KRALJEVINA SRBA, HRVATA I SLOVENACA UPRAVA ZA ZAŠTITU KLASA 87 INDUSTRIJSKE SVOJINE IZDAN 15. NOVEMBRA 1923. PATENTNI SPIS BR. 1495. Karl Jakobs, trg., Hamburg. Postupak za dovodjenje i odvodjenje toplote kod materijala, koji rdjavo provodi toplotu. Prijava od 10. aprila 1922. Važi od 1. rnarta 1923 . Pravo prvenstva od 14. aprila 1921. (Nemačka). Predmet ovog patenta čini jedan postupak i jedna naprava, potnoču kojih se mogu materije, naročite one rdave toplotne pre¬ vodne moči a velike vezivne moči prema vodi, uz obilnu poštedu materijala, termički obradivati, bilo dovodenjem toplope za su¬ šenje ili nadimanje, bilo oduzimanjem to¬ plote radi hladenja. Postupak je namenjen u prvom redu i podesan je za obradu mrkoga uglja, treseta i torne slično, kao i produkata, koji se iz njih dobijaju termičnom obradom. Pri popravljanju takvih materija, naročito mrkog uglja, ne mogu se zbog osobenosti materijala primeniti obični načini termične obrade. Kad se na pr. mrki ugalj ili treset u sirovom rudnom stanju izlože intenzivnoj obradi zagrevanjem, postižu se u mnogim pogledima vrlo nedovoljni uspesi sušenja. Pre svega do sada uobičajeno sušenje sa svirn neracionalno, u toliko, što se pri br- zom sušenju opaža izvesno zatvaranje povr¬ šine uz pojavu nabiranja, koje onda otežava dalje isušavanje pojedinih komada u unu- trašnjosti, ako ne i sasvim sprečava. Ako se povišenjem temperature iznudi istinsko su¬ šenje, nastupa kod ovog materijala znatno mnanjivanje vrednosti usled toga, što se materijal velikim delom raspada u sitno ko¬ made, čime se oblast njegove upotrebe na neželjen način ograničava. Nu uz to dolazi još, da takvo forsirano sušenje, bez obzira na jače raspadanje materijala, zbog kratkoče i intenzivnosti dejstva, dopušta samo nepot- puno iskoriščenje ukupne toplotne energije. Najzad vrlo je sumnjivo takav materijal za sušenje izlagati visim temperaturama, pošto, s jedne strane, pri srazmerno niškim tempe¬ raturama počinje suva destilacija i materijal je podložan raspadanju, a s druge je strane u izgledu opasnost od samopaljenja. S toga je došlo do uverenja, da se takav materijal može osušiti samo izmenom veli¬ kih količina vazduha, koje apsolutne količine toplote potrebne za isparavanje, u malim partijama uz umereno povišenje temperature, što ravnomernije dovode velikim površinama materijala, preko kojih vazdušna struja brzo pretiče. Ako se uspe, da se to potisne, može se bez nezgodnog raspadanja izvršiti dobro isušavanje materijala na temperaturama, pri kojima nema bojazni od raspadanja i samo¬ paljenja. Slične teškoče, kojima je u glavnom uz- rok u fizičkim osobinama, a naročito u rda- voj provodnoj moči za toplotu toga mate¬ rijala, postoje pri dovodenju toplote radi nadimanja i pri oduzimanju toplote iz več zagrejanog materijala. Pri indirektnom gre- janju radi nadimanja, koje je primenio pod- nosilac ravnomerno prenošenje toplote na celokupan materijal neobično je teško usled rdave toplotne prevodne moči. Ako se ne uspe, da se toplota prenese ravnomerno, postoji opasnost mestimičnog pregrejavanja, usled čega bi na takvim mestima nehotice nastupile prevremene egzotermične reakcije. Ovo bi imalo za posledicu, da se tok procesa Din. 4 nadimanja, koje se bezuslovno mora vršiti ravnomerno, razvija nejednako i njegovo nadgledanje i regulisanje bilo bi potpuno oduzeto iz ruke tehničara. Javlja se, dakle, pri nadimanju, kao i pri dovodenju toplote u opšte i pri oduzimanju toplote zadatak, da se takav materijal obraduje tako, kako bi se, i uz što veču mehaničku poštedu materijala, dovodenje toplote kao i odvodenje njeno vršilo tako postupno i ravnomerno, da ruko- voda postrojenja u svako doba zadrži u svojoj ruci obustavu toplote u celokupnoj masi materijala, koji se obraduje. U ovu je svrhu podnosilac ovoga predložio, da se za sušenje upotrebe bunkeri, u kojima se materijal unosi postupno u onoj meri, u kojoj se ozdo osušeni vadi, i u koje se vo¬ dene energija dovodi u raznim višinama, pri čemu temperatura raste na niže. Tako se na pr. jedan bunker može skroz izukrštati večim brojem kanala, koji su na pr. snab- deveni rupama, kroz koje se vreli gasovi dovode masi u bunkeru, i to tako, da se u gornje slojeve uvodi umereno zagrejan suv vazduh, a nije slojeve postupio topliji. Na taj se način uspeva otkloniti zatvaranje po¬ vršine pračeno nabiranjem-i postiči ravno¬ merno sušenje kroz pojedine komade mate¬ rijala. Nu podnosilac je ovo^a dalje našao, da je za r.avnomernu obradu materijala korisno, ako se, bez obzira na to da li ovi dovodni kanali za toplotnu energiju, neposredno do¬ vode srestvo za grejanje materijalu, ili to srestvo za grejanje ili hladenje samo protiče kroz njih i prema torne posredno greje, oni tako rasporeae, da pojedini redovi kanala, koji leže jedni ispod drugih idu ne samo u suprotnim pravciina paralelno osovini ukr- šteni, na pr. tako, da u pojedinim višinama kanali za grejanje jednoga niza stoje upravo na najbliže više i na najbliže niže nizove. Na ovaj način postiže se još više no ra- sporedom kanala za grejanje paralelnim osim u pojedinim višinama, da po mogučstvu svaki pojedini komad materijala, koji tone ili silazi na niže primi istu temperatura i da se s time vrši sušenje ili druga kakva termična obrada ravnomerno kroz čelu masu u svakom preseku peči i da se za ceo ma¬ terijal, koji ispunjava peč ona postupno penje. Pri mirnom rasporedu na vazda istim povr¬ šinama grejanja to ne bi bilo moguče, čak i kad bi se te površine postupno jače za- grevale. Nu takvom se merorn jednovremeno po¬ stiže ono, što bi se na pr. postDlo kakvom napravom za mešanje, na ime postojano mešanje materijala. Nu dokle svaka pokretna naprava za mešanje imala za posledicu, da se materijal u večoj ili manjoj meri troši, vrši se ovde usled laganog kretanja na ma¬ hove i ako ono nastupa u odredenim raz- macima vremena uz oduzimanje materijala, potpuna mehanička pošteda materijala tako da se na pr. pri prolazu kroz bunker za su¬ šenje nagradi samo neznatna količina mate¬ rijala isitnjenog u vidu šljunka, usled uza- jamnog trenja. Nu dalje je upotrebljeni ras- pored kanala za grejanje izvršno srestvo, da bi se izbeglo opasno gradenje prelaza, šup- ljina i kanala. Ovoj svrsi služi dalje još i podesno izra- divanje pojedinih kanala za grejanje. Da se materijalu, koji lagano klizi na niže ne bi dalo mogučnosti za zadržavanje na površini jednog kanala za grejanje, s kojim bi bilo skopčaso pregrejavanje, korisno je kanalima za greja¬ nje dati takav oblik, da njihova gornja ivica obrnuta nasuprot pravcu kretanja materijala bude formirana pod oštrim uglom u vidu krova. Dalje istom cilju služi i mera, da se presek kanala Sužava na niže tako, da je presek kanala na bočnim krovastim ivicama največi. Ovo sužavanje preseka na niže, da¬ kle u pravcu kretanja materijala, ima još i jedan naročiti značaj onda, kad, kao na pr. kod bunkera za sušenje, kanali služe i za neposredno uvodenje suvog vazduha u ma¬ terijal. Ovde to sužavanje donjeg dela ka¬ nala čini, da se izbegne zagušivanje otvora za dovodenje toplote, koji se nalaze na ko- vergentnim zidovima suženog donjeg dela kanala, tako, da je obezbeden pouzdan izlaz srestva za sušenje u materijal za sušenje. Tamo, gde je stalo do toga, da se toplota dovodi posredno, naročito da se ona dovodi u večim količinama, kao na pr. pri nadimanju mrkog uglja, korisno je kanalima za grejanje dati izdužen presek tako, da višina bude više puta veča od širine. Tako se postiže da se srestvo za grejanje dovodi na način, koji se vrlo tačno može regulisati. To je baš od velike važnosti za nadimanje mrkog uglja i to onda, kad je stalo do toga, da se pored destilata dobije poboljšan gorivni materijal. Ako se naime nadimanje mrko uglja vrši pri visoj temperaturi, tako, da on daje pravi katran mrkog uglja, ostatak je vruč pepeo, koji se raspada u prah, koji je več zbog svoje sadržine u vodi, koja potiče od gašenja upotrebljiv samo za izvesne ciljeve. Na protiv kad se mrki ugalj nadima tako, da sem ga- sova u glavnom daje tako zvani sirov katran i ako se nadimanje tada prekine, onda se dobija dragoceno dugoljuspasto parčasto go¬ rivo, koje zbog osustva vode usled suvog hladenja ima oko 6000 toplotnih jedinica. Ali je održavanje temperaturske granice pri nadimanju srazmerno teško, pošto na izve- snoj odredenoj temperaturi prilično ostro nastupa jedna egzotermska reakcija, koja se teško može regulisati. S toga je za nadimanje od važnosti, da se naprava za grejanje tako podesi, kako bi se, s jedne strane materijal ravnomerno grejao u svim svojim delovima, a s druge strane kako bi rukovalac postrojenja imao u svojoj ruci tačno regulisanje stupnja zagrevanja. Potrebi ravnomernog grejanja služi i upo- treba kanala za grejanje s krovnstom gor- njom ivicom i vrlo visokim uskim presekom, koji su takode slojasto ukršteni. Gvozdeno okno peči ne prima toplotu samo na svojoj spoljnoj površini, nego je sem toga, kao što je več rečeno, snabdeveno poprečnim kana¬ lima za grejanje, jer se inače potrebna ve¬ lika površina za urejanje ne bi mogla sme- stiti. Pouzdano regulisanju temperature služi i naprava, kojom se temperatura vrelog va- zduha reguliše mešanjem s hladnim vazduhom. Pri ovom načinu nadimanja je dalje od važnosti, da se oplemenjeni materijal u ostatku dobije u obliku parčadi, a da se izbegne svaka oksidacija, a s njom i svako sagorevanje. Kao što je poznato vrši se hladenje jako zagrejanog koksa, kakav on dolazi iz apa¬ rata za nadimanje, pomoču vode. Kod mrkog je uglja brzo hladenje u toliko više potrebno što ovaj materijal več pri srazmerno niškim temperaturama počinje na vazduhu odmah da gori. Pepeljast koks pri nadimanju mrkog uglja ispražnjuje se šta više neposredno u vodu i time mu se daje prilika, da primi oko 20°/ (l vlage. To je po sebi neracionalno, a u toliko više kod polukoksa, jer se time izaziva znatno sniženje gorivne vrednosti. S druge strane opet pali se i polukoks limi¬ tirano j nadimanja, ako iz peči izide s tem- peraturom večom od 300" vrlo lako na va¬ zduhu i stoga je potrebno, da se on pret- hodno jako rashladi. Spoljpo hladenje u za- tvorenim sudovima kad se pstave da stoje na vazduhu traje vrlo dugo,čak i kad se i sami sudovi hlade vodom. Osim toga iziskuje takva jedna mera mnogo prostora, veliki investicioni kapital za stroj šina, kola, kao i njihovo održavanje i rad. Bolje je več krajnje hladenje pomoču kakvog indiferentnog gasa, na pr. pomoču vazduha kome je oduzet ki- seonik. Takvim postupkom uspeva se naro- čito ako se upotrebljeni vazduh uvek ponova hladi vodom, da se polukoks za nekoliko minuta oduzme toliko toplote, da bi se smeo izložiti vazduhu. Nu i ovaj postupak iziskuje prilično troškova oko posluge i vrši se pri izručivanju koksa iz peči znatno sagorevanje. A sem toga gubi se i toplota koksa. Za rešenje problema služi ovde opet os¬ novna ideja ove prijave, da se naime u ovome slučaju oduzimanje toplote izvrši pomoču kanala ugradenih u peč, istog odnosno slič- nog oblika, kao što je gore opisano i to najbolje opet u ukrštenom položaju. Radi ovoga se u najnižem delu peči, na mestu, gde sirov materijal ima več željenu polu- koksnu kakvoču i pokazuje na pr. tempera¬ turi! od 250—300', ugrade više ukrštenib slojeva cevi za hladenje, izmedu kojih koks pri svome kretanju na niže mora proči, pri čemu on svoju toplotu odaje kanalima za hladenje, odnosno vodi za hladenje, koja cirkuliše u njima. Ovaj se donji deo peči može opkoliti još i jednim vodenim ogr- tačem, koji stoji u vezi s kanalima za hla¬ denje. Na ovaj se način postiže, da se po¬ lukoks, koji se kreče na niže rashladi na temperature, pri kojima se, bez opasnosti, da če se upaliti, može izvaditi iz peči. Odu- zeta toplota služi za gradenje pare i ova tako bez ikakvih troškova proizvedena para dobro je došla da potpomogne proces na¬ dimanja u peči, a naročito da se upotrebi za brzo odvodenje sirovog katrana, za koji je najbolje, da se odmah iznad zone u ko- joj postaje, pomoču cevi za sisanje, takode ugradenih u peči, odvodi u kondenzaciji!. Ovim brzim odvodenjem sirova katrana iz- begava se, da se on u gornjem delu okna peči, klizeči duž kanala za grejanje, ne pre¬ greje i ne raspada ili da se na hladnijim slojevima materijala ponova ne nataloži i da ne bude izložen ponovnom zagrevanju. Višestruka promenjljivost i dejstvo vodenja i oduzimanja toplote pomoču stepenastih slojeva uzajamno ukrštenih cevi za zagre- vanje, odnosno cevi za hladenje, biče dalje objašnjeno na jednom konstruktivnom pri¬ meru i to na slučaju sistematski provedenog sušenja i nadimanja mrkoga uglja. U sl. 1 prestavljen je izgled jednog po¬ strojenja u svojim bitnim delovima. U sl. 2 isto postrojenje u horizontalnom preseku, u sl. 3 u uspravnom preseku kroz jedan bun- ker za sušenje i jednu peč za nadimanje, a su bunkeri za sušenje, b peči za nadima¬ nje. Materijal se prvo kroz prostore za pu- njenje c napuni u bunkere za sušenje. U ovitn se bunkerima za sušenje nalaze kanali d za sušenje, čiji presek, kao što se vidi iz sl. 3 ima takav oblik, da je gornja ivica, koja je upravljena nasuprot kretanju materijala krovasta i oba bočna zida spljoštenog ka¬ nala konverguju jedan prema drugotne na niže. U prestavljenom konstruktivnom obliku su donja dva reda kanala d, prema gornja dva reda kanala d ukrštenih pod 90", a kanali onih redova, koji imaju isti pravac, obrnuti u istom smislu. Kanalima d dovodi suv vaz- duh, koji ističe iz otvora podesnog oblika izbušenih u bočnim zidovima i eventualno u dnu i ulazi u ugljenu masu. Suv se vaz- duh dovodi kako donjim več prethoano su¬ šenim slojevima pokretnog ugljenog mate¬ rijala više temperature, tako i gornjim slo¬ jevima. Podesnim izborom preseka i broja kanala mogu se, prema potrebi dovoditi i različne količine vazduha, tako na pr. može se niže temperirani suv vazduh dovoditi u večim količinama, više temperirani suv vazduh u manjim količinama. Ugljeni materijal u osušenom stanju kad dospe do cevi za isti- canje e, c na pr. svega još 12—18% vlage, prazni se u kolica i pomoču podesno na- meštene dizalice izdiže i presipa u prostor za punjenje f peči za nadimanje. Dovodetije toplote u ovoj peči za nadimanje vrši. se sad opet slično kao i dovodenje toplote u sušnici, samo što se potrebi intenzivnijeg zagrevanja, prilagodava viša temperatura sre- stva za grejanje, kao i oblik preseka i veli¬ čina kanala za grejanje i što su ovi posled¬ nji zatvoreni t. j. izradeni bez bočnih otvora, pošto ovde ne sme biti direktnog .prelaza srestva za zagrevanje u ugljenu masu. U peči za nadimanje b nalaze se kanali g izduženog preseka i malog bočnog preč¬ nika. I ovde su pojedini redovi kanala za grejanje ukršteni jedni prema drugima za 90". U prestavljenoj konstruktivnoj formi predvideni su 3 reda kanala g. U donje pro- duženje pec* za nadimanje ugradena je nap¬ rava za hladenje za več obraden materijal, polukoks. Ovaj donji deo peči za nadimanje g okružen je jednim ogrtačem s vodom h i snabdeven kanalima za hladenje i. Ovi kanali za hladenje prolaze kroz ugljeni ma¬ terijal. Njihov presek ima sličan oblik kao i presek kanala za zagrevanje u napravi za nadimanje, a i kanalski su redovi i takode ukršteni jedni prema drugim za 90". Kroz cev k dovodi se voda. Para, koja postaje, odvodi se kroz cev 1 i može se u željenoj količini uvesti u donji deo peči za nadi¬ manje g. Iz prostora za sipanje m uzima se onda gotov materijal, polukoks več ras- hladen. Destilacioni se gasovi, da bi se izbeglo ponovno kondenzovanje teških katranskih para na dovedenom svežem materijalu, od¬ vode što je moguče neposrednije preko zone za nadimanje. Za ovo služi jedan red cevi n, n čije su pojedine cevi, snabdevene ru- pama, razrezima ili torne slično, takode prevedene kroz celokupni ugljeni materijal, kako bi se tako reči ceo presek šahta „dre- nirao“ u pogledu gasova od nadimanja, i koje se, da se presek uglja ne bi smanji- vao, odnosno da se ne bi zaprečio put ug- ljenoj struji — mogu namestiti nesredno ispod jednog srednjeg reda kanala za zag¬ revanje g. Presek ovili cevi za odvodenje para upravlja se prema katranskoj sadržini sirovog uglja; kod sirovog uglja se relativno velikom sadržinom katrana treba izabrati cevi sa srazmerno večim prečnikom. Pare. koje se iz cevi n oduztnu sisanjem, skup- ljaju se na ma kakav način i odvode u kondenzaciju. Relativno dimenzionovanje izmedu peči za nadimanje dobija se iz činjenice, da proces sušenja, prema procentu vlažnosti sirova uglja traje 25—50 časova, dokle se proces nadimanja izvrši za oko 8—10 časova, pre¬ ma kvalitetu sirovog uglja. U srazmeri nejed- nakosti količina materjala, koje treba obra- diti u oba aparata i nejednakosti obrade tih količina materijala javlja se prirodno raz- ličit oblik i različit brej pojedinih kanala za dovodenje odnosno za oduzimanje toplote. Bitno je uvek, da se smeštanjem kanala u više slojeve u sam materijal, koji treba ob¬ rabiti i obrtanjem i ukrštanjem pojedinih slojeva jedilih prema drugima, postiže sa svim ravnomerna obrada i mešanje celokup- nog materijala, izbegava gradenje prelaza ili kanala i da se na proces dovodenja i odu- -zimanja toplote u svako doba može sa sigur- nošču uticati. Samo tako je moguče s do- voljnom sigurnošču u radu izvršiti opleme- njavanje mrkog uglja pretvaranjem u polu¬ koks. S jedne se strane uz sadejstvo egzo- termičnih reakcija dobija največa moguča količina dragocenog sirovog katrana pored gasova, a s druge se sprečava potpuno odu- zimanje gasova i vadenje katrana mrkog uglja, koji postajn na višoj temperaturi, us- led čega bi se nastupilo bitno smanjenje vrednosti koksnog materijala. Ova moguč- nost, koja proizlazi iz sigurnosti rada do¬ pusta, kao što je utvrdio podnosilac ovoga, da se proces rukovodi tako, da več sam do- bitak od sirovog katrana i upotreba destila- cionih gasova za zagrevanje vazduha čini proces ekonomski sposobnim za život tako, da se na ovaj način oplemenjen i naročito dragocen materijal prikazuje ekonomski tako povoljnim, da postaje od izvanredno velike važnosti za narodno gazdinstvo. Naročito se ovaj proces pokazuje pri dobijanju materi¬ jala u komadima, koji se ne raspadaju i koji je podesan i za ležanje i za transpor- tovanje, a ima oko 6000 toplot, jedinica, znatno jevtinijim no briketovanje sirova ma¬ terijala, koje naročito u pogledu aparativne Strane prestavlja bitno komplikovaniji postu- pak za oplemenjavanje, nego opisani po- stupak. PATENTNI ZAHTJEVI: 1. Postupak za dovodenje i oduzimanje toplote kod masa koje rdavo provode top- lotu, a u oknima klize na niže pomoču ka¬ nala za toplotnu razmenu položenih u samu masu, naznačen time, što su kanali za raz¬ menu toplote poredani u redove jedni iznad drugih tako, da su kanali jednoga reda obr- nuti supiotno kanalima drugoga reda. 2. Jedna konstruktivna forma za ovaj po¬ stupak prema zahtevu pod 1 naznačena time, što su kanalski redovi koji leže jedni iznad drugih ukršteni jedni prema drugima. 3. Jedna konstruktivna forma po zahtevu 1 i 2 naznačena tim, što je gornja kretanju materijala obrnuta strana krovasto zašiljena. 4. Jedna konstruktivna forma po zahtevu 1 i 2 naznačena tim što presek kanala ima veču visinu no širinu i čiji su bočni zidovi na niže nagnuti jedni prema drugima. 5. Konstruktivni oblik kanala za dovo¬ denje toplote po zahtevu 3 i 4 naznačen time, što su kanali radi upotrebe u peči za nadimanje takvoga oblika, da je višina nji¬ hova preseka više puta veča od širine toga preseka. 6. Peč za nadimanje za obradu prethodno sušenog mrkog uglja ili i treseta i t. d. naz¬ načen time, što se zagrevanje vrši u gor¬ njem delu peči prema postupku iz zahteva 1 do 4, a uz upotrebu kanala za zagrevanje po zahtevu 5. a u donjem je delu peči ispod zone za nadimanje, nameštena naprava za hladenje vodom slične konstrukcije, kod koje kanali za oduzimanje toplote, položeni u materijal, koji se kreče, eventualno komu- niciraju s jednim vodenim omotačem, kojim je obložen donji deo peči za nadimanje i koji paru što postaje u kanalima za hlade¬ nje odnosno u omotaču eventualno odvodi peči za nadimanje. 7. Kod peči za nadimanje po zahtevu 6 oduzimanje destilacionih gasova pomoču per- foriranih cevi, naznačeno tim što iste leže u materijalu, koje tako reči dreniraju pre¬ sek šalita od destilacionih gasova, a koje su zarad opterečenja i izbegavanja smanje- nja preseka ugljenih slojeva celishodno na- meštene neposredno ispod srednjih kanala za dovodenje toplote. A c/patent bro/ 7495.