PL9558B1 - Sposób i urzadzenie do jednoczesnego wytwarzania wodoru i azotu zapomoca rozkladu weglowodorów tluszczowych i aromatycznych lub ich mieszanin. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy ma na celu umoz¬ liwienie ekonomicznego otrzymywania wo¬ doru przez rozklad pyrogeniczny weglowo¬ dorów tluszczowych i aromatycznych lub ich mieszanin. Jako materjal wyjsciowy moze byc tutaj uzyty gaz zawierajacy ta¬ kie weglowodory, czy to w postaci czystej, czy tez w mieszaninie z innemi obojetnemi gazami, jak np. gaz generatorowy, gazy ziemne czy jakiekolwiek inne tym po¬ dobne* Chodzi tutaj oczywiscie o zawarte w tych gazach weglowodory czystego typu, jak metan, etan, acetylen i inne lub tez zwiazki aromatyczne, jak fenole, krezole i inne. Pod wplywem wysokiej temperatury i przyspieszajacego dzialania wielkich po¬ wierzchni nastepuje szybko rozklad we¬ glowodorów, przyczem wywiazuje sie wo¬ dór i pozostaje wegiel w postaci sadzy.Wydzielanie sie sadzy jest z reguly oko¬ licznoscia niekorzystna. Ten bowiem fakt moze powodowac zatykanie sie przewodów i calej aparatury; usuwanie natomiast me¬ chaniczne sadzy podczas ruchu jest utrud¬ nione. Sposób wedlug niniejszego wyna¬ lazku usuwa te wade, przyczem proces rozkladu weglowodorów dzieli sie na dwie fazy.W pierwszej fazie nastepuje ogrzewa¬ nie przestrzeni, w której znajduje sie wy¬ pelnienie, stanowiace wielkie powierzch¬ nie. Czynnosc te przeprowadza sie w na¬ stepujacy sposób: doprowadzone oddziel- nemi przewodami do przestrzeni reakcyj¬ nej gazy, zawierajace weglowodory tlu-szczowe i aromatyczne oraz gazy zawiera¬ jace tlen, ulegaja dokladnemu wymiesza¬ niu, dzieki obecnemu tam wypelnieniu ogniotrwalemu oraz specjalnym srodkom, majacym na celu przedluzenie drogi styku obu gazów. Przez spalanie sie powierzch¬ niowe tych gazów, wypelnienie ogrzewa sie do dostatecznie wysokiej temperatury. Po ; ^.aagr^niujaparatu i wypelnieniu nastepuje ' ^drug^f^zai lnianowicie doprowadza sie do * aparatu powyzej przytoczone gazy, z których sfc chce wodór otrzymac i które teraz ulegaja rozkladowi na wodór, sadze i zwiazki obojetne; Wprowadzenie weglo¬ wodorów nastepuje oczywiscie po za¬ mknieciu doplywu mieszaniny palnej w przeciwnym kierunku do kierunku gazów w fazie poprzedniej.Doswiadczalnie stwierdzono, ze powy¬ zej 1000°C rozklad weglowodorów prze¬ biega, praktycznie biorac, do konca. Osia¬ dajaca na wypelnieniu w tej fazie proce¬ su, sadza sluzyc moze w drugiej fazie ja¬ ko materjal opalowy, wskutek czego nie- tylko nie stanowi balastu uciazliwego i u- trudniajaceigo ruch, lecz przeciwnie, bedac w stanie wielkiego rozdrobnienia i przed¬ stawiajac wielkie powierzchnie, wplywa poniekad katalitycznie na przebieg reak¬ cji w obydwu fazach.Czesc jednak sadzy moze byc porywa¬ na przez gazy rozkladowe i unoszona z wlasciwej przestrzeni reakcyjnej i ta czesc nie zostaje zuzyta na ogrzewanie aparatu, lecz odzyskuje sie przez odpylanie w za¬ laczonych specjalnych komorach odpyla¬ jacych. Przy tern stosunek sadzy spalonej do sadzy otrzymanej przez odpylanie zale¬ zy od szybkosci prowadzenia gazów.Gazy spalinowe, powstajace w pierw¬ szej fazie procesu, a skladajace sie z N2, CO2 i ewentualnie pary wodnej, moga byc w bardzo latwy sposób zuzytkowane do wytwarzania czystego azotu i ewentualnie czystego C02.Azeby otrzymac mozliwie wysoka tem¬ perature w fazie ogrzewania powierzchni wypelnienia, korzystnem jest ewentualnie podgrzac przed wprowadzeniem do prze¬ strzeni reakcyjnej, albo gazy zawierajace weglowodory tluszczowe lub aromatycz¬ ne, albo gazy zawierajace tlen, albo tez o- bydwa te srodki jednoczesnie.Przy tern dla oszczednosci ciepla i celem unikniecia ochladzania destylatów po dro¬ dze, moga byc podgrzewane w ten czy in¬ ny sposób przed wprowadzeniem do apa¬ ratu gazy, zawierajace weglowodory, przeznaczone do rozkladu. Podgrzewanie tutaj moze nastepowac badz niezaleznie, badz przy pomocy ciepla uchodzacych ga¬ zów spalinowych lub rozkladowych pro¬ cesu.Aparatura dla przeprowadzenia wszyst¬ kich tych procesów zostala tak pomysla¬ na, azeby z jednej strony mozliwie gwa¬ rantowac zupelne bezpieczenstwo ruchu, z drugiej zas, aby pozwolic na szybkie i zu¬ pelne przeprowadzenie omawianych reak- cyj.Zaklada sie dla przykladu, ze pionowa komora reakcyjna, oznaczona na zalaczo¬ nym rysunku litera g, jest wypelniona ogniotrwalym materjalem. Z jednej stro¬ ny doprowadza sie dwoma przewodami: gazy, zawierajace weglowodory przez prze¬ wód d i gazy zawierajace tlen przez prze¬ wód c przy zamknietym zaworze przewo¬ du e. Gazy te natrafiaja na wypelnienie, zmuszajace je do zmieniania kierunku drogi i w ten sposób do dokladnego wymie¬ szania sie. Celem ulatwienia i przyspie¬ szenia tego procesu, w komorze ustawia sie plaszczyzny poziome h, dzielace komore na szereg przedzialów. Te poziome po¬ przeczne plaszczyzny ksztaltem podobne do przekroju komory, albo maja posrodku otwór, albo tez posiadaja wymiary mniej¬ sze od wymiarów przekroju komory, i tym sposobem pozwalaja na przeprowadzenie gazów droga kreta i ulatwiajaca istotne i daleko idace wymieszanie sie gazów. ? — 2 —Gazy powstale, zawierajace bezwodnik weglowy i azot, zostaja odprowadzane do dalszej przeróbki przez zawór, i rurociag b przy zamknietym zaworze przewodu a.Dla przeprowadzenia drugiej fazy roz- kladczej doprowadza sie weglowodory przez zawór i rurociag a, oczywiscie po za¬ mknieciu zapomoca zaworów przy przewo¬ dzie c — doplywu powietrza, przy prze¬ wodzie d — doplywu gazu palnego oraz przy b — odplywu C02 + N2.Gaz doprowadzony przechodzi przez aparat g i uchodzi przewodem e do komo¬ ry i, gdzie zbiera sie sadza, skad dalej juz idzie wodór poprzez rure / do zbiorników rezerwowych i do dalszej przeróbki, W celu unikniecia ewentualnie zbyt silnego przegrzewania wypelnienia, które moglyby doprowadzic nawet do stopienia sie masy w fazie ogrzewania, stosuje sie specjalne srodki zapobiegawcze, np. w po¬ staci doprowadzania badz powietrza, badz weglowodorów stopniowo wzdluz aparatu w pewnych odstepach, umozliwiajac w ten sposób regulacje temperatury.Mozna w aparacie przewidziec oprócz komory jeszcze urzadzenie specjalne do odpylania, wlaczone w rurociag, odprowa¬ dzajacy gazy rozlozone, a to celem zupel¬ nego odzyskania porwanej sadzy.Poniewaz gazy spalinowe nie powinny wcale zawierac tlenu ani tlenku wegla, przeto spalanie musi nastepowac przy nadzwyczajnie dokladnem wymieszaniu sie gazów palnych z gazami, zawieraj acemi tlen, zas stosunek ilosciowy tych gazów musi byc odpowiednio dobrany.Zarówno sposób otrzymywania wodo¬ ru, jak i aparatura do tego celu zastoso¬ wana wedlug niniejszego wynalazku po¬ zwalaja na uzyskanie wodoru w stosunko¬ wo bardzo ekonomiczny sposób i stanowia znaczny postep na polu otrzymywania wo¬ doru i azotu, — materjalów o tak olbrzy- miem znaczeniu przy dzisiejszym rozwoju wielkiego przemyslu wiazania azotu. PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania wodoru za¬ pomoca rozkladu weglowodorów tluszczo¬ wych lub aromatycznych lub ich miesza¬ nin, pod dzialaniem wielkich powierzchni ogrzanych do wysokich temperatur, zna¬ mienny tern, ze gazy, zawierajace tlen i we¬ glowodory gazowe lub ich mieszaniny, do¬ prowadza sie oddzielnemi przewodami do przestrzeni reakcyjnej, gdzie ulegaja do¬ kladnemu wymieszaniu, dzieki specjalnym srodkom, majacym na celu przedluzenie drogi styku obu gazów, a nastepnie spale¬ niu, aby powierzchnie nagrzac do odpo¬ wiedniej temperatury, potem zamyka sie doplyw mieszaniny palnej i w odwrotnym kierunku wprowadza sie na nagrzane po¬ wierzchnie weglowodory, które w wysokiej temperaturze ulegaja rozkladowi na wo¬ dór, odprowadzany do odpowiednich zbior¬ ników, i na sadze, która spala sie w na¬ stepnej fazie ogrzewania aparatu.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze sadze, powstale na skutek roz¬ kladu, nie zostaja zuzyte calkowicie na o- grzewanie aparatury, lecz czesciowo od¬ zyskuje sie je przez odpylanie gazów roz¬ lozonych.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze paliwo gazowe doprowadza sie do przestrzeni reakcyjnej wymieszane z gazami tlenowemi w takim stosunku, aze¬ by w produktach spalenia nie mogly po¬ wstawac skladniki, jak tlenek wegla i tlen w koncentracjach w praktyce szkodliwych.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, 2, zna¬ mienny tern, ze w fazie ogrzewania po¬ wierzchni i w fazie rozkladu weglowodo¬ rów doprowadza sie do przestrzeni reak¬ cyjnej albo podgrzane gazy, zawierajace weglowodory tluszczowe i aromatyczne al¬ bo podgrzane gazy, zawierajace tlen albo podgrzane obydwa te medja jednoczesnie, przytem podgrzewanie moze nastepowac badz niezaleznie, badz przy pomocy cie- — 3 —pla gazów spalinowych, badz rozklado¬ wych procesu-

5. Urzadzenie do przeprowadzenia sposobu wedlug zastrz, 1—4, znamienne tern, ze posiada oddzielne przewody, przez które doprowadza sie gazy zawierajace weglowodory tluszczowe i aromatyczne o- raz gazy zawierajace tlen do komory reak¬ cyjnej, iwypelnionej odpowiednim mate- rjalem ogniotrwalym, przyczem w samem wypelnieniu przewidziane sa plaszczyzny, ulatwiajace zupelne wymieszanie sie ga¬ zów skladowych.

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, zna¬ mienne tern, ze do rurociagu odprowadza¬ jacego gazy rozlozone wlacza sie w szereg komore, przeznaczona do zupelnego odzy¬ skania porwanej sadzy. Chemiczny Instytut Badawczy.;czyzny. sie ga- 5, zna- rwadza- r szereg j odzy- wczy, 1 rh W^M -I— 1 "^ — ^ ¦ —"I ¦llll III 1 11 _._^.. _ Do opisu patentowego Nr 9558. 4J Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL PL