CH131442A - Verfahren zur Zerlegung von Gasgemischen, insbesondere von Luft, in ihre Bestandteile. - Google Patents

Verfahren zur Zerlegung von Gasgemischen, insbesondere von Luft, in ihre Bestandteile.

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  Verfahren zur Zerlegung von Gasgemischen, insbesondere von Luft, in ihre  Bestandteile.    Der Gegenstand der vorliegenden Erfin  dung ist ein Verfahren zur Zerlegung von  Gasgemischen,     insbesondere    v an Luft, in ihre       Bestandteile,    wobei das zu zerlegende kom  primierte Gasgemisch in zwei Teile geteilt  wird, von denen der eine Teil, von Atmo  sphärentemperatur ausgehend, in einer Ent  spannungsmaschine entspannt, durch einen  Teil eines von einem     abziehenden    Zerlegungs  produkt gekühlten     Wärmeaustauschers    ge  leitet und in die Drucksäule     eines        Zwei-          s5.ulentrennapparates    eingeführt wird,

   wäh  rend der andere Teil des komprimierten Gas  gemisches nach Durchgang durch den von  einem abziehenden     Zerlegungsprodukt    ge  kühlten     Wärmeaustauscher    und den Ver  dampfer der     Drucksäule    in letztere mittelst  eines Drosselventils entspannt     wird.     



  In der Zeichnung ist ein zur Ausführung  des Verfahrens dienender Apparat in einem  Ausführungsbeispiel dargestellt.    Der von Atmosphärentemperatur ausge  hend in einer     Entspannungsmaschine        g    ent  spannte Teil des zu zerlegenden Gasgemi  sches, zum Beispiel     komprimierter'Luft,    geht  von 1 durch .2 in einen Teil 7 des Wärme  austauschers und, nachdem er gegebenenfalls  noch die Rohrschlange 3 des Verdampfers 16  passiert hat und dort verflüssigt worden     isl,     bei 4 in die Drucksäule 5 des Zweisäulen  apparates,

   während der andere Teil der kom  primierten Frischluft nach Durchgang durch  die Leitung 6 durch den ganzen vom abzie  henden Stickstoff     gekühlten        Wärmeaustau-          scher    7a, 7 und durch die Rohrschlange     3a     des Verdampfers 16 der Drucksäule in letz  tere mittelst eines Drosselventils 8 entspannt  wird. Dieser Teil der Luft wird vor seiner  Entspannung in der Rohrschlange     3a    eben  falls verflüssigt. Bei 9 geht diese entspannte  Luft in die Drucksäule 5.  



  Der weitere Verlauf des Verfahrens ist      so, dass der sich mit Hilfe des     Kondenstors     10 bildende flüssige Stickstoff sich in der  Schale     1.1    sammelt, dann durch Rohr 12,  Ventil 1-3 und Rohr 14     oben    bei 15 in die       Niederdruckkolonne    geschickt wird.

   Ebenso  wird der im     Vendampfungsgefäss    16 'am Bo  den sich ansammelnde zirka 40     %ige    flüssige  Sauerstoff durch Rohr 17 und Ventil 18  durch die Brause 19 an geeigneter Stelle in  die obere Säule übergeführt. -     -          B    ist ein     Trocknungsaustauscher,    in wel  chem die überschüssige, vom Tiefkühlaus  tauscherteil 7 herrührende Kälte für das       Ausgefrieren    und Abscheiden der in der  Hochdruckluft enthaltenen Feuchtigkeit und       1%ohlensäure    verwendet wird.

   Das Trocknen       tmd        Reinigen;    der frischen Hochdruckluft  von Feuchtigkeit und Kohlensäure kann da  bei nur an     einer    bestimmten Stelle des     Aus-          tauschers    geschehen, denn nicht. jeder Tem  peraturbereich eignet sich dafür. Deshalb  wird dies mit dem aus.

   Teil 7 des     Wärmeaus-          tauschers    durch Rohr 20 ausströmenden       Stickstoffstrom,    der unten bei 21 in den       Trockniuigsaustauscher    B geht und oben bei  22 durch Rohr 23 in den     Austäuscherteil    7a       wieder    zurückkommt,     bewerkstelligt.    Schliess  lich entweicht dieser Stickstoffstrom,     dessen          gälte    nunmehr in vollkommener Weise     aus-          ,-enutzt    ist, bei 24 aus dem Apparat. .  



  Bei     25@    geht die das Rohr 26 durchströ  mende Hochdruckluft, die vom Kompressor  C kommt, in das Rohrsystem- des     Trock-          nungsaustauschers    B und verlässt dieses bei       274    durch das Rohr 28, das in den     Austau-          scherteil    7 führt.    Es wird also hier so verfahren, dass man  durch Ausnutzung der     adiabatischen    Ent  spannung von Luft den Trennapparat  dauernd     in    einem     Kälteüberschuss    hält, in  dem man einen Teil der an sieh für die Tren  nung     benötigten    komprimierten Luft in der  Entspannungsmaschine A direkt verarbeitet.

    Man ist dadurch imstande, -dem Trenn  apparat stets - sofort nach der Inbetriebset  zung grosse Mengen tiefgekühlter Luft zuzu  führen, was gegenüber dem bisher- gebräuch-    liehen     Abdrosselungsverfahren    den Vorteil  bietet, dass man, statt wie sonst graduell (zum  Beispiel von     +    20   bis - 140  ) und sehr  langsam, sofort und ohne Zeitverlust unmit  telbar den     gältetiefpunkterreicht.     



  Bisher benutzte man derartig arbeitende  Entspannungsmaschinen nur für die Luft  verflüssigung in sogenannten     Einsäulen-          a.pparaten,    wo es sich nicht um die Herstel  lung hochprozentigen     Sauerstoffes    handelte.  Es ist aber unmöglich; den zur Erzielung  eines günstigen Kälte- beziehungsweise     Ver-          flü.ssigungseffektes    benötigten     grossen    Gas  anteil durch die Entspannungsmaschine lau  fen zu lassen, ohne dabei die     beabsiehtigte     Trennung der Gase wesentlich zu stören.

    Diese Übelstände lassen sich jedoch gemäss  vorliegender Erfindung vermeiden, und es  ist erwiesen, dass die Anwendung der Ent  spannungsmaschine für die Trennung der  Luft in Trennapparaten mit mehrfacher       Rektifikation,    von beträchtlichen kraftwirt  schaftlichen und thermodynamischen Erfol  gen begleitet ist.

   Die Erklärung dafür fin  det sich darin, dass die     adiabatisch    in der  Entspannungsmaschine A entspannte Luft  in die erste Trennungssäule 5     (Vorreini-          güngs-        beziehungsweise        Destillatiönssäule)     eingeblasen wird, und zwar gelangt dabei  die Druckfrischluft ohne irgend welche we  sentliche     Vorkühlung    direkt in die Entspan  nungsmaschine. So erzielt man die bestmög  liche     Verflüssigung    der Luft und .erhält in  der ersten Säule ein Vorprodukt, das einem  Gehalt an Sauerstoff von etwa 40 bis 50  entspricht.

   Dadurch, dass man zur     Vorküh-          lung    der entspannten Luft kleinere Wärme  mengen benötigt, erhält man das flüssige  Produkt auf bedeutend wirtschaftlicherem  Wege als früher. Erst diese sauerstoffreiche  Flüssigkeit wird dann zwecks weiterer Rek  tifikation bei 15 in die     Niederdrücksäule    in  gebräuchlicher Weise weiter geleitet, um  dort auf die gewünschte Reinheit des Sauer  stoffes von 99 % und mehr verarbeitet zu  werden. Dieser Sauerstoff kann als Flüssig  keit- aus dem untern Teil der Niederdruck  säule     entnomrrien        werden.         Die Vorteile sind folgende:  Die     Anf        ahrzeit    des Trennapparates wird  wesentlich verringert.

   Die Verringerung ist  mit etwa 50 % bewertet. Die Kraftersparnis  während der     Anfahrzeit    fällt ebenso ins Ge  wicht, um so mehr, als die Entspannungs  maschine Kraft abgibt. Die Kraftersparnis  wurde mit 10 % .ermittelt, so dass neben der  Verringerung der     Anfahrzeit    noch ein Ener  giegewinn resultiert.  



  Das     vorbeschriebene    Verfahren ermög  licht auch, die Abmessungen des     Wärme-          austauschers    bedeutend kleiner zu wählen       als    gewöhnlich, da der     Austauscher    nicht.  für die vollständige     Vorkühlung    der ganzen  Luftmenge, sondern nur eines kleineren  Teils derselben zu dimensionieren ist.

   Da  ferner durch den sich abspielenden     isentro-          pen    Prozess mehr Kälte erzeugt wird als  für die Kühlung des Hochdruckgasgemi  sches dauernd erforderlich ist, so ergibt sich  im Trennapparat ein sehr erheblicher Kälte  überschuss, der dazu ausgenutzt wird, um  dem einen Teil des     Druckfrischluftgemi-          sches    im     Trocknungsäustauscher    B die ganze  Feuchtigkeit und andere Verunreinigungen  (Kohlensäure) zu entziehen. Die überschüs  sige Kälte kann für anderweitige, neben  industrielle Zwecke, zum Beispiel zu Eis  erzeugung oder Kühlung angewendet wer  den.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur Zerlegung von Gasgemi- sehen, insbesondere von Luft, in ihre End- bestandteile, dadurch gekennzeichnet, dass das zu zerlegende komprimierte Grasgemisch in zwei Teile geteilt wird, von denen der eine Teil, von Atmosphärentemperatur aus gehend, in einer Entspannungsmaschine ent spannt, durch einen Teil eines von einem abziehenden Zerlegungsprodukt gekühlten Wärmeaustauschers geleitet und in eine Drucksäule eines Zweisäulentrennapparates eingeführt und mit Hilfe des Verdampfers der Drucksäule verflüssigt wird,
    während der andere Teil des komprimierten Gasge misches nach Durchgang durch den von einem abziehenden Zerlegungsprodukt ge kühlten Wärmeaustauscher und den Ver dampfer der Drucksäule in letztere mittelst eines Drosselventils entspannt wird. PATENTANSPRUCH II: Einrichtung zur Ausführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch zwei in den Verdampfer der Drucksäule eingebaute Rohrschlangen, in deren einer der in der Entspannungsma schine verarbeitete Teil des Gasgemisches verflüssigt wird, ehe er in die Drucksäule eintritt, und in deren anderer der übrige Teil des komprimierten Gasgemisches vor seiner Entspannung in die Drucksäule ver flüssigt wird.
CH131442D 1926-05-24 1927-05-21 Verfahren zur Zerlegung von Gasgemischen, insbesondere von Luft, in ihre Bestandteile. CH131442A (de)

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