Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu wytwarzania paliwa cieklego o duzej war¬ tosci przeciwstukowej do napedu silników spalinowych przez rozklad cieplny drze¬ wa, torfu i innych materialów roslinnych bez dostepu powietrza w obecnosci zasad lub soli reagujacych zasadowo oraz urza¬ dzenia da wykonywania tego sposobu i po¬ lega na tym, -ze reakcja rozkladu przebie¬ ga w regulowanej temperaturze, dostoso¬ wywanej do wlasciwosci traktowanego ma¬ terialu i okreslanej za pomoca doswiad¬ czen wstepnych, i pod cisnieniem do 20 atm w obecnosci par destylatu o punkcie wrze¬ nia do 120°C, rozpuszczalnego w wodzie, oraz na nastepujacym po reakcji rozklado¬ wej iznanym juz rozszczepianiu produktów suchej destylacji o wiekszym diezarze cza¬ steczkowym na skladniki o mniejszej cza¬ steczce o charakterze paliwa. Przy tym da¬ zy sie zwlaszcza do mozliwie calkowitego wyzyskania materialu weglowego, znajdu¬ jacego sie w produkcie wyjsciowym.Podczas gdy dawniej zweglanie drze¬ wa, torfu i materialów podobnych prowa¬ dzono tylko w celu otrzymywania paliwa o duzej wartosci opalowej w postaci bryl, to obecriie w ciagu ostatniego dziesiecio¬ lecia znaczenie otrzymywanych przy roz¬ kladzie cieplnym destylatów wzroslo o ty¬ le, iz zweglanie drzewa przeprowadza sieprawie wylacznie w celu otrzymania tych destylatów.Znane sposoby suchej destylacji drze¬ wa, torfu i nuaiteitiialów podobnych prowa¬ dza tylko do otrzymywania mieszaniny produktów rozkladu, jak metanolu, octanu metylu, acetonu, kwasu octowego i smoly, które czesciowo znajduja sie obok siebie i które dtopiero rozdziela sie na poszcze¬ gólne frakcje za pomoca osobnej przerób- ki. Przyczyna tego jest zwlasizcza nieure¬ gulowanie temperatury rozkladu cieplnego.Poniewaz jednak we wszystkich tych za¬ kladach metanol wzgledsnie aceton stanowi zadany produkt ostateczny i wlasnie te produkty w wysokim stopniu sa niewrazli¬ we na temperature, a wytwarzania paliwa do napedu silników nie brano pod uwage, wiec 'scisle regulowanie temperatury w wiekszosci przypadków okazywalo sie nie¬ potrzebne.Wprawdzie znane sa juz sposoby frak¬ cjonowanego rozkladu materialu wyjscio¬ wego w jediiym zabiegu roboczym i co za tym idzie rozdzial produktów destylacji na wieksza liczbe skladników, jednak wszyst¬ kie te metody sluza tylko do otrzymywa¬ nia metanolu luib kwasu octowego wzgled¬ nie acetonu. Proponowano przy tym rów¬ niez dodawanie do rozkladanego materia¬ lu wapna lufo innego zasadowego zwiazku nieorganicznego, aby przez rozklad cieplny wytworzonego posrednio odtanu powiek¬ szyc wydajnosc acetonu kosztem kwasu oc¬ towego. Równiez ten sposób sluzy tylko do otrzymywania acetonu i metanolu, lecz nie do wytwarzania paliwa.Nastepnie jest juz rzecza znana goto¬ wanie drzewa i innych materialów roslin¬ nych z silnymi zasadami pod cisnieniem i wytwarzanie przez sucha destylacje otrzymywanych lugów, ewentualnie po do¬ daniu dalszej ilosci zwiazków zasadowych, mieszaniny aldehydów, ketonów, olejów itd., a zwlasizcza gazów palnych o duzej wartosci opalowej. Jednak równiez ten sposób nie sluzy do wytwarzania paliwa cieklego. Odpadkowe smoly i oleje, otrzy¬ mywane we wszystkich tych wspomnianych procesach, posiadaja podrzedne znaczenie i najczesciej w ogóle nie poddawano ich dalszej obróbce, lecz stosowano w stanie surowym do przesycania drzewa albo spa¬ lania. Poddawano wprawdzie stmole z drze¬ wa lub torfu oczyszczaniu i destyla¬ cji w celu otrzymywania paliwa pedne¬ go, jednak dotychczas urzadzenia te nie zyskaly wiekszego znaczenia. Przyczyna tego byla z jednej strony stosunkowo ma¬ la wydajnosc smoly w dotychczasowych urzadzeniach, z drugiej zas strony — wy¬ sokie koszty transportu, oczyszczania i de¬ stylacji smoly, która zawiera w sobie prze¬ waznie tylko mala ilosc nisko wrzacych frakcji nadajacych sie do zastosowania ja¬ ko paliwo do silników, a bardzo znaczne ilosci nienadajacej sie do uzytku pozosta¬ losci.Powyzsze wady usuwa sposób wedlug wynalazku niriiejsizego; udalo sie obecnie otrzymac w jednym przebiegu pracy pro¬ dukty koncowe, stosowane jako paliwo, z duza wydajnoscia i w postaci rozfrak- cjonowanej. Wedlug wynalazku niniejsze¬ go rozklad cieplny drzewa, torfu i innych materialów roslinnych przeprowadza sie tak, iz tworza sie produkty, które same przez sie stanowia paliwo silnikowe lub moga byc przemienione w tego rodzaju pa¬ liwo przez rozklad cieplny. Rektyfikuje sie je w znany sposób w tym samym zabiegu roboczym przez frakcjonowane chlodzenie, wyzyskujac zawarte w nich cieplo. Dotych¬ czasowe iglówne produkty cieplnego rozkla¬ du drzewa, torfu itd., np. kwas octowy, aceton, wyzsze ketony, olej drzewny, smo¬ la, rozkladajja sie podczas przeróbki i w oigóle nie graja zadnej roli jako produkty koncowe. Jako powazne zródlo materia¬ lów, z których nastepnie tworzy sie pali¬ wo, wchodza w gre zwlaszcza olej drzew¬ ny i smola drzewna. Podczas gdy dotych- — 2 —czas smoly te tworzyly mniej hub "bardziej niepozadane produkty poboczne, obecnie rozszczepia sie je w tylm samym zabiegu roboczym bezposrednio po ich wytworze¬ niu sie na mniejsze czasteczki o charakte¬ rze weglowodorów. Ten sposób traktowa¬ nia dleju i smoly wprawdzie jest juz daw¬ no znany i stosowany w przemysle nafto¬ wym pod nazwa „krakowania", wedlug wy¬ nalazku jednak laczy sie go z sucha de¬ stylacja drzewa tak, ze produkty desty- ladji o dlizym ciezarze czasteczkowym roz¬ szczepiaja sie przewaznie bezposrednio po utworzeniu ich. W odróznieniu od sposo¬ bów, stosowanych przewaznie w przemy- sfte naftowym, rozszczepianie wedlug wy¬ nalazku przeprowadza sie nie w fazie cie¬ klej, lecz w fazie gazowej, przez co zwiek¬ sza sie wydajnosc nienasyconych weglo¬ wodorów o wlasciwosciach przeciwstuko¬ wych. Nastepnie okazalo sie, ze zastoso¬ wanie przeróbki pod cisnieniem podwyz¬ szonym pozwala na przesuniecie miejsca rozszczepienia czasteczki ku jej srodkowi, co jest pozadane przy wytwarzaniu pro¬ duktów, stosowanych jako paliwo do silni¬ ków. Najwiekszy wplyw ma przy tym do¬ kladne regulowanie temperatury. Zywicze- nia powstajacych zwiazków nienasyconych unika sie pracujac w obecnosci wodoru, jak równiez CO i C02, i uniemozliwiajac do^ step tlenu (powietrza). Podczas procesu nie wprowadza sie wodoru jako takiego do komory reakcyjnej, lecz w mysl wynalaz¬ ku wdmuchuje sie pod cisnieniem wodnista i rozpuszczalna w wodzie czesc destylatu o punkcie wrzenia do 120°C w postaci pa¬ ry, ewentualnie przegrzanej, do najnizszej warstwy rozzarzonego wegla drzewnego, w której destylat ulega rozkladowi. W de¬ stylacie tym znajduja sie obok wody, otrzy¬ mywanej przy wytlewaniu, wszystkie roz¬ puszczalne w wodzie produkty rozkladu, które w tej temperaturze rozkladaja sie na katalitycznie dzialajacym weglu drzew¬ nym tworzac wodór, CO wzglednie C02.Dzieki endotenmiicznemu przebiegowi reak¬ cji mozna jednoczesnie bardzo dokladnie regulowac temperature calego procesu roz¬ kladu. Temperatura posiada decydujacy wplyw na przebieg róznych czesciowo krzy¬ zujacych sie ze soba procesów i podwyz¬ szenie np. temperatury o 20°C moze zmie¬ nic calkowicie przebieg krakowania, wsku¬ tek czego otrzymuje sie inne produkty kon¬ cowe.Tworzace sie gorace gazy, jak H2, CO, C02, oraz para wodna sluza równiez do te¬ go, aby juz ogrzane pary smoly i oleju dlor prowadzic do temperatury koniecznej do krakowania i umozliwic dokladna wymiane ciepla z komora krakowania, co nastrecza przy krakowaniu w istanie gazowym szcze¬ gólne trudnosci. Regulujac ilosc wdmuchi¬ wanych par destylatu mozna dokladnie' re¬ gulowac równiez przy tym temperature w przestrzeni krakowania, a zwlaszcza uni¬ ka sie wiszelkiego przegrzewania, które przy rozkladzie cieplnym moze byc powo¬ dem wytwarzania sie produktów gazowych.Obecnosc wapna lub zwiazków reagu* jacych zasadowo zapobiega w wysokim stopniu wystepowaniu kwasów powoduja¬ cych zywiczenie, a jednoczesnie dzieki te¬ mu zmniejsza niebezpieczenstwo nagryza¬ nia aparatury, zwlaszcza w przestrzeni krakowania.Produkty destylacji, uchodzace z prze¬ strzeni krakowania w stanie gazowym, do¬ prowadza sie do oczyszczacza, a nastepnie rozdziela sie je przez frakcjonowane chlo¬ dzenie na poszczególne frakcje. Wyzwala¬ jacego sie przy tym ciepla najkorzyst¬ niej jest uzyc do ogrzewania lub odpa,- rowywania destylatów o punkcie wrzenia do 120°C po dokonanym oddzieleniu ich od skladników nierozpuszczalnych w wo¬ dzie. Skladniki te rektyfikuje sie jeszcsze raz w oddzielnym zabiegu roboczym. Spo¬ sób wedlug wynalazku przeprowadza sie jak nastepuje: — 3 —Retorta, ogrzewana, w znany sposób .go¬ racymi gazami spalinowymi, jest wytwo*- rzona ze stalli specjalnej M. A. N., odpor¬ nej na dzialanie kwasów i ciepla, i jest zamknieta pokrywa, wytworzona z takiego samego materialu i zaopatrzona w mano¬ metr i termometr oraz w izolacje cieplna; otwór srodkowy -pokrywy jest zamkniety za pomoca dlawika hub zaworu zwrotnego, umieszczonego w króccu, zaopatrzonym ró¬ wniez w izolacje cieplna. Retorta jest za¬ opatrzona wewnatrz w ruszt do drzewa.Pod tym rusztem umieszczony jest talerz, na który naklada sie wapna badz inne zwiazki zasadowe, zastosowane jako doda¬ tek przy suchej destylacji, podczas gdy pozostala czesc wapna lub zasad roz¬ dziela sie miedzy pojedynczymi warst¬ wami drzewa; wapno znajdujace sie na talenzu stanowi poniekad filtr dla kwas¬ nych skladników par wdmuchiwanych (de¬ stylat: punkt wrzenia do 120°C) przez otwór (dyszej umieszczany ponizej tale¬ rza, dzieki czemu pary te ptfzed ich roz¬ kladem cieplnym napotykaja wapno i wia¬ za sie z wapnem wzglednie zasada. Wsku¬ tek nastepujacego potem ogrzewania two¬ rza sie z nich aceton lub inne keto¬ ny, które podczas pi^zeplywu przez warst¬ wy wegla, dzialajacego katalitycznie, prze¬ mieniaja sie na zwiazki o wiekszych cza¬ steczkach. Pozostale wapno wzglednie za¬ sady, znaj dujace sie pomiedzy pojedyn¬ czymi warstwami drzewa, przyspieszaja w iznany sposób rozklad drzewa.Do krócca stanowiacego zamkniecie po¬ krywy retorty .przylaczona jest w postaci zakrzywionej komora reakcyjna o cylin¬ drycznym przekroju, ze specjalnej stali M A. N., z wypolerowana wewnatrz po^ wierzchnia. Na swym dolnym koncu, two¬ rzacym rodzaj dmuchawy, jest ona rozsze¬ rzona i zaopatrzona w zawór zwrotny. Ko¬ more reakcyjna, w której przeprowadza sie krakowanie, w celu utrzymywania scislej temperatury 450°—475°C nalezy zaopa¬ trzyc równiez w dodatkowe urzadzenie grzejne i chlodzace, jak równiez w narza¬ dy do mierzenia temperatury, chociaz zu¬ zycie ciejpla przy krakowaniu jest samo przez sie umiarkowane i w wiekszosci przypadków wystarcza dobra izolacja cie¬ plna. Do przestrzeni krakowania, zaopa¬ trzonej w dmuchawe, przylaczony jest przewód, który poprzez zawór redukujacy prowadzi do pluczki i skraplacza. W ten sposób umozliwione jest utrzymywanie w retorcie, w komorze do krakowania, w pluczce i skraplaczu rozniaJtych poza¬ danych cisnien, Nieskroplone produkty ga¬ zowe po oczyszczeniu ich sa doprowadza¬ ne do gazomierza i zuzywane w samym procesie jako paliwo; skladniki dajace sie skroplic rozdziela sie wedlug ich punktów wrzenia w znany sposób, np. przez chlo^ dzenie frakcjonowane; destylat otrzymy¬ wany podczas procesu krakowania rozdzie¬ la sie na czesc rozpuszczalna w wodzie oraz czesc nierozpuszczalna w wodzie i pierwsza z nich wdmuchuje w postaci pa¬ ry do przestrzeni rozkladowej w ilosci od¬ powiadajacej temperaturze pozadanej. Od¬ parowywanie destylatu rozpuszczalnego w wadzie uskutecznia sie wyzyskujac w prze- ciwpradzie cieplo wyzwalajace sie podczas frakcjonowanego chlodzenia. W ten sposób osiaga sie racjonalne wyzyskanie ciepla.Skoro wytwarzanie sie cieklych skrop- lin jest zakonczone, pozwala sie retorcie ochlodzic i usuwa jej zawartosc. Przy pra¬ widlowym utrzymywaniu temperatury ilosc otrzymywanego weglla drzewnego w zad¬ nym razie nie powinna przekraczac 10— 15%, liczac na drzewo suche, wobec 30—35% otrzymywanych przy dotychcza¬ sowych procesach. Wegiel drzewny posia¬ da znaczna twardosc i wysoka wartosc opalowa oraz moze byc stosowany bezpo¬ srednio jako paliwo do znanych silników na pyl weglowy. Pozostalosc smolowa, otrzymywana w stosunkowo malej ilosci (2—21/2%) oraz gazowe produkty pobocz- - 4 -ne moga byc zuzyte jako material opalo¬ wy. Sposobem wedlug wynalazku udaje sie otrzymywac lekkie paliwo o doskonalej jakosci (o liczbie oktanowej = 102 i wyz¬ szej) i z duza wydajnoscia (15—18%, li¬ czac na sucha substancje drzewna). Pali¬ wa te rozdzielaja sie juz podczas samego procesu, przy wyzyskaniu ciepla zawarte¬ go w nich w postadi pary, na pojedyncze frakcje z wystarczajaca czystoscia, dzieki czemu oszczedza sie mai kosztach. Produkty koncowe sa wolne od kwasów i wykazuja wysoka watrtosc przeciwstukowa.Przyklad. 1,4 m3 wysuszonego na po¬ wietrzu drzewa miekkiego (sosny i jodly) umieszcza sie w retorcie i poddaje suchej destylacji pod cisnieniem 6—8 atm w spo¬ sób powyzej opisany. Ilosc wapna umiesz¬ czona na talerzu i miedzy poszczególnymi Resizte stanowila woda, oitrzymana przy wytlewaniu, z domieszka acetonu i meta¬ nolu.Przy uzyciu drzewa lisciastego, zwla¬ szcza brzozy i topoli, zwieksza sie wydaj¬ nosc, nisko wrzacych produktów do nape¬ du silników o okolo 1—li/2% kosztem skladników wyizej wrzacych. PL