СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРОУГЛЕРОДА Советский патент 1938 года по МПК C01B31/26 

В существующих способах Цана, Тэйлора и др. для получения сероуглерода применяются реторты, нагреваемые горячими газами или электричеством. Внутрь реторты периодически загружают уголь в кусках, через столб которого пропускают пары серы. При соприкосновении паров серы с поверхностью угольных кусков при 800° происходит реакция образования сероуглерода.

Производство сероуглерода в настоящее время продолжает быть опасным и вредным в виду необходимости периодической загрузки угля и чистки реторты и зольников, что связано с проникновением ядовитых газов в рабочее помещение и является опасной и физически тяжелой работой. Необходимые остановки реторты при этом ведут к выгрузке угля и серы из нее, каковые идут в отход. Кроме того большое количество отхода угля получается вследствие просеивания его перед загрузкой при сушке, когда уголь частью измельчается действием температуры и частью при выгребании из сушильных цилиндров.

Согласно настоящему изобретению предлагается способ получения сероуглерода, состоящий в том, что реакция получения CS₂ происходит между парообразной серой и взвешенной в ней угольной пылью при температуре, необходимой для реакции.

Смешение угольной пыли с парами серы может быть произведено пропусканием паров серы в нагреватель при температуре 500-700° с последующим нагревом этой смеси до необходимой реакционной температуры получения сероуглерода или же угольную пыль смешивают с парообразной серой, когда последняя имеет реакционную температуру; в этом случае пары серы могут быть нагреты выше реакционной температуры с запасом тепла на нагрев угольных частиц, поступающих при смешении.

Угольная пыль может быть также смешана первоначально только с частью количества паров серы с добавочным примешиванием паров серы, имеющих повышенное давление и соответствующую температуру, аналогично приемам сжигания пылевидного топлива.

На прилагаемом чертеже фиг. 1 показывает схему установки для получения сероуглерода по предложенному способу, состоящую в основных своих частях из сероплавителя 4, сероиспарителя 6, камеры смешения 8, угольного двигателя 10, перегревателя 12, реакционной камеры 13, выводной трубы 14, толки 15 с газоходами топочных газов 16 и 17.

Процесс происходит следующим образом. Твердая сера, загружаемая в сероплавилку 1, расплавляется при температуре 112-120°, фильтруется и по трубе 2 насосом 3 переводится в котел 4, где нагревается до температуры 300° под давлением и по трубе 5 переходит в сероиспаритель 6, где испаряется.

На фиг. 4 показано устройство сероиспарителя. Из последнего под давлением при температуре 600-700° по трубе 7 пары серы попадают в камеру смешения, где они теряют часть давления и, приобретая кинетическую скорость, смешиваются с угольной пылью, поступающей по трубе 11 из питателя 10. Полученная смесь поступает в нагреватель 12, где приобретает необходимую реакционную температуру для образования CS₂. Реакция может начаться в нагревателе и продолжаться в реакционной камере 13. Образовавшиеся пары сероуглерода со взвесью в ней золы направляются по трубе 14 для охлаждения, очистки и пр. Зола может быть удалена фильтрацией или отстаиванием сконденсировавшегося сероуглерода или пропусканием соответственно охлажденных паров сероуглерода.

Горячие газы из топки 15 движутся по газоходам 16 и 17, обогревают сначала перегреватель 10, где требуется наибольшая температура, и при своем дальнейшем движении, попутно подогревая камеру смешения и трубы, направляются для нагревания сероиспарителя 6 и котла 4. Имея еще достаточное количество тепла, газы после очистки могут быть направлены для подсушки во взвешенном состоянии угля по способу сушки пылевидного топлива.

Котел 4 может быть заменен змеевиком из труб и в том месте, где сера при дальнейшем нагреве будет переходить в вязкое состояние, трубы могут иметь больший диаметр для свободного прохода вязкой серы.

В описанной схеме показан 1-й способ смешения паров серы и угольной пыли. На фиг. 2 виден 2-й способ смешения, где пары серы, имеющие небольшое давление и температуру 450-700, по трубе 1, направляются в пароперегреватель 3, где приобретают температуру 800° и выше, после чего направляются в смесительную камеру 4, где смешиваются с угольной пылью, поступающей по трубе 5 из питателя, и реагируют с образованием CS₂. Фиг. 3 показывает 3-й способ смешения, аналогичный приему для приготовления пылевидного топлива. Пары серы, идущие из сероиспарителя по трубе 1, разветвляются на два потока трубами 2 и 3. Пары, идущие по трубе 2, направляются в трубку смешения, где значительно теряют давление и смешиваются с угольной пылью, поступающей из питателя по трубе 7. Смесь выходит из трубы 6 и смешивается со вторичными парами серы, вырывающимися из кольцевой щели 8 насадки 9. Вторичные пары серы имеют давление и соответствующую температуру, в результате чего возникает факел реакции образования сероуглерода, помещающийся в реакционной камере 10.

Высокую температуру вторичные пары серы приобретают прохождением через перегреватель 4, нагреваемый топкой 11.

При экзотермичности реакции образования сероуглерода тепловое напряжение нагревателей может быть понижено; пары серы или смесь могут быть нагреты до 800° лишь вначале, а после того, как возникнет реакционный факел, температура подводимых к нему паров серы и смеси может быть значительно снижена.

На фиг. 4 показана схема реторты Цана, приспособленной для работы по предложенному способу. Реторта 2 крышкой 1 закрыта герметически. К реторте присоединен питатель 6 помощью трубы 8 и патрубка 10; в последний входит трубка 9 для подачи паров серы. Труба 3 служит для отвода продуктов реакции. Работа происходит следующим образом. Пары серы из отдельного сероиспарителя, который может быть помещен в той же печи, по трубе 9 попадают в патрубок 10, где смешиваются с угольной пылью (пары серы подаются с некоторым давлением). Полученная смесь отражателем 12 направляется на стенки нижней части реторты, где она соответственно подогревается и при дальнейшем движении смеси в реторте возникает реакция образования CS₂, пары которого со взвесью золы с довольно большой скоростью отводятся по трубе 3 для очистки, конденсации и пр.

Приспособленная под предложенный способ реторта будет обладать значительно большей производительностью в виду более интенсивного теплосъема отдельного сероиспарителя и более интенсивного прогрева угольных частиц смеси излучением от стенок реторты.

Предложенный способ ведения реакции для получения сероуглерода отличается большей производительностью вследствие большой реакционной поверхности угольной ныли по сравнению с углем в кусках при равном весе.

Употребляемый в ретортах Цана уголь имеет линейный размер в среднем 5 см, следовательно при кубической форме поверхность его равна 125 см². Такой же кусок, раздробленный до частиц размером 0,5 мм, имеет площадь в 15000 см². Поэтому данный способ позволяет разработать установку небольших размеров высокой производительности. Условия труда будут нормальными, так как не требуется какой-либо чистки, а также исключается возможность проникновения ядовитых газов в рабочее помещение. Использование сырья как серы, так и угля будет полное.

1. Способ получения сероуглерода взаимодействием паров серы с углем в обогреваемых извне аппаратах, отличающийся тем, что для процесса применяют угольную пыль, взвесь которой с парами серы нагревают до температуры реакции и образующийся сероуглерод улавливают обычным образом.

2. Прием выполнения способа согласно п. 1, отличающийся тем, что смешение угольной пыли с парами серы производит путем инжектировання пыли парами серы, поступающей для реакции.

3. Прием выполнения способа согласно пп. 1 и 2, отличающийся тем, что пары серы до соприкосновения с углем перегревают до температуры реакции образования сероуглерода.

4. Прием выполнения способа согласно пп. 1-3, отличающийся тем, что часть паров серы используется для инжектирования угольной пыли, а другая часть паров перегревается до температуры реакции образования сероуглерода, после чего подводится к ранее полученной взвеси угля и паров серы.