AT125928B - Verfahren und Einrichtung zum Zerlegen von Gasgemischen, insbesondere von Luft. - Google Patents

Description

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   Die Anwendung des   Kältespeicher-Umschalt-Wechselbetriebes   für den Kältetausch bei der Gasgemischzerlegung wird einigermassen beeinträchtigt durch den Umstand, dass beim Umschalten die Zerlegungsprodukte sich mit der jeweiligen   Gasgemischfüllung   der Kältespeicher mischen und deshalb nicht im ganz reinen Zustand gewonnen werden können. Wenn nun zwar diese Mischung auch nur eine Verunreiningung von 2 bis 3% verursacht, so ist doch dadurch in solchen Fällen, wo es auf besondere Reinheit der   Zerlegungsprodukte. wie z.   B. heim Handelssauerstoff, ankommt, die Anwendungsmöglichkeit des Kältespeicher=Umschalt-Wechselbetriebes in Frage gestellt.

   Zudem ist eine Vereinfachung der Einrichtung in der Weise erwünscht, dass an Stelle der zwei Paar Kältespeicher (ein Paar für das Gasgemisch und das Leichtsiedende der Zerlegungsprodukte und ein zweites für das schwersiedende Zerlegungssprodukt) nur ein   Kältespeicherpaar erforderlich würde.   



   Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren, das   Schwersiedende   der Zerlegungsprodukte. bei Luft also den Sauerstoff auch bei der Anwendung des Kältespeicher-UmschaltWechselbetriebes unvermischt zu gewinnen und den Betrieb mit nur einem Kältespeicherpaar zu ermöglichen. 



   Zu diesem Behufe kommt hier eine Kombination des Kältespeicher-Umschalt-Wechselbetriebes mit einem kontinuierlichen Kältetausch zur Anwendung. 



   Die Einrichtung zur   Durchführung   des Verfahrens besteht somit nur noch aus 2 Kältespeichern für Gasgemisch- leichtseiedendes Zerlegungsprodut und einem   Röhren-Gegenstrom-   kälte-Tauscehr für   Gasgemisch-schwersiedendes Zerlegungsprodukt.   



   Der Hauptteil des Gasgemisches (bei Luft   also 4   und   das gesamte leichtsiedende Zer-   legungsprodukt (bei Luftzerlegung der   Stickstoff)   verkehrt in den Kältespeichern   a'und a im     Umschalt-Wechselbetrieb,   der kleinere Teil   (#)   und das schwersiedende Zerlegungsprodukt (der Sauerstoff) dagegen in kontinuierlich wirkenden   Gegenströmern.   



   Der kontinuierlich wirkende   Gegenstrom-Kältetausch besitzt aber bekanntlich den   Nachteil. dass sich in den Gegenströmern der Reif aus dem Wasserdampf- und Kohlensänregehalt des Gasgemisches ansammelt, was beim   Kältespeicher-Umschalt-Wechselbetrieb nicht   der Fall ist, weil bei diesem der Reif von den Zerlegungprodukten durch Sublimation wieder aufgenommen wird. 



   Zur Behebung dieses   Übelstandes   ist man   neuerdings   dazu   übergegangen,   auch die   Röhren-Gegenstrom-Kältetanscher   umschaltbar zu machen, so dass dus Gasgemisch tageweise durch den Raum des Gegenströmers geleitet wird, in welchem vorher eines der Zerlegungsprodukte verkehrte und umgekehrt. 



   Auf diese Weise kann auch in Röhren-Gegeströmern der Reif aus dem Gasgemisch an die Zerlegungsprodukte durch Sublimation übertragen werden. 



   Das kennzeichnende Merkmal der Erfindung besteht nun darin, dass der   Kältespeicher-     Umschalt-Wechselbetrieb   für den   Kältetanscb   zwischen dem grösseren Teil des Gasgemisches und dem leichtsiedenden Zerlegungssprodukt mit dem kontinuierlichen   Kältetausch zwischen   dem   schwersiedenden   Zerlegungsprodukt und dem kleineren Teil des Gasgemisches entweder 

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 unter Hochdruckverdichtung des flüssigen Sauerstoffs oder im Niederdruckbetrieb und in beiden Fällen unter Anwendung des an sich bekannten Gegesntrömer-umschalbverfahrens verbunden wird,

   um sowohl das   sehwersiedende   Zerlegungsprodukt ohne Verzicht auf den KältespeicherUmschalt-Wechselbetrieb in reinem Zustand gewinnen zu   können   als auch die Ansammlung von Reif im Gegenströmer zu umgehen. 



   Auf beiliegender Zeichnung ist die Einrichtung zur   Durchführung   des Verfahrens in 
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Sie besteht aus den beiden Kältespeichern   (il,   a" für den Kältetausch der grösseren Gasgemischmenge mit dem leichtsiedenden   Zerlegungsprodukt,   dem Trenner d. dem umschaltbaren   Niederdruck-Gegenströmer f und dem Hochdruch-Gegenströmer g. diese beiden Gegenströmer   kommen nur wahlweise, entweder der eine für   Niederdruck-oder   der andere   für Hochdruck-   betrieb zur Anwendung. 



   Der grössere Teil des Gasgemisches wird durch das Umschaltventil h' bei k' in den Kältespeicher 0'eingeleitet, nimmt in diesem Kälte von dem Eiseninhalt des Kältespeichers auf und wird durch Leitung 1 in den Trenner d geführt. dort in seine Hauptbestandteile zerlegt und das leichtsiedende Zerlegungsprodukt sodann mit Leitung 4 durch den Kältespeicher   ss geleitet und durch   das Umschaltventil   7/ bei entnommen. nachdem   es seine Kälte in den   Kältespeicher   a" abgegeben hat. 



   Nach einigen Minuten wird umgeschaltet und der betreffende Teil des   Gasgemisches durch   bei   11'eingeleitet. welcher   dort die   Kälte   aufnimmt, die vorher von dem   leichtsiedenden Zer-   legungsprodukt an den Eiseninhalt des   Kältespeichers   abgegeben wurde und durch Leitung 3 in den Trenner geführt, dort zerlegt und das   leichtsiedende   Zerlegungsprodukt mit Leitung 2 durch den Kältespeicher a'und das Umschaltventil h' bei m' entnommen. nachdem es seinen Kälteinhalt im Kältespeicher al abgegeben hat. 



   Der kleinere Teil des Gasgemisches wird bei o mit   3-4 Atm. Überdruck dem Gegen-   strömer   f   zugeführt, innerhalb dessen Rohrspirale s von oben nach unten   hindurchgeleitet und   mit Leitung 5 nach dem Trenner d geführt und dort zerlegt. 



   Das Schwersiedende der Zerlegungsprodukte wird durch Leitung 6 flüssig in den Gegenströmer f übergeleitet, in diesem verdampft und in Gasform dann ausserhalb der Rohrspirale s von unten nach oben hindurchgeführt um bei t entnommen zu werden. 



   Etwa jeden Tag einmal wird der Gegenströmer mit dem Wechselventil !   umgeschaltet   und dann einen Tag lang das Gasgemisch bei o   zugeführt   und aussen um die Rohrspirale x herum von oben nach unten durch den Gegenströmer geleitet und durch Leitung 7 in   den   Trenner   d     geführt, während   in dieser Zeit das   schwersiedende Zerlegungsprodukt aus dem   
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 nach oben hindurchgeführt und bei t entnommen wird. 



   In solchen   Fällen,   wo das schwersiedende Zerlegungsprodukt. wie beispielsweise beim Handelssauerstoff. im hochverdichteten Zustand in Stahlflaschen in Verkehr kommt.   wird an   
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 Kolbenpumpe      gegen den hohen Druck der Stahlflaschenfüllung in den   Gegenströmer y ge-   fördert. Gleichzeitig wird ein Teil des zu zerlegenden Gasgemisches auf denselben Druck verdichtet, bei   0'in   den Gegenströmer geleitet und durch diesen in einem der beiden Rohre 
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 leitet wird. 



   Dieser Hochdruck-Gegenströmer ist ebenfalls für tageweise Umschaltung eingerichtet. wie sie beim Betrieb des   Niederdruck-Gegenströmers   bereits beschrieben ist.   Dazu gelJören dip   Leitungen   71 und 81 und   das Wechselventil   if.   

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Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : EMI2.5 dadurch gekennzeichnet, dass der Regeneratorbetrieb für den Kälteetausch zwischen dem grösseren Teil des Gasgemisches und dem leiehtsiedenden Zerlegungsprodukt mit dem kontinuierlichen EMI2.6 Gasgemisches entweder unter Hochdruckverdichtung oder im Niederdruckbetrieb unter An- wendung des an sich bekannten Gegenströmer-umschaltverfahrens verbunden wird.

   um das schwersiedende Zerlegungsprodukt ohne Verzicht auf den Kältespeicher-umschalt-Wechselbetrich bezüglich des grösseren Teiles des Gasgemisches und des leichtsiedenden Zerlegungsproduktes in reinem Zustande gewinnen zu können und um die Ansammlung von Reif im Gegenströmer für den kleineren Teil des Gasgemisches und des schwersiedenden Zerlegungspruchuktes zu EMI2.7 <Desc/Clms Page number 3> 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestellend aus zwei Regeneratoren für den Kä1tetausch zwischen dem grösseren Teil des Gasgemisches und dem leichtsiedenden Zerlegungsprodukt und einem kontinuierlich arbeitenden Gegenstrom-Kältetauscher für den Kältetausch eines kleineren Teils des Gasgemisches mit dem schwersiedenden Zerlegungsprodukt.

   3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus zwei Regeneratoren und einem Gegenstrom-Kältebauscher mit zwei Wechselventilen zum Umschalten des Gegenstrom-Kältetausohers für die periodische Entfernung des Reifes durch Sublimation. EMI3.1