Do usuwania tlenku wegla z jego mie¬ szanin z wodorem technika posluguje sie glównie reakcja tlenku wegla z para wod¬ na, przy czym powstaje dwutlenek, wegla i wodór (proces utleniania gazu wodne¬ go) . Inny sposób rozdzielania takich mie¬ szanin gazowych, prowadzony na wielka skale przemyslowa, polega na skraplaniu gazów przez ochladzanie ich do bardzo niskiej temperatury. Rózne inne sposoby (jak np, selektywne utlenianie tlenku we¬ gla tlenem, redukcja do metanu albo alko¬ holu metylowego, pochlanianie roztwo¬ rem soli miedzi albo lugiem sodowym) sto¬ suje sie zwlaszcza podczas oczyszczania ostatecznego w celu usuniecia resztek tlen¬ ku wegla, pozostajacych w mieszaninie ga¬ zowej po oczyszczaniu wykonywanym na duza skale. Selektywna adsorcja za po¬ moca stalych materialów o duzej po¬ wierzchni, majaca w innych dziedzinach tak duze znaczenie, okazala sie dotych¬ czas nieodpowiednia do rozdzielania tlen¬ ku wegla i wodoru. A mianowicie Perley (patrz patent amerykanski nr 1896916) po¬ daje, ze niektóre zele tlenków metali sa zdolne do selektywnej adsorpcji tlenku i dwutlenku wegla z mieszaniny gazu wod¬ nego, tak iz przy obciazeniu tych substan¬ cji adsofbujacych az do nasycenia wodór technicznie czysty przechodzi niejcwiaza* ny. Po odpedzeniu zaadsorbowanych ga¬ zów przez obnizenie cisnienia, po którym korzystnie dokonywa sie ^aktywowania zelów goracym powietrzem, powinno sie otrzymywac mieszanine tlenku i dwutlen-ku wegla 6 stosunku 6:1, zawierajaca za¬ ledwie slady wodoru, azotu i tlenu. Jako odpowiednie substancje adsorbujace Per- ley wymienia koloidalne tlenki metali: ty¬ tanu, cyrkonu, wanadu, niobu, toru, mo¬ libdenu, chromu, manganu, zelaza, kobal¬ tu, niklu, miedzi, berylu, magnezu i metali ziem rzadkich. Jednakze sposób ten nie przyjal sie w technice (patrz. „Das Ko- hlenoxyd". Dr. Jurgen Schmidt, Lipsk Akadem. Verlagsges. 1935 str. 73). Gdyby spoisób ten istotnie mozna bylo przepro¬ wadzac z wyzej podanym wynikiem, to je¬ dnak jego wykonywanie techniczne rozbi¬ jaloby sie zawsze o koniecznosc stosowa¬ nia koloidalnych tlenków metali, których trwaloisc jako substancji adsorbujacych zostaje znacznie skrócona przez ogrzewa¬ nie stosowane w tym postepowaniu. Nie¬ mozliwe jest równiez w tym procesie 'za¬ stapienie zelów tlenków metali niewrazli¬ wymi substancjami adsorbujacymi, taki¬ mi jak wegiel aktywny, poniewaz stale ad¬ sorpcji obu gazów przez wegiel aktywny sa w niskich temperaturach roboczych zbytnio do siebie zblizone.W patencie angielskim nr 365092 opi¬ sano sposób rozdzielania wodoru i tlenku wegla za pomoca srodków adsorbujacych, tatkich jak wegiel aktywny albo- zel krze¬ mionkowy. W procesie tym mieszanine obu gazów o pewnym wyjsciowym stosun¬ ku ilosciowym skladników wtlacza sie do srodka adsorbujacego, a rozdzielanie wzglednie wzbogacanie w jeden z nich uskutecznia sie dopiera przez czastkowe wydzielanie zaadsorbowanych gazów dro¬ ga obnizania cisnienia, przy czym srodek adsorbujacy w miare spadku cisnienia od¬ daje mieszanine gaizów w taki sposób, iz w pierwszych frakcjach przewaza trudniej adsorbowany wodór, a w ostatnich frak¬ cjach — latwiej adsorbowany tlenek we¬ gla (patrz str. 2 wiersz 79—93). Wynik jest np. taki, ze mieszanina gazów, zawie¬ rajaca 47% CO i 48% H21 sprezona az do cisnienie 37 atm w kotle, zaladowanym weglem aktywnym, zostala przez stopnio¬ we rozprezanie rozlozone na 4 nastepuja¬ ce frakcje o jednakowej objetosci: 1 10% CO 87% H2 2 32% CO 63% H2 3 57% CO 42% H2 4 78% CO 10% H2 Dalsza przeróbke tych 4 frakcji usku¬ tecznia sie wedlug powyzszego patentu angielskiego w sposób nastepujacy: pierw¬ sza frakcje przerabia sie na wodór przez powtórzenie sprezania i czastkowe wy¬ dzielenie zaadsorbowanych gazów, dru¬ ga — jako taka stosuje sie do syntezy al¬ koholu metalowego, trzecia — odprowa¬ dza sie z powrotem do mieszaniny poczat¬ kowej, jeszcze przed jej przeróbka, ostat¬ nia zas stosuje sie w stanie niezmienio¬ nym do syntezy kwasów szeregu tluszczo¬ wego z alkoholi i CO (patrz. str. 3 wiersz 52—71). Zgodnie z innym sposobem po¬ stepowania przez rozprezanie az do 5 atm w jednym zabiegu 'oddziela sie frakcje bez¬ posrednio nadajaca sie do syntezy alko¬ holu metalowego, zawierajaca H2 i CO w stosunku 2 : 1, a zatem odpowiadajaca pod tym wzgledem powyzszej frakcji 2, lecz w tym przypadku stanowiaca % calosci, pczostala zas cwiartke odprowadza sie z powrotem do mieszaniny poczatkowej.Jezeli cwiartke te rozlozy sie jeszcze na 2 czesci najpierw przez rozprezanie az do zwyklego cisnienia, a nastepnie przez wy¬ twarzanie prózni, wtedy gazy wydzielone w tym ostatnim zabiegu beda zawieraly prawie wylacznie CO obok bardzo malej ilosci H2 (str. 3 wiersz 72—90).W przeciwienstwie do tego sposobu wynalazek opisany ponizej rozwiazuje za¬ gadnienie rozdzielania mieszanin wodoru i tlenku wegla przez selektywna adsorp¬ cje przy uzyciu wegla aktywnego, to jest najpospolitszego i najtanszego srodka ad¬ sorbujacego, w ten sposób, ze podczas — 2 —pracy adsorbowany jest glównie tlenek wegla, przy czym bardzo znaczna czesc mieszaniny gazowej juz w tym zabiegu ro¬ boczym odplywa jako frakcja niezwiaza- na, bogata w wodór. Cel powyzszy mozna osiagnac w ten sposób, ze obciazanie srod¬ ka adsorbujacego, zachodzace w niskiej temperaturze, przerywa sie kazdorazowo jeszcze daleko przed osiagnieciem równo¬ wagi procesu adsorpcji. A zatem tylko re¬ szte mieszaniny gazowej, odpedzana ze srodka adsorbujacego w postaci frakcji wzbogaconych w tlenek wegla, wydziela sie ze srodka adsorbujacego przez 'obniza¬ nie cisnienia, którym wylacznie posluguje sie wyzej wspomniany sposób rozdzielania gazów wedlug patentu angielskiego.A wiec sposób wedlug wynalazku po¬ lega na tym, ze z mieszaniny poczatkowej przez selektywna adsorpcje tlenku wegla na weglu aktywnym otrzymuje sie jedna albo kilka frakcji niezwiazanych, wzboga¬ conych w wodór, przy czym obciazanie srodka adsorbujacego, zachodzace w ni¬ skich temperaturach, przerywa sie kazdo¬ razowo na dlugo przed osiagnieciem rów¬ nowagi procesu adswpcji, a nastepnie przez odpedzanie zaadsorbowanych ga¬ zów droga obnizania cisnienia w znany sposób rozklada sie je na jedna albo kilka frakcji wzbogaconych w tlenek wegla.Sposób niniejszy ma te zalete, ze nie wymaga do swego wykonywania wysoko¬ preznej aparatury, dalej ze 90—95"% za¬ stosowanej energii cieplnej mozna odzy¬ skac z powrotem, przy czym ochladzanie jest zawsze tansze, niz praca sprezarki.Prócz tego sposób powyzszy na podsta¬ wie osiaganych wyników, zwlaszcza jesli chodzi o wzbogacanie w wodór, nalezy uznac za lepszy od sposobu znanego.Dopóki wegiel zachowuje jeszcze cal¬ kowita zdolnosc adsorpcji uchodzacy wo¬ dór zawiera bardzo male ilosci CO] ze wzrostem nasycenia krzywa zawartosci tlenku wegla wznosi sie stroma, az do osiagniecia równowagi procesu adsorpcji.Stosuje sie zatem mozliwie krótki czas trwania poszczególnych zabiegów adsorp¬ cji. Zaadsorbowane gazy daja sie przy od¬ powiedniej niedopreznosci ^calkowicie od¬ pedzic w ciagu kilku minut, a nawet, jezeli przewidziane sa 2 komory adsorpcyjne, pracujace na przemian, mozna zabiegi ad¬ sorpcji i odpedzania stosowac na prze¬ mian co kilka minut.Jesli bedzie, sie poslugiwalo zabiegiem uzupelniajacym, a mianowicie rozpreza¬ niem w 2 lub wiekszej liczbie stopni, i uwolnione przy tym frakcje bedzie sie chwytalo osobno, co jest równiez znane, to do pewnego czasu udaje sie jeszcze jako przedgon oddzielac frakcje stosunkowo uboga w tlenek wegla, zanim zostana od¬ pedzone frakcje bogate w tlenek wegla.Przedgon ten celowo odprowadza sie z po¬ wrotem do mieszaniny poczatkowej przed jej wejsciem do komory adsorpcyjnej.Przyklad. Mieszanine 93% H2il% CO, ochlodzona do —50°C, prowadzi sie ponad weglem aktywnym, ochlodzonym równiez do —50°C. Jezeli zalozy sie, ze w obra¬ nych warunkach roboczych co do szyb¬ kosci przeplywu gazu itd. równowaga procesu adsorpcji, charakteryzujaca te mieszanine gazów, ustali sie po 10 minu¬ tach,- to znaczy, ze po 10-cio minutowym trwaniu adsorpcji gaz odlotowy wykazuje taka sama zawartosc CO jak mieszanina poczatkowa, to srednia zawartosc CO w wodorze, uchodzacym w ciagu calego pro¬ cesu adsorpcji wynosilaby okolo 4,8%.W pierwszych minutach jednak znaczna czesc wodoru opuszcza komore adsorpcyj- na zawierajac zaledwie 1 —2% CO. Jezeli w tym poczatkowym 'okresie zastosuje sie prawidlowa przemiennosc zabiegów ad¬ sorpcji i odpedzania, to mozna przewaza¬ jaca ilosc wodoru odzyskac w postaci skladnika niezwiazanego podczas adsorp¬ cji, zawierajacego 1—2% CO. Przez od¬ pedzanie droga odsysania w miare stop- - ? -hiowego spadku cisnie*il& az do wartosci 100 mm slupa rteci uwalnia sie z substan¬ cji adsodbujacej 50% objetosciowych mie^ szaniny, w której zawartosc CO jest rów¬ na zawartosci tego zwiazku w mieszani¬ nie poczatkowej. (Podczas dalszego obni¬ zania cisnienia az do 10 mm slupa rteci wzrasta w wydzielajacym sie gazie bardzo szybko zawartosc CO, tak iz srednia war¬ tosc stezenia CO w pozostalych 50% 'ob¬ jetosciowych przewyzsza prawie 10-krot- nie zawartosc tego zwiazku w mieszani¬ nie poczatkowej. Za pomoca zabiegu cza¬ stkowego wydzielania zaadsorbowanych gazów mozna rozlozyc je na te 2 frakcje, z których pierwsza celowo odprowadza sie z powrotem do mieszaniny poczatko¬ wej na jej drodze do komory adsorpcyjnej.Jezeli cala ilosc wydzielonych gazów zbie¬ ra sie razem, to zawartosc w nich CO wy¬ nosi okolo 38%.W swobodnie przeplywajacej glównej c£esci wodoru H2, zawierajacej 1—2% CO, mozna w razie potrzeby przez zastosowa¬ nie jakiejkolwiek znanej chemicznej albo fizycznej metody wtórnego oczyszczania zmniejszyc zawartosc CO' albo tez zupel¬ nie czesc te uwolnic od CO, Czesc wy¬ dzielonych gazów bogatych w tlenek we¬ gla uwalnia sie od CO celowo przez utle¬ nianie gazu wodnego, az do zadane} reszt¬ kowej zawartosci CO, albo przerabia sie na CO skraplaniem przez ochlodzenie do niskiej temperatury, wzglednie przez trak¬ towanie roztworem soli miedzi. Po odla¬ czeniu pompy prózniowej wegiel aktywny jest gotowy do nastepnej adsorpcji bez ko¬ niecznosci specjalnego aktywowania go.Wystarcza od czasu do czasu, po uplywie okolo 150—200 dni roboczych, uwolnic substancje adsorbujace przez slabe 'ogrze¬ wanie (np. do 70°C) od zatrzymanych do¬ mieszek, stalych w temperaturze roboczej i nie posiadajacych dostatecznie wysokiej preznosci pary, aby je mozna bylo usunac pod zmniejszonym cisnieniem (np. wode).Wobec tego tez zaleca sie praca z z&std- sowaniem trzech komór adsorpcyjnych, zaopatrzonych w urzadzenia do ogrzewa¬ nia i ochladzania.Do znacznej ekonomicznosci procesu przyczynia sie równiez i ta ^okolicznosc, ze wskutek szybkiej przemiennosci okresów adsorpqi i odpedzania1 ilosc srodka adsor- bujacego moze byc tak mala, iz wynosi za¬ ledwie ulamek zwykle stosowanych ilosci.Dzieki malemu obciazaniu wegla akty¬ wnego jego trwalosc jest prawie nieogra¬ niczona.Urzadzenie odpowiednie do wykony¬ wania sposobu wedlug wynalazku przed¬ stawiono schematycznie na rysunku.Z gazomierza 1 przewód 2 prowadzi przez dysze 3 do chlodnicy niskotempera¬ turowej 4, laczacej sie przewodem 5 z ko¬ mora adsorpcyjna 6, zawierajaca wegiel aktywny. Przewidziane sa co najmniej 2 komory adsorpcyjne, pracujace na prze¬ mian. Lepiej jest jednak stosowac 3 takie komory, z których co najmniej jedna jest zaopatrzona w urzadzenie do ogrzewania i ochladzania. Od umieszczonych obok siebie komór adsorpcyjnych 6 odgaleziaja sie po 2 przewody 7 i 8. Przewód 7 pro¬ wadzi do gazomierza 9, z którego zebra¬ ny gaz pobiera sie rura 10* Natomiast przewód 8 prowadzi ido ssawczej strony pompy //, po stronie zas tloczonej tej pompy przylaczony jest przewód 12 wspólny dla wszystkich komór adsorpcyj¬ nych; przewód ten rozwidla sie na odnogi 13 i 14. W miejscu rozwidlenia umieszczo¬ ny jest kurek dwudrogowy 15. Przewód 13 ma wylot, umieszczany w przewodzie 2; a mianowicie w miejscu znajdujacym sie przed dysza 3, liczac w, kierunku przeply¬ wu. Przewód 14 prowadzi do gazomierza 16, z którego sprezarka 18 zasysa zebrany gaz przez przewód 17, aby przeprowadzic go przewodem 19 do urzadzenia konwer- syjnegp 20, Do przewodu 'odplywowego 21 — 4 —urzadzenia konwersyjnego wlaczony jest kociol wysokoprezny 22.Opisane urzadzenie pracuje w sposób nastepujacy. Poczatkowa mieszanina z ga¬ zomierza 1 jest zasysana przez dysze 3 i tloczona do chlodnicy niskotemperaturo¬ wej 41 w której ochladza sie np. do —50°C.Stad mieszanina dostaje sie do komory ad- sorpcyjnej 6, której ladunek zostal uprze¬ dnio ochlodzony do —50°C za pomoca urzadzenia chlodzacego, nie przedstawio¬ nego na rysunku; Podczas tego zabiegu zawór 23, znajdujacy sie w przewodzie 7, jest otwarty, a zawór 24 przewodu 8 jest zamkniety, tak iz niezwiazana mieszanina gazowa, zlozona z CO i H21 moze przeply¬ wac przewodem 7 doi gazomierza 9, w któ¬ rym sie zbiera.. Nastepnie wprowadza sie strumien mieszaniny poczatkowej do dru¬ giej komory adsorpcyjnej, a pierwsza ko¬ more * w celu rozladowania laczy sie z pompa 11 zamykajac zawór 23 i otwiera¬ jac zawór 24. Az doi osiagniecia pewnej okreslonej niedopreznosci, np. 100 mm slupa rteci, odsysa sie mieszanine, w któ¬ rej zawartosc CO odpowiada w przyblize- niti zawartosci tego zwiazku w mieszani¬ nie poczatkowej. Przedgon ten odprowa¬ dza sie przewodem 13 z powrotem do mie¬ szaniny poczatkowej, skoro przewód 14 do urzadzenia konwersyjnego. zostanie zamkniety kurkiem dwudrogowym 15. Na¬ stepnie przez przestawienie kurka 15 otwiera sie swobodny przeplyw gazu przez przewód 14 i stale dalej zmniejsza cisnienier az do osiagniecia np. wartosci 10 mm -slupa rteci. W ten sposób odpedza sie mieszanine gazów zawierajaca okraglo 50% CO. Mieszanina ta przeplywa prze¬ wodem 14 do gazomierza 16, z którego przez sprezarke 18 jest tloczona do urza¬ dzenia konwersyjnego 20, w którym tle¬ nek wegla zostaje usuniety przez utlenia¬ nie gazu wodnego tak iz pozostajaca resz¬ ta wynosi zaledwie 3%. Po wymyciu dwu¬ tlenku wegla -oczyszczony gaz ^odciaga sie z kotla cisnieniowego 22 przewodem 21 do miejsca zuzycia. PL