Способ активирования угля

 

Класс 12i, 33. ф 4д 54

EA- ог,-:<; офтеит "о- е ;.: фиблиот i, . ..„

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ, ОПИСАНИЕ способа актинироаания угля.

К патенту ин-ной фирмы „Анонимное общество, Компания изысканий и эксплоатации нефтеносных земель" (Societe Апопув1е, Societe de Becherches et d Exploitations Petroiiferes), в г. Париже, Франция, заявленному 15 августа

1928 года (заяв. свид. № 31415).

Действительный изобретатель ин-ц Альберт Годель (Aibert Godet).

О выдаче патента опубликовано 31 декабря 1935 года.

Действие патента распространяется на 15 лег от 31 декабря 1935 года. (216) Настоящее изобретение относится к области получения активированных углей, имеющих, как известно, весьма большое значение в различных областях техники.

Среди других хорошо известен ряд способов получения активированного угля, поглощающего или обесцвечивающего, путем обработки различных углеродистых веществ, при высокой температуре, так называемыми, активирующими газами, как-то: пары воды, углекислота и т. д.

В некоторых из этих способов вещества, содержащие углерод, заключаются в сосуды с пористыми стенками, вокруг которых заставляют циркулировать газы с высокой температурой, как водяной пар, углекислота, хлор, газогенераторный газ, дымовые газы из очагов и т. д., причем обработка может быть непрерывной или периодической, а обрабатываемое вещество может опускаться в аппарат для активирования или под влиянием силы тяжести или под действием разнообразных движущих механизмов.

Пористость стенок дает тот эффект, что вещество, содержащее углерод, удерживается в атмосфере соответствующего состава, обладающего значительно большей реакционной способностью, чем наружный воздух, и могущего производить избирательное окисление неактив ных частей углеродистого вещества, не затрагивая в то же время уже образовавшегося активированного угля.

Практическое осуществление этих способов затрудняется постепенным загрязнением стенок или пористых диафрагм от действия золы, имеющей высокую температуру. Так как эта зола производит во всех местах соприкосновения или трения большую или меньшую полировку стенки, то пористость быстро понижается и диффузия газов замедляется.

С другой стороны известно, что результат диффузии и активирования, получаемый от применения пористых диафрагм, может быть одинаковым образом достигнут и посредством стенок из непроницаемого материала, но снабженных узкими просверленными каналами (см. франц. пат. М 628621 от 15 апреля

1926 r.).

Хотя просверленные стенки и представляют собой известное улучшение, однако они все-таки полностью не устраняют загрязнения золой обрабатываемого материала. Действительно, в тех случаях, когда просверленные отверстия очень узки, зола рано или поздно забивает эти отверстия.

Изобретатели пришли к мысли, что эти недостатки могут быть устранены тем, что каналаи, про=верленным в стенке, будет придана специальная форма. а также тем, что самая форма стенок будет изменена.

На приложеннои чертеже изображены, в качестве примера, различные формы осуществления изобретения; эти формы позволяют проводить диффузию активирующего газа, так сказать, в самих недрах обрабатываемой массы, избегая при этом риска замедления диффузии вследствие действия золы на стенки.

Фиг. и 2 показывают в плане и в вертикальном разрезе часть огнеупорной стенки, в которой просверлено большое количество цилиндрических каналов а очень малого диаметра (например, в несколько миллиметров), которые допускают диффузию между углеродистым веществом, находящимся в пространстве

1, и газои с высокой темперагурой, циркулирующим в пространстве 2. Каналы эти имеют достаточный уклон для того, чтобы избежать проникновения в них углероаистой иассы.

Фнг. 3, 4 и 5 изображают в плане, в горизонтальном и вертикальном разрезак видоизменение, которое состоит в том, что цилиндрические отверстия а заменены продолговатыми отверстиями b очень малой толщины (несколько миллиметров, и притои тоже наклоненными.

Фиг. б и 7 изображают вергикальный и горизонтальный разрезы части стенки, в которой продолговатые отверстия С заканчиваются у срезов или усечений b, сделанных на внутренней поверхности означенной стенки.

Благодаря надлежащей форме каждого нз среза С углеродистая масса располагается внутри эгих срезов под углом естественного откоса сыпучих тел. Таким образои активирующие газы, распространившись внутри отверстий С, могут проникать в углеродистую иассу через всю поверхность, соответствующую углу естественного откоса. фиг. 8 и 9 показывают в плане, а фиг. 10 в вертикальном разрезе расположение, названное „с козырьками".

Кирпичи в форме козырька d расположены внугри реторг или камер, содержащих материал, поалежащий обработке, q под ккжаым козырьком просверлены каналы d, поаобные каналам а на фиг. 1 и 2 и служащие для диффузии газов. Ясно, что эти каналы не боятся никакого загрязнения, так как они вполне защищены сверху or осыпающегося иатериала.

Все вышеописанные типы стенок приведены лишь в качестве примеров и само собой ясно, что изобретение распространяется на все видоизменения или усовершенствования, исходящие из тех же принципов и служащие для сообщения просвергенным стенкам, прииеняемыи в приборах для акгивирования,газами, максимальной способн,зсти к протеканию процесса диффузии.

Способ действия новых устройств легко понять.

„Общее давление с одной и с другой стороны продырявленной стенки одно и то же или почти одно и тоже,— однако имеется значигельная разница в

„парциальны х давлениях" каждого из газов, образующих атмосферу в пространстве 1, окружающую углеродистую массу, с одной стороны, и атмосферу в пространстве 2, образованную из активирующих газов, с другой стороны, причем эти парциальные давления пропорциональны содержанию отдельных составляющих каждой смеси.

Действительно, вследствие химического средства каждый газ с одной и с другой стороны стенки имеется в различной пропорции. Так, углекислота и водяной пар, введенные в атмосферу 2, диффунаируют через просверленные отверстия и в соприкосновении с углеродистой массой, восстанавливаются в окись углерода и в водороа; вследствие такого разложения углеродис гого газа и водяного пара их полное давленйе равно почти нулю в пространстве 2 эти пары непрерывно стремятся внутрь камеры активирования, между тем, как окись углерода и водород устремляются наружу.

Для того, чтобы можно было приме-, нить законы диффузии газов, естественно необходимо соблюдать определенйую пропорцию между длиной и диаметром или шириной просверленных каналов; действигельно, если бы ширина была слишком большэй, то в этик каналах лоявились бы конвекционные токи, как результат слишком свободной циркуляции газов, а эти движения вносили бы расстройство в процесс диффузии, а следовательно, вызывали бы неправильное активирование.

Огверстия, просверленные согласно фиг. 1 — 7, очень хорошо подходят для камер или реторг, имеющих форму труб с поперечным сечением круглым, эллиптическим или многоугольным, и расположенных рядом вертикально или наклонно внутри печей. Материал, подлежащ и активированию, помещен в эти камеры, а активирующие газы с высокой температурой, в смеси с топочными газами или без них, циркулируют вокруг внешних стенок камер в специально устроен. ных помещениях.

Можно применить и обратное расположение, а именно изменить направлеиие уклона отверстий и заставить газы циркулировать внутри труб, причем углеРодистая масса тогда заполняет поляостью непроницаемое пространство, образуемое печью. В обоих случаях процес" может быть непрерывным или периодическим. В верхней своей части лечь заканчивается загрузочной воронкой, а в нижней части — отверстием для разгрузки, под которым помещено закрытое вместилище, служащее тушилом на время охлаждения собранного активированного угля.

Камеры для активирования могут также иметь форму параллелепипеда, в котором высота и длина имели бы примерно несколько метров, а расстояние между боковыми стенками — несколько сантиметров. Эти боковые стенки снабжены отверстиями одного из главных типов, показанных на фиг. 1 — 7.

Для создания камеры активирования располагают друг против друга и на соответствующем расстоянии те стороны элементов стенки, которые на чертежах соответствуют пространству 1, занятому массой. Например, в случае стенок со срезами или усечениями (фиг. б и 7) располагают сгороны со срезами одну против другой и притом, так, чтобы установка соответствовала фиг. б, т. е. чтооы в срезах под выступами могли образоваться скаты, Камеры располагаются рядом и таким образом стороны сгенок, соответствующие прэстрансгвам

2, занятым топочными газами или газами активирующими, лежат друг против друга.

Зазор в несколько сантиметров, оставленный между сгечками каждой камеры активирования, дает место для циркуляции акт виэующ.го газа с высокой темперагурэй в смеси с топочными газами или без них.

Устройств с козырьками также пригодно для вышеуказанного применения.

В случае трубчатых камер активирования козырьки размещаются внутри них горизонтально, например, по диаметру, если труоа цилиндрическая.

Е:ли пользуюгся камерами в форме параллелепипеда, то, согласно изобретению, козырьки можно расположить в шахматном порядке, как показывает фиг. 9.

Такое расположение позволяет благодаря предусмотренным отверстиям у концов камер очищать, в случае надобности, козырьки, если образовавшийся шлак будет препятствовать опусканию углеродистой массы.

Работа печей, имеющих камеры в форме параллелепипеда, также или непрерывна или прерывна. В обоих случаях каждая из камер заканчивается в своей верхней части загрузочной воронкой; впрочем и одна воронка может служить для загрузки нескольких последовательно расположенных камер.

Описанные устрой:тва пригодны для активирования и различных углеродистых материалов посредством обычно применяемых активирующих газов. Эти газы могут быть до их поступления в печь перегреты посредством перегревате лей или теплообменников или могут быть нагреты путем смешивания их с дымовыми газами обыкновенного отопления.

Обрабатываемый материал может быть или в виде сырья, или попукарбонизированным, или карбонизированным вполне, агломерированным или нет, а также может быть подвергнут предварительной обработке посредством различного пропитывания, служащего для улучшения активирующего действия газов. ф.,1

Ф.Л

Ф".д о о о о о о о о й

2

Следует заметить, что нет препятствий к тому, чтобы пользоваться углеродистыми веществаии очень зольными, так как благодаря изобретению зола не оказывает влияния на загрязнение или полировку просверленных. диафраги.

Предмет изо бретения.

1. Способ активирования угля путем диффузии активирующего газа в полость с активируемым углем через каналы небольших размеров, не допускающие конвекционных потоков, каковые каналы сделаны в стенке, отделяющей полость с углем от полости с протекающим активирующим газом, отличающийся теи,. что процесс активирования ведут в сосуде, стенки которого имеют упомянутые каналы, наклонные к вертикальной плоскости и с наклоном в полость с углем.

2. Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что каналы имеют щелевую форму со срезом С или без него (фиг. 4 — 6).

3. В означенном в пп. 1 и 2 способе применение щитов в виде козырьков, установленных в полостях для угля над отверстиями каналов с целью предупреждения соприкосновения угля с отверстиями каналов (фиг. 8 — 10).

Тип. „Печатный Труд" Зак. 67Q-.4ОО.