Wynalazek niniejszy dotyczy wytwa¬ rzania wodoru lub obfitujacych w wodór mieszanin weglowodorowych z produktów gazowych o ciezarze wlasciwym naogól wyzszym, a zwlaszcza z materjalów uzyski¬ wanych w postaci produktów ubocznych lub pozostalosci przy innych fabrykacjach.Jako przyklad mozna tu przytoczyc koksowanie, przy którem po oddzieleniu cennych produktów ubocznych uzyskuje sie gaz, zawierajacy znaczny procent weglo¬ wodorów szeregu metanu oraz weglowodo¬ rów podobnych.Gazy te moznaby równiez pozbawiac wodoru, zasilajac je odpowiednia iloscia weglowodorów ciezkich.Ciezkie gazy odpadkowe tego rodzaju maja bardzo ograniczone zastosowanie.W niektórych przypadkach odprowadzano je zpowrotem do komór piecowych, gdzie, rozkladajac sie, zasilaly gazy destylacyjne.Zastosowanie tych gazów np. do oswie¬ tlania lub ogrzewania domowego, napotyka na trudnosci w rozprowadzaniu ich zapo- moca sieci przewodów, wskutek wielkiego ciezaru wlasciwego tych gazów; stosowanaobecnie aparatura wymagalaby w tym celu qdpqwiednich przeróbek. 1 vW celu^ijicozlwienia wlasciwego wyzy¬ skania tych gazów badz to do celów o- grzewania i oswietlania, badz do zupelniej - szego odciagniecia z nich wodoru, nale¬ zy je odpowiednio przetworzyc.Przedmiot wynalazku niniejszego sta¬ nowi sposób przetwarzania gazowych mie¬ szanin weglowodorowych, a zwlaszcza mie¬ szanin zawierajacych znaczniejsze ilosci wzglednie ciezkich weglowodorów, glównie weglowodorów szeregu metanowego; spo¬ sób ten polega na obróbce cieplnej, wywo¬ lujacej rozszczepianie tych weglowodorów.Poniewaz reakcje rozszczepiania wspo¬ mnianych weglowodorów posiadaja charak¬ ter endótermiczny, nalezy wiec te miesza¬ niny podgrzewac cieplem zewnetrznem, pobieranem zgodnie z wynalazkiem z roz¬ zarzonej masy, która z tego powodu ochla¬ dza sie, przyczem jednak mase te nagrze¬ wa sie nastepnie lub jednoczesnie zapomo- ca odpowiedniego utleniajacego wdmuchu, W ten sposób powstaje proces przery¬ wany lub ciagly, skladajacy sie z faz roz¬ szczepiania mieszanin gazowych oraz wy¬ twarzania gazu powietrznego, przyczem wegiel, wydzielony przy rozszczepianiu, mozna zuzytkowywac do podgrzewania za¬ rzacej sie masy.Wegiel ten najkorzystniej jest po wy¬ zwoleniu odzyskiwac.Produkty gazowe, otrzymane wskutek rozszczepiania lub wdmuchiwania powie¬ trza, mozna zuzyc oddzielnie lub w miesza¬ ninie, w zaleznosci od zamierzonych celów.Proces ten mozna prowadzic czesciowo lub odrazu.Wegiel mozna odzyskiwac, oddzielajac go wszelkiemi odpowiedniemi sposobami od rozlozonych gazów, a najkorzystniej, po odprowadzeniu gazów z komory lub retorty reakcyjnej, badz przez osadzanie go przy jednoczesnem rozprezaniu gazów, badz le¬ piej jeszcze zapomoca elektrycznosci.Mozna sie tu poslugiwac wszelka odpo¬ wiednia aparatura, np. stosowana zazwy¬ czaj do wyrobu gazu wodnego.Aparatura tego rodzaju moze sie skla¬ dac, jak to uwidoczniono na fig. 1 rysunku, z szybu A, zaopatrzonego w ruszt B oraz w kosz zasypczy C do ladowania paliwa. Szyb A polaczony jest z rekuperatorami D, E, F, G, przeznaczonemi do wymiany ciepla i dzialajacemi w ten sposób, iz w przypadku pracy przerywanej z jednej strony dmuch wprowadzony do wymiennicy E krazy w przeciwpradzie z wytworzonym gazem po¬ wietrznym, plynacym przez wymiennice D, przyczem znaczna czesc ciepla tych gazów zostaje oddana wdmuchiwanemu powie¬ trzu, z drugiej zas strony gazy, pochodzace z rozszczepiania kraza w wymiennicy G w przeciwpradzie do rozszczepianych gazów, plynacych przez wymiennice F, i oddaja im swe cieplo.Aparature mozna równiez z korzyscia ustawic w sposób podany na fig. 2, na któ¬ rej wymiennica F—G miesci sie posrodku pierscienia wymiennie D—E, wykonanych w postaci wiazki rurek o duzej wytrzyma¬ losci ze stali chromowej lub tungstenowej i wpuszczonych do komór J o dowolnym ksztalcie, zaopatrzonych w uszczelnienie piaskowe.Powietrze wdmuchuje sie przez szereg rur 1 do przestrzeni 2, otaczajacej wiazki D—E rurek, przechodzi od czesci górnej tych wiazek przez szereg rur 3 do pier¬ scieniowej przestrzeni 4, polaczonej otwo¬ rami 5 ze spodem dolnej przestrzeni szy¬ bu A.Gaz powietrzny plynie otworami 6 i przewodem 7 ponad wiazki D — E rurek i przeplywajac przez nie uchodzi przewo¬ dem 8.Poddawane przeróbce gazy doplywaja przewodem 9, wznosza sie wzdluz wiazki F—G, i odchodza przewodem 10 do czesci dolnej szybu A, podczas gdy produkty roz¬ szczepienia opuszczaja szyb ten przez otwo-ry 6, oraz przewód 7, opuszczaja sie wzdluz rurek wiazki F—G i uchodza przewodem 11.Strumienie gazów mozna regulowac za- pomoca zaworów 12, 13, 14, 15.Przy przeróbce np. odpadkowego gazu koksowniczego o nastepujacym przyblizo¬ nym skladzie: H2 CH4 | c2ff4 C2H6 CO co2 N* o2 — 7,45% — 72.76% — 8,11% — 2,92% — 8,6% — 0,16% 100%. rozszczepienie zachodzi najkorzystniej miedzy 1200°— 800°C.Szyb A napelniony koksem ogrzewa sie zapomoca dmuchu powietrznego do tempe¬ ratury 1200°C.Po pewnym czasie wymiennice- rekupe- ratory ogrzewaja sie do temperatury 900— 1000°C, Jesli wdmuchiwac w ciagu 10 minut o- kolo 100 m3 gazu, wychodzacego, z wymien- nicy o temperaturze okolo 650°C, to otrzy¬ muje sie okolo 180 m3 produktów rozszcze¬ piania o nastepujacym skladzie: H2 — 86,20% N2 - 4,81% CO — 7,99% CH4 — 1%. oraz okolo 40 kg wyzwolonego wegla.Temperatura masy rozzarzonej opada przytern do 800 — 850°C, zuzyta energja wynosi okolo 86.000 kalorji, jesli przyjac, ze miedzy produktami rozkladu, a przera- bianemi gazami zachodzi wymiana ciepla okolo 35,000 kalorji, W celu odzyskania tych 86,000 kalorji, przyjawszy, ze temperatura wchodzacego powietrza jest 0°, a po wyjsciu z wymiennie ciepla — dkolo 750°C, zas w tym samym czasie temperatury wlotowa i wylotowa ga¬ zu powietrznego w wymiennicy wynosza 1000° i 400°C, wystarczy spalic, jak to wy¬ kazuje rachunek, 40 kg wyzwolonego wegla oraz okolo 1 do 2 kg koksu, co mozna po¬ minac w procesie technicznym. W warun¬ kach wskazanych objetosc wytworzonego gazu powietrznego wynosi okolo 225 m3 o 34 — 35% CO.Produkty procesu, gaz z rozszczepienia i gaz powietrzny mozna mieszac we wszel¬ kich stosunkach lub zuzywac oddzielnie.W celu przetworzenia gazu w sposób powyzszy w gaz nadajacy sie do oswietla¬ nia oraz ogrzewania, gazy nalezy zmieszac w nastepujacym stosunku: pierwotny gaz bogaty nie- rozszczepiony — 35 — 40% gaz rozszczepiony — 60 — 65% W przykladzie poprzednim zalozono, ze rozszczepianie odbywa sie praktycznie cal¬ kowicie, lecz rozumie sie samo przez sie, ze mozna w dowolny pozadany sposób wplywac na temperature i warunki wdmu¬ chiwania mieszaniny pierwotnej, w celu u- zyskania mieszaniny koncowej o danym skladzie i pozadanych wlasciwosciach fi¬ zycznych. ( Zamiast wdmuchiwania powietrza moz¬ na równiez wdmuchiwac mieszaniny o mniejszej lub wiekszej zawartosci tlenu lub tlen czysty, albo jednoczesnie tlen i pare wodna, przyczem zasada nie ulega zmia¬ nie.Zamiast procesu przerywanego rozpa¬ trzonego uprzednio mozna prowadzic go równiez sposobem ciaglym.W tym przypadku do mieszaniny ga¬ zowej, zawierajacej przerabiane gazy, wprowadza sie pewlia ilosc powietrza lub mieszaniny tlenu z azotem o skladzie róz- — 3 —nym od powietrza atmosferycznego, np. mazaniny zasoboiejszej w tlen, lub tez pewna ilosc czystego tlenu z dodatkiem pa¬ ry wodnej, przyczem wszystkie gazy od¬ mierza *ie wedlug ilosci ciepla potrzebne¬ go do uzyskania pozadanego rozszczepie¬ nia calkowitego lub czesciowego, i ciepla, doprowadzajacego powstale gazy do tem¬ peratury wyjsciowej w najodpowiedniej¬ szych warunkach fizycznych.Mieszanine gazowa i jej dodatki wdmu¬ chuje sie do masy rozzarzonego paliwa w odpowiednim aparacie, np, w czadnicy Sie¬ mensa; wegiel wydzielony wskutek roz¬ szczepiania laczy sie z tlenem i podtrzymu¬ je temperature masy paliwa, wskutek czego przemiana odbywa sie w sposób ciagly.Rzecz prosta, ze o ile nie jest potrzebne zachowywanie temperatury otrzymywa¬ nych gazów, jaka one posiadaja po prze¬ tworzeniu, cieplo kh mozna zuzyc do pod niesienia temperatury wlotu któregokolwiek czynnika lub czynników, to jest powyzej wspomnianych róznych cial bioracych u- dzial w procesie, W tym przypadku otrzy¬ mane gazy przepuszcza sie przez wymienni- ce, przez która z drugiej strony przeplywa lub przeplywaja czynnik lub czynniki jak wyzej.To odzyskiwanie ciepla zaleca sie zwla¬ szcza w procesie ciaglym ze wzgledu na stalosc temperatury wylotowej gazu orazj sposobu wymiany ciepla. * Jesli zamiast zuzytkowywania wegla, wyzwalanego w okresach utleniania, pra¬ gnie sie go odzyskiwac, prad mieszaniny lub mieszanin gazowych skierowywa sie po¬ przez mase badz to w drodze wdmuchiwa¬ nia pod cisnieniem, badz w drodze rozpre¬ zania, badz wreszcie zapomoca obu tych sposobów, w takich jednak warunkach, aby wyzwolony wegiel byl unoszony przez gazy rozszczepiania.Odzysknica G moze byc zwyczajna ko¬ mora osadowa, przyczem mozna ja dodat¬ kowo polaczyc z elektrycznym aparatem H do oddzielania wegla, jak to przedstawiono na fig. 3/ W przypadku zastosowania pary wodnej w mieszaninie z gazami utleniajacemi, pro¬ ces moze regulowac sie samoczynnie, uza¬ lezniajac wytwarzanie pary od ilosci ciepla w rozszczepianych gazach.W tym celu (fig. 4), rekuperator G ota¬ cza sie przestrzenia walcowa, do której przewód L doprowadza wode, wychodzaca pod postacia pary przez przewód J, pola¬ czony z przewodem N, przeznaczonym do wprowadzania powietrza lub gazu utlenia¬ jacego do rekuperatora Ff przyczem w cze¬ sci górnej przewodu J znajduje sie klosz parowy Af.W tych warunkach nizszej temperaturze gazów, pochodzacych z rozszczepiania, od¬ powiada mniejsza zawartosc pary wodnej w gazie utleniajacym, doprowadzonym w nastepnej fazie obiegu, szybsze spalanie pa¬ liwa i energiczniejsze podgrzanie paliwa, podczas gdy gazom rozszczepienia o tempe¬ raturze wyzszej odpowiada wieksza ilosc pary i slabsze podgrzanie paliwa. PL