Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu ekstrahowania w sposób ciagly wodoru, za¬ wartego w gazie pochodzacym z pieca ko¬ ksowniczego, celem wytwarzania amonjaku syntetycznego droga katalizy bezposred¬ niej lub do celów innych.Stosownie do sposobu niniejszego wo¬ dór zawarty w gazie uwalnia sie stopniowo i metodycznie od innych skladników gazo¬ wych w temperaturze nizszej w odpowied¬ nim aparacie; wszystkie te skladniki lub ich produkty skroplenia zbiera sie w celu o- czyszczenia i zuzycia w sposób odpowiedni.Cecha znamienna wynalazku niniejsze¬ go polega na tern, ze ilosc zimna (frygoryj) potrzebna do skroplenia towarzyszacych wodorowi gazów wytwarza sie ,w samym rozdzielaczu nietylko zapomoca srodków znanych jak np. odparowywanie cieczy w temperaturze nizszej od punktu wrzenia cieczy otrzymywanych z obrabianych ga¬ zów i nastepnie rozprezanie wyplywajace¬ go z aparatu gazu w odpowiednim'silniku* lecz równiez zapomoca odparowywania wiekszej lub mniejszej ilosci azotu plyn¬ nego, doprowadzonego ze zródla postron¬ nego.W ten sposób do rozdzielacza mozna doprowadzic nieograniczona ilosc frygoryj o temperaturze bardzo niskiej, gdyz punkt wrzenia azotu wynosi okolo — 196°C. Po¬ zwala to z latwoscia skroplic w stopniu za¬ danym towarzyszace wodorowi gazy, jak np. tlenek wegla i azot. Mozna równiez wten sposób osiagnac wieksza czystosc wy¬ plywajacej z aparatu mieszaniny wodoru i azotu, niz to bylo mozliwe w aparatach znanych.Czystosc ta jest pozadana nietylko ze wzgledu na samo zastosowanie otrzymane¬ go gazu, lecz ponadto i dlatego, ze niema obawy zatykania sie zestalonym tlenkiem wegla otworów wydechowych w silniku rozprezajacym gaz i wyplywajacym z apa¬ ratu.Inna cecha wynalazku polega na tern, ze tyodór po wyjsciu z rozdzielacza prze- ^ mywa sie azotem cieklym, a to w celu na¬ sycenia go w stopniu zadanym azotem ga¬ zowym, np. w stopniu potrzebnym do bez¬ posredniej syntezy amonjaku.Miarkowanie tej ilosci azotu zalezy od preznosci par azotu i daje sie z latwoscia osiagnac zapomoca miarkowania rozpreza¬ nia wodoru w silniku, wskutek tego miano¬ wicie, ze preznosc ta silnie sie zmienia wraz z temperatura wpoblizu 200°C i wobec tego , jest czula na zmiany temperatury przeply¬ wajacego przez plynny azot rozprezonego wodoru.Ponadto inna cecha wynalazku polega na tern, ze przerabiany gaz, uwolniony uprzednio od pary wodnej, bezwodnika we¬ glowego i weglowodorów ciezkich, i spre¬ zony do 20—30 atm przechodzi kolejno pó ochlodzeniu sie w wymieniaczu ciepla przez dwa rozdzielacze, z których pierw¬ szy zawiera z jednej strony wiazke rurek, przez która przeplywa gaz, i która ochla¬ dza sie w kapieli metanu, wrzacego pod ci¬ snieniem atmosferycznem t. j. w tempera¬ turze — 164°C, z drugiej zas strony — ko¬ lumne zasilajaca rzeczona kapiel metano¬ wa metanem czystym, otrzymywanym z oczyszczania mieszaniny metanu i tlenku wegla, skroplonej w aparacie. Drugi roz¬ dzielacz zasilany gazem, uwolnionym w ten sposób od wiekszej czesci metanu i tlenku wegla, sklada sie z wiazki rurek, które w czesci górnej ochladza sie rozprezajacym sie wodorem, uchodzacym t silnika, w cze¬ sci srodkowej przez strumienie plynnego, wrzacego azotu ze zródla postronnego i wreszcie w czesci dolnej — azotem gazo¬ wym, otrzymanym przy odparowywaniu azotu plynnego.W ten sposób gaz, przeplywajac przez wiazke rurek zdolu do góry, otrzymuje niezbedna ilosc frygoryj, gdyz ilosc uzy¬ tego do ochladzania azotu plynnego jest nieograniczona, wskutek czego mozna o- trzymac ostatecznie temperature wiazki ru¬ rek tak niska bez wzgledu na ilosc prze¬ plywajacego przez aparature gazu. Wobec tego stopniowe oczyszczanie wodoru zapo¬ moca skraplania i uszeregowania skladni¬ ków coraz to trudniej sie skraplajacych w wiazce rurek, ochladzanej w ten sposób, jest dokladniejsze, niz gdyby calkowita ilosc frygoryj (zimna) zastosowana byla wylacz¬ nie dla uprzednio skroplonego gazu podle¬ gajacego obróbce.Zalaczony rysunek uwidacznia schema¬ tycznie tytulem przykladu w przekroju pionowym zespól aparatów, zbudowanych wedlug niniejszego wynalazku.Podlegajacy obróbce gaz, uwolniony uprzednio od pary wodnej, bezwodnika we¬ glowego i weglowodorów ciezkich i zawie¬ rajacy tylko metan, tlen, tlenek wegla, azot i wodór doplywa pod cisnieniem 20— 30 atm i w temperaturze okolo — 100°C przewodem / do czesci dolnej 2 rozdziela¬ cza 3. Rozdzielacz 3 sklada sie z wiazki rurek 4, umieszczonych w kolumnie rekty¬ fikacyjnej 5, których wyloty lacza sie prze¬ wodem 6 z plaszczem wymieniacza ciepla 7. Przewód 8 laczy plaszcz 7 z czescia dol¬ na 9 drugiego rozdzielacza 10, który prze¬ cina wiazka dlugich i jednoczesnie waskich rurek 11. Wyloty rurek 11 w czesci górnej rozdzielacza 10 lacza sie przewodem 12 z czescia cfolna wymieniacza 7, której czesc górna laczy sie przewodem 13 z rozpreza¬ jacym gaz "silnikiem 14. Przegroda 15 od¬ dziela czesc górna rozdzielacza 10 w po- — 2 .—staci komory 16, której czesc górna laczy sie z silnikiem 14 przewodem 17 stanowia¬ cym przewód wydechowy silnika, czesc dolna zas — przewodem 18 z komora 19, umieszczona w czesci górnej rozdzielacza 3 i ograniczona u dolu przegroda 20.W kolumnie 5 nad wiazka rurek 4 mie¬ sci sie szereg pólek 21, z których splywa ciecz, doprowadzona z dolnych czesci roz¬ dzielaczy 3 i 10 przewodami 22 i 23 do na¬ trysku 24.Z drugiej strony w kolumnie 10 pod przegroda 15 miesci sie szereg zaopatrzo¬ nych w przelewy pólek 25 i szereg usta¬ wionych przegród (pólek) 26; nad prze¬ groda 15 w komorze 16 umieszcza sie rów¬ niez przegrody 27; takie same przegrody 28 znajduja sie w komorze 19.Przewód 29 doprowadza do górnej cze¬ sci komory 19 azot plynny ze zródla po¬ stronnego w ten sposób, ze rozlewa sie on po przegrodach 28, splywajac kaskada z jednej na druga. Z dolnej czesci komory 19 azot splywa przewodem 30, którego wy¬ lot miesci sie tuz nad przegroda 15, do roz¬ dzielacza 10. Przewód ten zaopatrzony jest w odnoge 31, która w razie potrzeby moz¬ na doprowadzac dodatkowa ilosc plynnego azotu. Przewody 32 i 33 prowadzace z ko¬ lumny 5, z jednej strony, i przewód 34 z rozdzielacza 10 z drugiej strony sluza do odprowadzania gazów, oprócz wodoru.Przewody te lacza sie we wspólny przewód wylotowy 35, lecz odpowiednie kurki, w jakie zaopatrzony jest tenze, pozwalaja u- suwac gazy te oddzielnie. Cyfra 36 ozna¬ czono przewód, przez który odplywa wo¬ dór nasycony azotem.Zespól aparatów dziala przy pracy nor¬ malnej w sposób nastepujacy: Przerabiany gaz oczyszczony i sprezo¬ ny doplywa przewodem 1, jednoczesnie przewodem 29, a ewentualnie i — 31 do¬ plywa, sprezony w razie potrzeby, azot plynny. Obieg gazów w czesci dolnej roz¬ dzielacza 3 wskazuja strzalki Gaz po przejsciu przez wiazke rurek 4 plynie do wymieniacza ciepla 7, a stad do czesci dol¬ nej rozdzielacza 10 i dalej podnosi sie rur¬ kami do góry i przez przewód 12 rurki wy¬ mieniacza 7 i przewód 13 do silnika 14, gdzie rozprezajac sie, wykonywa prace.Rozprezony i ochlodzony, a ewentualnie o pewnem przeciw-cisnieniu gaz przeplókuje komore 16, nastepnie plynie do komory 19, gdzie nasyca sie azotem i uchodzi przewo¬ dem 36.W tym samym czasie azot ciekly, do¬ prowadzany przewodem 29, splywa kaska¬ dowo na spód komory 19, przechodzi prze¬ wodem 30 do rozdzielacza 10, gdzie sply¬ wa z przegrody na przegrode 25 i wrzac ochladza energicznie rurki 11; wydzielaja¬ cy sie w stanie gazowym, azot przeplywa zygzakowato, oplókujac przegrody 26 i u- chodzi przewodem 34 i 35.Z drugiej strony skroplmy osadzajace sie na sciankach wewnetrznych rurek 4 i 11 sciekaja na dno rozdzielaczy, skad prze¬ wodami 22, 23, 24 doprowadzane sa do górnej czesci kolumny 5, w której panuje pewne nadcisnienie. W kolumnie tej ciecz splywa kaskadowo na przegrody 21; sklad¬ niki nielotne rzeczonej cieczy osiadaja na rurkach 4 i parujac ochladzaja je. Wydzie¬ lajacy sie gaz uchodzi przez przewody 32 i 33.Jest nader latwo miarkowac wymiary róznych czesci aparatu i warunki dziala¬ nia, a mianowicie mozna z latwioscia miar¬ kowac doplyw plynnego azotu, stopien roz¬ prezania w silniku w ten sposób, aby w wiazce rurek 4 skroplic prawie calkowita ilosc metanu i wieksza czesc tlenku wegla, w wiazce zas rurek 11 pozostala ilosc me¬ tanu i tlenku wegla, jak równiez i tlenu i wieksza czesc azotu.W ten sposób do górnej czesci rozdzie¬ lacza 10 doplywa czysty wodór, zmiesza¬ ny z nieznaczna iloscia azotu i zawieraja¬ cy ponadto cala ilosc gazów rzadkich.Wodór ten odchodzac z najchlodniejszej — 3 —czesci rozdzielacza 10, sluzy, przeplywal- jAcnp. wymieniacz ciepla 7, gdzie ulega ogrzaniu, do ochladzania gazu uchodzace¬ go z pierwszego rozdzielacza 5; z wymie¬ niacza ciepla 7 Wodór plynie wreszcie do silnika 14. Dzieki jego czystosci niema o- bawy zatykania przewodów wydechowych silnika ii rozprezenie jego mozna doprowa¬ dzic tak daleko, aby w komorze 16 wytwo¬ rzyla sie temperatura — 205° lub w razie potrzeby — jeszcze nizsza.W ten sposób przerabiana gaz, uwol¬ niony w pierwszym juz rozdzielaczu od wiekszej czesci metanu i tlenku wegla, przeplywajac wiazke rurek 11, poddaje sie dzialaniu coraz to nizszej temperatury, która zmienia sie od 180°C, jaka panuje w dolnej czesci rurek 11, w przyblizeniu do — 196°C wpoblizu przegród 25, opló- kiwanych wrzacym azotem, i wreszcie ob¬ niza sie do — 205° w komorze 16.Ewentualne zanieczyszczenia wodoru zostaja wymyte zapomoca cieklego azotu, podczas przeplywu wodoru miedzy prze¬ grodami 28.W wypadku wytwarzania amonjaku, doplyw azotu cieklego przez przewód 29, jak równiez temperature i cisnienie wodoru doplywajacego do komory 19, nalezy miar¬ kowac w ten sposób, aby ten ostatni po¬ chlonal azot gazowy w ilosci scisle potrzeb¬ nej t. j. okolo 33%, Osiaga sie to z latwo¬ scia bez potrzeby uciazliwego ochladzania komory 16, gdyz, jak to juz zaznaczono powyzej, w celu zmniejszenia znacznej preznosci pary azotu cieklego wystarczy zmienic temperature o kilka zaledwie stop¬ ni np. do — 200°C.Gdyby ilosc doplywajacego przewodem 29 azotu cieklego nie wystarczyla do utrzy¬ mywania w rozdzielaczu 10 temperatury dostatecznie niskiej, natenczas mozna te¬ mu z latwoscia zaradzic, doprowadzajac dodatkowa ilosc azotu przez przewód 31.Nalezy zaznaczyc, ze ciecz wyplywaja¬ ca z natrysku 24, zawierajaca metan i tle¬ nek wegla, splywajac nadól, oczyszcza sie wskutek czego na spodzie kolumny 5 otrzy¬ muje sie metan w stanie czystym. Ucho¬ dzacy przewodem 32 metan gazowy, w ra¬ zie potrzeby, zbiera sie oddzielnie.Wynalazek niniejszy nie ogranicza sie do formy wykonania, uwidocznionej sche¬ matycznie tytulem przykladu, lecz mozna zmieniac ksztalt i dzialanie rozmaitych cze¬ sci urzadzenia, jak równiez cisnienie i tem¬ perature w tych ostatnich.Np. komory 16 i 19 umieszczone bez¬ posrednio nad rozdzielaczami 5 i 10 moz¬ na umiescic oddzielnie od tych ostatnich, równiez i przegrody w kolumnach moga byc rozmieszczone inaczej i t. d. PL