KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
Klasa 75 (1)
INDUSTRISKE SVOJINE
Izdan 1. Januara 1932
PATENTNI SPIS BR. 8555
Franki Mathias, viši inženjer, Augsburg, Nemačka.
Postupak za izdvajanje ugljene kiseline i drugih para sa niskom tačkom ključanja, iz gasova, sublimovanjem pri reversivnom jakom hlađenju.
Prijava od 21 jula 1930.	Važi od 1 aprila 1S31.
Traženo pravo prvenstva od 19 augusta 1929 (Nemačka).
Pri redukciji ruda u visokim pećima, od 2 m3 CO, koja su postala od 1 i<gr. C u najboljem slučaju sagori samo 0,5 m3 u CO., sa kiseonikom iz rude. Ovo odgovara jednoj količini toplote od 0.5X3000=1500 Cah, odnosno 3970 Cah inklusivno 2470 Cah, koja se količina toplote oslobađa pri sagorevanju ugljenika u CO. U koliko se redukovanje ne izvodi u visokoj peći, nego odvojeno od procesa topljenja u zasebnom redukcionom procesu za spravljanje sun-đerastog gvožđa, prinos je na gorivnem materijalu još gori, jer ovde iznosi svega samo oko 2000 Cah po kg. ugljenika.
Oko 2/s kalorične moći koksa moraju se prema tome u obliku CO odvesti iz visoke peći za neku drugu upotrebu i time ih proces gubi, jer je gas sa 30o/o CO., nepodesan za ponovnu upotrebu pri redukova-nju ruda. Ova se nezgoda istina može iz-beći redukovanjem ugljene kiseline u jednom regeneratoru, ali se time kontinualno povećava količina CO za deo CO;,, jer se u regeneratoru dobija iz jednog dela CO» 2 dela CO, tako da i u ovom slučaju isto tolika količina toplote otpada. Da bi se količina CO održala stalno na istoj meri, potrebno bi bilo da se polovina ugljene kiseline pre regeneracije izdvoji i samo druga polovina ponovo redukuje u CO.
Predmet predstojećeg pronalaska je jedan postupak, po kome se ovaj višak u-gljene kiseline reversivnim jakim hlađenjem
prevodi u čvrsto agregatno stanje, time na* građeno inje prenosi se sublimovanjem u vazduh ili neki drugi gas, da bi se inje izvelo iz aparature za smržnjavanje.
Isto se tako odvodi iz aparata i vodena para gasa i vazduha, u koliko se kao inje ili vlaga izdvoji, da se vlaga ili inje, koje se izdvojilo sa površine za izmenu akumulatora za hladnoću, takođe sublimuje i odvodi sa gasom ili vazduhom. Ali dejstvo sublimovanja pretpostavlja da vazduh, koji se odvodi i gas, koji se odvodi ima veću zapreminu nego vazduh koji je uvođen i gas, koji je uvođen, jer je primanje para, koje vrši gas, iunkcija zapremnine.
Radi toga se komprimuje kako gas tako i vazduh na 0.5 atm. nadpritiska i puste se da ekspanduju u prelazu između akumulatora za hladnoću, u koji se uvode i akomulatora za hladnoću, iz kojeg se odvode u zoni jakog hlađenja, da bi se uspostavila razlika u zapreminama između u-vedenog gasa, odnosno uvedenog vazduha i gasa, koji se ponovo odvodi ili vazduha, koji se odvodi, a koja je potrebna da bi se bez ostatka uklonilo inje i vlaga.
U takvim slučajevima, u kojima se gas, koji je oslobođen C02 upotrebljuje u kom-primovanom stanju kao npr. kod visokih peći, on se još pre nego što se provodi kroz aparaturu za odvajanje ugljene kiseline, komprimuje prema potrebi t. j. na 0.5 atm. nadpritiska ali se ne pusti da ekspanduje.
Din. 20.
da bi se sa ovim pritiskom, kada izađe iz aparature uduvao u visoku peć. Zbog toga se vazduh, koji se uvodi komprimuje za 0,5 atm. više, t. j. na približno 1 atm. nad-pritiska, tako da vrši spoljašnji rad.
Ovaj rad u mašini sa hladnim vazduhom za ekspandovanje proizvodi hladnoću (mašina sa klipom ili turbina) i ova treba da služi za pokriće neizbežnih gubitaka hladnoće pri radu sa ovog postrojenja za izdvajanje ugljene kiseline.
Komprimovanjem postizavaju se dva cilja, prvo, što se uspostavlja za jedno su-blimovanje bez ostatka potrebna razlika u zapreminama između uvedene i odvede-
,	, ,.v.	(gas i vazduh) .
ne ukupne količine gasa	^------'dru-
go što se ekpanzijom gasa i vazduha ili samo više komprimovanog vazduha dobiva potrebna hladnoća za pokriće gubitaka u hladnoći.
U slici 1 predstavljeno je šematički jedno postrojenje za izvođenje postupka na jednom primeru.
Ono se sastoji iz akumulatora za hladnoću f1 i f3, f2 i f4, iz oba gornja ventila na promenu spoja b1 i b- i iz obe naprave za ekspanziju cl i c'. Pre početka rada sva 4 akumulatora za hladnoću ohlade se do — 125°.
Gas, koji treba osloboditi od CO,2 stupa sad kod G kroz ventil za menjanje spoja a1 sa 0.5 atm. nadpritiska, u gornjoj trećini akumulatora za trećinu f1 spada mu temperatura prvo do — 30°, pri čemu mu se vlaga taloži na površinama akumulatora za hladnoću a ispod 0° izdvaja se kao inje, koje se takođe hvata za površine. Na daljem putu naniže kroz akumulator za hladnoću smrzava se i ugljena kiselina, koja se takođe hvata kao inje na površine. Od COo i HoO oslobođeni gas prolazi kroz ventil za menjanje spoja b1 i sprovodom 6 ulazi u napravu za ekspanziju c1, temperatura mu ovde spada za 6° i odlazi onda provodnikom 7 kroz ventil za menjanje spoja b; u akumulator za hladnoću f3, predaje ovom svoju hladnoću i u gornjoj trećini ovog prima opet vlagu sublimova-njem inja, koje se tu nahvatalo na površine dok se pre tog ovud sprovodio vazduh.
I tečna vlaga, koja se prethodno kao rosa staložila na površine, isparava i odlazi sa gasom, koji se kroz ventil za menjanje spoja a2 kod k odvodi. Ovaj put gasa označen je sa dugim potpuno izvučenim strelicama. U akumulatoru za hladnoću fi nalazi se sada kako vlaga koja se je iz gasa staložila, tako i njegov CG,, dok je akumulator za hladnoću f3 sada potpuno suv.
Istovremeno se uvodi kod m kroz ventil za menjanje spoja a2 vazduh u akumulator
za hladnoću f4 sa 0.5 atm. nadpritiska. Prvo gubi vlagu a dalje više i ugljenu kiselinu, našta se kroz ventil za menjanje spoja b2 preko sprovoda 8 odvodi u napravu za ekspanziju c2, u ovoj se pusti da ekspan-duje do 0.1 atm. nadpritiska tako da se pri tome hladi i sprovodom 9 kroz ventil za menjanje spoja b1 odvodi u akumulator za hladnoću P, koji rashladi i primi ugljenu kiselinu a više gore i vlagu kao inje i vodu, da se posle kroz ventil za menjanje spoja spoja a1 kod n sa ugljenom kiselinom i vlagom zajedno pusti u atmosferu. Put vazduha za vreme periode ovog spoja označen je sa kratkim potpuno izvučenim strelicama.
Sada se za sva četiri ventila za menjanje spoja promene spojevi i gas sa 0.5 atm. nadpritiska sprovodi se opet kroz ventil za menjanje a1 kod g eli sada u akumulator za hladnoću f2, iz kojeg je malo pre sublimovanjem inje ugljene kiseline i vlaga sa vazduhom uklonjena, predaje ovom gore opet vlagu, a dalje niže i ugljenu kiselinu, prolazi kroz sada takođe okrenuti ventil b1 i sprovod 6 i ulazi u napravu za ekspanziju c1, da odavde eks-pandovan i za 6° jače ohlađen preko sprevodnika 7 kroz okrenuti ventil b2 uđe u akumulator za hladnoću f4, gde se ponovo zagreva, u gornjem delu prima vlagu i kroz okrenuti ventil za menjanje spoja aJ odvodi se za upotrebu oslobođen od CG, ali vlažan. Put gasa za vreme ove periode drugog spoja označen je dugom isprekidano izvučenom strelicom.
Istovremeno se kod m kroz ventil za spajanje a2, koji se nalazi u položaju suprotno onome, koji je na nacrtu označen, uvodi vazduh, ali sada u akumulator za hladnoću f3, u ovom se ohladi do — 125°, pri čemu u gornjem delu predaje svoju vlagu zatim odlazi kroz ventil za spajanje b2, koji je u drugom položaju nego što je to na nacrtu naznačeno, i sprevodnik 8 u mašinu za ekspandovanje c^ a iz ove, posle ekspanzije i sa za 6° nižom temperaturom provodnikom 9 kroz ventil b1 koji je sada okrenut u drugi položaj nego što je na slici naznačen u akumulator za hladnoću f1 prima iz ovog u donjem delu u-gljenu kiselinu, koja sublimuje a u gornjem vlagu i predaje svoju hladnoću umetcima ovog akumulatora za hladnoću, našta sa ugljenom kiselinom i vlagom zajedno odlazi u atmosferu kod n kroz ventil a' koji je u drugom položaju nego što je to na nacrtu naznačeno.
U oba akumulatora f3 i f4 uvodi se prema tome stalno samo vazduh i oduzima vlažan gas, oslobođen od C02, dok se u akumulatore f2 i P uvodi samo gas a od-
vodi se vlažan vazduh sa ugljenom kiselinom.
Sve što se iz akumulatora za hladnoću odvodi, ili u njega uvodi uvek je vlažno, bio to vazduh ili gas, dok od medija koji se izvode samo vazduh sadrži C02, dok je gas oslobođen od njega. On do 1/i može da sadrži CO., kada se sprovodi u aparat, dok ga vazduh skoro ni nema.
Ugljenu kiselinu i vlagu gasa prima prema tome vazduh, dok gas prima samo vlagu vazduha.
Pri tome stalno korespondira akumulator f' sa f3 kao i akumulator P i f4 i obrnuto.
Pri stupanju u akumulator za hladnoću komprimovan je kako gas tako i vazduh, pri izlazu su oba ekspandovana. Time se postizava za sublimovanje bez ostatka neophodne razlike u zapreminama i pri kom-primovanju upotrebljeni rad vrlo se korisno može na ovaj način upotrebiti za proizvođenje hladnoće, da bi se time pokrili gubitci u hladnoći, koji dolaze otud što se izmena hladnoće nikad ne može izvesti potpuno bez gubitaka i od gubitaka hladnoće na gornjim površinama. U ostalom je proces u termičkom pogledu potpuno izravnat, (jer se ponovo dobija rashladi vanje utrošeno, kao i kod smrzavanja H20 i CO, utrošena toplota, kod ponovnog primanja CO., i H,0 koje posle loga sleduje) jer se kako kod rashlađivanja upotrebljena tako, i kod smrzavanja H,0 i CO,2 utrošena hladnoća kod sledećeg sublimovanja i isparavanja C02 i H„0 i ponovnog predavanja hladnoće koja se može preneti ponovo dobije.
Ako se gas za neku upotrebu kao što je to slučaj kod upotrebe za visoke peći, već sam za sebe treba da komprimuje, onda se može postupak izvoditi i sa jednom mašinom za ekspanziju.
U ovom slučaju vazduh jače komprimuje nego inače, t. j. na 1 atm. nadpritiska i pusti se da se širi do 0.1 atm. nadpritiska, dok gas bez ekspanzije prođe kroz proces za odvajanje C02.
Jedno postrojenje za ovakvu vrstu izvođenja predstavljeno je u slici 2.
Mašina za širenje označena je sa c, a ventili za menjanje pravca b1 i b2 (slika 1) zamenjeni su jednim automatskim ventilom b.
Osnovni je zahtev da se oba media komprimuju, dok je samo ekspanzija vazduha dovoljna ali samo tek onda ako je on sa 0.5 atm. jače komprjmovan od gasa.
U mesto vazduha mogao bi se i jedan drugi gas upotrebiti, da se njime izdvojena ugljena kiselina ukloni, i umesto ugljene
kiseline mogu se ovim postupkom i druge pare da izdvajaju iz gasova.
Proces se može izvoditi i samo sa jednim akumulatorom, ali onda mora kompresor za gas da se stavi za pola vremena izvan pogona a isto tako i kompresor za vazduh, sem tog potreban je jedan gaso-metar da obezbedi potrošnju za vreme dok se od C02 oslobođeni gas ne proizvodi, jer je u većini slučajeva konlinualno potreban.
To što karateristiše pronalazak sastoji se u tome, da se i gas i vazduh u kom-primovanom stanju ohlade u svagdašnjem ulaznom akumulatoru za hladnoću, snabde-venim sa ventilima za menjanje pravca radi naizmeničnog rada, pri čemu se u ovima izdvaja njihova vlaga a iz gasa osim toga izdvaja se smrzavanjem i ugljena kiselina i da se pri prelazu u odvodne akumulatore za hladnoću u zoni jakog hlađenja ili kako gas tako i vazduh ili samo jače kom-primovani vazduh pusti da ekspanduje u jednoj mašini, da bi se ovim načinom rada gubitci u hladnoći ovog procesa pokrili i da se uspostavi razlika u zapreminama, potrebna za jedno sublimovanje bez ostatka, pri čemu oba media predaju svoju hladnoću akumulatoru za hladnoću, iz kojeg se odvode i iz istog primaju vlagu, a ekspandovani vazduh sem tog prima i u-gljenu kiselinu, koja se je prethodno iz gasa izdvojila.
Patentni zahtevi:
1.	Postupak za izdvajanje ugljene kiseline i drugih para sa niskom tačkom ključanja iz gasova, naznačen time, što se iz gasa izdvojena ugljena kiselina prenese sublimovanjem na kakav drugi gas.
2.	Postupak po zahtevu 1 za odvajanje ugljene kiseline i drugih para sa niskom tačkom ključanja, od gasova, sublimovanjem pomoću reversivnog jakog hlađenja, naznačen time, što se kako gas tako i vazduh u komprimovanom stanju hlade u akumulatorima za hladnoću, podesnim za ne-izmeničan rad radi izdvajanja vodene pare i ugljene kiseline i što se u zoni jakog hlađenja kako gas tako i vazduh ili samo jače komprimovani vazduh puste da se šire, da vršeći rad pokriju gubitke u hladnoći kao i da se stvori razlika u zapreminama, koja je potrebna za sublimovanje bez ostatka na šta oba media primaju vlagu iz akumulatora za hladnoću a ekspandovani vazduh prima sem tog još i ugljenu kiselinu, koja se ranije izdvojila iz gasa.
.

■.	* s ■
.................................................................................................- .
'
.
'
■
.




.


.
.









(o M



i

■
:

■


1

7 :
♦
- . ■ '
■■
■




Adpatent broj8555.
n g. x


A dpatent broj6555,
/v f