Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu i urzadizenia do jednoczesnej redukcji rudy i przemiany 'weglowodorów. W szczegól¬ nosci przedmiotem wynalazku jest nowy piec lub budowla piecowa do niekosztow- nej i wydajnej redukcji tlenku zelaza bez stapiania, dalej zas sposób frakcjonowa¬ nia lub przemiany (z oczyszczaniem, kra¬ kowaniem lub rozkladaniem wlacznie) 'we¬ glowodorów oraz redukcji rudy zelaznej, przyczem odpowiednie stadja redukcji i przemiany odbywaja sie jednoczesnie i w sposób ciagly przy stosunkowo niskich temperaturach.Dawniej przy redukcji tlenków metali w celu zredukowania ich, a w szczególno¬ sci tlenku zelaza na zelazo gabczaste, sto¬ sowano rozmaite sposoby, przyczem zela¬ zo w obecnosci czynników redukujacych prowadzono przez retorty przy rozmaitych temperaturach, lecz sposoby te nie nada¬ waly sie do produkcji zelaza gabczaste¬ go na skale handlowa, a koszta tej produk¬ cji nie pozwalaly na zastosowanie takie¬ go zelaza w handlu zelazem i stala. Otrzy¬ mywane zelazo gabczaste bylo dobre lecz sposób jego wyrobu z powodu niezbednej duzej ilosci jednostek ciepla oraz pozosta¬ lych kosztów uniemozliwil prawie stosowa¬ nie tego zelaza. W aparatach redukuja¬ cych bez stapiania stosowano jedynie spo¬ soby redukowania rudy, niewiele zas bylo sposobów odzyskiwania wartosciowych gazów, takich jak tlenku wegla (CO), wy¬ tworzonych podczas redukcji. Dalej apa¬ raty takie byly przeznaczone jedynie doredukcji rudy, poniewaz nie wiedziano je¬ szcze, "ze oleje jak olej mineralny i we- glowodofy nlazna * frakcjonowac lub pod¬ dawac przemianie podczas redukcji rudy.W zwyklych sposobach destylacji i roz¬ szczepianie weglowodorów, jak oleju mi¬ neralnego, stosowano nieograniczona ilosc odmian, obejmujacych destylacje weglo¬ wodorów z rozszczepieniem lub be2, de¬ stylacje weglowodorów z otrzymywaniem nowego materjalu róznego od wyjsciowe¬ go, prowadzona w obecnosci katalizato¬ rów, przyczem katalizatory te ulegaly szybko zatruciu i wymagaly oczyszczania lub usuniecia. Te rozmaite nie dajace sie zreszta wyliczyc sposoby byly jeszcze u- trudnione przez koniecznosc stosowania wysokiej temperatury lub cisnienia albo jednego i drugiego i to w jednem lub kil¬ ku stadjach. Takie sposoby i aparaty bez wzgledu na otrzymane wyniki przeznaczo¬ ne byly jedynie do procesów destylacji lub rozszczepiania. j Przedmiotem wynalazku jest kombina¬ cja redukcji rudy z frakcjonowaniem i przemiana weglowodorów a w szczególno¬ sci procesy frakcjonowania i przemiany weglowodorów podczas redukcji rudy ze¬ laznej, oraz piec redukujacy i destylacyjny, w którym ruda przeznaczona do redukcji doprowadzona jest w sposób ciagly stalym zamknietym strumieniem. Poruszajacy sie stale strumien rudy ogrzewa sie stosunko¬ wo nisko, przy pomocy przewodnictwa, przyczem utrzymuje sie temperature aku¬ rat wystarczajaca do redukcji rudy, a nie zmieniajaca budowy towarzyszacych ru¬ dzie zlóz, przyczem do zamknietej, stale poruszajacej sie rudy, dodaje sie weglo¬ wodorów jak oleju mineralnego lub smól, w okreslonym punkcie albo punktach od¬ powiednio do stref, w których weglowodo¬ ry maja byc frakcjonowane lub przetwa¬ rzane lub odparowywane i rozkladane al¬ bo rozszczepiane w obecnosci rudy, dziala¬ jacej katalitycznie w stosunkowo niskiej temperaturze 'bez uszkodzenia przez za¬ trucie lub odkladanie sie wegla. Zatrucia katalizatora unika sie tu dzieki ciaglemu przesuwaniu sie tego katalizatora w po¬ staci rudy zredukowanej lub niezreduko- wanej lub w postaci innego materjalu ka¬ talitycznego, poza strefe frakcjonowania lub przemiany weglowodorów oraz dzieki zblizaniu sie tej rudy do strefy redukcyj¬ nej i przesuwaniu sie przez strefe ta, w której odlozony wegiel pozostaly frakcjo¬ nowaniu lub przemianie weglowodorów laczy sie z tlenem w rudzie, powodujac jej redukcje na zelazo gabczaste.Piec redukcyjny lub destylacyjny do wykonania niniejszego sposobu moze za¬ wierac retorte lub grupe retort zaopatrzo¬ na w szereg grzejników elektrycznych, przyczem cieplo jest wytwarzane i stoso¬ wane z przerwami w masie rudy przezna¬ czonej do redukcji. Retorty i piece posia¬ daja ksztalt dlugi i waski i zebrane sa w grupy. Skutkiem tego wszystko cieplo wy- promieniowane z wymienionych grzejników zostaje wchloniete przez ladunek i powo¬ duje frakcjonowanie lub przemiane weglo¬ wodorów i redukcje rudy, przyczem oczy¬ wiscie straty ciepla przez promieniowanie staja sie nieznaczne.Chociaz mozna stosowac ogrzewacze jakiegokolwiek rodzaju, to jednak w apa¬ racie niniejszym doskonale wyniki daja oporowe grzejniki elektryczne, przyczem przesuwajacy sie ladunek podlega stósun* kowo slabemu ogrzewaniu. Wytworzona ilosc ciepla jest przytem akurat wlasciwa iloscia lub innemi slowy cieplo ipotrzebne do redukcji otrzymuje sie stopniowo z grzejników oporowych dokladnie w odpo¬ wiedniej ilosci, nie potrzeba wiec ogrzewac pieca do temperatury wysokiej, a potem ochladzac go do temperatury nizszej po¬ trzebnej do redukcji. Sposób niniejszy po¬ zwala Ina duza oszczednosc ciepla i daje dobre wyniki.Dalej w piecu redukujacym wedlug wy^ — 2 —nalazku znajduje sie strefa ogrzewania stopniowego oraz nowe srodki, regulujace doprowadzanie weglowodorów, np. olejów naftowych, w rozmaitych punktach wzdluz wymienionej retorty, do zamknietej masy rudy, przyczem weglowodory te przy re¬ dukcji rury, dzialaja jako srodki reduk¬ cyjne lub ochladzajace, same zas ulegaja przytem rozfrakcjonowaniu albo przemia¬ nie. Grzejniki rozmieszczone sa wzdluz retorty w celu wytworzenia w niej strefy podgrzewania, redukcji i ochladzania.Wprowadzanie weglowodorów do we¬ wnatrz retorty lub retort w rozmaitych okreslonych punktach tych stref zalezy od otrzymywania pozadanych produktów we¬ glowodorowych i od temperatury tych stref.Nastepnie wynalazek dotyczy takze i stosowanych przy niniejszym sposobie ka¬ talizatorów. Ruda zelazna przechodzaca przez retorte lub retorty sluzy jako czyn¬ nik katalityczny, stale swiezy, lecz takze mozna umieszczac na stale lub na pewien czas w piecu i inne katalizatory albo tez moga one tworzyc czesc pieca; katalizato¬ ry te sluza do frakcjonowania lub przemia¬ ny weglowodorów albo wytwarzania gazów stalych o wysokiej zawartosci wodoru lub metanu albo jednego i drugiego. Sciany retorty moga byc wylozone katalizatorem albo ten ostatni moze przesuwac sie z ru¬ da zelazna przez retorte. Weglowodory lekkie wytworzone przez obróbke weglo¬ wodorów ciezkich, wprowadzonych do re¬ torty, w niskiej temperaturze i w obecno¬ sci katalizatorów, uchodza ku górze jako gazy stale, zas zredukowana rude po przejsciu przez strefe redukujaca i po o- stygnieciu wyladowuje sie przy wypusto- wym koncu retorty albo retort.Dalej przedmiotem wynalazku sa no¬ we retorty albo grupy retort, przez które ma przechodzic ruda, zaopatrzona w takie narzady zasilajace i wypustowe, ze reduk¬ cja rudy i rafinacja weglowodorów moze sie w tej retorcie, wzglednie w tych retor¬ tach odbywac pod cisnieniem. Przyklad wykonania wynalazku uwidoczniony jest na rysunkach, w których jednakowemi od¬ nosnikami oznaczono analogiczne czesci urzadzenia.Fig. 1 wyobraza widok czolowy, cze¬ sciowo w przekroju, zlozonego pieca redu¬ kujacego rude i przetwarzajacego weglo¬ wodory, przyczem uwidoczniono ksztalt retort i sposób rozmieszczenia grzejników; fig. 2 przedstawia fragment przekroju po¬ przecznego wedlug linji 2—2 na fig. 1; wi¬ doczna tu jest dolna czesc urzadzenia za¬ opatrzona w umieszczone naprzemian przegrody zamiast tarcz odpromieniowu- jacych; fig. 3 — widok w przekroju po¬ przecznym odmiany grzejników i kanalów oraz sposób ich rozmieszczenia; fig. 4 sta¬ nowi fragment przekroju poprzecznego jednej z retort wedlug fig. 3; fig. 5 przed¬ stawia schematycznie jeden ze sposobów wprowadzania weglowodorów w róznych okreslonych punktach do retorty reduku¬ jacej rude; fig. 6, analogicznie do fig. 5, wyobraza rozmieszczenie strefy redukcyj¬ nej w zamknietej retorcie i wyjasnia spo¬ sób wprowadzania weglowodorów w punkcie, lezacym ponizej tej strefy, oraz usuwania gazów w punkcie lezacym po¬ nad nia.Na fig. 7, analogicznej wzgledem fig. 5 i 6, przedstawiono schematycznie dwie do¬ datnie strefy grzejne oraz sposób przeply¬ wu weglowodorów w zetknieciu z ruda przez jedna tylko z tych stref; fig. 8, ana¬ logicznie wzgledem fig. 5, 6 i 7, wyjasnia sposób wytworzenia osobnych stref: pod¬ grzewania i redukcji pod cisnieniem do- datniem, i fig. 9 przedstawia widok bocz¬ ny, czesciowo w przekroju, pieca reduku¬ jacego rude i przetwarzajacego weglowo¬ dory, podobnego z budowy do pieca we¬ dlug fig. 5, lecz zaopatrzonego w specjal¬ ne srodki doprowadzajace lupki oleiste lub podobny materjal przez grzejniki. — 3 —Rozumie sie, ze do wykonania wyna¬ lazku mozna stosowac rozmaite typy pie¬ ców. Podana konstrukcja pieca do wyko¬ nania procesu zawiera zamknieta retorte lub retorty otrzymujace lub stale zasilane ruda przeznaczona do redukcji, oraz za¬ wiera srodki umozliwiajace wytworzenie strefy grzejnej i utrzymywanie w niej sci¬ sle okreslonej temperatury, a takze srod¬ ki wprowadzania do retorty wzglednie re¬ tort weglowodorów w okreslonym punkcie, przyczem weglowodory te przeznaczone sa do destylacji i rozczepienia w obecno¬ sci rudy zelaznej, zas ruda — do redukcji w obecnosci warstw weglowodorów lub weglowodoru. Z tego wynika, ze sposób, wedlug wynalazku, dotyczy metody frak¬ cjonowania albo przemiany weglowodo¬ rów przy procesie redukcji rudy zelaznej albo tez z innego punktu widzenia, moz¬ na sposób wedlug wynalazku uwazac za metode redukcji rudy przy procesie roz¬ szczepienia i rafinacji weglowodorów.Piec wedlug fig. 1, zawiera retorte oznaczona ogólnie cyfra 1 i ciagnaca sie wzdluz pieca; jest ona od góry otwarta w celu stalego zasilania jej ruda. Retorta ta posiada przekrój prostokatny i zapomoca grzejników 2 jest podzielona na grupy re¬ tort wezszych; grzejniki 2 ciagna sie wpo- przek retorty 1 i u góry sa zakonczone pla¬ szczyznami pochylemi, aby umozliwic w ten sposób podzielenie masy rudy na osob¬ ne kolumny stosunkowo dlugie i waskie w przekroju. Grzejniki te moga byc dowol¬ nych rozmiarów i moga byc rozmieszczone w pozadany sposób, na takiej dlugosci, ze¬ by podzielic cala mase rudy w retorcie, przyczem w masie tej grzejniki moga sie znajdowac w pozadanych odleglosciach, innemi slowy nalezy je tak rozmiescic, ze¬ by cale cieplo z ndch promieniujace, zostalo pochloniete przez otaczajaca mase rudy.Grzejniki te przechodza wpoprzek pie¬ ca i w górnej swej czesci sa wydrazone w celu pomieszczenia elektrycznych elemen¬ tów oporowych 3. Sciana pieca jest zaopa¬ trzona w odpowiednie pokrywy 4, zapo¬ moca których mozna wyjmowac elementy oporowe i zastepowac je nowemi. Ruda przeznaczona do wprowadzania cala masa do pieca i rozprowadzenia wokól grzejni¬ ków 2 dostosowana jest do wprowadzania zapomoca odpowiednich zasypów 5 i od¬ powiednich obrotowych zastawek przepu¬ stowych 6. Odpowiednie zastawki lulb wy¬ loty 7, umieslzczone w dnie kazdej retor¬ ty, utworzonej przez grzejniki 2 i obie za¬ stawki: górna 6 i dolna 7, sa nieprzepu¬ szczalne dla powietrza, aby umozliwic w ten sposób redukcje rudy ialbo frakcjono¬ wania lub przemiane weglowodorów albo jednio i drugie pod okreslonem cisnieniem.Oczywiscie zastawka zasilajaca 6 moze sie obracac z pewna zadana szybkoscia, przyczem mozna scisle kontrolowac reduk¬ cje rudy i pozostala produkcje. Nalezy zaznaczyc, ze w opisanym sposobie wyko¬ nania wynalazku rude zelazna wprowadza sie do retort w sposób ciagly a co najmniej z takiemi przerwami, zeby utrzymac stale dzialanie doplywajacych weglowodorów na swieza rude. Oczywiscie sposób niniej¬ szy mozna wykonywac z powodzeniem, napelniajac retorty ze stosunkowo rzad- kiemi przerwami.Przy wprowadzaniu weglowodorów do retort zastosowano szereg zaworów wpu¬ stowych 8 i 9, przyczem zawory 8 umie¬ szczone sa ponad strefa grzejna okreslo¬ na przez elektryczne elementy oporowe 3, zas wpusty 9 umieszczone sa na spodzie takiej strefy grzejnej, przyczem w razie potrzeby oba wpusty 8 i 9 sluza do wpro¬ wadzania weglowodorów do retorty. ;0- czywiscie mozna zastosowac pewna ilosc wpustów do wprowadzania weglowodorów do dlugich i waskich retort i przy dzisiej¬ szym stanie techniki, gdy pozadane sa we¬ glowodory o rozmaitych wlasnosciach, z rozmaitemi olejami wlacznie oraz gdy po¬ zadane sa rozmaite rodzaje frakcjonowa- — 4 —nia lub przemiany albo destylacje, mozna kazda retorte zaopatrzyc w kilka zawo¬ rów wpustowych, umieszczonych w róz¬ nych punktach w stosunku do strefy reduk¬ cyjnej. Wpusty 9 moga byc umieszczone wewnatrz grzejników 2, jak to widac na fig. 2, a weglowodory, jak oleje mieszal¬ ne mozna wprowadzac od dna grzejników przy 10, nastepnie prowadzic je do zawo¬ rów 9, przyczem zredukowana ruda ulega ochlodzeniu, zas weglowodory — ogrzaniu; ogrzane oleje wprowadza sie do otworów wpustowych 9 i wyladowuje do kanalów retortowych tuz pod strefa redukcyjna.Na rysunku uwidoczniono dwa miejsca wprowadzania weglowodorów do zamknie¬ tej retorty pieca, lecz rozumie sie, ze ta¬ kie otwory wpustowe mozna rozmiescic w sposób pozadany, aby umozliwic podda¬ wanie doprowadzanych weglowodorów dzialaniu odpowiedniej temperatury w za¬ leznosci od wlasnosci zadanych produk¬ tów. Oleje weglowodorowe, wprowadzone do grzejników 2 w celu ochladzania zredu¬ kowanej rudy, ulegaja czesciowej destyla¬ cji i lzejsze ciecze oraz gazy uchodza ku górze poprzez zawory 9 do wnetrza retort.Weglowodory ciezsze i smoly lub inne ciezsze produkty wywiazane pózniej, moz¬ na spuszczac w dowolny sposób. Weglo¬ wodory lzejsze mozna wprowadzac do re¬ tort albo do rudy nieco ponizej strefy re¬ dukcyjnej tak, zeby gazy te przenikajac ku górze poprzez materjal w strefie reduk¬ cyjnej powodowaly redukcje rudy. Jesli pozadane jest wprowadzanie weglowodo¬ rów albo innych materjalów redukujacych ponad strefa redukcyjna, to wytworzony koks lub wegiel wchodzi w reakcje z tle¬ nem w rudzie i powoduje jej redukcje.Dlatego tez weglowodory albo inne mate- rjaly redukujace dodawane ponad strefa redukcyjna powinny zawierac smoly ko¬ ksujace sie, jednakze nie powinny powo¬ dowac skawalania sie rudy. Zawory wpu¬ stowe 8 i 9 sluza do wprowadzania weglo¬ wodorów cieklych, natomiast przy uzyciu weglowodorów w innej postaci, np. wegla, zawierajacego weglowodory, lupków olei-; stych, drewna, produktów roslinnych, cu¬ kru buraczanego, miazgi trzcinowej i in¬ nych podobnych materjalów, mozna je wprowadzac do retorty albo retort zmie¬ szane razem z ruda, przyczem przez wpu¬ sty 8 i 9 mozna w razie potrzeby wpro¬ wadzac weglowodory dodatkowe w posta¬ ci cieklej.Zasypy 5 zamkniete sa w pudle 11, przyczem w razie potrzeby doprowadzana rude mozna podgrzewac. Na fig. 2 wyobra¬ zono nieco odmienna postac pieca, w któ¬ rej denna czesc grzejników 2 podzielona jest szeregiem naprzemian umocowanych plaszczyzn 12. Weglowodory wprowadza sie tu bezposrednio do retort przez jeden z szeregów wpustów 8 i 9, bezi uprzednie¬ go podgrzewania. W tem urzadzeniu wprowadza sie powietrze miedzy prze¬ grody 12, stanowiace czesc grzejników 2 i po przeprowadzeniu tego powietrza w zmiennych kierunkach tam i zpowrotem miedzy przegrodami, stosuje sie je do o- chladzania zredukowanej rudy, przyczem samo powietrze ulega ponownemu ogrza¬ niu. To ogrzane powietrze odpowiedniemi przewodami 13 dostaje sie do przestrzeni otaczajacej zasypy 5 i podgrzewa dopro¬ wadzona rude. Odpowiednie przewody 14 sluza do polaczenia z glówna retorta /.Poniewaz retorta ta jest calkowicie za¬ mknieta, a ruda i weglowodory ogrzewane sa zapomoca przewodnictwa wiec tworza sie pewne wartosciowe gazy, odprowadza¬ ne przez przewody wypustowe 14. Gazy ta¬ kie mozna odprowadzac do odpowiednie¬ go zbiornika, oddzielac, skraplac lub obra¬ biac inaczej w celu otrzymania pozada¬ nych produktów ubocznych. ' Temperature grzejników mozna do¬ kladnie regulowac i kontrolowac zapomo¬ ca oporowych elementów elektrycznych, rozmieszczonych w ten sposób, zeby cie- — 5 —plo rozchodzilo sie równomiernie w pew¬ nej strefie wokolo kazdej retorty. Tempe¬ ratura srodkowej czyli najgoretszej czesci tej strefy, wynosi 1000—1100°C, jednakze temperature poszczególnych grzejników mozna zmieniac w pozadanych granicach, w zaleznosci od zadanej produkcji oraz od wlasnosci rudy, przeznaczonej do redukcji i do rozczepienia weglowodorów. Waznem jest to, ze grzejniki oporowe umieszczo¬ ne sa w masie rudy i tak zamkniete, iz ogrzewanie odbywa sie droga przewodze¬ nia ciepla, przyczem cieplo to zastosowane jest wewnatrz masy i utrzymywame scisle przy wlasciwej niskiej temperaturze, wy¬ starczajacej do spowodowania zadanej reakcji miedzy ruda, a czynnikami reduku- jacemi oraz rózfrakcjonowania albo prze¬ miany weglowodorów. Oddzielne strumie¬ nie rudy sa stosunkowo dlugie i waskie, przyczem przez takie plaskie -strumienie materjalu cieplo wywiazane przez grzejni¬ ki przenika równomiernie. Ruda odprowa¬ dzana przez wyloty 7 jest stosunkowo zimna dzieki chlodzeniu zapomoca dopro¬ wadzanych weglowodorów albo powietrza, przyczem rude taka mozna obrabiac, bez obawy jej utleniania.Przy prowadzeniu procesu przemiany weglowodorów wedlug wynalazku w obec¬ nosci rudy redukujacej, mozna wprowa¬ dzac weglowodory, jak olej mineralny, przez wpusty 8 lub 9, lub w innymi punk¬ cie. Tlenki czyli ruda przechodzaca przez retorty stanowi jeden z katalizatorów, dru¬ gim zas moze byc chrom albo nikiel. Chrom, nikiel albo inmy podobny katalizator moz¬ na zastosowac jako wykladzine retort, al¬ bo tez mozna je wprowadzac razem z ruda w postaci srutu niklowego albo chromowe¬ go albo siatki lub w innej postaci latwej do odzyskania po przejsciu przez retorte. W pewnych wypadkach dobrze jest dodawac pewna ilosc zredukowanego zelaza gab¬ czastego, które wspóldziala katalitycznie przy przemianie weglowodorów. Jesli po¬ wierzchnia wewnetrzna retorty ma dzialac katalitycznie, to sciany retort moga byc calkowicie wykonane z materjalu katali¬ tycznego albo tez moga one stanowic pod¬ klad dla katalizatora, którym sa czesciowo powleczone albo pokryte.Naogól, przy wykonaniu sposobu we¬ dlug wynalazku, do retort wprowadza sie rude zelazna wraz z innemi katalizatora¬ mi jak niklem, chromem albo zredukowa- nem zelazem gabczastem. Rude 'doprowa¬ dza sie przez zasypy 5 do górnej czesci glównego pieca albo retorty L Wykony¬ wa sie to w sposób ciagly. Rozumie sie, ze waskie plaskie retorty najprzód napelnia sie ruda, która nastepnie j&ko zwarta masa zasila sie górna czesc glównej retorty.Naokolo kazdej retorty utrzymuje sie stre¬ fy: ochladzajaca, redukujaca i podgrzewa¬ jaca, przyczem rude wprowadza sie do tych retort zgóry nadól, kolejno poprzez wymienione strefy w porzadku odwrot¬ nym. Temperature grzejników mozna u- trzymywac na poziomie stosunkowo niskim zapomoca elektrycznych elementów oporo¬ wych, przyczem temperatura maksymalna jest stosunkowo niska w porównaniu z tem¬ peratura zwykla wielkich pieców. Dzieki zastosowaniu grzejników elektrycznych mozna temperature stopniowo doprowa¬ dzac do pozadanego stopnia a nastepnie scisle ja kontrolowac i utrzymywac na za¬ danym punkcie. Stanowi to zasadnicze przeciwienstwo w porównaniu z ogrzewa¬ niem stosowanem w innych piecach reduk¬ cyjnych, gdzie grzejniki osiagaja zwykle temiperature bardzo wysoka w punkcie spalania, skutkiem czego temperature te nalezy obnizac jeszcze przed otrzymaniem dobrych wyników, przyczem nawet po ob¬ nizeniu temperatury nie zawsze udawalo sie utrzymac ja na stalym poziomie srod¬ kami dotychczasowemi. Weglowodory w postaci olejów lub innej, wprowadza sie do retorty wzglednie retort w zgóry okre¬ slonych punktach, a dzieki obecnosci kata- — 6 —lizatorów rozszczepianie tych weglowodo¬ rów nastepuje w stosunkowo niskich tem¬ peraturach, a zas wegiel stracony przy ta- kiem frakcjonowaniu, przechodzi wrafc z materjalem przeznaczonym do redukcji, do strefy temperatur wyzszych (lecz jeszcze stosunkowo niskich* okolo 1000°C) i reagu¬ je z obecnemu tlenkami, redukujac rude i wytwarzajac gazowy tlenek wegla (CO).Szybkosc przesuwania sie rudy przez retorty, czyli szybkosc doprowadzania jej przez wpust 6 i odprowadzania przez wy¬ pust 7 jest scisle uregulowana tak, zeby o- siagnac jej calkowita redukcje. Po przej¬ sciu przez strefe redukcyjna znajdujaca sie w bezposredniem sasiedztwie elementów oporowych, ruda podlega ochladzaniu, roz¬ dzielona na cienkie i dlugie strumienie.Ochladzanie to osiaga sie przeprowadzajac srodek chlodzacy poprzez dolna czesc grzejników 2 w celu pochlaniania ciepla ze zredukowanej rudy, albo tez cieplo to mo¬ ze byc pochlaniane dzieki przeprowadza¬ niu gazów redukujacych poprzez pusta dol¬ na czesc grzejników 2. Ruda odbierana z wypustów 7 jest juz stosunkowo zimna, mozna ja gromadzic w postaci zelaza gab¬ czastego w odpowiednich zbiornikach i w temperaturze dosc niskiej, zeby zapobiec utlenieniu.Wogóle przy wprowadzaniu weglowo¬ dorów do retort, weglowodory ciezsze ule¬ gaja rozfrakcjonowaniu albo przemianie, zapomoca przetworzenia na pare i roz¬ szczepienia na lzejsze ciecze albo gazy, tworzace lzejsze ciecze; odbywa sie to w obecnosci katalizatora lub katalizatorów, zapobiegajacych polaczeniu sie tych gazów z tlenem na pare wodna w niskiej tempe^ raturze redukcji rudy. W ten sposób weglo¬ wodory lzejsze tworza sie w temperatu¬ rach stosunkowo nizszych, niz w tak zwa¬ nych procesach rozszczepiania lub rafina¬ cji weglowodorów dzieki temu, ze przesu¬ wajaca sie ruda jest silniejszym kataliza¬ torem albo ze taki katalizator jest z nia zmieszany lub utworzony przez sciany re¬ torty. Tlenek zelaza, przechodzac przez strefe redukcyjna, oddaje swój tlen weglo¬ wi lub obecnemu wodorowi i ulega reduk¬ cji na zelazo gabczaste, przyczem tlen, la¬ czac sie z osadzonym weglem z weglowo¬ dorów, wytwarza tlenek wegla. Dzieki ta¬ kiemu urzadzeniu oraz reakcji katalitycz¬ nej, weglowodory wprowadzane we wlasci¬ wym punkcie ulegaja rozfrakcjonowaniu albo rozszczepieniu, przyczem uwalnia sie czesc wodoru, która jednoczesnie laczy sie z weglem wytworzonym podczas rozszcze¬ piania, a dzieki obecnosci katalizatora two¬ rza sie gazy stale, jak metan (CHJ. W ten sposób widac, ze przy ciaglem przechodze¬ niu tlenków1 przez zamkniete retorty i do¬ dawaniu weglowodorów ciezkich, jak ole¬ ju mineralnego lub smól, mozna je prze¬ mienic lub rozszczepic na lzejsze weglowo¬ dory, jak równiez otrzymac gaz bogatszy w wodór lub zwiazki wodorowe i gazy, jak metan, gazy swietlne lub nasycone. Nalezy zaznaczyc, ze to rozszczepianie weglowo¬ dorów z wytwarzaniem gazów moze zacho¬ dzic z pewna' wydajnoscia juz nawet w o- becnosci bardzo rozdrobionego zelaza albo rudy zelaznej dzialajacej katalitycznie, jednak w celu wzmozenia katalizy zaleca sie stosowanie magnetytu \Fe304 albo tez rudy z chromem lub niklem. Wodór i we¬ giel w razie obecnosci zelaza gabczastego, niklu i innych katalizatorów w retorcie w temperaturze okolo 280°C i pod cisnieniem okolo 0,1 kg, lacza sie na metan CH4 w 97%. Z tego wynika, ze dzieki uwolnieniu wodoru i wegla w strefie redukcyjnej i przeprowadzeniu ich nadól przez strefe o- chladzajaca, pierwiastki te w obecnosci ka¬ talizatorów tworza metan (CHJ.Jesli do metalu zredukowanego doda¬ wac weglowodory ponizej strefy reduk¬ cyjnej, wtedy sluza one do ochladzania metalu, poniewaz wytworzone gazy (po¬ chlaniaja cieplo, przechodza ku górze przez strefe wyzszych temperatur oraz — 7 —reaguja z tlenkami pod wplywem kalizato- fów. Dzieki zastosowaniu elektrycznych elementów oporowych nie osiaga sie nigdy temperatury wyzszej, niz tego wymaga o- trzymywanie pozadanych produktów, przyczfcm temperatura pieca utrzymuje sie stale w granicach wytwarzania tlenku weglowego {CO) zamiast dwutlenku (C02), który powstaje dopiero w temperaturze wyzszej. Prócz tego aparat nigdy nie ule¬ ga zatkaniu, dzieki scislemu regulowaniu teimperatury,, skutkiem czego nigdy nie wy¬ twarza sie zuzel ani klinkier.Odmiana sposobu wedlug wynalazki; (fig. 3 i 4)f polega na stosowaniu niezalez¬ nych w calej swej rozciaglosci od wpustu do wypustu.Nalezy zaznaczyc, ze mozna zastoso¬ wac odpowiednie wpusty do weglowodo¬ rów w rozmaitych punktach wzdluz kaz¬ dej retorty albo takiej grupy retort, w sto¬ sunku do strefy redukcyjnej utworzonej przez jednostki (oporowe 3. Dalej moze byc korzystnem przeprowadzanie rudy, przeznaczonej do redukcji, przez jedna re¬ torte, a jednoczesnie zasilanie najblizszej retorty materjalem redukujacym czyli we¬ glowodorami, szczególniej jesli te materja- ly zawieraja niepozadane zloza jak lupki oleiste lub zawierajace weglowodory smo¬ ly koksujace, któreby mogly spowodowac skawalanie sie masy rudy po zredukowa¬ niu jej na zelazo gabczaste. Przy dodawa¬ niu takiego redukujacego lub innego zlo¬ zonego materjalu do oddzielnych retort i ogrzewaniu go zapomoca promieniowania stosuje sie odpowiedni kanal przelotowy 20 miedzy retortami, przyczem gazy z ma¬ terjalu redukujacego lub innych weglowo¬ dorów wprowadza sie do retorty z ruda w celu zredukowania tej ostatniej. W urza¬ dzeniu tem obie kolumny materjalu pod¬ daje sie ogrzewaniu, przyczem gazy z re¬ torty dodatkowej (lub retort dodatko¬ wych) wprowadza sie do retorty zawiera¬ jacej rude przeznaczona do redukcji. Nie¬ które z gazów weglowodorowych ulegaja rozszczepieniu katalitycznemu, tworzac we¬ glowodory lzejsze. Cala ilosc wytworzo- nybh gazów1 przechodzi zdolu do góry przez mase rudy, redukujac ja, nastepnie zas uchodzi z retorty 14, zas smoly ciezsze lub inne substancje koksujace mozna usu¬ wac osobnemi strumieniami niezaleznemu od strumienia redukowanej rudy.. Przewód 13 (fig. 3) podobny do uwidocznionego na figurze 2, sluzy do przeprowadzania gazów chlodzacych albo powietrza ze strefy o- chladzajacej, wokolo strefy redukcyjnej i wgóre do strefy podgrzewania, oznaczonej przez 21.Fig. 5, 6 i 7 wyobrazaja schematycznie kilka rozmaitych sposobów wprowadzania weglowodorów do przesuwajacego sie cia¬ gle strumienia rudy lub materjalu katali¬ tycznego. Na fig. 5 retorte wyobrazona schematycznie, oznaczono liczba 30, punkt wpustowy do weglowodorów — przez 31, wylot — przez 32, zas grzejniki przez 33.Temperatura ich w tym wypadku moze do¬ chodzic do 1050°C; weglowodory wprowa¬ dzone przez wpust 31 przechodza ku do¬ lowi przez coraz wzrastajaca temperature w kierunku strefy redukcyjnej; ulegaja one rozfrakcjoriowaniu, zas frakcje ich napoty¬ kajac wzrastajaca temperature w strefie redukcyjnej odczepiaja weglowodory lzej¬ sze i wodór, zas odczepiony wegiel opada na dól do strefy redukcyjnej, gdzie reaguje z tlenem z rudy, tworzac gaz-tlenek wegla CO. Stosuje sie przytem takie weglowodo¬ ry, któreby wytwarzaly nadmiar wegla, aby zapewnic w ten sposób wytwarzanie sie CO. Nalezy równiez zaznaczyc, ze wy¬ wiazany wodór laczy sie z tlenem z rudy, tworzac wode. Wegiel i wodór, wywiaza¬ ne skutkiem ogrzewania weglowodorów przechodza stale ku ^dolowi i w obecnosci zelaza gabczastego lub innych katalizato¬ rów np. niklu, chromu i t. d., tworza przy temperaturzie 280°C metan CH4. W proce¬ sie* tym gazy wytworzone dzieki obecnosci — 8 —katalizatorów usuwa sie przez 32, a zredu¬ kowana ruda i inne katalizatory przecho¬ dzace przez retorte stanowia stale swiezy materjal katalityczny. W tym procesie ci^ snienie sprzyja redukcji i wytwarzaniu gazów, a zatem korzystnie jest wewnatrz retorty utrzymywac slabe cisnienie spowo¬ dowane przez reakcje lub osiagniete srod¬ kami mechanicznemu.W odmianie urzadzenia wyobrazonej na fig. 6 weglowodory wchodza do retorty w punkcie [34 i opuszczaja ja w punkcie 35.Grzejniki 33 utrzymuje sie w temperatu¬ rze redukujacej, weglowodory wchodza do komory redukcyjnej ponizej punktu reduk¬ cji tlenków zelaza i napotykaja je w strefie redukcyjnej. Ulegaja one tutaj rozszcze¬ pianiu na mniejsze frakcje w obecnosci czynników katalitycznych i uchodza jako gazy do oswietlania, jak metan, wodór i tlenek wegla. Na zadanie mozna tempera¬ ture grzejników 33 na fig. 5 utrzymywac okolo 540^0 w celu ^wywolania rozszcze¬ piania weglowodorów bez znaczniejszej re¬ dukcji rudy. W tym wypadku niezreduko- wana rude i wegiel wyladowuje sie przez wypust 7, i mozna je nastepnie przeprowa¬ dzac przez retorte wyobrazona na fig. 5, przyczem (podczas przechodzenia rudy z weglem przez strefe redukcyjna utrzymy¬ wana w wyzszej temperaturze — wegiel sluzy jako czynnik redukujacy. Natomiast jesli rude wprowadzac do retorty wyobra¬ zonej na fig. 6, to jako czynnik redukujacy sluzy uwolniony wodór i weglowodory, al¬ bo tez wraz z ruda nalezy wprowadzac specjalny czynnik redukujacy.W odmianie urzadzenia wedlug fig. 7 zastosowano osobne grzejniki 33 w strefie redukcyjnej i osobne 36 w strefie podgrze¬ wania. Oczywiscie jednak mozna zastoso¬ wac tylko jedne grzejniki 33, a wyloty u- miescic ponad grzejnikami. Wpust do we¬ glowodorów oznaczono liczba 37, wylot— liczba 38, oczywiscie jednak mozna je u- miescic odwrotnie z takim samym skut¬ kiem. Przy wyobrazonem na rysunku umie¬ szczeniu wlotu i wylotu mozna wprowadzac weglowodory do ciagle posuwajacego sie strumienia rudy bez zetkniecia sie z wyz- szemi temperaturami, panujacemj w strefie redukcyjnej (okolo 1050°C), któreby mo¬ gly rozszczepic te weglowodory na mniej¬ sza ilosc frakcyj. Grzejniki 36 mozna utrzy¬ mywac w temperaturze np. 720°C, przy¬ czem weglowodory przechodzace przez te strefe ulegaja rozszczepieniu na wieksza ilosc frakcyj w obecnosci materjalów kata¬ litycznych, np. czesc weglowodorów moze sie rozszczepic na CH2, CH4, C/76 lub inme frakcje weglowodorowe. Temperatura grzejników 36 nie jest ustalona i moze sie zmieniac na zadanie, albo tez w praktycz¬ nych warunkach mozna zmieniac rozmie¬ szczenie wpustu i wypustu nad strefe re¬ dukcyjna w celu wytworzenia mniejszej lub wiekszej ilosci frakcyj weglowodorów nasyconych lub nienasyconych. Oczywiscie nadmiar wegla ulegnie przytem straceniu i wytworzy pozostalosc po rozszczepieniu weglowodorów. Wegiel ten przesunie sie nadól razem z ruda, dzialajac na nia redu- kujaco, zas nadmiar wegla po skonczonej redukcji polaczy sie z tlenem ze zreduko¬ wanej rudy, tworzac gazowy CO, odzyski¬ wany przez wyloty 37 lub 38 w zaleznosci od sposobu pracy.Latwo zrozumiec, ze dzieki zastosowa¬ niu wiekszej ilosci rozmaitych wlotów i wylotów do wprowadzania i usuwania we¬ glowodorów przed i po przemianie, umozli¬ wia sie wykonanie procesu, w którym mozna dodawac weglowodory do rudy ze¬ laznej lub innych tlenków metali, zawie¬ rajacych katalizatory dodatkowe, jak ni¬ kiel i chrom, w zadanym punkcie strefy redukcyjnej az do 1050°C, w zaleznosci od pozadanych ostatecznych produktów we¬ glowodorowych. Ininemi slowy, chcac otrzy¬ mac oleje ciezsze i ciecze, dodaje sie do retorty weglowodory, które nastepnie na¬ potykaja temperatury niskie az^do 1540°C;chcac otrzymac olefiny i gazoliny wprowa¬ dza sie weglowodory w strefe temperatury az do 815°C; jesli zas idzie o otrzymanie nadmiaru wodoru albo C//4, to poddaje sie weglowodory dzialaniu temperatur az do 1050PC. To stopniowanie wskazuje ma wie¬ le mozliwosci zawartych w procesie, lecz rozumie sie, ze weglowodory te mozna wprowadzac i usuwac rozmaitemi sposo¬ bami, tak zeby spowodowac ich zetkniecie z najrozmaitszemi temperaturami i wywo¬ lac jak najwieksza ilosc reakcyj.Na fig. 8 wyobrazono dalsza odmiane urzadzenia do wykonania sposobu wedlug wynalazku. Rozmaite retorty moga byc po¬ dzielone na strefy reakcyjne, utrzymywane w odpowiednich temperaturach zapomoca oporowych grzejników elektrycznych 33 albo 36 lub innych srodków.Miedzy dwiema strefami grzejnemi, np. strefa podgrzewania a strefa redukcyjna, znajduje sie zawór 6a, szczelny wzgledem powietrza i podobny do zaworu 6; dzieki temu w jedneji czesci retorty mozna utrzy¬ mywac cisnienie bez szkody dla reakcyj lub operacyj w innych czesciach retorty.Zgodnie z fig. 8 do górnej czesci oddziel¬ nych retort wprowadza sie materjaly, skla¬ dajace sie z ru4 zelaznych w postaci ma¬ gnetytu! lub hematytu, z któremi mozna do¬ prowadzac pewna ilosc zredukowanej rudy razem z weglowodorami, przeznaczonemi do przemiany; weglowodory te, moga sie skladac z olejów kalifornijskich (sycgas C2QHS0). Maksymalna temperatura w stre¬ fie podgrzewania, utrzymywana przez grzejniki 36 miedzy zaworami 6 i 6a, nie dosiega 815°G. Oczywiscie temperatura ta moze sie zmieniac w zaleznosci od pozada¬ nych frakcyj weglowodorowych, lecz bez wzgledu na temperature, w której zwykle weglowodory sie rozszczepia; prowadzenie rudy mieszanej z weglowodorami przez strefe podgrzewania spowoduje rozszcze¬ pienie tych weglowodorów przy 815°C, a to dzieki obecnosci katalizatorów, jak ru¬ dy, zelaza lub innych dodatkowych. Skut¬ kiem rozszczepiania tworza sie: wodór, metan lub inne weglowodory, zaleznie od temperatury. Pozostalosc weglowa po roz¬ szczepianiu przechodzi nadól przez zawór 6a do strefy redukcyjnej razem z podgrza- nem zelazem i z czescia wodoru wytwo¬ rzonego podczas rozszczepiania. Wegiel ten laczy sie z ruda zelazna, przechodzac przez strefe redukcyjna i reagujac z ruda daje zelazo gabczaste. Skutkiem nadmiaru wegla tworzy sie CO zamiast C02 i uchodzi przez wypust 39. Wodór wegla laczy sie z nim na gaz staly, metan (CH4) w chlod¬ niejszej czesci tej strefy, t. j. okolo 260°C, w obecnosci katalizatora, którym moze byc zredukowane zelazo lub jakikolwiek kata¬ lizator dodany. Zelazo wraz z obecnem e* wentualnie zlozem wydostaje \sie naze- wnatrz przez wypust 7. Przy takiej reduk¬ cji rudy zelaznej i wytwarzaniu gazu lub gazów stalych korzystnie jest stosowac pewne cisnienie dodatnie, wytworzone skutkiem preznosci wytworzonych gazów, albo tez osiagniete srodkami mechanicz- nemi.Fig. 9 uwidocznia dalsza odmiane urza¬ dzenia do wykonania sposobu wedlug wy¬ nalazku. Urzadzenie to w ksztalcie pieca jest prawie podobne do pieca wedlug fig. 1, z ta róznica, ze piec ten zaopatrzony jest w odpowiednie przewody poprzeczne 40 i 41, ciagnace sie wpoprzek pieca i wzdluz grzejników 2. Przewody te sa za¬ mkniete i zaopatrzone na kazdym koncu w odpowiednie srodki zasilania (nie wyo¬ brazone na rysunku); przewody te sluza do przeprowadzania odpowiednich lupków o- leistych lub innego oleistego materjalu skalnego. Elementy grzejne w poszczegól¬ nych grzejnikach 2 sa umieszczone tak, ze¬ by ogrzewaly nietylko strumien rudy przez przewodnictwo, lecz takze i materjal do¬ prowadzany przez przewody. Jak widac, przewody 40 umieszczone sa mozliwie w srodku wpoblizu grzejników strefy reduk-snienie, wytworzone skutkiem reakcji we¬ wnatrz retorty albo przy pomocy srodków mechanicznych.Trzeba równiez podkreslic fakt, ze dzieki wprowadzaniu olejów weglowodo¬ rowych do poruszajacego sie strumienia ru¬ dy, oleje te mieszaja sie z czastkami rudy albo materjalu katalitycznego ruchem wi¬ rowym lub wezlowym, skutkiem czego wzmaga sie dzialanie katalityczne dzieki zwiekszeniu powierzchni zetkniecia miedzy czastkami. PL