KRALJEVINA SRBA, HRVATA I SLOVENACA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
KLASA 10
1NDUSTRISKE SVOJINE
IZDAN 1. JANUARA 1929.
PATENTNI SPIS BR. 5394.
Societe de Recherches et d’Exploitations Petroliferes, Paris.
Postupak i uredjaj za proizvodjanje aktivnoga ugljena i za istodobno dobivanje
gorivih plinova.
Prijava od 1. aprila 1927.	Važi od 1. oktobra 1927.
Preneto pravo prvenstvo od 15. aprila 1926. (Francuska).
Više se je puta opažalo, da kod žarenja drvenoga ugljena stanoviti slojevi, koji su bili pokriti debelom naslagom pepela, pokazuju vrlo znatnu sposobnost apsorpcije. Istraživanje ove po sebi poznate činjenice dovelo je do postupka, prema kojem se može na najrazličitije vrsti ugljika postupati u svrhu aktiviranja i to tako, da se može dobivali apsorbirajući ili dekolorizira-jući ugljen svake vrste, čija se aktivnost dade po volji regulirati.
Predmetom je nazočnoga pronalaska postupak za obradjivanje ugljena ili tvari, koje sadrže ugljika, a plinovima ili mješavinama plinova različhog sastava kod različitih temperatura, ali pod sasvim osobitim, u slijedećem opisanim nvjetima.
Kod svakog izgaranja ugljena nastaje nužno stanoviti dio aktivnoga ugljena, a isto se tako kod svakog izgaranja aktivni ualjik razmjerno prema njegovom nastajanju opet razara, bilo izgorenjem, kada imade pretička zraka, bilo usled zamusa-nja s ugljikovodicima, kada izgaranje nepotpuno.
Iz toga se je razloga predlagalo, da se žareči, dobro paljeni ugljen iznebuha rashladni tli da se upotrebi neki način postupka protustrujanja izmedju ugljena i iz-garnih plinova. Ovaj potonji postupak očito uklanja zamusanje slojeva aktivnoga ugljika kroz slojeve još ne aktiviranoga ugljena koji se nalazi u stanju destilacije, ali imade veliki nedostatak, da iziskuje vrlo eksaktnu
regulaciju sastava aktivirajućih plinova. Manjka li takova dobra regulacija, to konačni proizvod pokazuje neznatnu sadr-žinu aktivnoga ugljika. Nadalje je kraj sve opreznosti kod regulacije plinova nemoguće zapriječiti, da se sastav aktivirajućih plinova za njihovoga prelaženja kroz slojeve ugljena ne bi mijenjao, uslijed čega regulacija postaje iluzornom ili djelomično nedjelatnom. Ovim se dakle postupkom niti dobiva aktivni ugljik, koji posjeduje dobro definirani maksimum aktiviteta, niti dobre dobitke.
Iz već gore spomenute činjenice, da kod žarenja drvenog ugljena stanovita, debelom naslagom pepela pokrivena mjesta ako i posve neredovito, pokazuju osobito dobri aktivitet, proizlazi, da upravo oni komedići ugljena, koji su po vanjskoj naslazi najbolje zaštićeni protiv pečnih plinova, pokazuju najveći aktivitet.
To se dade protumačiti slijedećim načinom: Brzina izgaranja jednog komadića ugljena mora se regulirati tako, da je ta brzina manja od one brzine, s kojom aktivni ugljen pod istim uslovima nastaje iz neaktivnoga ugljena. Jedino pod tim uvjetom može aktivni ugljen biti stalan.
Bilo kako mu drago s tom hipotezom i faktorima, pomoću kojih se dade povećati brzina stvaranja aktivnoga ugljena — u praksi je moguće, a u tom i jest bitnost pronalaska, da se spomenuti fenomen reproducira time, da se ugljen zatvori u po-
Din. 35—
sudu sa slabo propustnim stijenama, koja ima da nadomjesti naslagu pepela kod opisanih opažanja.
Može se n. pr. drveni ugljen zatvoriti u posudu iz porozne gline, čiji su otvori dobro zatvoreni, pa ovu metnuti u peć s temperaturom od jedno 800 stupnjeva. Poslije stanovitog vremena i poslije ishla-djenja može se iz posude vaditi ngljen, koji posjeduje vrlo veliki aktivitet. Aktiviranje igljena izvršilo se je pri tom vrlo polaganom mijenom plinova, koja se je zbila difuzijom kroz poroznu stijenu posude. Brzina se reakcije dade regulirati time, da se poroznost upotrebljene posudje tako dugo menja, dok se ne dobije najbolji dobitak na aktivnom ugljiku kod stanovitog ugljena, stanovitog sastava plinova i stanovite temperature loženja. Pri tom sastav plinova ne mora biti osobito brižno reguliran, kao što je potredno kod dosedanjih u praksi upotrebljenih postupaka.
Kako je već gore izvedeno, mogu se propustne posude shodno izradjivati iz porozne gline. Pri tom se ta poroznost može postići bilo tim, da glina sadrži znatne količine velikozrnatoga materijala, kao n. pr. kod osobitih nepregorivih opeka, bilo tim, da se glini prije pečenja dodaje brašno od drva, pluta ili si. Istim se načinom dadu upotrijebiti i drugi porozni materijali, kao n. pr. naročiti karborumdum, silikatno kamenje i sl.; i fino refrorirani ovoji su uporabljivi.
Kemičko istraživanje plinova unutar s ugljenom napunjene posude i izvan ove, t. j. u atmosferi peći, pokazalo je, da postoje vrlo znatne razlike u sastavu plinova. Plin unutar porozne posude je goriv i bogat na ugljičnom oksidu. Plin izvan porozne posude nije goriv i bogat пц dušiku i ugljičnoj kiselini kao obični izgarni plinovi,
Razlika u sastavu plinova izvan i unutar porozne posude izazivlje se reducira-jućim djelovanjem zatvorenoga ugljena: Ova je kemička reakcija, koja se odvijava vrlo sporo iz mogućnost regulacije, kod postupka nazočne prijave uzrokom aktiviranja ugljika.
Ovo je djelovanje na neki način selektivno, t. j. ono se zbiva samo kod još ne aktiviranoga ugljena, a da ne uništuje već aktivirane dijelove ugljena.
Najpovoljnija temperatura za aktiviranje zavisi od kakoveće produkta, na koji se postupa, od poroznosti posude i od sastava za aktiviranje upotrijebljonoga plina.
Ona je primjerice oko 800 stupanja kod običnog drvenog ugljena u atmosferi normalnih neoksidirajućih pečnih plinova, kako se dobivaju kod dobroga izgaranja kamenoga ugljena.
Pokazalo se je probitačnim, da se, ako se želi postizavati dobre dobitke aktivnoga ugljena, po mogućnosti svi dijelovi ugljena odnosno na stijenu posude namjeste u istom položoju. Iz toga je razloga shodno, da se uzimaju plosnate posude s velikom površinom.
Razlika u kemičkom sastavu plinova, koji su rastavljeni poroznom stijenom posude, upućuje na pretpostavu, da se unu-trini dobro zatvorene posude mora stvarati pritisak plina, sličan osmostićnom pritisku, kako nastaje u vodenim rastopina-ma, koje su razdijeljene polupropustnom stijenom.
Ovaj se pretlak dade mjeriti, te se prema pronalasku upotrebljuje, da se kod aktiviranja ugljika nastajući plin izvadi na neki način naravnim putem iz porozne posude. Ovaj se plin onda dade iskorišćavati za loženje same peći, ili za druge svrhe, n. pr. pogon motora i t. d. Pretlak u poroznoj posudi iznaša nekoliko desetina mm ili nekoliko mm, već prema upotrebljenim uvljetima.
Da se aktivirajući plin ispusti iz peči, bostaje, da se nutrina porozne posude pomoću prikladne cijevi spoji s vanjštinom peći. Pomoću ovoga uredjaja moguće je dapače regulirati brzinu aktiviranja i pomoću drugog faktora, a ne samo pomoću poroznosti za izradbu posude upotrebljene gline. Dostaje, da se u spojnom komadu proizvede mali pretlak ili podtlak, da se brzina izmjene plinova kroz stijenu snizi ili poveća. Jedna od glavnih prednosti postupka sastoji se dakle u tom, da je omogućeno automatski udesiti za aktiviranje podesnu atmosferu, pri čem sastav peć-noga plina usljed prevelikih količina oksidirajočih sastavnih dijelova može da bude po sebi vrlo nepovoljan.
Ako nadalje pećni plin sadrži stanoviti dio loše izgorenih ugijikovodika, koji vrlo loše utječu na aktiviranje, to se ugljikovodici kod sporoga prelaženja kroz ovu poroznu stijenu, koja se nalazi na visokoj temperaturi, dijelom rastvaraju ili pako izgaraju prema po sebi poznatom utjecanju poroznih površina na izgaranja plinova.
Uporabom poroznih posuda istina, da se važnost točne regulacije izgaranja u peći znatno umanjuje; ipak može kadkada biti važno, da se izvan porezne posude proizvodi za aktiviranje osobito prikladni plin tim, da se za tu svrhu dodaje plinu drugi plin ili para, koji pogoduju aktiviranju. Prema pronalasku uzimlju se za tu svrhu dimni plinovi, bogati vodenom parom. Pri tom može ova sadržina vodene pare poticati od izgaranja vodikom bogatog plina kao na pr. vodenog plina ili se vodena
para može izravno primiješati plinu ili predgrijavanom zraku. Kada se za aktiviranje uzimlju dimni plinovi, koji su vrlo bogati vodenom parom, sastav se plinova unutar porozne posude znatno mijenja; ovi plinovi onda mogu sadržati mnogo veću sadržinu vodika, koja u prilikama može biti dvostruka od običajne količine. Vodik, kao plin neznatne gustoće, difun-dira brže kroz porozne stijene nego ostali teži plinovi kao ugljična kiselina, dušik i t. d. Ova vodena para, koja u znatnom omjeru difundira kroz porozne stijene, reagira selektivno na neaktivni ugljen, da u jednu ruku stvara aktivni ugljen, a u drugu ruku, da dobavlja vodika i ugljičnog oksida. Kako se vidi, obavlja se po poroznoj stijeni filtracija, po kojoj se plinovi rastavljaju prema njihovoj gustoći. To je u toliko vrlo probitačno, jer dušik kod prolaska kroz porozne stijene nailazi na veći olpor i jer se aktivirajući plinovi tim načinom na neki način očiste od ne-gorivog dušika. Plinovi su što v;še bogati vodikom i ugljičnim oksidom, koje oboje nastaje u nutrini porozne posude usljed reakcije (Redukcija vodene pare s ugljenom). Uporaba poroznih površina može se pod istim uslovima uzimati probitačno uvijek onda, kada se hoće ugljen opkoliti atmosferom od kojega god plina, kao vodenom parom, ugljičnom kiselinom, klorom, kisikom i td., čija se brzina reakcije regulira razrjedjenjem samoga plina. Regulacija se onda zbiva uporabom stijena sa stanovitom veličinom pora.
Kod tehničke izvedbe predmeta pronalaska nije potrebno, da porozna posuda, koja sadrži ugljen, bude sa svih strana zatvorena. Dostaje, ako ne može biti škodljive promjene plina na mestima, koja ni-jesu zatvorena poroznim stijenama; ne smije primjerice nigdje pridolaziti zraka. Prema tomu se dade izvadjati kontinuirano aktiviranje u retortama s velikim poroznim postranim stijenama, pa se može kroz predvidjene otvore u retorti ugljen kontinuirano unašati i iznašati.
Na nacrtima 1 do 5 prikazana su primjerice dva uredjaja za izvedenje postupka. Fig, 1 i 2 su horizontalni i vertikalni prerez kroz cijevnu peć, a fig. 3 do 5 su uzdužni prerez, poprečni prerez i horizontalni rez kroz peć s vertikalni m klijetkama.
Okomito postavljena cilindrična peć na fig. 1 i 2 uredjena je za loženje s plinom i sadrži porozne cijevi 1, koje su koncentrično namještene i imadu odnosno na volumen р» ći najveću moguću površinu. Svaka od poroznih cijevi produljena je metal rom cijevi 2, koja služi za ohladji-vanje, a ulazi u lijevak 3. Ovaj lijevak.
koji služi za vadjenje obradjenoga materijala, imade pomični, samo šematski na-: značeni roštilj 4. Materijal za obradjiva-i nje, drveni ugljen ili ini materijal, koji sadrži ugljika, upuštava se kroz lijevak 5, pa pada kroz cijevi 1 i 2 na roštilj 4-.
Svaka se od poroznih cijevi 1 može shodno spojiti sa sabirnom cijevi za gorive plinove za aktiviranje. Ove su cijevi smještene u osi cijevi, 1, te su po svojoj cijeloj dužini shodnim načinom perforirane. Pomoću ovih, na nacrtu ne prikazanih plinovodnih cijevi, dadu se iz nutarnjosti ugljena odvoditi gorivi plinovi, koji bi inače bili izgubljeni, ili bi u najmanju ruku i' uz gubitke kros porozne stijene cijevi li defundirali natrag u ložište. Može se sličnim, načinom jedan dio plinova za aktiviranje uhvatiti i u iijevku za punjenje 5, gdje se sabiru ustoprv otpora visokog sloja ugljena u cijevima 1.
Peć radi vrlo jednostavno: Materijal koji se obradjuje, pada kroz cijevi 1 dolje, već prema tomu, kako se na donjem kraju peči micanjem roštilja 4 odstranjuje. Pri prolazu kroz cijevi 1 zbiva se aktiviranje.
Peć s klijetkama na fig. 3 do 5 sastoji se iz više partlelnih dijelova 6, 7, 8 i 9 i može služiti za istovremeno aktiviranje ugljena različite vrsti. Ona se u glavnom sastoji iz šupljih opeka, postavljenih okomito jedna na drugu, koje stvaraju šuplje-zidove 3l, 32, 33, 34 i t. d Ovi šuplji zidovi kroz koje prolaze izgarni plinovi, tvore izmedju sebe vrlo tijesne (nekoliko cm) klijetke, kroz koje materijal, koji se obradjuje, pada dolje. Izgarni plinovi, koji služe za loženje, dolaze iz ognjišta 35, a promaja 10 ih razredjuje u okomite šuplje zidove. U ovu promaju ulaze horizontalne, cijevi 11, 12, i t. d. koje se svršavaju na šupljim zidovima. Na donjem kraju šupljih zidova odvode se kroz druge cijevi 13, 14, i t. d. izgarni plinovi, pa dolaze konačno kroz promaju 15 u dimnjak 16,
Plinovi za aktiviranje odstranjuju se iz ugljene mase pomoću osobito poroznih šupljih opeka 17, 18. 19, i t. d,. koje tvore-okomite u redove poredane cijevi, te zatvaraju šuplje zidove protiv cirkulacije dimnih plinova. Cijevi 17, 18, 19, i t. d. sva-: koga reda spajaju se na donjem kraju peći pomoću horizontalnih promaja 20, 21, 22 i t. d- koje leže okomito prema. promajama za odvod dimnih plinova. Ove promaje ulaze izvan peći u sabirni kanal 23 Ovako sabrani plinovi mogu se odva-djati opet natrag u peć ili inače iskoriš-ćivati. Oni su posve čisti i bez prašine,. Ako je njihov naravni pritisak nedostatan, mogu se nasisavati s injektorom 24 po-gonjenim primjerice parom. Može se na-
dalje načiniti uredjaj za odvajanje desti-lacionih plinova iz lijevaka za punjenje, kada uporabljeni ishodni materijal nije bio destiliran; kada se n. pr. želi aktivirati drvo, treset, smedji ugljen ili slične materijale, koji nijesu dretvoreni u ugljen. Ovaj uredjaj nije naslikan na fig. 3 do 5.
Za aktiviranje opredijeljeni materijal, koji sadrži ugljika, umeće se u lijevke 6, 7 i t. d. od kuda usljed vlastite težine pada izmedju šupljih zidova 31 do 34 i t. d., dolje, prj čem se aktivira. Aktivirani se materijal kontinuirano ili diskontuinirano odvodi u lijevke 25, 26 i t. d., gdje se hladi. Svaki je od ovih lijevaka 25, 26, koji na donjem otvorenom kraju produljuje klijetke za ugljen, providjen sa dva preklopna roštila 27 i 28, koji su na fig. 4 samo šematski naznačeni. Posebnim otvaranjem i zatvaranjem ovih roštilja u stanovitim razmacima dade se mjeriti dobitak aktiviranog ugljena u peći. Iz lijevaka 25, 26 i t. d. vadi se aktivirani ugljen kroz vrata 29 i 30. Ova su vrata za ostaloga vremena nepredušno zatvorena, da se spriječi svako prodiranje zraka.
Često je shodno, da se u peć upusti vodena para, čime se izgarni plinovi obogaćuju aktivirajućim sastavinama, a plinovi. koji iza aktiviranja izlaze s vodikom i gorivim plinovima. Ovo upuštanje vodene pare može, kako je već gore spomenuto, služiti za proizvadjanje dodatnog podtlaka za odstranjivanje plinova nakon aktiviranja. U tom se slučaju para upuštava pomoću injektora, koji prisisava plinove. U drugim se slučajevima mogu izgarni plinovi obogaćivati vodenom parom ra-sprštavanjem ili razmaglenjem vode kod ulaska zraka u aparat za izmjenu topline, radi iskorišćenja topline dimnih plinova.
Mjesto opisanih uredjaja mogu za iz-vedjenje postupka u smislu pronalaska služiti i peći za aktiviranje ugljena koje-gagod drugog sistema. Mogu se primjerice uzeti peći, koje rade kontinuirano ili diskontinuirano, vertikalne ili horizontalne, učvršćene ili pomične, takove, koje rade s protustrujom ili bez nje, ili takove, koje rade s transversalnjm micanjem, i takove, koje regeneriraju plinove za regeneriranje ili to ne čine i t. d. Sve ove peći padaju u okvir pronalaska, ako za aktiviranje rabe posude sporoznim stijenama u kojoj god formi.
Ovdje opisani postupak uporabiv je za najrazličitije materijale, koji sadrže ugljika, kao drveni ugljen ili divo, kameni ugljen, smedji ugljen ili treset ili koks, koji je dobiven iz kamenog ugljena, smedjeg ugljena ili treseta. Nadalje je uporabiv za preo-statke mineralne, bilinske i životinjske pro-
veniencije, koji sadrže odgovarajući dio ugljika.
Nadalje je postupak uporabiv za aktiviranje aglomerata s ugljikom, koji još nijesu aktivni ili već posjeduju stanovitu aktivnost. Pri tom može materijal, na koji se postupa, biti čist ili pomiješan s drugim tvarima, bilo da dodatci imaju pogodovati aktivitet, bilo da imaju aktiviranom proizvodu dati stanovitu fizikalnu strukturu ili osobita kemička svojstva. Postupak je isto tako uporabiv za reaktivaciju već upotrebljenog i onečišćenog aktivnog ugljena. Pri tom se može ugljen, koji se imade reaktivirati, u očišćenom ili neočiš-ćenom stanju shodno prema postupku francuske prijave br. 211.512 od 18 novembra 1925. i b". 602.694 od 9 decembra 1924. „oviti“ prije nego što še metne u peć za aktiviranje. Istim je načiaom postupak uporabiv za regeneracija ili proi-izvodnju ugljena za dekolorizaciju.
Prema ovom postupku dobiveni ugljen može se u mnogo slučajeva upotrijebiti bez daljnjega čišćenja. U ćrugim je slučajevima shodno, da se prikladnim pranjem oslobodi od tudjih telesa. Područje uporabe po ovom postupku izradjenih proizvoda jednako je, kao za drugi aktivni ugljen.
Patentni zahtjevi:
1.	Postupak za proizvadjanje aktivnoga ugljena iz ugljena mineralne, bilinske ili životinjske provenijencije ili iz materijala, koji sadrže ugljika, naznačen tim, da se na rečene ishodne materijale kod visoke temperature postupa s prikladnom aktivi-rajućom atmosferom, koja se automatski podržava lime, što se obradjivani materijal zatvori u posude s poroznim stijenama, i ove posude iz vana podvrgavaju utjecaju raznih plinova ili mješavina plinova pri visokoj temperaturi.
2.	Postupak prema zahtjevu 1, naznačen tim, da se plinovima, koji služe aktiviranju, dodaje vodena para.
3.	Postupak prema zahtjevu 1 i 2, naznačen tim, da se brzina aktiviranja regulatora po veličini pora upotrebljenih stijena.
4.	Postupak prema zahtjevu 1 do 3, naznačen tim, da se gorivi plinovi, koji nastaju kod aktiviranja ugljena, radi ine uporabe izvadjaju iz reakcionoga prostora.
5.	Postupak prema zahtjevu 4., naznačen po uporabi dobivenih plinova za loženje reakcione peći.
6.	Postupak prema zahtjevu 1 do 5, naznačen tim, da se brzina aktirviranja
regulira regulacijom tlaka u reakcionim prostorima.
7.	Uredjaj za izvedbu postupka prema zahtjevu 1 do 6. naznačen po namješte-nju većeg broja vertikalnih cijevnih elemenata (1) s poroznim stijenama u vertikalnoj peći, kroz koje obradjivan materijal pada dolje.
8.	Uredjaj za izvedbu postupka prema zahtjevu 1 do 6, naznačen po peći, koja se sastoji iz više klijetki (6, 7, 8, 9), u kojoj obradjivani materijal pada dolje u medjuprostorima poput grotla izmedju šupljih zidova (31, 32, 33, 34), koji se sastoje iz poroznih šupljih opeka.
i
Ad patent broj S394-.
tnp.ti





Л dpatent broj 53Slt.
0
'O
















.
.
-:V’-
r








:











! /■ .

■
■


’




'
.










Ас/ 'ч/гп/ c. 'r* 5394-,

l3'
o
.2^
Њ -n! ; /Ж1 f13
..-i	— 1 —-' ‘ —-— --
^4-
-?.y ■
'7
________
J" - f4
i t? :>'!•‘/'•“! \z~::ts } cmrj j £гг::ф I rz-ггз! I
T] №’<
*' » : {/.:. ;	v\!v5'Ai.A?sSt&fi
. t R ' :-;:чсггз f ci:t^ [trr±a I c:-:::::.j {im-rj j	j
h гф'; p7 >7* iS-VV^’ 7 ;т. \\\	',v^ v-\ys р\7’. ^Л77Л, 7 ■-p'.T,
'i. - •	-V. ч;.;; ■ \: •l'vjv. n.t';'—
14
Ц IM
I
-'•4 .M
l
I
J
H- rf“ ‘
- fcflSH'OT
■Л...Ј.'~-1-Ј