Wynalazek niniejszy dotyczy przeróbki wegla i innych, zawierajacych elementarny wegiel materjalów.Jest rzecza wiadoma, ze niektóre rodza¬ je wegla moga byc uwodorniane przez pod¬ dawanie ich dzialaniu wodoru pod Wyso¬ kiem cisnieniem lub w wysokiej tempera¬ turze i ze w ten sposób mozna otrzymac produkty oleiste, Bergius twierdzi, ze tylko w przypadku kiedy wegiel zawiera mniej niz 85% ele- tnentarnego wegla, obliczonych na podsta¬ wie ilosci popiolu i wilgoci, hydrogenizacja daje w wyniku produkty oleiste.Wynalazek polega na zmianie wlasno¬ sci wegla lub innych materjalów, zawiera¬ jacych elementarny wegiel, przez czescio¬ wa hydrogenizacje w jednej lub kilku fa¬ zach przy mniej wiecej podobnych warun¬ kach, trwajaca przytem tyle czasu, aby o- trzymac zadane produkty nizej opisane; w kazdym przypadku nalezy unikac dluzszej hydrogenizacji, która w jednej operacji dalaby produkty oleiste przy zuzyciu wo-doru w znacznie wiekszej ilosci, niz ta, ja* '* ka jest jpotrzebiia.V^ynalazek pinfejszy oparty jest na ob¬ serwacji, zfe*Jjezeli antracyt, pólantracyt, bitumin, pólbitumin, wegiel, lignit, wegiel brunatny lub tym podobne materjaly, za¬ wierajace wegiel, jak np. trociny lub celu¬ loza, poddane sa dzialaniu wodoru lub ga¬ zom, zawierajacym wodór, pod cisnieniem lub przy temperaturach, które bedac dosta¬ tecznie wysokie sa jednak, wobec czasu trwania operacji, niedostateczne dla prze¬ tworzenia wegla w produkt oleisty, mozna osiagnac pewne zmiany, w wyniku których np. niespiekajacy sie wegiel moze byc prze¬ tworzony w wegiel spiekajacy sie i jezeli czesciowa hydrogenizacja wodorem lub ga¬ zami zawierajacemi wodór jest wykonana we wlasciwych warunkach, wegiel moze byc zamieniony w mase plastyczna, kleista, a nawet plynna przy wysokich temperatu¬ rach, lecz twardniejaca w miare ostygania, przyczem tego rodzaju traktowanie wegla usuwa czesc znajdujacej sie w nim siarki.Przez skracanie czasu trwania czescio¬ wych hydrogenizacyj lub zmiane warun¬ ków co do temperatury lub cisnienia, wegiel moze podlug wynalazku nabrac wlasnosci spiekania sie i wzmozenia tych wlasnosci, zachowujac calkowicie swa poczatkowa forme, przy temperaturze reakcji.Z trocin lub celulozy mozna przy odpo- wiedniem traktowaniu otrzymac koks spoi¬ sty.Wynalazek obejmuje zatem sposób pro¬ dukowania koksu lepkiego; wegiel lub in¬ ny materjal, zawierajacy elementarny we¬ giel, posiadajacy tylko pewne lub nieposia- dajacy nawet zadnych wlasnosci spiekania sie, poddaje sie dzialaniu wodoru przy sto¬ sunkowo wysokiej temperaturze i pod ci¬ snieniem, w celu zwiekszenia jego wlasno¬ sci spiekania sie lub tez nadaniu mu ich.Wynalazek moze byc np. zastosowany do przywrócenia weglu wlasnosci koksowa¬ nia, który z powodu zwietrzenia lub utle¬ nienia stracil czesciowo lub calkowicie te wlasnosci, które dawniej posiadal.Wynalazek obejmuje równiez sposób produkowania spoistego koksu z celulozy lub zweglonych jej przetworów droga pod¬ dawania dzialaniu wodoru pod odpowied- niem cisnieniem i temperatura.Wynalazek moze byc równiez zastoso¬ wany do ulepszenia lub zmiany wlasnosci koksowania, slabo lub wcale niekoksujace- go wegla lub innych materjalów, zawiera¬ jacych elementarny wegiel w róznych stopniach. Tak np. w przypadku niekoksu- jacego wegla traktuje sie go tylko tak dlu¬ go, aby otrzymac produkt o najslabszej si¬ le koksowania; przy dluzszem traktowaniu otrzymuje sie produkt, z którego mozna uzyskac kruchy nienapecznialy koks, pod¬ czas gdy przy jeszcze dluzszem traktowa¬ niu mozna otrzymac produkt dajacy koks napecznialy.Slabo koksujacy wegiel mozna prze¬ tworzyc na wegiel dajacy przy koksowa¬ niu twardy nienapecznialy koks lub tez wysoce napecznialy.Krótko mówiac, zapomoca wynalazku mozna traktowanemu materjalowi nadac wlasnosci koksowania o okreslonym cha¬ rakterze.Wynalazek obejmuje dalej produkcje brykietek opalowych przy uzyciu materja¬ lów, które sa plastyczne, kleiste lub plyn¬ ne przy wzglednie wysokich temperaturach lecz nielatwo rozpuszczalne i które sa o- trzymywane przez hydrogenizacje wegla jako srodka wiazacego.Wyrób brykietek opalowych w sposób opisany wyzej moze obejmowac poddawa¬ nie dzialaniu ciepla materjalów, które sa plastyczne, kleiste lub plynne lecz nielatwo rozpuszczalne, otrzymane w sposób opisa¬ ny wyzej dla niespiekajacego sie lub spie¬ kajacego sie wegla lub innego materjalu, zawierajacego elementarny wegiel, dziekiczemu otrzymuje sie po ochlodzeniu przy normalnej temperaturze powietrza spoista twarda mase.Wynalazek polega dalej na produkcji spoistego koksu z wegla lub innego mate¬ rjalu, zawierajacego elementarny wegiel, i posiadajacego male lub zadne wlasnosci spiekania sie przez dodawanie do takich materjalów pewnej ilosci produktów hy¬ drogenizacji, otrzymanych, jak wskazano wyzej i przez dodawanie otrzymanej mie¬ szaniny do operacji koksowania.Ten proces moze byc przeprowadzony w taki sposób, aby usunac wieksza lub mniejsza czesc lotnych substancyj, po¬ wstajacych z termicznego rozkladu masy; lub tez tak, aby stworzyc produkcje latwo¬ palnych podobnych do koksu produktów lub bezdymnego paliwa do uzytku domo¬ wego lub innego.Wynalazek tyczy sie równiez sposobów traktowania wegla w celu otrzymania wiek¬ szej ilosci smoly lub produktów plynnych przy destylacji.Wegiel lub inny zawierajacy elementar¬ ny wegiel materjal poddaje sie czesciowej hydrogenizacji, np. do takiego stanu, w którym wegiel przetwarza sie w materjal plastyczny, kleisty lub plynny przy wyso¬ kich 'temperaturach, który twardnieje w miare stygniecia, przyjmujac postac twar¬ dego, trudno rozpuszczalnego ciala, po¬ dobnego do smoly. Produkt taki poddaje sie nastepnie destylacji. W tym przypad¬ ku destylacja moze byc przeprowadzana tak zwana metoda destylacji zimnej lub tez w pionowych lub poziomych retortach, ja¬ kich sie zwykle uzywa przy produkcji ga¬ zu, lub w innych naczyniach do produkcji gazu, lub tez w piecach do wyrobu koksu it. d.Wynalazek obejmuje równiez sposób traktowania wegla bitumicznego lub innego materjalu wodorem pod cisnieniem w celu otrzymania termoplastycznej lub topnieja¬ cej masy, dostosowanej do uzytku, do któ¬ rego obecnie uzywane sa materjaly asfal¬ towe i bitumiczne.Wynalazek moze miec zastosowanie poza tern do przetwarzania wegla i podob¬ nych materjalów, zawierajacych elementar¬ ny wegiel, na produkt, który przy zwyklej temperaturze jest oleisty i plynny przez poddawanie go hydrogenizacji, jak opisano wyzej, a nastepnie przez poddawanie go wtórnej hydrogenizacji. A wiec np. suro¬ wiec moze byc podlug wynalazku hydro- genizowany w warunkach, które dadza ma¬ se, przy wysokiej temperaturze plastyczna, kleista lub plynna i która twardnieje w mia¬ re stygniecia, lecz nie jest latwo rozpu¬ szczalna. Produkt ten jest nastepnie hydro- genizowany w dalszym ciagu w celu otrzy¬ mania produktu oleistego.Podlug niniejszego wiec wynalazku po¬ czatkowa hydrogenizacja moze byc wyko¬ nywana w aparacie, dostosowanym do wy¬ trzymywania temperatur i cisnien, niezbed¬ nych do przetworzenia wegla w mase, któ¬ ra przy wysokich temperaturach i cisnie¬ niach pozostaje plastyczna, kleista lub plynna; w ten sposób otrzymana masa mo¬ ze byc wprowadzona do innego aparatu, dostosowanego specjalnie do dalszej hydro¬ genizacji materjalu.Plastyczna, kleista lub plynna, przy wysokiej temperaturze, lecz nielatwo roz¬ puszczalna masa moze byc w tym przypad¬ ku w nagrzanym stanie, czyli przy tempe¬ raturze bliskiej do tej, przy której odbywa sie poczatkowa hydrogenizacja i pod cisnie¬ niem wpompowana lub wprowadzona do aparatu specjalnie przeznaczonego do dal¬ szej hydrogenizacji w celu otrzymania pro¬ duktu oleistego.Ta faza wynalazku pozwala na calkowi¬ te hydrogenizowanie wegla bez uzycia sub¬ stancyj takich, jak smola, w celu wytwo¬ rzenia masy, która mozna z latwoscia prze¬ nosic zapomoca pomp lub im podobnych urzadzen.Z drugiej strony plastyczna, kleista lub — 3 —plynna substancje nielatwo rozpuszczalna lub mieszanine tych materjalów, przygoto¬ wanych podlug wynalazku, mozna ostudzic, moze ona stwardniec, mozna ja odpowied¬ nio podzielic i zmieszac z plynna substan¬ cja, jak smola lub olej i w ten sposób wprowadzic do urzadzenia w celu hydro- genizacjL Hydrogenizacji nie trzeba doprowadzac do stopnia, w którym przy wzglednie wysokiej temperaturze produkty staja sie plastyczne, kleiste lub plynne, lecz tylko do poprzednio wskazanego momentu, w którym zachowuja swa poczatkowa postac przy temperaturze reakcji. Produkty te równiez, jak i produkty plastyczne, kleiste lub oleiste moga byc uzyte do wytwarzania spoistego koksu albo zapomoca zweglania ich samych, lub w polaczeniu z niespieka- jacym sie lub slabo spiekajacym sie we¬ glem, albo uzyte dla destylacji.Przy wykonaniu wynalazku mozna uzy¬ wac materjalów, sluzacych jako srodek przyspieszajacy proces hydrogenizacji, Tak np, materjal powszechnie znany, jako lux- masse, bedacy tlenkiem zelaza, zawieraja¬ cym pozostalosc z bauksytu zuzytego do wytworzenia glinu, moze byc uzyty, aczkol¬ wiek proces hydrogenizacji odbywa sie zu¬ pelnie zadawalniajaco bez uzycia takich srodków przyspieszajacych, gdyz nalezy miec na uwadze, ze obecnosc ich moze prze¬ szkodzic wydzielaniu sie siarki.Przy hydrogenizacji wegla podlug wy¬ nalazku okazuje sie, ze zaleznie od tempe¬ ratury i cisnienia, przy jakiem hydrogeni- zacja sie odbywa oraz zaleznie od czasu trwania procesu, otrzymuje sie produkty, które przy wysokiej temperaturze sa wzglednie plynne, wysoce kleiste lub na¬ wet stale.W ten sposób przy wykonywaniu wy¬ nalazku przy nizszych temperaturach w pewnych granicach otrzymuje sie materjat, który przy temperaturze jego powstawania jest stosunkowo plynny, który twardnieje w miare stygniecia, zamieniajac sie w mase podobna do smoly, przy temperaturach zas w wyzszych granicach — mase, zupelnie lub prawie zupelnie stala, Jezeli jednak hydrogenizacje wykony¬ wac przy jeszcze wyzszych temperaturach otrzymuje sie produkty stale plynne, co jest obecnie dobrze znane; lecz hydrogenizacja do tego stopnia w jednej operacji nie wcho¬ dzi w zakres niniejszego wynalazku.Okazuje sie np., ze jezeli hydrogeniza¬ cje wykonywac przez odpowiedni okres czasu przy cisnieniu 200 atm i przy tempe¬ raturze okolo 370°C wegiel bitumiczny i t. p. materjaly przeksztalcaja sie w produk¬ ty plastyczne i latwo plynne, jesli zas hy¬ drogenizacje wykonywac przy 410°C, o- trzymuje sie plastyczny lecz nieplynny pro¬ dukt; jesli hydrogenizacje przeprowadza sie w tym samym czasie, przy tern samem wskazanem cisnieniu i przy temperaturze np. 440°C, otrzymuje sie produkt plynny nietwardniejacy przy stygnieciu.Warunki temperatury, cisnienia i czasu, przy których odbywa sie hydrogenizacja podlug wynalazku, zmienia sie w zaleznosci od wyników, jakie) pragnie sie osiagnac o- raz od rodzaju materjalu, jaki wchodzi w gre.Naprzyklad chcac otrzymac plastyczna, kleista, a nawet plynna mase z hydrogeni¬ zacji antracytu, pólantracytu, wegla bitu¬ micznego, i pólbitumicznego, lignitów, we¬ gla brunatnego, torfu lub t. p. materjalów, najkorzystniej zastosowac cisnienie od 150 do 300 atm, przyczem w kazdym razie po¬ winno byc dosc wysokie, aby zapobiec ak¬ tywnemu rozkladowi wegla na mieszaniny gazowe przy danej temperaturze. Naogól temperatura powinna byc ponizej 550°C — najodpowiedniej pomiedzy 350° a 500° C.Mozna naogól powiedziec, ze tempera¬ tura przy której odbywa sie hydrogenizacja powinna byc najwyzsza dla antracytu, zmniejszajac sie proporcjonalnie dla pól¬ antracytu, wegla bitumicznego i pólbitu-micznego, lignitu, wegla brunatnego, torfu i t. p. Istnieje temperatura krytyczna, przy której niepodobna jest otrzymac omawia¬ nej plastycznej, kleistej lub plynnej masy i przy której reakcja jest tak niezwykle powolna, ze bez wzgledu na warunki cisnie¬ nia i czasu proces z praktycznego punktu widzenia jest niewykonalny.Przy stosowaniu hydrogenizacji, w celu wzmozenia wlasnosci spiekania sie wegla, nie potrzeba doprowadzac wegla do posta¬ ci rozdrobnionej (okolo 2 mm), obecnie sto¬ sowanej przy procesach hydrogenizacji.Mozna stosowac kawalki znacznie grub¬ sze, az do srednicy mniej wiecej 2V2 cala.Dotychczas mówiono o hydrogenizacji, majac na mysli czysty wodór (niemniej niz 95 % ); przy wykonywaniu sposobu wedlug wynalazku mozna stosowac gazy, zawiera¬ jace wodór w znacznie mniejszym stosun¬ ku. Sposób wedlug wynalazku niniejszego w niektórych swych postaciach odznacza sie mala iloscia absorbowanego wodoru oraz stosunkowo mala iloscia wydzielanych cial gazowych.W celu wskazania dogodnych sposobów praktycznego zastosowania wynalazku, o- raz rodzaj wyników, jakie mozna otrzymac, podaje sie nastepujace przyklady.Przyklad I. Wegiel Arley Atherton, o nastepujacym skladzie: Wilgoc . ... 1.18 Popiól .... 2.17 C 80.50 H 5.31 S 0.91 N 1.65 02 i inne. . . . 8.28 100.00 traktowany byl wodorem przy 370° C i przy cisnieniu 230 atm. Ilosc uzytego wo¬ doru byla równoznaczna 3,6 czesciom wagi ha 1000 czesci wagi wegla, czyli 0,4% wagi wegla bez popiolu i wilgoci. Produkt jaki otrzymano byl równa czarna smola stala przy normalnej temperaturze powietrza i twardniejaca juz przy 350°C, a która przy zweglaniu, przy 600°C, dawala bardziej na- pecznialy koks niz oryginalny wegiel; da¬ wala ona równiez wiecej produktów desty¬ lacji — otrzymana ilosc byla dwa razy wieksza niz byloby przy destylacji zwykle¬ go niepoddawanego obróbce wegla.Przyklad II. Wegiel Pooley Hall o na¬ stepujacym skladzie: Wilgoc c . . . .H . , . .S . . . .N . . . . 02 i inne . . . . 8.90 . . 4.60 . . 68.08 . . 4.84 . . 2.25 . . 1.12 . . 12.21 100.00 traktowany byl wodorem przy temperatu¬ rze 370°C i przy cisnieniu 240 atm. Otrzy¬ mano produkt czarny blyszczacy, podobny do smoly przy niskiej temperaturze, dajacy przy zweglaniu przy 600°C napecznialy po¬ rowaty koks, wówczas, gdy wegiel orygi¬ nalny dawal przy takiemze zweglaniu kru¬ chy miekki koks. Ilosc zuzytego wodoru wynosila 0,7% wagi wegla wolnego od wil¬ goci i popiolu.Przyklad III. Torf Turraun o nastepu¬ jacym skladzie: Wilgoc .... 1.60 Popiól . . . . 3.58 C 55.30 H 5.19 S 0.69 N 2.29 02 i inne .... 31.35 100.00 — 5 -poddany byl dzialaniu wodoru przy tempe¬ raturze 390°C i przy cisnieniu 300 atm. U- zyty wodór stanowil 1,5 % torfu wolnego od popiolu i wilgoci. Otrzymano produkt w po¬ staci czarnej, podobnej do smoly masy, która przy niskiej jednak temperaturze by¬ la nieco lepka. Oryginalny torf byl ciemno¬ brunatny i nie posiadal wlasnosci koksowa¬ nia po nagrzaniu do 600°C. Produkt hy- drogenizowany natomiast dawal bardzo na- pecznialy, lecz niebardzo spoisty koks.Przyklad IV. Wegiel Tydran o naste¬ pujacym skladzie: Wilgoc . . , . 0.79 Popiól .... 2.75 C 89.35 H 4.15 S 0.96 N ...... 1.56 02 i inne .... 0.44 100.00 traktowany byl wodorem przy 460°C i przy cisnieniu 240 atm, ilosc wodoru stanowila 1 % wegla wolnego od popiolu i wilgoci. O- trzymano produkt staly blyszczacy, podob¬ ny do smoly przy niskiej temperaturze przy zweglaniu jednak przy 600°C dawal on bardzo napecznialy porowaty koks, wów¬ czas, gdy wegiel oryginalny dawal kruchy nienapecznialy koks.Nalezy tu zaznaczyc, ze omawiana reakcja zdaje sie byc egzotermiczna, wo¬ bec czego, jesli materjal jest zbyt dlugo nagrzewany do temperatur przytoczonych w powyzszych przykladach lub tez zbyt dlugo w tych temperaturach utrzymywany, reakcja przekracza faze, która dla danego wynalazku jest charakterystyczna.We wszystkich przypadkach nagrzewanie zostaje przerwane po osiagnieciu tempera¬ tur wskazanych w powyzszych przykla¬ dach. Czas trwania nagrzewania materjalu do temperatury reakcji waha sie w zalez¬ nosci od ilosci materjalu oraz jego rodza¬ ju, poza tern najwyzsza temperatura do ja^ kiej materjal zostaje nagrzany waha sie za¬ leznie od jego rodzaju, dla tego tez nie mozna dac dokladnych wskazówek co do czasu nagrzewania, Przy doswiadczalnem traktowaniu 200 g materjalu moze byc wskazane podnoszenie temperatury do maksymum w przeciagu 1% do 3 godzin. Jezeli jednak traktuje sie 25 kg materjalu, to dlugosc nagrzewania moze wynosic cale 4 godziny.W przypadku pierwszych trzech ze wspomnianych wyzej przykladów przy traktowaniu próby,w ilosci 250 g czas uzyty na nagrzanie materjalu do maksymalnej temperatury wynosil w kazdym przypadku 1 godzine i trzy kwadranse, a przy trakto¬ waniu próby w ilosci 25 kg wegla, wspo¬ mnianego w przykladzie I czas nagrzewania wynosil równiez godzine i trzy kwadranse.W przypadku przykladu IV przy trakto¬ waniu próby 250 g czas zuzyty na na¬ grzanie do maksymalnej temperatury wy¬ niósl dwie godziny i trzy kwadranse.Opis powyzszy ma na celu wskazanie rodzaju wynalazku oraz opis niektórych sposobów jego wykonania; rzecz jasna, ze mozna wprowadzac do opisanej procedury rózne zmiany, nie wychodzac poza zakres niniejszego wynalazku, który ma szerokie zastosowanie do celów handlowych i tech¬ nicznych. PL