Уже известна идея использования теплоты раскаленного кокса при выходе его из печей для получения водяного пара, причем для этой цели раскаленный кокс вводится в автоклав, и после плотного закрытия последнего кокс обрызгивается водой. При этом образуются, так называемые, пары гашения, которые главным образом состоят из водяного пара и водяного газа. Образовавшийся таким образом пар загрязнен и вследствие прерывистости процесса образуется периодически. Известно также, что эти пары гашения посредством непрямой теплопередачи через поверхность нагрева можно использовать для получения теплой воды или чистого пара более низкого давления, чем пары гашения. При этом после конденсации водяного пара остается водяной газ. Эти способы имеют тот недостаток, что благодаря активным составным частям паров гашения страдают поверхности нагрева и вследствие непрямой теплопередачи имеет место значительная трата времени и потеря энергии.
Данное изобретение касается способа и устройства для выполнения его с целью более совершенного использования паров, периодически выделяющихся при гашении кокса в автоклаве.
. Согласно изобретению водяной газ и водяной пар получаются оба отдельно под давлением без теплопередачи через поверхность нагрева. Периодически выделяющиеся в камере гашения пары гашения направляются в водяное пространство парособирателя автоклава. При этом водяной пар паров гашения конденсируется в воде автоклава, тогда как не конденсируемый водяной газ и другие примеси перманентных газов через воду поднимаются вверх и собираются в паровом пространстве. При этом в автоклаве возникает давление, которое выше, чем давление, соответствующее господствующей в нем температуре. Поступающие из камеры гашения пары гашения имеют более высокое давление, чем давление в автоклаве. Последнее поддерживается
автоматически посредством регулирующего клапана на желаемой высоте. Благодаря разности между давлением в автоклаве и давлением, которое соответствует температуре воды, имеется разность температур между поступающими парами гащения и водою автоклава. Вследствие этого происходит быстрая конденсация водяного пара из поступающих паров гащения, между тем как водяной газ уходит наружу через паровое пространство автоклава и регулирующий клапан с небольщим остатком пара.
Для пояснения физических процессов служит следующий пример. Пары гашения состоят примерно из 15 объемных частей водяного пара и 1 объемной части водяного газа. Если пары гащения имеют при этом абсолютное давление в 16 атмосфер, то это давление составляется из парциального давления водяного пара в 15 атм. абс. и парциального давления водяного газа в 1 атм. абс. В автоклаве господствует почти то же самое давление, как и в камере гащения, т. е. общее давление приблизительно в 16 атм. абс. Если, например, вода в автоклаве имеет температуру в 169,6°, соответственно давлению пара в 8 атм. абс., то в паровом пространстве над водой находится смесь из водяного газа и пара с парциальным давлением 8 атм. абс. для водяного пара и 16-8-8 атм. абс. для водяного газа, т. е. на 1 объем пара приходится 1 объем газа. Водяной газ такого состава покидает автоклав.
Ниже устанавливается, сколько процентов заключающегося в парах гащения водяного пара конденсируется в водяном пространстве и сколько процентов уходит вместе с водяным газом: поступают 15 частей водяного пара на 1 часть водяного газа, выходят 1 часть водяного пара и 1 часть водяного газа.
Таким образом конденсировались /15 водяного пара или 93,5%, тогда как только 6,5% водяного пара уходят вместе с водяным газом, т. е. больщая часть водяного пара удерживается в воде автоклава, причем одновременно происходит соответствующее повышение температуры воды. Разница температур между поступающими парами гащения
и температурою воды в собирателе составляет в данном примере около 197-169,,4°, соответственно температуре пара в 15 атм.-197° или пара в 8 атм.-169,6°.
Настоящее изобретение использует этот факт, чтобы осуществить выгодное, экономящее время, надежное и обеспечивающее большой выход получение практически чистого водяного пара и водяного газа.
На прилагаемом чертеже фиг. 1-6 изображают различные варианты устройства для выполнения способа.
Устройство согласно фиг. 1 состоит по существу из камеры гашения /, автоклава-парособирателя 2, подогревателя воды для обрызгивания 3 и насоса 4. После того, как раскаленный кокс с помощью ящика 5 введен в камеру гашения / и крыщка 6 плотно закрыта, кокс обрызгивается горячей водой. Последняя поступает из резервуара 5, направляется с помощью насоса 4 через трубопровод 7 в камеру гашения 7, где она с помощью распределительной трубки 8 равномерно распределяется над коксом. При этом образуются пары гащения, давление которых быстро возрастает. Как только давление в камере гащения 7 превысит давление, господствующее в автоклаве 2, давление камеры / посредством открытия клапана 9 передается через трубопровод 7/ в водяное пространство автоклава 2. Пар известным уже образом вводится с помощью распределительной трубы 72. При прохождении паров гащения через водяное пространство водяной пар конденсируется при одновременном подогревании воды в парособирателе, между тем как не конденсируемый водяной газ собирается в паровом пространстве /5. Теперь в камере гашения и в собирателе происходит дальнейшее повышение давления, пока регулирующий давление клапан J9 автоматически не откроется. Это давление может быть по желанию установлено путем нагрузки клапана 7Р. Водяной газ с небольшими остатками водяного пара уходит через трубопровод fS к месту потребления. Как только гащение кокса окончено, клапан 9 закрывается, а клапан /О открывается. Теперь
находящийся в камере гашения 7 остаточный пар, равно как и пар, образующийся вследствие прекращения давления из кокса благодаря дополнительному испарению, поступает через трубопровод 15 и распределитель 16 в водяное пространство открытого подогревателя воды для обрызгивания 3 и прямо вводится в него. Вода для обрызгивания подогревается таким образом почти до 100°. Как только кокс погашен и клапан 9 закрыт, в автоклав 2 больше не попадает новый водяной газ. Находящаяся в паровом пространстве смесь из водяного газа и пара уходит через клапан 19 до тех пор, пока давление в автоклаве не выравняется с давлением, которое соответствует температуре воды в нем. Как только перепускной клапан 19 закрыт, паровой клапан 27 открывается. Через клапан 21 и трубопровод 20 теперь выходит пар, который накопился в водяном пространстве автоклава, и таким образом отделенный от водяного газа направляется к местам потребления.
Перед новой загрузкой, т. е. перед вторичным открытием клапана 9 клапан 27 закрывается. Во время отдачи пара из автоклава давление пара и температура воды падают до первоначальной высоты и поднимаются опять вследствие нового введения паров гашения.
Вместо того, чтобы водяной пар и водяной газ направлять по отдельным трубопроводам 75 и 2( к местам потребления, их отводка может происходить также таким образом, что водяной газ и пар один за другим отводятся через общую отводную трубу 22 (фиг. 2). При этом клапан 23 является предохранительным. Оба клапана 19 и 23 тогда работают автоматически в соответствии друг с другом таким образом, что в то время, как клапан 19 открыт, в трубопроводе 20 за редукционным клапаном 23 возникает повышение давления, вследствие чего последний закрывается. Как только уравнительный клапан 19 закрыт, давление в трубопроводе 18 падает. Вследствие этого редукционный клапан 23 автоматически открывается и дает пару возможность направиться к местам потребления.
Другая форма выполнения устройства изображена на фиг. 3. Она отличается от изображенной на фиг. 1 тем, что подогретая приблизительно до 100° вода для обрызгивания из снабженного фильтром 25 подогревателя 3 посредством насоса 4 и трубопровода 26 накачивается в автоклаве 2 и из него через посредство трубопровода 28 и насоса 29, равно как трубопровода 7, разбрызгивается над коксом в камере гашения.
На трубопроводе 26 помещен возвратный клапан 27 и на трубопроводе 7 запорный клапан 30. Такое устройство имеет то преимущество, что вода автоклава 2 постоянно возобновляется, что вода для обрызгивания кокса берется из автоклава 2 посредством насоса 29 и трубопроводов 25 и 7 и что таким образом . истраченная вода из подогревателя воды для обрызгивания 3 посредством насоса 4 и трубопровода 26 снова направляется в автоклав 2. В подогревателе воды для разбрызгивания 3 истраченная вода, само собой разумеется, вновь восполняется посредством водопровода 77 и через клапан 24 или через снабженный поплавком клапан. Таким образом избегается концентрация механических и растворимых примесей в воде автоклава 2.
Кроме того, происходит дальнейшее подогревание воды для разбрызгивания до господствующей в автоклаве температуры, которая при этой температуре разбрызгивается над коксом, благодаря чему достигается улучшение качества и увеличение количества водяного газа.
Описанный способ можно, согласно фиг. 4, выгодным образом непосредственно комбинировать с газовыми печами 57 так, что отведенные через трубопровод 22 одно за другим вещества (водяной пар или водяной газ) проводятся через газовые печи 57 и что полученный при этом продукт через отводной патрубок 52 печи направляется к местам потребления. При этом водяной пар превращается в водяной газ, который в раскаленном коксе 33 улучшается благодаря тому, что часть углекислоты превращается в окись углерода. Кроме того, заключающийся в водяном газе небольшой остаток водяного пара также превращается в водяной газ.
Особый способ выполнения состоит в том, что клапаны /9 и 21 так согласованы друг с другом, что оба вещества (водяной газ и водяной пар) вводятся одновременно и в любой смеси в печи 57.
В изображенных на фиг. 5 и 6 формах выполнения изобретения применены два автоклава 2а и 2Ь, расположенные параллельно друг другу, с целью сделать возможным непрерывное получение пара для потребления или водяного газа из устройства независимо от происходящего . прерывисто производства пара в аппарате для гашения кокса /.
Фиг. 6 по отношению к фиг. 5 представляет боковой вид, только для более ясного изображения части фиг. 6 не все представлены в точной проекции по отношению к фиг. 5.
В устройстве согласно фиг. 5 предусмотрены следующие резервуары и аппараты: камера для гашения кокса /, два одинаковых автоклава 2а и 2Ь, резервуар для хранения воды для разбрызгивания 3, особый закрытый подогреватель воды для разбрызгивания 101, над которым находится заполненный насадком холодильник 103. Эти различные резервуары и аппараты согласно фиг. 5 и 6 соединены друг с другом при включении насосов и клапанов следующим образом. Из камеры для гашения кокса / трубопровод 104 ведет к распределителям 72 автоклава 2а и 2Ь. Каждый из этих распределителей 72 может быть выключен помощью приспособленного на ответвляющихся трубопроводах 105 клапана 106 или 106а. В трубопровод 104 включен возвратный клапан 107.
Дальнейшее выключаемое посредством клапана 108 ответвление 109 трубопровода 104 ведет к распределителю 16 сосуда 3 для хранения воды для разбрызгивания.
Паровые пространства 13 автоклава 2а и 2Ь присоединены посредством трубопроводов 110 к 111 к трехходовому клапану 772. К последнему с другой стороны присоединена отводная труба 775, в которую включен возвратный клапан 77.
Из каждого парового пространства 13 автоклавов 2а и 2Ь идет трубопровод /75 на дно подогревателя воды для разбрызгивания 101, причем соединение с каждым из автоклавов 2а и 2Ь обеспечивается возвратными клапанами 116 vi 117.
Чтобы автоматически ограничить верхний уровень воды в автоклавах 2а и 2Ь, под местом присоединения трубопровода 775 предусмотрено по отводному трубопроводу 118, которые осуществляют переход воды из автоклавов 2а и 2й к подогревателю воды для разбрызгивания 101.
Из обоих возвратных клапанов 7/6 и 777 каждый раз автоматически открывается тот, соответствующий автоклав которого 2а или 2Ь находится в состоянии нагрузки, тогда как принадлежащий другому автоклаву (в данном случае отдающему пар) клапан 7/6 или 777 запирает последний, не впуская паров гащения.
Находящаяся в сосуде 5 вода гашения выкачивается насосом 119 через трубопровод 72 и направляется в ороситель . Собравшаяся в находящемся под ним приемнике 101 горячая вода направляется тогда к разбрызгивающей трубе 8 камеры гашения 7 посредством включенного в разбрызгивательный трубопровод 727 насоса 722, тогда как водяной газ направляется к местам потребления через регулирующий давление клапан 72- трубопровода 725.
Предмет изобретения.
1. Устройство для использования паров, выделяющихся при тушении кокса, состоящее из автоклава с расположенными в нижней части его пароподводящими трубами, отличающееся тем, что названный автоклав снабжен двумя взаимно связанными регулирующими клапанами 19 и 27, предназначенными клапан 19 - для непрерывного выпуска в период тушения из автоклава не конденсирующихся газов, отделенных от паров путем конденсации их под давлением, превышающим давление, соответствующее температуре кипения воды в автоклаве, и обусловленным присутствием не конденсирующихся газов, и клапан 2/ - для выпуска из автоклава
в последующий период под более низким давлением водяных паров (фиг. 1).
2.Форма выполнения устройства, означенного в п. 1, отличающаяся тем, что клапаны 19 и 23 установлены на патрубках 18 и 20, присоединенных к общей трубе 22 (фиг. 2).
3.Форма выполнения устройства, означенного в п. 1, отличающаяся тем, что автоклам 2 для использования его воды для тушения кокса в нижней части соединен через насос 29 с камерой тушения /, а для пополнения запаса воды в автоклаве в верхней части соединен через насос 4 со сборником 3 разбрызгиваемой воды (фиг. 3).
4.Форма выполнения устройства, означенного в п. 1, отличающаяся тем, что для подогрева воды, направляемой в автоклав 2 из сборника J, последний
снабжен распределителем /5 для пара, выделяющегося в камере тушения 7 в последний период тушения (фиг. 3).
5.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что для проведения отделенных от паров газов через слой раскаленного кокса автоклав 2 через клапан 19 соединен с газогенератором 31 (фиг. 4).
6.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что к камере тушения присоединены два автоклава, снабженные вентилями для переключения направления паро-газовой смеси, выделяющейся при тущении, поочередно через один или другой автоклав (фиг. 5 и 6).
7.При устройствах, означенных в пп. 1-6, применение автоматических переключателей клапанов.
. Фиг§
Фиг4
,v/
Фиг5
г
