KRALJEVINA SRBA, HRVATA I SLOVENACA UPRAVA ZA Razred PATENTNI SPIS ST. 5747 ZAŠTITU INDUSTRISKE SVORNE Izdan 1. Aprila 1929. Metallbank und Metallurgische Gesellschaft A. G., Frankfurt a. M., Nemčija. Postopek in priprava za sedranje razžvepljenje ali odslranilev puhtnih sestavin rud in fužinskih proizvodov. Prijava z dne 18. julija 1927. Velja od 1. februarja 1928. Izum se nanaša na zboljšanje postopka za sedranje in razžvepljenje, znaneg pod imenom Dwighl-Lloyd-poslopek za žveplane in oksidične rude in fužinske proizvode. Pri iem postupku se je dosedaj upolreblja-la enotna struja dopihalnega zraka za izvedbo postopka za sedranje, praženje in iz-puhtitev in za naknadno ohlajenje po večini sedrane tvarine. Pokazalo se je, da pri tem množina zraka, ki se faktično prevaja, v znatni meri presega množino zraka, ki je potrebna za izvedbo procesa, t. j. za zgore-nje v rudi vsebovanega oziroma njej primešanega goriva kakor tudi za ohlajenje sedrane tvarine. Posledica tega je, da se zgoritvena temperatura med procesom sed-ranja, razžvepljenja ali izpuhlitve bez potrebe zniža in se proces sedranja usprori, da se pražilni plini razredčijo in se uporabijo nepotrebno velike množine dopihalnega zraka za izvedbo sedranja in za ohlajenje. Predlagano je že bilo, da naj se uporo-bljajo pri delu na ravnem ali okruglem Dwighl-Lloyd-aparatu v coni sadranja oziroma praženja in v hladilni coni procesa regulirane zračne struje, ločene po množini in tlaku, v svrho, da bi se mogli v prvi coni procesa po možnosti držati teoretične zračne množine, ki je potrebna za zgorit-veni proces. Prednost tega delovnega načina je ta, da se v prvi coni, v kateri se vrši poleg zažiga ludi razžvepljenje, izpuh- titev in sedranje, ali pa — če gre za oksidične rude — tudi sedranje oziroma izpuh-titev, doseže potom reguliranja zračne množine višja temperatura in s tem hitrejše zgorenje oziroma sedranje; v drugi coni pa je mogoče pospešili ohladitev sedrane tvarine s tem, da se poljubno odmeri množina zraka. Ta postopek pa je mogoče še dalje iz boljšali. Ako gre n. pr. za to, da se na Dwight-Lloyd-aparatu opraži žveplova ruda in se pri nastajajoči pražilni plini izkoristijo, je od velike prednosti regulacija zračnega dovajanja, ki predstavlja nekaj novega. Postopek na Dwight-Lloyd-aparatu se izvrši, kakor omenjeno, v dveh fazah. Prva faza pričenja z zažigom, sega približno preko prve tretjine pod sesalnim učinkom stoječe rešelkine ploskve in obsega zgorenje v šarži vsebovanega kuriva, bodisi žvepla ali koksa in pod. V drugi fazi naj se v bistvu izvrši samo ohladitev šarže. Ce se sedaj podeli čvrsta sesalna komora okroglega Dwight-Lloyd-aparata v večje število fiksnih oddelkov, ki se lahko samodelno regulirajo, tedaj se lahko potom prikladnega udešenja zračne struje, ki se od vsakega posameznega oddelka vsesava ali tudi prelja skozi šaržo, doseže, da poleg povečanja intenzitete procesa n. pr. pri razžvep-Ijenju nastanejo skoro najvišje koncentrirani plini, ki se morejo teoretično doseči z Din. 25. zrakom z ozirom na žveplovo vsebino rude, in sicer v razmeroma mali plinski množini. Svrhi primerno se sesalni oddelki združijo v dve ločeni skupini, katerih vsaka se da regulirati in oskrbuje izvestno cono z zrakom ; prva krajša cona ima čim več oddelkov, ker se naj v njej vrši točna regulacija zraka; druga daljša cona je lahko razdeljena v relativno malo število oddelkov, ki se dajo samodelno regulirati, ker v tej coni ni več potrebna tako natančna regulacija zračne množine. Regulacija zračne množine, katero čvrsti oddelki prve cone skozi šaržo vsesavajo ali prešajo, se izvrši na primer tako-le: Zračna množina, ki naj se vodi skozi šaržo, naj bo tako odmerjena, da po možnosti zadošča za popolno zgorenje vsakokratnega goriva, n. pr. žvepla. Kakor znano, se zrak s pomočjo ekshaustorjev ali pod. sesa ali preša skozi šaržo. Zračna množina, ki prodira v šaržo n. pr. pri sesanju, je odvisna od propustnosti šarže in podtlaka. Ker zavisi propustnost šarže od raznih o-kolnosti, na pr. velikosti zrna, vlage, plas-ticitete, razmerja med finim in krupnim in t. d., treba udešenjezrakamenjatiodslučajado slučaja. Pri sicer normalni kakovosti šarže ima vlaga največji vpliv na propustnost. Slednja pri normainovlažni šarži po izkustvu najprej pojema od začetne veličine vsled nabiranja vode vsled kondenzacije v spodnjih še hladnejših delih šarže; vsled tega je potrebno povečati podtlak ali sesanje po zažigu, v svrho, da se vodi skozi šaržo zrak, ki je ravno potreben za naglo oksidacijo goriva (n. pr. žvepla). Poroznost raste z izparivanjem vode v spodnjih plasteh in z zgorenjem goriva v zgornjih plasteh šarže; vsled tega treba podtlak zmanjšati. Dovajanje zraka se tako odmeri, da neposredno po zažigu, dokler je na razpolago še večji del množine goriva, dostruja zadosti zraka za zelo živahno zgorenje in vsled tega nastanejo zelo koncentrirani plini. Za potek procesa n. pr. pri žveplovih rudah je od največjega pomena, da se namesti mesto najvišjega SOo-razvijanja čim bližje k mestu zažiga. To pa se povzroči z označenim dovajanjem zraka. Za praktično izvedbo se razdeli obseg prve cone aparata na pr. v šest fiksnih oddelkov, ki se dajo samodelno regulirati, in se regulirne priprave za zrak tako udesijo, da se na mestu zažiga sesa skozi množina zraka, ki je ravno potrebna za dober zažig. V oddelkih, ki sledijo mestu zažiga, se regulirne priprave tako udesijo, da podtlak ali prekotlak brzo porasle na naksimum. Slednji se v sledečih oddelkih polagoma zmanjšuje do zadnjega oddelka prve cone, tako da postane dovajanje zraka manjše. Po prvi coni je n. pr. zgorenje žvepla oz. sedranje takorekoč končano in zrak, ki se še vsesava skozi sedrano maso, služi v bistvu za ohladitev sederne pogače. V prvem delu druge cone se lahko v svrho pospe-šenja hlajenja zopet močnejše sesa, ker je masa najbolj vroča. Sesanje se polagoma zmanjšuje, dokler ni končno popolnoma u-gušeno, potem ko se je masa shladila. Oddelka obeh con se lako priključita na jeden ventilator in potem je samo potrebno, da se z natančnim vreguliranjem doseže željeni sesalni učinek v posameznih med-seboj ločenih oddelkih s pomočjo gušnih zaklopk, ventilov ali drsnikov. Boljše pa je, da se zvežejo oddelki prve cone s posebnim ventilatorjem, ki ima lahko vsled manjše dimenzije rešetkine površine manjši efekt od ventilatorja druge cone. Ako se priključi prva cona na lastni šibkejši ventilator, se vreguliranje posameznih sesalnih mest posreči mnogo bolj natančno in izognemo se nedostatku, da se pri izpre-menitvi regulirne priprave ne vpliva obenem tudi sa druga sesalna mesta. Razume se, da bi se število ekshaustorjev tudi lahko še povečalo in bi se v skrajnem slučaju mogel vsak posamezni oddelek prve cone priključiti na lasten ekshaustor. Povečini taka osamosvojitev ni neobhodno potrebna, vendar pa je svrhi primerno opremiti vsaj še prvo čvrsto mesto zažiga z lastnim eks-haustorjem, ki dopušča odvajati pline mesta zažiga same zase. To ima prednost, da se n. pr. visokovsebni žveplodioksidni plini prve cone ne razredčijo in poslabšajo po zelo šibkih in vodo vsebujočih plinih mesta zažiga. To prednost lahko dosežemo tudi s tem, da se mesto zažiga zveže potom stranskega provoda z ventilatorjem druge cone. Postopek pokazuje prednosti razven za razžvepljenje in sedranje tudi za izgnanje puhtnih sestavin rud in pod., kakor n. pr. vlage kemično vezane vode ali ogljikovega dioksida, nadalje cinka, svinca, kadmija, arzena, antimona, živega srebra, žlahtnih kovin in pod. V tem slučaju treba proces voditi bodisi tako, da se potom primernega dovajanja zraka in dodatka premoga in pri sulfidičnih rudah razven tega tudi še polom dodatka apna in pod. vrši v šarži poleg potrebnega proizvajanja toplote redukcija oz. presnovna reakcija, ali se potom dodatka kloridov, n. pr. natrijevega klorida vrši kloriranje, kojega končni rezultat je iz-puhtitev kovin ali metaloidov oz. njih spojin. Le ti se prestrežejo v obliki kovinskega dima ali spojin n. pr. oksidov ali klorovih spojin in se lahko zase izkoriščajo. Na risbi je v sl. 1 do 3 kot izvedbeni primer predočen okrogel Dwight-adarat s pripravami za izvedbo postopka. SL 1 je vodoravni presek po X—X1 slike 2; sl. 2 je navpični presek po Y—Y' slike 1; sl. 3 je vodoravni presek po Z—Z' slike 2. A je obročasta, vrtljivo iežajena rešetkina ploskev, ki je na primer sestavljena iz shematično naznačenih segmentov a1 do a‘i4 ob-ročaste rešetke, pod katerimi leže komore b1 do b‘-’4 (narisani sta samo b1 in b13 v sliki 2). Pri B se nahaja (nenarisano) fiksno mesto nakladanja, pri C (nenarisano) fiksno mesto zažiga, pri D (nenarisano) mesto izmetavanja. Prva cona leži na primer v območju I slike 1; druga cona leži v območju II in sesanja prosta cona v območju 1IL Cona I vsebuje tudi mesto zažiga C. Vsaka komora b rešetkinega segmenta a je s pomočjo cevi E zvezana s tudi vrtljivo ležajeno komoro G (glej sl. 2), ki ima to liko ločenih oddelkov g, kolikor je rešet-kinih spgmenlov a oz. komor b z zveznimi cevmi E, torej v predmetnem slučaju 24. Pod gibljivo komoro G se nahaja (glej si. 2 in 3) z njo kar najbolj zrakotesno (n. pr. s pomočjo obroča )) zvezana fiksna komora H, ki je v območju cone I razdeljena v šest fiksnih sesalnih oddelkov h1—h", od katerih obslužuje h1 mesto vžiga C. V območju cone II je število oddelkov h komore H lahko poljubno. Tako morejo biti n. pr. štirje oddelki (h7 h10), katerih vsaki obsega tri segmente krožne rešetke, n. pr. a7, a8, a'J. V območju sesanja proste cone III manjka komora H. Od posameznih sesalnih odelkov h1- h10 komore H vodijo k glavnemu provodu L' oz. L2 cevni provodi K1—K10, kojih presek se more s pomočjo regulirnih priprav M' M10 izpreminjati, s čimer se vpliva na sesalni učinek na dotične rešelkine segmente a. Glavni cevni provod L1 območja cone I je s pomočjo provoda F1 priključen na ekshaustor manjšega učinka, provod L2 območja cone II pa s pomočjo provoda F- na ekshaustor močnješe-ga efekta, Razven tega je lahko oddelek h1, ki učinkuje na mesto zažiga G, zvezan s pomočjo posebnega provoda K0 in reguli-rnega organa M° (sl. 3) s posebnim ekshau-slorjem ali cono II. Poiemtakeu tvorijo v območju cone I pri položaju, pokazanem na sl. 1, eno sesalno enoto n. pr. rešetkin segment a2, komora b2, cev E2, oddelek g2, sesalni oddelek h2, cev K2 z regulirnim organom M2, katera sesalna enota se seveda iz-preminja z vrenjem aparata, edinole sesalni oddelek h2 ostane fiksen. Takih sesalnih enot je v območja cone I vključno mesto zažiga predvidenih šest; v coni II so štiri, kjer obsega ena sesalna enota tri rešelkine segmente a in sp torej fiksni sesalni oddelki n. pr. h7 širši. Obratovanje aparata je naslednje: Rešet-kina ploskev A s segmenti a, komorami b, cevmi E in komoro G se mašinelno počasi vrti. Na nakladalnem mestu B trajno pada šarža na rešetkino ploskev in se^ na njej razdeli v izvestni debelini plasti. Cim dospe n. pr. rešetkin segment a1 rešetkine ploskve pod mesto zažiga C, kurjeno z oljem, plinom, koksom ali pod., tedaj dospe šarža v območje sesalnega učinka sesalnega oddelka h1, ki je reguliran po regulirni pripravi M' provod K1 ali, pri porabi posebnega ekshaustorja, po K" in M“. Plamen mesta zažiga se istočasno z zračno množino, ki ravno zadostuje za razvijanje največje vročine, vsesava v šaržo in jo močno ogreva, tako da prične v njej nahajajoče se gorivo (koks ali žveplo) takoj goreti, ako dospe pri nadaljnem vrtenju aparata rešetkin oddelek a1 v območje sesalnega oddelka h2, katerega regulira regulirni organ M2. Slednji je tako udešen, da se kljub temu, da je šarža najprej še vlažna in tovej le malo propustna, vsesava zadosti velika zračna množina za živahno gorenje. Podobno je udešen naslednji regulirni organ (M3), tako da pri nadaljnem vrtenju rešetkine ploskve dobi rešetkin oddelek a1, ki sedaj dospe v območje tega regulirnega organa (M1) oz. pripadajočega sesalnega oddelka h3, zračno množino, ki odgovarja propustnosti in vsebini goriva šarže tega oddelka a1. Naslednji regulirni organi M1, M4, M', M'1 prve cone so udešeni odgovarjajoče polagoma rastoči propustnosti in pojemajoči množini goriva šarže v rešelkinem o-ddelku a1. Tudi ostali rešelkini oddelki a2 —a24 teko zaporedoma islotako, kakor je bilo opisano za a1, skozi mesto nakladanja B, mesto zašiga C s sesalnim oddelkom h1 in dospejo potem v območje različno ude-šenih sesalnih oddelkov h2—h11 prve cone. Za udešenje regulirnih oganov je bistveno, da vsesavano množino zraka regulirajo tako, da se preloži glavna reakcija čim bolj k začetku procesa, torej k fiksnemu mestu zažiga C in da se zgorenje ali druga reakcija izvrši čim bolj popolna ali vsaj zelo popolno v prvi coni, tako da se v drugi coni v bistvu vrši samo ohladitev mase potom vsesavanega /raka. Ker se hlajenje proti mestu izmetavanja veča, treba sesanje v drugi coni tako regulirati, da se najprej zopet vsesava veliko in polagoma manj zraka skozi maso. Ta postopek je islotako kakor pri okroglem Dvvight-aparatu uporabljiv tudi pri drugih oblikah, posebno pri ravnem aparatu. Na podlagi zgornjih pojasnil so priprave za te svrhe za strokovnjaka brez nadaljnega podane. Posebna izvedbena oblika postopka ob- stoji v tem, da se odplini druge cone popolnoma ali deloma kot zgoritveni zrak dovajajo prvi coni ali enemu njenemu delu v svrho, da se, ako gre n. pr. za pridobivanje SO.,-bogatih plinov, napravi izrabljiv tudi oni del druge cone, ki je reven na tej plinski sestavini, pri čemur pa se bogati piin prve cone ne razredči. Ta način postopka je po sebi že znan; toda neglede nato, da se ta znani delovni način Dvvight-aparala v praksi dosedaj ni upeljal, je tudi postopek v toliko različen od zgoraj opisanega postopka, da pri njem ni predvideno stopnjevanje zračnega oz. plinskega dovajanja, tako da se zaželjeni učinek ne doseže v polni meri. Doseže se vselej samo mešani plin celokupnega plina, dočim se šele v predležečem slučaju uporabljajo prava sredstva, da se dosežejo resnično viso-kokoncentrirani koristni plini. Ravnokar opisani postopek je s posebno prednostjo v enem delovnem hodu na do-pihalnem aparatu uporabljiv za opraženje žveplanih materijalij kakor n. pr. cinkove svetlice, žveplovega kršca in pod. Opraženje takih n. pr. na Dvvight-aparatu, povzroča velike težkoče, ker se bodisi proizvod vsled visokega razvoja temperature preveč užlindri ali pa se proces vsled hladečega učinkovanja sesalnega zraka, vstopajočega od zunaj v šaržo, zaustavi pred popolnim razžvepljenjem. Glede odstranitve teh ne-dostatkov so bili stavljeni že različni predlogi, ki obstojijo v bistvu v tem, da se vsebina žvepla materijala, ki naj se obdeluje na dopihalni rešetki, zmanjša potom predhodnega praženja ali dodatkov na izvestni iznos, o katerem velja, da je praktično dopusten. S poprej opisanim postopkom pa poslane možna nova pot, da se pri omenjenih materijalijah dospe do cilja v enem delovnem hodu brez predhodnega praženja in bez razredčevalnih dodatkov. Ta novi delovni hod je izšel iz naslednjih opazovanj: Ako se materijal, ki vsebuje veliko žvepla, na običajni način zažge n. pr. na Dvvight-aparatu in skozi vodi zrak na neregulirani način, tedaj se pokaže, da temperatura šarže za zažigalno pečjo najpreje narašča. Pri dosedanji konstrukciji Dwight-aparata se ni dalo izognili temu, da se ne bi šarža pri višje žveplanih materijalijah neposredno za zažigom že na površju užlindrila in s tem postala nepropustna za zrak ali da se ne bi pri prevelikem zračnem pritisku prehitro ohladila. V prvem slučaju si je iskal zrak pot na pretežno še propuslnejših mestih in posledica tega je bila, da se je šarža vsled pomanjkljive oksidacije predčasno ohladila in da opraženje ni šlo naprej. V drugem slučaju je nastalo ohlajenje in s tem konec oksidacije vsled velikega zračnega prebitka. Z zgoraj opisanim postopkom pa se je posrečilo odstraniti ta nedo-stalek in potom dalekosežne regulacije zraka, dovajanega posameznim rešetkinim oddelkom, uplivati na pražilni proces in izogniti se predčasnemu površinskemu užlin-drenju. Pa tudi če je nastala taka površinska strditev, se je s pomočjo priprav za reguliranje sesanja lahko zrak prisilil potom zvišanja sesalnega prepiha, da je na strdelih mestih prodrl v zadostni množini v šaržo. Ta delovni način z dalekosežno regulacijo zraka pa nudi tudi vlakih slučajih, kjer se je kljub regulaciji zraka izvršilo le nepopolno opraženje, možnost, s primernimi sredstvi zopet iznova uspešno oživiti opraženje in s tem doseči popolno razžvepljenje. Oživitev praženja se lahko izvrši na razne načine. Najenostavnejša je uporaba druge gibljive (n. pr. vozne) zažigalne peči. Slednja se v obliki znane zažigalne kape dovede na šaržo na mestu, ki ga treba določiti po izkustvu in ki se lahko izpreminja z ozirom na kakovost materijala, in šarža se iznova zažiga na prašilno temperaturo. Pražilni proces se potem takoj iznova pričenja, ako se zračno dovajanje na prikladen način regulira, in se brez nadaljnega lako vodi do konca. Namesto zažigalne peči se lahko povzroči zopetna oživitev opraženja tudi s pomočjo kisika bogatega zraka ali ob okolnosti tudi s pomočjo čistega kisika. V to svrho se iz kisikove bombe na mestu, kjer je še potrebna temperatura, da zasigura s kisika bogatim zrakom ali kisikom zvišan oksida-cljski učinek, dovaja toliko kisika z ali brez zraka, da se vrši oživitev oksidacije in s tem zvišanje temperature, ki dopušča na-daljno opraženje do popolnega razžvepljenja. Znano je pač da se cinkova svetlica, koje žveplova vsebina je znižana do 120/0. lahko od konca praži po izvršenem zažigu brez nadaljnega na Dvvight-aparalu. Vsled tega je svriii primerno podvzeti zopetno o-živitev na takem mestu, kjer je ta žveplova vsebina po izkustvu najbrže še vsebovana v šarži. V primeri z znanimi postopki, ki povzročajo zmanjšanje žveplove vsebine potom predhodnega praženja ali dodatka žvepla prostega materijala, ima novi postopek — kakor je brez nadaljnega razvidno — prednosti, ker je potreben en sam pražilni aparat, da se doseže isti rezultat, oziroma ker ni potrebno primešavati svetlici s pomočjo mešalne priprave drugih materi-ralij, ki poleg tega tu^li niso povsod na razpolago. Postopek se ob smiselni porabi naznačene zračne regulacije more izvesti z vsako izmed znanih oblik Dwight-aparata ali dru- • • ■ * Vi. T ■ 1 ..V: ‘ V—/ ' ! ; < ■ , *: •: .. ' l, ■ ■ . ' . , . ' . '' ■ .. '■.■.rv''"/: - • ,. " •• : ' pi . fe# ^,r J*'' Y %' • ■ - n ■ -*4 i ; 1; P ’ .'-V . •.v- ' /' /' ' / -4 - ' ' - ■ : j--' ' ' V 'i / ‘ v. ■; -A.v ... ■ ’ "V:..*. - f " *• Jr '•‘'.v ;r^ ' -1% '!» v ' . a' . • ■V-V'';, > ... t, ■. ■» . .j;««, ^ .f'-, • ■ . .1 .L ... *, ■■ . X ■ • • »Ja . tV*;'' ■; f ""w Čl J' /Idpafenf broj 574-7. Fig. 2. v, ; •: .. v,- ... >