PL10352B1 - Sposób i urzadzenie do ciaglego wytwarzania czystego wodoru. - Google Patents

Description

Przedmiot wynalazku dotyczy sposobu i urzadzenia do wytwarzania czystego wo¬ doru z gazu wodnego, który wytwarza sie przez fcgazowanie (skoksowanie) koksu, wegla brunatnego, torfu i t. p. bogatych w wegiel paliw, bez dostepu powietrza ze¬ wnetrznego, w z zewnatrz ogrzewanym ge¬ neratorze, do którego wdmuchiwa sie pare przegrzana i to odpowiednio do reakcji: C-\-H20=CO-\-2H, która ma miejsce, gdy generator rozgrzewa sie do zaru bialego.Gaz wytworzony wzbogaca sie w wo¬ dór w ten sposób, ze przeprowadza sie go przez kolumne, zaopatrzona w ogrzewanie nastawne i tworzaca przedluzenie dolnej czesci generatora. Kolumna ta posiada przegrody wytworzone z ogniotrwalej gliny i wegla drzewnego. Wzbogacenie w wodór uskutecznia sie zapomoca wdmuchiwania przegrzanej do 100 — 400°C pary wedlug reakcji CO-\-H20=CO+H2. Gaz wzboga¬ cony wprowadza sie nastepnie do znanego, zawierajacego mleko wapienne oczyszczal- nika kondensacyjnego, który pochlania tle¬ nek wegla i porwany pyl weglowy, jako tez inne zanieczyszczenia. Gazy pozostale wprowadza sie do oczyszczalnika, sklada- jacego sie z pewnej liczby rur z zewnatrz ogrzewanych i wezowato ze soba polaczo¬ nych, napelnionego nowego rodzaju miesza¬ nina sody i wapna, która opisana jest nizej.Mieszanina ta zatrzymuje znajdujaca siew wodorze calkowita ilosc CO i C02i pod¬ czas gdy uchodzacy z tego oczyszczalnika wodór prowadzi.sie dó gazometru.Utlenianie gazu wodnego uskutecznia sie w kolumnie napelnionej grubemi war¬ stwami gliny, stanowiacemi ogniotrwale powierzchnie faliste, W warstwach gliny sa ziarniste wegle drzewne tak umieszczo¬ ne, ze dolne warstwy, podlegajace dziala¬ niu temperatur wyzszych, zawieraja naj¬ nizsza zawartosc procentowa wegla drzew¬ nego, górne zas warstwy, podlegajace dzia¬ laniu stopniowo mniej szych temperatur, za¬ wieraja natomiast stopniowo wieksza zawar¬ tosc procentowa wegla drzewnego. Pociaga to za soba, ze wytworzony w generatorze i przeprowadzony przez kolumne gaz wodny, jako tez wdmuchiwana do kolumny para wodna, dzieki utworzonym przez warstwy gliny scianom odbojowym i pod wplywem cisnienia, temperatury, szybkosci i ilosci wdmuchiwanej pary dobrze sie zmieszaj a( przyczem reakcja chemiczna miedzy gaza¬ mi i para wodna odbywa sie w obecnosci wegla drzewnego w okolicznosciach naj¬ pomyslniej szych. Niezbednego do ogrzewa¬ nia kolumny ciepla dostarczaja gazy ogrze¬ wajace generator.Nowy sposób i nowe urzadzenie obja¬ snione sa nizej na podstawie rysunków, które schematycznie przedstawiaja calosc urzadzenia.Urzadzenie posiada srodkowa retorte, czyli generator 1, zaopatrzony w plaszcz ogniotrwaly 2, który stanowi pierscieniowa otuline dokola retorty 3. Generator ogrze¬ wany jest na calej wysokosci zapomoca palników 4 i zasilany paliwem (koksem, weglem brunatnym, torfem, weglem drzew¬ nym i t. d.) z górnego leju zasypczego 5, zaopatrzonego w zasuwe dymowa 6.Wode doprowadza sie w postaci pary przegrzanej dolnym przewodem 7, przy¬ czem temperatura pary zapobiega ochlo¬ dzeniu sie paliwa bardzo rozgrzanego, Do¬ stepu powietrza zimnego starannie unika sie i ogrzewa sie wystarczajaco, aby w oznaczonem cyfra 8 miejscu wytwarzac gaz wodny, co umozliwia praktyczne odzyski¬ wanie 70% wodoru.Temperatura paliwa calkowicie nie zmienia sie, gdyz paliwo stale jest z ze¬ wnatrz nagrzewane ta sama iloscia palni¬ ków i ilosc pary przegrzanej ustawicznie pozostaje ta sama tak, ze wytworzony gaz wodny co do ilosci i skladu ciagle jest jed¬ nakowy.Retorta, czyli generator 1 jest wgóre wydluzona kolumna 9, w której nadchodza¬ cy z generatora gaz wodny wbogaca sie w wodór.Do doprowadzania wzglednie ssania ga¬ zu wodnego do kolumny 9 mozna umiescic rure Wenturiego w przewodzie 11 wdmu¬ chiwanej do kolumny pary wodnej.Ciepla niezbednego do ogrzewania ma¬ sy dostarczaja gorace gaizy dolnej czesci generatora 1.Spaliny uchodza w 12 i sluza np. do przegrzewania pary. Retorta i kolumna mo¬ ga, jak to rozumie sie samo przez sie, byc ogrzewalne tez innemi srodkami, pod wa¬ runkiem, ze ogrzewanie uskuteczniane jest z zewnatrz. Gaz uchodzacy z kolumny 9 przewodem 13 doprowadza sie przez oczy- szczalnik kondensacyjny 17 znanego rodza¬ ju, zawierajacy mleko wapienne (odpadki regeneracyjne] dla pochloniecia tlenku we¬ gla i pylu weglowego, i stad do osobnego oczyszczalnika, w którym wodór calkowi¬ cie uwalnia sie od tlenku weglowego i in¬ nych gazów, Oczyszczalnik ten sklada sie z pionowych ze soba polaczonych rur 14, 15, 16, które mieszcza sie w otoczonej ma- terjalem ogniotrwalym 19* komorze 18 (przekrój A — AJ. Komora 18 ogrzewa sie do okreslonej doswiadczeniem temperatu¬ ry zapomoca palników 20, umieszczonych jeden ponad drugim. Gaz uchodzacy z oczyszczalnika 17 przewodem 21 dostaje sie do pierwszych rur 13, plynie wgóre, po¬ tem wdól rurami 15, nastepnie znów wgóre — 2 -rurami 16, dzieki czemu gazy maja do prze¬ bycia dluga droge, zanim dostaja sie do nie- przedstawiomego gazometru. Strzalki uwi¬ doczniaja droge gazów. Rury napelnione sa mieszanina sody i wapna pewnego rodzaju, która wydziela najmniejsze ilosci tlenku weglowego i inne zawarte w wodorze za¬ nieczyszczenia. Mieszanine te sody i wapna wytwarza sie w sposób nastepujacy.Mieszanine sody i wapna otrzymuje sie przez gaszenie wapna zracego z rozczynem sody kaustycznej i kalcynowanie mieszani¬ ny w topniku. Gaszenie, wypróbowane we¬ dlug tego sposobu, nie odpowiada teorji, lecz zawiera dodatek rozczynu sody kau¬ stycznej, aby mieszaninie nadac niezbedny srodek wiazacy i zapewnic jej po stopnio- wem kalcynowaniu ksztalt uformowany.Przebieg ten ma miejsce w retortach 14 — 16 razy podczas okresu regenerowa¬ nia mieszaniny sody i wapna.Mieszanina palona sody i wapna gasi sie wtedy 5% -owym rozczynem sody przy 95°C w stosunku 800 gramów na kilogram sody i wapna, dzieki czemu otrzymuje sie rozdrobniona mieszanine sody i wapna. Ta mieszanina sody i wapna dostaje sie do zamknietego przewietrzanego wydzielacza stozkowego, w którym wydzielaja sie czesci niegaszone, które podczas pracy moglyby zapchnac przejscie gazów przez retorty.Mieszanine sody i wapna sypie sie nastep¬ nie do form podzielonych przegrodami w prostokatne przedzialy wielkosci mniej wie¬ cej 50X100X30 mm. Przegrody spoczy¬ waja na ruchomem dnie, które stanowi wy- ciskacz. Formy te mieszcza sie na pasie przenosnym bez konca i wystawiaja skla¬ dajacy sie z sody i wapna proszek na na¬ tryskiwanie rozczynem mleka sodowo-wa- piennego albo rozczynem sodowym przy 50°C. Natryskiwanie odbywa sie stopniowo tak, ze nie powstaje zadne ciasto plynne w formach i rozczyn powoli wnika do proszku sody i wapna, przyczem dalsze natryskiwa¬ nie nastepuje wtenczas dopiero, gdy pierw¬ szy przeniknal przez proszek sody i wapna; Liczba natryskiwan jest tak obliczona, ze, gdy formy dostaly sie na koniec pasa prze¬ nosnego, zawieraja one pewien rodzaj bry¬ kietów mieszaniny sody i wapna, które mozna latwo zdjac i poukladac na plecion¬ kach z drzewa, na których mieszanina so¬ dy i wapna w kilku godzinach po swem wy¬ tworzeniu otrzymuje ksztalt staly.Sposób ten moze tez byc wykonany za- pomoca mieszania, lecz sposób powyzszy ma te zalete, ze mieszanina sody i wapna sie nie stlacza i nie zgniata i ze otrzymuje sie piekne brykiety, zawierajace 1200 gra¬ mów rozczynu goracego na 2 kilogramy proszku sody i wapna. Rozczyn ten powoli wnika do proszku i nadaje mu ksztalt staly przy bardzo duzej porowatosci i tego ro¬ dzaju wysokiej wilgotnosci, ze nadaje sie on mianowicie dobrze do szybkiego wchla¬ niania zawartego w gazie wodnym CO.Brykiety rozmiarów mniej wiecej 50X 100X30 mm, poukladane na plecionkach, wysychaja szybko pod dzialaniem zawarte¬ go w masie ciepla i, w porównaniu do wszystkich mniejszych produktów, maja te izalete, ze posiadaja tylko kilka powierzchni wysychajacych i wiec wilgoc zatrzymuja mozliwie dlugo.Sposób ten ma poza tern te zalete, ze proszek sody rozczynu goracego moze byc dokladnie oznaczony tak, iz otrzymuje sie brykiety, które w kilku godzinach po swem wytworzeniu moga byc stosowane bez u- przedniego suszenia. Wilgoc wplywa ko¬ rzystnie na czyszczenie gazu, poniewaz dzieki niej zyskuje sie duzo czasu przy o- grzewaniu i zapewnia sie dluzszy okres czyszczenia, lepsze otrzymywanie pary i przedewszystkiem mniejsze przeszkody w regenerowaniu mieszaniny sody i wapna.Brykiety z mieszaniny sody i wapna maja juz po kilku godzinach staly ksztalt porowaty i mozna sie niemi dobrze poslu¬ giwac. Ich powierzchnie posiadaja polysk i sa nasycone kwasem weglowym, dzieki — 3 —czemu zapobiega sie skrzepnieciu masy w retorcie; Wytwarza sie je w wielkosciach nadajacych sie do umieszczenia ich w retor¬ tach. Ini -wieksza jest retorta, tern dluzsze mogi byc wykonane brykiety przy jedna¬ kowej grubosci.Mieszanina, wprowadzona do rur 14 — 16, moze tez byc przygotowana w inny spo¬ sób, pod warunkiem, ze zawiera wapno i sode albo potas.Moga byc stosowane np. wapno zrace z rozczynem sody albo potasu albo soda z rozczynem wapna zracego albo mieszaniny sody i wapna.Gaz uchodzacy z wezownicy oczyszcza¬ jacej 14, 15, 16 jest praktycznie czysty i zbiera ga sie w kloszu gazowym.Wieksze urzadzenia otrzymuja dwa pie¬ ce z wezownicami oczyszczaj acemi, z któ¬ rych jeden pracuje, drugi zas jest prózny celem regenerowania jego zawartosci.Do ogrzewania moze byc, naturalnie, stosowany jakikolwiek rodzaj palników al¬ bo srodek inny, pod warunkiem, ze genera¬ tor, kolumna i rury ogrzewane sa na calej dlugosci.Sposób i urzadzenie powyzsze maja na¬ stepne zalety glówne: 1. dzieki wytwarzaniu bogatego w wo¬ dór gazu przy wejsciu do wezownicy oczy¬ szczajacej stosuje sie tylko bardzo mala i- losc mieszaniny sody i wapna, 2. czyszczenie jest bardzo proste i zu¬ pelne, 3. praca jest ciagla, 4. rury sa czyszczone przed uzywaniem ich, 5. praca reczna jest bardzo mala. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe, 1, Sposób i urzadzenie do ciaglego wy¬ twarzania czystego wodoru izapomoca gazu wodnego w walcowym generatorze, nasta- wialnie z zewnatrz ogrzewanym odpo- wiedniemi palnikami, dzieki wprowadze¬ niu pary przegrzanej do jego dolnej czesci znamienny tern, ze odpowiednio do zna¬ nych reakcyj chemicznych C+H20=CO+H2 albo C+2H20=C02+ +2H2 albo 2C+3H20=C02+3H2 przez ciagle gazowanie koksu, wegla bru¬ natnego, torfu, wegla drzewnego i podob¬ nych paliw, wytworzony gaz wodny w ko¬ lumnie polaczonej z górna czescia genera¬ tora i napelnionej ogniolrwalemi warstwa¬ mi gliny, zmieszanemi z ziarnistym weglem drzewnym, przez prowadzenie pary prze¬ grzanej wzbogaca sie w wodór, poczem mieszanine gazów tak oznaczona prowadzi sie przez znany oczyszczalnik kondensacyj¬ ny, zawierajacy mleko sodowo-wapiemne, w którym pochloniety zostaje CO2, pyl we¬ glowy i inne zanieczyszczenia, podczas gdy zmieszane jeszcze z wodorem male ilosci tlenku weglowego ostatecznie wydzielaja sie w wezowatym ukladzie rur, nastawnie z zewnatrz ogrzewanym, dzieki któremu gazy maja do przebycia bardzo dluga dro¬ ge, który to uklad rur napelniony jest pew¬ nego rodzaju mieszanina sody i wapna, której sklad i sposób wytwarzania nadaje jej wymagane wlasnosci do calkowitego pochloniecia zawartych jeszcze w wodorze gazów nieczystych. 2, Sposób wytwarzania mieszaniny so¬ dy i wapna wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze sode i wapno gasi sie przy 95°C rozczynem sody i drobna mieszanina sody i wapna, w miare jej wytworzenia, przesie¬ wa sie celem wydzielenia czesci niegaszo¬ nych, któreby w danym razie mogly za¬ pchac uklad rur, poczem tak otrzymana subtelna mieszanina sody i wapna samo¬ czynnie dostaje sie do formi kazda jej war¬ stwa natryskiwana jest mlekiem wapien- nem, mlekiem sodowo-wapiennem albo roz¬ czynem sodu przy 50°C, przyczem wytwo¬ rzone w sodzie i wapnie cieplo i natryski- 4 —wanie cieplym rozczynem powoduja silna reakcje i znaczne wyparowanie takf ze wy¬ twór bez przeszkód twardnieje i w tym sta¬ nie moze byc wprowadzony do rur oczy¬ szczajacych po lekkiem wyparowaniu na brykietach rozczynu sody albo rozczynu potasu celem uwolnienia rur od CO2 i O i jeszcze wiekszego nasycenia powierzchni kwasem weglowym. 3, Sposób wedlug zasirz, 2, znamien¬ ny tern, ze stosowana mieszanina sody i wapna sklada sie z sody i wapna, traktowa¬ nych rozczynem sody albo rozozynem sody lub potasu, albo z wapna zracego, gaszone¬ go rozczynem sody lub potasu z dodatkiem rozczynu mleka wapiennego albo rozczynu sody i potasu. 4, Urzadzenie do wykonania sposobu wedlug zastrz. 1, znamienne tern, ze ognio¬ trwale warstwy gliny surowej, zmieszane z ziarnistym weglem drzewnym, posiadaja osady czyli wystepy, stanowiace sciany od¬ bojowe, na które silnie uderzaja uchodza¬ cy z generatora gaz wodny i para przegrza¬ na, dzieki czemu oba te ciala scisle sie ze soba mieszaja. J u 1 i e n B e 11 a y. Zastepca: Inz. M. Zoch, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 10352. Ark. i.Do opisu patentowego Nr 10352. Ark.

2. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL