewna zywiczne mozna równiez stosowac i obrabiac w ten sam sposób.Tak otrzymany produkt ma wlasciwo¬ sci i wyglad oraz doskonala czarnosc naj¬ lepszych, znanych dotychczas na rynku wszechswiatowym wegli w ich postaci „aksamitnej".Oczywiscie, sposób opisany powyzej mozna zmieniac w razie potrzeby, a takze mozna go stosowac nietylko do przeróbki wegla drzewnego i koksu, lecz takze wszel¬ kich innych materjalów, zawierajacych wegiel, jak lignitu, wegla ziemnego i in¬ nych. Stosowane kwasy i alkalja mozna równiez zmieniac, zaleznie od rodzaju za¬ nieczyszczen, przeznaczonych do usunie¬ cia. Temperatury róznych stadj ów obróbki oraz mialkosc pylu moga sie, oczywiscie, równiez zmieniac, zaleznie od rodzaju i wlasciwosci materjalów wyjsciowych. PL

Claims (15)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób otrzymywania czystego we¬ gla, pozbawionego zanieczyszczen orga¬ nicznych i nieorganicznych, przy uzyciu, jako wyjsciowych wszelkich materjalów, zawierajacych wegiel, znamienny tern, ze materjaly te proszkuje sie do stanu zupel¬ nej mialkosci, poddaje sie je dzialaniu kwa¬ su, nastepnie dzialaniu mieszaniny kwa¬ sów, poczem po oddzieleniu cieczy prze¬ mywa isie tak otrzymany produkt staly, poddaje sie go dzialaniu roztworu alka¬ licznego i ostatecznie przemywa woda.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze po obróbce alkajjami mozna na otrzymany produkt ponownie dzialac roz¬ tworem kwasu.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze obróbke alkaljami mozna za¬ stapic przez reakcje w wyzszej tempera¬ turze miedzy produktem, otrzymanym po obróbce kwasnej a stopiona kwasna sola, poczem tak otrzymany produkt przemywa sie duza iloscia wody.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tern, ze ostateczna obróbka moze polegac na poddawaniu wegla wysokiej temperaturze, w atmosferze gazu obojetne¬ go albo pozbawionego tlenu.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze kolejnosc zabiegów, wskaza- — 4 .—nych w zastrz. 4, mozna zmieniac, t j. ze mozna zaczac od obróbki alkalicznej, a po przemyciu dzialac kwasem i nastep¬ nie przemywac ponownie.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, 4 i 5 oraz ewentualnie 2 i 3, znamienny tern, ze ob¬ róbka w wyzszej temperaturze, wymienio¬ na w zastrz. 5, moze poprzedac obróbke chemiczna.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 1—6, zna¬ mienny tern, ze materjaly wyjsciowe, sto¬ sowane przy wykonaniu tego sposobu, otrzymuje sie przez zweglanie, przede- wszystkiem w niskiej temperaturze wszel¬ kiego rodzaju drewna, a szczególniej drewna niezywicznego, jak drewna twar¬ dego, bukowego, debowego i innych.
8. 8. Odmiana* wykonania sposobu we¬ dlug zastrz. 1—7, znamienna tern, ze drewno zwegla sie w temperaturze, nie- przekraczajacej np. 300°C, aby otrzymac wegiel drzewiny, który sie przeprowadza w stan zupelnej mialkosci, a na otrzymany pyl dziala sie stezonym kwasem azoto¬ wym w obecnosci kwasu siarkowego, tak otrzymany produkt przemywa sie woda, dziala nan mieszanina kwasu azotowego stezonego ze stezonym kwasem solnym w temperaturze podwyzszonej, mniej wiecej od 75°—80°C, przyczem zabiegi te wykony¬ wa sie przy ciaglem mieszaniu materja- lów, nastepnie produkt staly oddziela sie przez d^kantacje, przemywa sie go jeszcze woda, dziala nan stezonym roztworem al¬ kalicznym i jeszcze raz przemywa woda.
9. 9. Odmiana wykonania sposobu we¬ dlug zastrz. 8, znamienna tern, ze kolej¬ nosc zabiegów, wymienionych w zastrz. 8, mozna zmienic i zaczac od obróbki alka¬ licznej.
10. 10. Odmiana wykonania sposobu we¬ dlug zastrz. 9, znamienna tern, ze po wy¬ konaniu procesu moze nastepowac obrób¬ ka ostateczna przez poddanie produktu zupelnie mialkiego dzialaniu gazu obojet¬ nego lub w atmosferze, pozbawionej tlenu, w temperaturze wysokiej, od 1000 — 1 300°C.
11. 11. Odmiana wykonania sposobu we¬ dlug zastrz. 9, znamienna tern, ze obróbke alkaliczna mozna zastapic przez reakcje w wyzszej temperaturze miedzy otrzyma¬ nym produktem a stopionym kwasnym siarczanem sodu lub potasu, poczem mie¬ sza sie w sposób ciagly z woda, albo tez po obróbce tej moze nastepowac inne dzia¬ lanie roztworem kwasu przy ciaglem mie¬ szaniu.
12. 12. Odmiana wykonania sposobu we¬ dlug zastrz. 9 i 11 oraz ewentualnie 10, znamienna tern, ze mozna zmienic kolej¬ nosc tych zabiegów i zaczac od obróbki termicznej w wysokiej temperaturze w okreslonej atmosferze.
13. 13. Odmiana wykonania sposobu we¬ dlug zastrz. 3—11, znamienna tern, ze kaz¬ da obróbke i przemywanie nalezy spraw¬ dzac zapomoca analiz oraz prób spopiela¬ nia.
14. 14. Odmiana wykonania sposobu we¬ dlug zastrz. 8—12, znamienna tern, ze je¬ zeli sprawdzenie, wskazane w zastrz. 13, daje wyniki zadowalajace, obróbka ter¬ miczna moze sie okazac zbyteczna z wy¬ jatkiem przypadku, gdy pozadana jest zgra- fitowanie wegla czystego, które nastepuje dopiero w temperaturze wysokich, nawet przekraczajacych 1 300° C.
15. 15. Odmiana wykonania sposobu we¬ dlug zastrz. 9—12, znamienna tern, ze w razie, gdy zawartosc procentowa materja- lów organicznych jest zbyt wysoka, to do zabiegów przemywania mozna wlaczyc przemywanie zapomoca alkoholu lub in¬ nych rozpuszczalników organicznych. Societe Anonyme Le Car bone Pur et Ses Applications. Zastepca: M. Brokman, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL