KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
Klasa 75 (1)
INDUSTRISKE SVOJINE
Izdan 1 novembra 1934.
PATENTNI SPIS BR. 11117
H^dro Mitro S. A. Geni Švajcarsha i Dipl. ing. Hobler Thadeus,
Pariš, Francuska.
Postupak za potpuno ili skoro potpuno ponovno dobivanje kompresionog rada, pri
spravljanju azotne kiseline pod pritiskom.
Prijava od 21 jula 1933.	Važi od 1 marta 1934.
Spravljanje azotne kiselne pod pritiskom, ima razna preimućstva prema do sada uobičajnom spravljanju azotne kiseline bez pritiska. Ono omogućava rlobivanje mnogo koncentrisanije kiseline i čini veliku uštedu potrebe prostora i materijala. Ali protiv tih preimućstava stoji potreba velike količine e-nergije za kompresioni rad. PokUšavano je, da se energija krajnjih gasova dobije ponova, ali je to do sada uspelo samo delimično, pošto je kompresioni rad mogao biti, pomoću dosadanjeg ponovnog dobivanja energije, pokriven sa jedva 40- 60o/o. Pri tome treba uzeti u obzir, da se volumen krajnjih gasova smanjuje usled potrošnje kiseonika iz vazduha i apsorpcije i da stepen dejstva ekspanzione mašine i Kompresora nije 100°/o-ni.
Već je upotrebljavan jedan deo toplotne energije vrućih azotnih oksida, koji nije bio potreban za predgrevanje mešavine amonijaka i vazduha, za predgrevanje ekspanziji dovođenih krajnjih gasova. Pri tome su krajnji gasovi bivali samo toliko predgre-vani, da njihova energija nije bila dovoljna za pokriće kompresionog rada.
Sada je ustanovljeno, da se krajnji gasovi mogu pomoću toplote, koja se nalazi u sistemu, na tako visoku temperaturu pred-grejati, da mogu prilikom njihove ekspanzije, u izvesnim granicama pritiska, potpuno ili skoro potpuno da pokriju kompresioni rad. Prema ovom pronalasku bivaju krajnji gasovi, koji se uvode u ekspanzionu mašinu, tako jako predgrejani, da su ekspanzioni gasovi ekspanzione mašine dovoljno vrući, da mogu
da pregreju u prvom stepena pritisne gasove, koj idolaze iz apsorcije i koji se dalje zagrevaju do željene visine u drugom stepena, pomoću izmene toplote sa gasovima izgaranja. Krajnji gasovi, čiji pritisak treba da se iskoristi, bivaju zagrevani prema pronalasku na temperaturu čija visina je određena vladajućim pritiskom, kompresionim radom, koji treba izvršiti ii nastupajućim gubitcima, toplotom, koja se nalazi isključivo u sistemu. Zagrevanje krajnjih gasova vrši se na taj na čin, što se!prvo predgreva pomoću ekspanzionih gasova, a što še zatim pomoću azotnih oksida dovodi na „visoku temperaturu’ . Pri tome stoji uvek ponova na raspoloženju, temperatura, potrebna za predgrevanje, u povišenoj temperaturi otpadnih gasova, dok se za postizanje „visoke temperature’' potrebna temperatura uzima od azotnih oksida. Temperatura vrućih azotnih oksida pri tome se snižava toliko, da je dovoljna za predgrevanje mešavine vazduha i amonijaka na optimalnu temperaturu.
Već je poznato, da se pri ekspanziji vrućih gasova u ekspanzionim mašinama toplotna sadržina izrađenih otpadnih gasova iskorišćuje za predgrevanje ekspanzionih gaso va. Dalje je već preporučivano, da se prilikom apsorpcije pritiska raznih gasova ne-apsorbovani krajnji gasovi pred ekspanzijom zagrevaju pomoću dodavanja toplote, da bi se t ime u većoj meri dodavala potrebna kompresiona energija.
Prema tim poznatim načinima rada sadrži postupak prema ovom pronalasku različitu novu oznaku, što se ti neapsorbovani.
Din. 15.—
krajnji gasovi zagrevaju mnogo više nego što je do sada bilo uobičajeno. Na tu se meni nije bilo lako setiti, pošto se nije moglo bez dalnieg pretpostaviti, da je otpadnu to-plotu od otpadnih gasova moguće upotre-biti za tako visoko zagrevanje pritismh gasova, koji dolaze od apsorpcije, i što se moralo računati, pri uvođenju tako visoko zagrejanih pritisnih gasova u ekspanzionu mašinu, sa teškoćama, naročito odnosno kon-strukcionog materijala i (maziva. Te teškoće se u ovom postupku otklanjaju na sledećr opisani način.:
U slici 1 je šematički pretstavljen jedan primer uređenja pogodnog uređaja za izvođenje postupka.
U jednoj klipnoj mašini 1 biva vaz-duh za izgaranje komprimovan na potreban pogonski pritisak na pr. na 8 atm. Komprimovani vazduh za izgaranje oslobo-đava se pažljivo u filteru 11 od ulja ,i sprovodi se u napravu za izmenu toplote 3. Usput se tečni amonijak ubrizgava pomoću jedne naročite pumpe za doziranje 2 u vaz-dušni sprovod. Pumpa za doziranje 2 spojena je sa klipnom mašinom 1, tako, da je osiguran jedan stalan odnos između amonijaJ ka i količine vazduha. Na 3 atm. komprimo-vana po prolazu kroz napravu za izmenu to plote 3 na oko 330° pradgrejana mešavina a-monijaka i vazduha, ulazi u oksidacioni ele-menat 4. Gasovi pomešani sa ovde stvorenim azotnim oksidima, zagrejani reakcionom toplotom na 850°, prolaze kroz napravu za izmenu toplote 5 i dolaze, pošto su tu dali jedan deo svoje toplote sa temperaturom od oko 425° u rapravu za izm.nu toplote 3, koju napuštaju sa temperaturom od 204°, predgrevajući mešavinu amonijaka i vazduha. U hladnjači 6 bivaju azotni oksidi definitivno ohlađeni, kondenzat staložen i u apsorberima 7 oksidisan i u vodi apsorbovan. Krajnji gasovi, koji izlaze sa temperaturom od oko 25‘? iz alkalne peri-onice 8, predgrevaju se u napravi za izmenu toplote 9, na oko 250a, a zatim u napravi za izmenu toplote 5 na 780°, a potom se dovode u ekspanzionu mašinu. Otpadni gasovi, koji izlaze iz ekspanzione mašine sa oko 373° odvode se po prolazu kroz napravu za izmenu temperature 9. Ventili 12 i 13 Služe za regulisanje temperature me-šavine amonijaka i vazduha, odn. krajnjih gasova. Sprovod 14 i ventil 15 služe za uvođenje pregrejane vodene pare, koja služi za stavljanje klipne mašine u pogon. Povratni ventil 16 sprečava povraćanje pare.
Temperature navedene u ovoj radnoj šemi odgovaraju radnom pritisku od 8 atm. Temperatura predgrevanja mešavine amonijaka i vazduha, temperatura azotnih oksida, koji napuštaju elemenat za izgaranje 4, kao i
temperatura izrađenih krajnjih gasova, koji izlaze iz ekspanzione mašine, može i pri drugim radnim pritiscima biti održavana na od prilike navedenoj rednoj veličini. Temperatura gasova, koji se uvode u ekspanzionu mašinu, koja treba da se prilagodi vladajućem radnom pritisku, može se odgovarajući regulisati. Naznačene druge temperature pomeraju se prema izabranom pritisku i prema vladajućim pritisku prilagođenoj „visokoj temperaturi’ , naravno može se za izrađene gasove i neka druga temperatura postaviti kao osnova. Moćnost naprave za izmenu toplote prilagođava se svagda utvrđenim radnim odnosima. Broj naprava za ližmenu toplote isto tako i sprovod gasova kroz njih, mogu biti različito kombinovani.
Prema gornjem primeru iznosi opadanje toplote krajnjih gasova T, -Ta = 780° — 373'’= 407J. Kada ni krajnji gasovi, pod i-nače istim radnim uslovima, bivali iz alkalne perionice 8 neposredno dovođeni u napravu za izmenu toplote 5, cnda bi T, iznosilo samo 780—250 + 25 = 555°. Ako se pusti jedan gas zagrejan na T^SSS0 da ekspandira od 8 atm. na 1 atm., dobiva, se krajnja temperatura od r32(, pr^ma teme bi op danje tempe.ature TJ—T2 = 555 — 232 iznosio sv.ga 323’, a to znači, da radni ekvivalenat količine toplote pretvorene u rad ne bi bio dovoljan za pokrivanje kompresi-onog rada.
Usled visoke početne temperature krajnjih gasova, koja je karakteristična za ovaj postupak, pojavljuju se teškoće, naročito u pogledu pronalaženja konstrukcionog materijala, koji treba osim svih potrebnih osobina za građenje motora, da ima i tu, da je postojan na toploti. Slične teškoće susreću se i pri izboru maziva.
Pri manjim radnim pritiscima i usled toga manjim početnim temperaturama, mogu s e opisane teškoće ukloniti na pr. upotrebom akcione gasne turbine, pri čemu je opadanje temperature gasova, koje je zavisno od opadanja pritiska na izlazu iz dizni već izvršeno. Za učvršćenje dizne može se lako naći materijal dovoljno otporan na toploti. Svi ostali delovi turbine izloženi su samo temperaturi izrađenih (ekspandovanih) gasova, čime se pomenute teškoće mogu savladati.
Ali te teškoće se uklanjaju kod klipne mašine i na taj način, što se ekspan^ zija krajnjih gasova i kompresija mešavine vazduha za izgaranje vrše u istom cilindru i što naizmenično svakoj ekspanzionoj periodi krajnjih gasova, sledi jedna kom-presiona perioda vazduha za izgaranje, čime se osigurava dovoljno niska srednja tempe-
ratura u cilindru, kako za konstrukcioni materijal, tako/ i za mazivo.
Takav način rada da se lako izvesti n. pr. u četvorotaktu. Teoriski diagram prema s’ 2 pretstavlja jedan takav radni hod.
U prvom dizanju od tačke A do B usisava se vazduh za izgaranje sa oko 20°; u drugom dizanju od tačke B do C izbacuje se jedan deo usisanog volumena vazduha, a u daljem delu dizanja sprovodi se kompresija vazduha za izgaranje; naposletku između tačke D i E gura se komprimovani vazduh u pritisni sprovod. U prvom odseku trećeg dizanja u tački E počinje ulazak krajnjih gasova. Do tačke F navršuje se punjenje, a od F do G ekspanzija; od tačke C do B vrši se predizlaz, a od B do H ispuštanje.
Kao što se vidi, odgovara prvo i drugo dizanje, izuzev puta B—C, jednom kom-presionom diagramu, a treće i četvrto dizanje normalnom diagramu jedne ekspanzione mašine.
Opisani diagram je čisto teorijski. Praktički postaje polje rada diagrama manje. Prevučena crtama površine D, F, G, B, C, predstavlja pozitivan rad, a E,E’, D, D', i površina H, A, B negativan rad. Razlika predstavlja radni suvišak za pokrivanje gubitaka.
Napominje se da krajnji gasovi, koji izlaze iz alkalne perionice sadrže još samo minima’ne tragove od N02 a i ti se kod primenjene ,,visoke temperature” disociraju, tako da gasovi, koji sadrže samo još tragove od NO ne prouzrokuju koroziju.
Opisani način rada može se primeniti,
ako se izgaranje mešavine amonijaka i vazduha vrši bez pritiska, a samo apsorpcija pod pritiskom. U tom slučaju može se vršiti zgušnjavanje nitroznih gasova pomoću jednog u tu svrhu već preporučenog tur-bokompresora, za koga se dovodi pogonska snaga na pr. od jedne akcione turbine pokretane pomoću krajnjih gasova.
Patentni zahtevi:
1)	Postupak za potpuno ili skoro potpuno ponovno dobivanje kompresionog rada pri spravljanju azotne kiseline pod pritiskom uz is-korišćavanje energije neapsorbovanih krajnjih gasova i reakcione toplote oksidacije amonijaka, naznačen time, što se krajnji gasovi, koji se uvode u ekspanzionu mašinu, tako visoko predgrevaju, da su ekspanzioni gasovi ekspanzione mašine dovoljno vrući, da mogu da predgreju u prvom stepenu pritisne gasove, koji dolaze od apsorpcije, za čim se isti u drugom stepenu u izmeni toplote sa gasovima izgaranja zagrevaju do željene visine.
2)	Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, što se potpuno postiže zagrevanje krajnjih gasova na visoku ulaznu temperaturu pomoću azotnih oksida i predgrevanje mešavine amonijaka i vazduha pomoću vrućih otpadnih gasova.
3)	Postupak prema zahtevu 1 i 2, naznačen time što se ekspandovanje visoko zagrejanih krajnjih gasova vrši u jednoj klip-noj mašini na taj način, što se ekspanzija krajnjih gasova i kompresija mešavine vazduha vrše u istom cilindru.



■ '



















■
!


:










■






.








Ad patent broj 11117
H
F/o.S..

B