DE585281C - Verfahren zum Trocknen von komprimierten, durch Verfluessigung zu zerlegenden Gasgemischen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Trocknen von komprimierten, durch Verflüssigung zu zerlegenden Gasgemischen Bei mittleren und kleinen Anlagen zur Trennung von Gasgemischen,. insbesondere von Luft, zur Gewinnung von Sauerstoff und/oder Stickstoff (etwa bis. zu zoo cbm/Std.) benutzt man zur Trocknung der Luft Trockenbatterien, die aus einer oder mehreren mit Ätzkali oder Chlorcalcium gefüllten Flaschen bestehen, in denen das zu verarbeitende Gas beim Hindurchstreichen von der mitgeführten Feuchtigkeit befreit wird. Bei größeren Anlagen hat man diese Trockenbatterien bereits mit Erfolg durch umschaltbare Kühl- und Ausfrierapparate ersetzt, die mit flüssigem Ammoniak gekühlt werden. Hierbei wird mittels einer Ammoniakkühleinrichtung bereits vor dem Einlassen von Luft eine derart tiefe Temperatur in den Kühlapparaten erzeugt, daß der weitaus größte Teil der Feuchtigkeit in den umschaltbaren Ausfrierapparaten niedergeschlagen wird und der Tiefkühlwärmeaustauscher sowie der Trennungsapparat von Anfang an trockene Luft erhalten. Die Ammoniakkühleinrichtung dient bei solchen Anlagen gleichzeitig dazu, während des ganzen Betriebes die für ein genügendes Ausfrieren der Feuchtigkeit notwendige Temperatur in den umschaltbaren Kühl- und Ausfrierapparaten zu halten.
• Es ist ferner ein Arbeitsvorgang bekanntgeworden, der für die Trocknung von Luft bei Verwendung zweier Luftströme nach dem Hoch- und Niederdruckverfahren bestimmt ist. Die zum Ausfrieren der Feuchtigkeit erforderliche Kälte wird hier von der zu verarbeitenden Luft selbst erzeugt. Die Niederdruckluft wird vor ihrem Eintritt in den Trenner hinter den Ausfrierapparaten in einer Expansionsmaschine entspannt, wobei die entstehende Kälte zum Ausfrieren der in der gesamten Luft enthaltenden Feuchtigkeit dient. Beim Anfahren wird so vorgegangen, daß entweder in die Hochdruckluftleitung eine Hilfstrockenbatterie eingeschaltet wird, die erst abgeschaltet wird, wenn der Ausfrierapparat die erforderliche Temperatur hat, oder es wird zunächst nur Niederdruckluft so lange in der Entspannungsmaschine entspannt, bis der Ausfrierapparat genügend kalt ist, und hierauf der Hochdruckkompressor zugeschaltet.
• Die vorliegende Erfindung bezweckt, die Vorteile des Ausfrierens der Feuchtigkeit (Wasserdampf) aus dem zu verarbeitenden komprimierten Gasgemisch, z. B. Luft, für Zerlegungsanlagen jeder Größe nutzbar zu machen, und zwar ohne Verwendung einer besonderen Expansionsmaschine und einer fremden Kältequelle, wie einer Ammoniakkühlvorrichturig o. dg1., wobei jedoch zwecks Abkürzung der Anfahrzeit und zur. Vereinfachung der Anlage die gesamte Luftmenge von Anfang an verarbeitet wird.
• Zu diesem Zweck wird beim Anfahren die gesamte verdichtete Luft oder ein sonstiges Gemisch durch ein Drosselventil entspannt und lediglich durch die dabei entstehende Kälte auf die zum Ausfrieren des Wasserdampfes notwendige Temperatur gebracht. Beim Anfahren (Kaltfahren) werden die umschaltbaren Ausfrierapparate durch Entspannung der Luft und durch Kälteaustausch mit dem zurückströmenden kalten Gasgemisch bis auf die für - den Dauerbetrieb notwendige Temperatur abgekühlt. Insbesondere wird die Kälte zum Abkühlen der Ausfrierapparate während des Anfahrens durch Entspannung des Gasgemisches unmittelbar hinter denselben erzeugt, ohne daß das Gasgemisch in den übrigen Teil der Zerlegungsanlage gelangt; vielmehr wird dieses erst dann allmählich eingelassen, wenn die für den Dauerbetrieb notwendigen Temperaturen in den Ausfrierapparaten erreicht sind. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist somit, daß in die nicht umschaltbaren Apparate -Wärmeaustauscher und Trenner -kein ungereinigtes Gas gelangen kann, da beim Anfahren das durch das Drosselventil entspannte Gas sofort durch die Ausfrierapparate zurückströmt und Wärmeaustauseher und Trenner durch Absperrorgane abgeschaltet sind, und daß das Drosselventil in einer Verbindungsleitung zwischen der Hochdruckleitung und der Leitung für das rückströmende Gas angebracht ist, so daß während der Entspannung ausgeschiedene Verunreinigungen des Gasgemisches in dieser entsprechend groß bemessenen Leitung sich absetzen und Verstopfungen der engeren Rohrleitungen vermieden werden.
• Das Verfahren soll an Hand einer in der Zeichnung dargestellten Anlage beispielsweise für die Trocknung zu zerlegender Luft zwecks Gewinnung von Sauerstoff näher erläutert werden.
• Die von C02 befreite Luft wird in dem Kompressor A beispielsweise auf aoo atü Druck beim Anfahren bzw. auf 6o atü Druck im Dauerbetrieb komprimiert und in einem Ölabscheider B von mitgerissenem Öl befreit. Die Luft gelangt dann durch Leitung a in einen Vorkühler C, in welchem im Dauerbetrieb die Abkühlung auf +:2' erfolgt, so daß das Kondensat noch ablaufen und sich im unteren Teil des Apparates sammeln kann, jedoch noch nicht gefriert. Dieses Kondensat wird von Zeit zu Zeit durch ein Ventil ausgeblasen. Die Temperatur von +:2' am oberen Ende dieses Vorkühlers wird dadurch reguliert, daß, soweit wie notwendig, kalter Stickstoff aus dem Tiefkühler E mittels Ventils I zugesetzt wird. Die Luft gelangt durch Leitung a mit der Temperatur -f- 2° in die umschaltbaren Ausfrierapparate D, von denen jeweils eine Säule im Betrieb ist, während die zweite selbsttätig mittels erwärmten Stickstoffes aufgetaut wird. In diesem Apparat erfolgt im Gegenstrom zu dem abziehenden Sauerstoff und Stickstoff die weitere Abkühlung auf - 30° C, womit das weitere Ausscheiden von Feuchtigkeit bis auf einen geringen Rest verbunden ist, entsprechend der bei dem betreffenden Druck von beispielsweise 6o atü und der Temperatur von - 30° C noch möglichen Sättigung der Luft mit Wasserdampf. Das ausgeschiedene Kondensat gefriert, und wenn die im Betrieb befindliche Säule eingefroren ist, was sich aus den abgelesenen Temperaturen erkennen läßt, wird auf die zweite Säule umgeschaltet, welche inzwischen durch den erwärmten Stickstoff aufgetaut wurde. Die getrocknete Luft gelangt mit der Temperatur von - 30° C durch Leitung a und Ventil III in einen Gegenstromtiefkühler E und durch Ventil V in den Trenner F, wo in bekannter Weise die weitere Abkühlung bis auf Verflüssigungstemperatur und die Entspannung und Zerlegung erfolgt.
• Beim Anfahren der Anlage werden der Gegenstromtiefkühler E und der Trenner F mittels der Ventile III und IV vollkommen abgeschaltet. Die zuströmende und auf Zoo atü komprimierte Luft wird mittels Anfahrventils II entspannt und strömt in der Stickstoffableitung b zurück. Die durch die Entspannung abgekühlte Luft dient zur Vorkühlung der warm eintretenden Luft, bis in an sich bekannter Weise durch Entspannung genügend vorgekühlter Luft am oberen Ende der umschaltbaren Austauscher die Temperatur von beispielsweise - 3o° C erreicht ist, bei welcher mit Sicherheit der erforderliche Grad der Trockenheit in der Luft erzielt wird. Dann werden allmählich die Ventile III und IV geöffnet, so daß kalte, trockene Hochdruckluft durch den Tiefkühler E und das Ventil V in den Trenner F gelangt, hier entspannt wird und abgekühlt zurückströmt. Damit wird die ganze Apparatur kalt gefahren. In dem gleichen Maße, wie Ventil III und das Entspannungsventil des Trenners geöffnet werden, wird Ventil II geschlossen, damit der Hochdruck konstant bleibt, bis nach beendigter Abkühlung das Ventil II vollkommen geschlossen ist, der Druck ermäßigt werden kann und damit der Dauerbetrieb eingeleitet wird.

Claims (1)

1. PATrNTANSPRUCIi Verfahren zum Trocknen von komprimierten, durch Verflüssigung zu zerlegenden Gasgemischen, z. B. Luft, Koksofengas, bei der Inbetriebnahme der Anlage, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Inbete iebnahme (beim Anfahren) der Anlage die das komprimierte Gasgemisch zum Trennapparat (F) führende Leitung und die Rückleitung (b) für eins der entspannten Zerlegungsprodukte, z. B. für den Stickstoff, abgesperrt werden und das gesamte komprimierte Gasgemisch durch ein Drosselventil (II), das in einer Verbindungsleitung (c) zwischen der Hochdruckleitung (a) und der Rückleitung (b) angebracht ist, hinter den Ausfrierapparaten (C, D) entspannt und durch die dabei entstehende Kälte ohne Zuhilfenahme einer fremden Kältequelle das neu hinzutretende komprimierte Gasgemisch in den Ausfrierapparaten so lange vorgekühlt wird, bis es am kalten Ende der Ausfrierapparate die zum vollständigen Ausfrieren des Wasserdampfes notwendige Temperatur erreicht hat, die sich im Dauerbetrieb durch Rückströmung der entspannten, aus dem Verflüssigungs- oder Zerlegungsapparat (F) kommenden kalten Gase an dieser Stelle ergibt. BERLIN. GEDRUCKT INDER REICHSDRUCKEREI