Wynalazek niniejszy dotyczy sposcbu wytwarzania latwopalnego koksu w sred¬ nich temperaturach koksowania, a zwla¬ szcza tego rodzaju koksowania w srednich temperaturach, podczas którego wegiel, podlegajacy koksowaniu, jest w stanie spo¬ czynku.Koksowanie w srednich temperaturach oznacza tu koksowanie wegla w temperatu¬ rach, zawartych miedzy 600 a 700°C, we¬ dlug zasad, zaproponowanych przez J. Ro- berts'a w czasopismie ,,Transactions of the institution of mining engineers" tom 62 czesc 1 str. 9 — 32.Przeciwienstwem do koksowania tego rodzaju jest koksowanie w wysokich tem¬ peraturach, odbywajace sie w temperaturze powyzej 750°C, oraz koksowanie w niskich temperaturach, odbywajace sie w tempera¬ turach nizszych od 600°C.Jak wiadomo podczas koksowania we¬ gla w temperaturach nizszych od 550°C o- trzymuje sie koks stosunkowo bogaty w skladniki lotne i latwo palny, który, w przeciwienstwie do koksu, wytwarzanego w wyzszych temperaturach i mniej lub bar¬ dziej zgrafitowanego, moze byc uzywany w dowolnych paleniskach, przeznaczonych naogól do spalania wegla. W porównaniu z weglem koks, otrzymany w temperaturach nizszych od 750°C, posiada te wazna zale¬ te, ze spala sie praktycznie bez dymu, po¬ niewaz nie zawiera skladników lotnych.Latwo spalajacy sie koks jest wiec skutecz¬ nym srodkiem przeciwko przykremu zady¬ mianiu okolic, zwlaszcza okolic osrodków przemyslowych.Poza tern koks, latwo spalajacy sie i la¬ two podlegajacy reakcjom chemicznym, posiada w hutnictwie wielkie znaczenie.Podcz&s Wyrobu latwopalnego koksu mozna postepowac wedlug dwóch róznych zasad, które róznia sie glównie wysokoscia stosowanej temperatury koncowej oraz ro¬ dzajem i skladem otrzymywanych przytern produktów destylacji, jak równiez mate- rjalami, z których jest wykonana komora do koksowania.Destylujac wegiel na sucho w tempera¬ turach nizszych od 600°, to jest poddajac wegiel tak zwanemu koksowaniu w niskich temperaturach,, otrzymuje sie obok gazu równiez smole, która zawiera wiele kwa¬ snych skladników, jak fenol, krezol i po¬ dobne zwiazki. Natomiast smola, otrzymy¬ wana podczas destylacji wegla w zakresie temperatur 600 — 750°C, to jest przy tak zwanem koksowaniu w srednich temperatu¬ rach, zawiera znacznie mniej skladników kwasnych, których zwykle nie bywa wiecej niz w smole, otrzymywanej podczas kokso¬ wania w wysokich temperaturach.Jak wiadomo stosowanie smoly, zawie¬ rajacej duzo fenolu i krezolu, nastrecza du¬ ze trudnosci. Smoly takiej nie mozna uzy¬ wac jako paliwa do silników Diesel'a lub do podobnych maszyn. Poza tern smola, zawierajaca duzo fenolu, ma sklonnosci do gestnienia, wskutek latwej polimeryzacji fe¬ nolu, tak iz w pewnych okolicznosciach smola zamienia sie calkowicie na mase o konsystencji gumy lub zywicy, co bardzo lutrudnia dalsza jej obróbke.Inna niedogodnosc koksowania w ni¬ skich temperaturach polega na tern, ze na¬ lezy stosowac naczynia destylacyjne z ze¬ laza, a przedewszystkiem z tak zwanego zelaza ogniotrwalego, poniewaz w takich temperaturach koksowania przeplyw ciepla przez imaterjal ceramiczny, np. prziez cegly szamotowe, jest zbyt slaby. Wszystkie zna¬ ne dotychczas tak zwane ogniotrwale meta¬ le lub stopy metalowe nie wytrzymuja jed¬ nak ciaglego ogrzewania do temperatur o- kolo 550—600°C W wyzszych temperatu¬ rach wszystkie reakcje nagryzania (korozji) przebiegaja, jak wiadomo1, bardzo gwaltow¬ nie. Wskutek tego zbiorniki, sluzace jako retorty koksownicze, ulegaja bardzo silne¬ mu zuzyciu. Nie moznia równiez wykonywac z ogniotrwalych metali lub stopów retort koksowniczych takich wymiarów, jak np. znane piece koksownicze w przemysle ko¬ ksowniczym lub gazowym. Koksowanie w niskich temperaturach powinno sie odbywac w istosunkowo malych jednostkach, których koszt wyrobu i eksploatacji jest stosunkowo znaczny, a wydajnosc stosunkowo mala.Poza tern, jako wade koksowania w ni¬ skich temperaturach, nalezy nadmienic, ze ptrzymany przytem koks nie zawsze posia¬ da dostateczna wytrzymalosc, zwlaszcza wtedy, gdy koksowanie z jakichkolwiek przyczyn odbywa sie w temperaturach niz¬ szych od okolo 580°. Koks, otrzymany w niskich temperaturach, jest przewaznie bar¬ dzo kruchy, a podczas przewozu i przelado¬ wywania wytwarzaja sie z niego wielkie ilosci bezwartosciowego mialu.Z tych wszystkich powodów koksowanie w niskich temperaturach nie daje sie sto¬ sowac w przemysle na wieksza skale, pomi¬ mo licznych prób i sposobów, opracowanych niekiedy z wielkim nakladem srodków.Wobec tego staje sie rzecza latwo zrozu¬ miala, ze oddawna zwracano zainteresowa¬ nie ku koksowaniu w temperaturach sred¬ nich, to jest od 600 do 750°C, nie osiagnieto jednak dotychczas wyników o wiekszem znaczeniu praktycznem. Przyczyna powyz¬ szego jest przedewszystkiem to, ze prze¬ plyw ciepla, odpowiadajacy temperatu¬ rom koksowania, przez scianki komór ko¬ ksowniczych, wykonanych z ogniotrwalego materjalu ceramicznego, oraz przez mase wegla, podlegajaca koksowaniu, jest tak maly, iz koksowanie w srednich tempera¬ turach w piecach koksowniczych o zwyklej budowie, np. w poziomych piecach komoro¬ wych, wymaga niepomiernie dlugiego czasu.Wskutek tego sprawnosc znanych dotych¬ czas urzadzen i sposobów koksowania w - 2 -niskich temperaturach jest bardzo ma¬ la.W celu polepszenia sprawnosci kokso¬ wania wegla w srednich temperaturach proponowano wykonywac je w zwyklych poziomych piecach komorowych, których scianki od wewnatrz sa utrzymywane w wyzszej temperaturze niz jest to potrzebne do koksowania w srednich temperaturach, przyczem koks, wytworzony w tych komo¬ rach, nalezy usunac z nich wtedy, gdy tem¬ peratura w jsrodlku pieca koksowniczego dojdzie do 600°. W ten sposób rzeczywiscie mozna osiagnac zwiekszenie sprawnosci u- j-zadzenia koksowniczego, jednakze otrzy¬ many koks ma te wade, ze nie jest jednoli¬ ty i nie wykazuje jednakowej zdolnosci do reakcyj chemicznych. Zewnetrzne czesci ma¬ sy koksu odpowiadaja naogól co do wygla¬ du i wlasciwosci reakcyjnych oraz co do zawartosci w nich lotnych skladników ko¬ ksowi zwyklemu, otrzymywanemu w wyz¬ szych temperaturach, natomiast koks we¬ wnatrz masy jest w miare zblizania sie do (srodka coraz bardziej podobny do koksu, o- trzymywanego w srednich temperaturach.Uzywanie w paleniskach bryl koksu, któ¬ rych poszczególne czesci wykazuja rózne zdolnosci reakcyjne w zwyklych paleni¬ skach, jest bardzo uciazliwe. Koks taki pa¬ li sie plomieniem bardzo nierównomiernym, a wiec wymaga ciaglego dozoru. Poza tern .wewnatrz masy koksowej, otrzymywanej w znany sposób, znajduja sie czesto skupienia koksu bardzo bogatego w skladniki lotne; przy rozbijaniu masy koksowej skupienia te rozpadaja sie, zwiekszajac w niepozadanej mierze ilosc bezwartosciowego mialu.Biorac pod uwage powyzsze okoliczno¬ sci, latwo zrozumiec, iz koksowanie w sred¬ nich temperaturach w urzadzeniach, w któ¬ rych wegiel, pozostaje nieruchomy, nie dalo dotychczas pozadanych wyników. Próbowa¬ no poza tern w praktyce wykonywac pro¬ ces koksowania w srednich temperaturach, wprawiajac wegiel koksowany w ruch, np« koksujac wegiel w piecu obrotowym, zao¬ patrzonym w ogniotrwala wykladzine z ma- terjalu ceramicznego. W ten sposób mozna coprawda wykonywac technicznie proces koksowania w srednich temperaturach i o- trzymywac koks o jednostajnych wlasciwo¬ sciach, jednakze, koksujac wegiel, bedacy w ruchu, nie mozna otrzymywac wiekszych kawalków koksu, co jest potrzebne np, przy spalaniu go w duzych paleniskach przemy¬ slowych albo w wielkich piecach.Przedmiotem wynalazku niniejszego jest ulepszenie procesu koksowania wegla, a zwlaszcza wegla bogatego w gazy, w (srednich temperaturach, które umozliwia o- trzymywanie w dogodnych i sprawnych u- fzadzeniach i bez wiekszych kosztów, niz przy koksowaniu w wysokich temperatur fach, duzych kawalków koksu o jednostaj¬ nym skladzie, przyczem otrzymuje sie cen¬ ne produkty uboczne naogól takie same, jak przy koksowaniu w wysokich temperaturach, z wyjatkiem zwiazków amonjaikalnych.Dzidki najnowszym badaniom procesu koksowania stwierdzono, ze podczas kokso¬ wania powstaja wewnatrz masy wegla stre¬ fy o roznem przewodnictwie cieplnem. Sko¬ ro tylko wegiel przechodzi w stan plastycz¬ ny, przewodnictwo ciepla spada gwaltowniej natomiast przewodnictwo cieplne skoksowa- nych substancyj jest stosunkowo duze, w kazdym razie znacznie wieksze od prze-* (wodnictwa cieplnego wegla surowego. Wsku¬ tek tego podczas koksowania wegla suro¬ wego w stanie spoczynku zachodzi wewnatrz ladunku komory bardzo latwo nagromadza¬ nie sie ciepla w czesciach masy, pobliskich do scianek komory. Takie gromadzenie sie ciepla dziala w ten sposób, ze wegiel w ze¬ wnetrznych czesciach masy, pomimo krótko¬ trwalego pobytu w komorze, ogrzewa sie do tak wysokich temperatur, iz powstaje koks w wysokich temperaturach, natomiast w srodku masy weglowej wegiel surowy za¬ mienia sie wprost na koks zwykly.Na podstawie tych spostrzezen wykona- — 3 —no próby polepszenia przewodnictwa ciepl¬ nego (wewnatrz masy wegla surowego, a przedewszystkiem wewnatrz strefy wegla elastycznego. Podczas tych prób stwierdzo¬ no, ze, dodajac do wegla surowego wegla, poddanego obróbcie cieplnej f np. wegla utle¬ nianego, czyli wegla tlacego sie, lub tez sproszkowanego koksu, otrzymanego z po¬ przedniego koksowania w srednich tempera¬ turach, albo tez pewnych gatunków wegla , (wegla nieblyszczacego) lub wreszcie mie¬ szaniny wymienionych gatunków wegla, zwieksza sie nadzwyczaj przewodnictwo cieplne ladunku weglowego w stanie pla¬ stycznym, Oddawna znane jest stosowanie wymie¬ nionych dodatków podczas koksowania su¬ rowego wegla, w celu zapobiezenia jego ^pecznieniu podczas koksowania. Takie do¬ datki stosowano zwlaszcza przy koksowa¬ niu wegla w niskich temperaturach w re¬ tortachz nieruchomemi sciankami, w któ¬ rych wegiel podczas koksowania znajduje sie w stanie spoczynku. Dotychczas jednak nie zwrócono uwagi na to, ze wspomniane dodatki wywieraja jeszcze inny zasadniczy wplyw na proces koksowania, a mianowicie ulepszaja znacznie przewodnictwo cieplne ladunku, zwlaszcza ladunku w stanie pla¬ stycznym.Na podstawie tych nowych spostrzezen opracowano nowy i dogodny sposób kokso¬ wania w srednich temperaturach, to jest sposób koksowania, w którym przy tych sa¬ mych zasadniczo kosztach, co i przy kokso¬ waniu w wyzszych temperaturach, otrzy¬ muje sie koks, zidblny do reakcji, i jedno¬ czesnie cenne produkty uboczne.Wedlug fwynalazku niniejszego kokso¬ wanie w srednich temperaturach odbywa sie w zwyklych pionowych piecach komoro¬ wych z ogniotrwalego materjalu ceramicz¬ nego lub w podobnych piecach, w których komory sa ograniczone scianami grzejnemi, odleglemi od siebie nie wiecej niz na 350 mm i ogrzewanemi do temperatury 750°, mierzonej na wewnetrznej stronie sciany komory, przyczem przewodnictwo cieplne ladunku, zwlaszcza wewnatrz strefy pla¬ stycznosci, polepsza sie przez dodanie do rozdrobnionego i najlepiej suchego wegla surowego, tak obliczonych ilosci wegla, pod¬ danego obróbce cieplnej, czyli wegla tlace¬ go sie lub wegla nieblyszczacego, drobna sproszkowanego, iz ladunek pieca zamienia sie w stosunkowo krótkim czasie wewnatrz pieca na mase koksu o jednostajnym skla¬ dzie.Wedlug wynalazku dodatek substancji, polepszajacej przewodnictwo cieplne, wy¬ nosi okolo 25 — 50%. Ilosc dodatkowych materjalów, wymagana przy danej szero¬ kosci pieca do szybkiego koksowania la¬ dunku w srednich temperaturach, zalezy w poszczególnych przypadkach od wlasciwo¬ sci obrabianego wegla surowego. Oznacza to, iz ilosc dodatkowej substancji powinna wy¬ nosic tylko tyle, ile jej moze zwiazac sie z koksujacym weglem surowym, tworzac staly koks. Gatunki wegla, nadajace sie do wykonywania sposobu wedlug wynalazku, zawieraja przewaznie wiecej bitumów lub srodków wiazacych, niz jest to potrzebne w stalym koksie. Nadmiar srodków wiazacych zostaje zwiazany izapomoca substancyj do¬ datkowych. Stosownie do wynalazku niniej¬ szego koksowanie w srednich temperatu¬ rach odbywa sie najlepiej w poziomym pie¬ cu komorowym, którego sciany grzejne sa zaopatrzone w znane srodki do równomier¬ nego ogrzewania scianek w kierunku pozio¬ mym i pionowym. Takierównomierne ogrze¬ wanie scianek ma wieksze znaczenie pod¬ czas koksowania w srednich niz w wyzsizych temperaturach. Podczas koksowania w srednich temperaturach kurczenie sie masy koksu nastepuje tylko w koncu okresu wy¬ dalania i to w bardzo malym stopniu. O ile wieksze bryly masy koksu nie osiagna za* danej temperatury koncowej, to masa koksu mocno siedzi w piecu, tak iz nie ma mozno¬ sci wypchniecia ladunku z komory zapo*moca zwyklych maszyn, sluzacych do tego celu.Sposób wedlug wynalazku nadaje sie do koksowania wszystkich gatunków wegli, u- zywanych do tego celu. Szczególne zalety o- kazuje sposób wedlug wynalazku przy ko¬ ksowaniu mialu wegla bogatego w gazy, np. wegla o duzej zawartosci bitumów, to jest drobnoziarnistego wegla, dajacego plomien gazowy. Jak wiadomo zuzytkowanie drobno¬ ziarnistych produktów, powstajacych przy wydobywaniu wegla, nastrecza duze trudno¬ sci, zwlaszcza gdy chodzi o wyzyskanie mia¬ lu wegla bogatego w gazy. Mial dobrze ko¬ ksujacego sie wegla mozna, jak wiadomo, obrabiac równiez w ograniczonych ilosciach w zwyklych piecach w wysokich temperatu¬ rach. Wobec tego, ze sposób wedlug wy¬ nalazku nadaje sie do obrabiania równiez mialu wegla bogatego w gazy, sposób ten ma duze znaczenie jako rozwiazanie zagad¬ nienia tego rodzaju.Wspomniany wyzej dodatek wegla nie- blyszczacego, dotyczy wegla, otrzymywane¬ go w odpowiednio przeprowadzonych pro¬ cesach kopalnianych, lub tez wzbogacone¬ go albo naturalnego Wegla surowego o du¬ zej zawartosci wegla nieblyszczaeego.Stosownie do wynalazku jest równiez srodkiem celowym przestrzeganie mozliwie malej zawartosci popiolu w obrabianym we¬ glu surowym lub w substancjach, dodawa¬ nych do wegla, gdyz w razie zbyt wielkiej zawartosci popiolu przewodnictwo cieplne mieszaniny wegla zmniejsza sie bardzo znacznie.Wykonywanie sposobu wedlug wynalaz¬ ku jest wyjasnione na rysunku. Na fig. 1 przedstawiono rozklad temperatury we¬ wnatrz ladunku poziomego pieca komoro¬ wego podczas koksowania w wysokich tem¬ peraturach. Krzywe 3, 4, 5 i 6 podaja roz¬ klad temperatur w masie wegla od jednej scianki pieca do drugiej (w odstepach cza¬ su, równych cwierci calego okresu wypala¬ nia)* Granica temperatury strefy plastycz¬ nosci, to jest tych miejsc ladunku, "w Któ¬ rych wegiel znajduje sie w stanie plastycz-, nym lub ciastowatym, sa oznaczone linjami; przerywanemi a3, a4, a5. Jak widac na fig/ 1, podczas zwyklego koksowania ; w wyso^ kich temperaturach strefa plastycznosci w surowym weglu jest bardzo malar wskutek; zlego przewodnictwa cieplnego.Na fig. 3 przedstawiono^ w celu porów¬ nania, rozklad temperatur podczas kokso-* wania sposobem wedlug wynalazku w sred¬ nich temperaturach, przyczem krzywe 7, 8 i 9 przedstawiaja równiez rozklady tempe- raitur co cwierc okresu wypalania. Na fig* 3 widac, ze strefa plastycznosci ¦ jest okolo 5 razy szersza wskutek zwiekszonego prze-: wodnictwa cieplnego, anizeli przy znanem koksowaniu w wysokich temperaturach* Poza tern na fig; 3 widac,; ze podczas koksowania sposobem wedlug wynalazku w koncu okresu wypalania (porównaj krzywa 10) w zadnem miejscu ladunku; pieca nie-r ma temperatury wyzszej od TSO^C, przy*: czem spadek temperatury w kierunku do srodka ladunku jest znacznie mniejszy, niz przy znanem koksowaniu w srednich tempe* raturach wedlug krzywej 2 na fig. 2. Krzyv wa / na fig. 2 odpowiadakrzyWej 10 na fig.. 3, to jest podaje rozklad temperatur w mar sie koksu podczas koksowania w srednich temperaturach w koncu .okresu wypalania;; Z krzywej 10 na. fig* 3 i krzywej / aa fig. 2 wynika zreszta, ze sposobem wedlug wynalazku osiaga sie nadzwyczaj jednostaj¬ ny sklad otrzymywanego koksu.* ^ , ; Poza tern nalezy zaznaczyc, ze znaczne rozszerzenie strefy (plastycznosci podczas okresu koksowania w sposób wedlug wyna¬ lazku powoduje jakgdyby calkowite ^zlanie sie ladunku pieca. Niema tu wcale charak¬ terystycznych cech koksu, otrzymywanego w wysokich temperaturach, i koksu, otrzyj mywanego znanemi sposobami. w srednich temperaturach, a {mianowicie niema srodkor wego szwu smolowego i poprzecznych ryss zewnetrznych w brylach spieczonego koksu*Róznice w rozkladzie temperatur pod¬ czas znanego Jfcoksowania w wysokich tem¬ peraturach i podczas koksowania wedlug wynalazku uwydatniaja sie bardzo wyraznie na fig. 4, na której krzywa 11 przedstawia rozklad temperatury wewnatrz ladunku pieca po uplywie polowy okresu wypalania sposobem wedlug wynalazku, a krzywa 12 przedstawia, rozklad temperatury podczas koksowania w wysokich temperafturach.; Do wykonytwania sposobu wedlug wy¬ nalazki* sluza piece koksownicze o komo¬ rach poziomych, znane pod nazwa pieców o obiegu feólowyiti.' W piecach tego rodzaju komio&y, w fetórych odbywa sie koksowanie, sa ograasjczone dwiema sciankami grzejnemi, w których znajduja sie blizniacze kanaly grzejne, polaczone ii góry i-u dolu parami tak, iz gazy grzejne, iplynace wgóre w jed¬ nym kanale danej.pary, jm;eszaja sie z mie- wielka iloscia spalin z przyleglego kanalu dymowego pDKetz! dolny otwór^ wdzieki czemu plomien Of^^wtóijacy przedluza sie tak, iz ogrzewanie jest równomierne na calej wy¬ sokosci pieca^ Korzystnie jest wyregulowac ogrzewacie komory pieca tak, aby na scianr kach komory nie bylowiekszych róznic tem¬ peratur niz 25 — :4G^ 0ile róznica tempe¬ ratur ;jeet wiek^a,;tó ^P^ymuje sie bryly koksu o róznych wlasciwosciach reakcyj¬ ny^: wzglednie imase koksu, w której za¬ wartosc (skladników ! lotnych jest rózna w róznych miejscach. - \ , , Piec, sluzacy do wykonywania wyna¬ lazku, jest wykóoaAny ze zwyklego maiterja- lu, stosowanego do feudowy pieców, pracu¬ jacych w wysokich temperaturach, np. z ce¬ gly szanskotowej. ; ; : -.¦:¦; Ciegty /krzemiia^ej^ |nie moga byc stosowne:w^ym: przsypadkuf gdyz tempera¬ tura^ jaka powinna fcyc <; utrzymywana na sciankach komór piecowych w sposobie we¬ dlug^wynalazku, jestrnizstzarod temperatury przemiany kwasu krzemowego. Stosowanie znanych vJ^aiterjalów .szamotowych umozli¬ wia izteseta ,kqk$pwi^pie /W srednich tempe- raituraich oraz koksowanie w wysokich tem¬ peraturach, przyczem wystarczy tylko sil¬ niej ogrzewac komore koksownicza. Mozli¬ wosc otrzymywania koksu zarówno w wy¬ sokich temperaturach jak i doskonalego jednolitego i latwo palneigo koksu w sred¬ nich temperaturach jest szczególna zaleta wynalazku, poniewaz mozna bardzo latwo dostosowywac wytwarzanie koksu do bie¬ zacego zapotrzebowania rynku. PL