AT134977B - Abscheidung von Dämpfen in fester Form aus Gasgemischen, insbesondere Gewinnung fester Kohlensäure. - Google Patents

Description

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  Abscheidung von Dämpfen in fester Form aus Gasgemischen, insbesondere Gewinnung fester Kohlen- säure. 



   Nach dem Verfahren des Stammpatentes Nr. 122588 werden die aus Luft und andern Gasen in festem Zustand ausgefrorenen Dämpfe aus der Einrichtung durch nachträgliche Verflüssigung entnommen, indem das von den Dämpfen zu befreiende Gas nach erfolgter Vorkühlung im periodisch wirkenden   Kältespeicherwechselbetrieb   durch einen Ammoniakverdampfer geleitet wird, wo sich die Dämpfe als Reif niederschlagen und dann durch abwechselndes Erwärmen des Verdampfers verflüssigt werden, während das von Dämpfen befreite Gas durch die umsehaltbaren Kältespeicher herausgeleitet wird und in diesen seine Kälte wieder abgibt. 



   In manchen Fällen ist es erwünscht, die ausgefrorenen Dämpfe in fester Form zu erhalten. Das trifft insbesondere für Kohlensäure zu, welche aus den Abgasen einer Feuerung oder von Hochöfen oder aus Kalksteinbrennöfen nach diesem Verfahren ausgefroren werden soll. 



   Gegenstand der Erfindung ist die Abscheidung von Dämpfen aus Gasen, insbesondere von Kohlensäure, nach dem Verfahren des Patentes Nr. 122588, jedoch in fester Form, z. B. als Schnee, der periodisch oder kontinuierlich aus der Einrichtung entnommen und zu Blöcken verpresst wird. 



   Mit der Entnahme des Kohlensäureschnees ist ein entsprechender Kälteverbrauch verbunden, der durch eine gleich grosse Kälteerzeugung ausgeglichen werden muss. 



   Zu diesem Zwecke wird das kohlensäurehaltige Gas auf 5-15   a ! ? verdichtet,   in Kältespeichern bis   auf -1000 C gekühlt   und dann in einer Expansionsmaschine entspannt, wobei weitere Abkühlung eintritt unter teilweiser Erstarrung der Kohlensäure zu Schnee. Dieser Schnee wird dann in bekannter Weise durch ein Filter in einer Filterkammer abgeschieden und das Abgas durch die Kältespeicher wieder herausgeleitet. 



   Je nach der Höhe des   Überdrucks,   auf den das Abgas verdichtet wird, kann in der Expansionsmaschine auf 1 kg Abgas eine Kälteleistung von 15 bis 25 Cal. erzielt werden, so dass pro Kilogramm   Kohlensäureselmee   6-10 kg Abgas umzusetzen sind, da der Kälteinhalt eines Kilogramm Kohlensäureschnee etwa 150 Cal. beträgt. 



   Das Abgas von Feuerungen enthält in der Regel 15-18 Gewichtsprozente Kohlensäure, soweit es aus Kalksteinbrennöfen stammt, kann es bis zu 50% Kohlensäure enthalten, jedoch wird nicht der gesamte Kohlensäuregehalt des Abgases bei einmaligem Durchgang der Gase durch die Apparatur in Form von Schnee gewonnen, weil dies den Betrieb der Expansionskältemaschine unwirtschaftlich machen würde, denn mit der Abnahme des Kohlensäuregehaltes sinkt auch die Temperatur, bei der die Kohlensäure aus dem Abgas ausfriert, und damit die Kälteleistung der Maschine im Verhältnis zur aufgewendeten Verdichtungsarbeit. 



   Deshalb ist es vorteilhafter, immer nur einen Teil des Kohlensäuregehaltes aus dem Abgas auszufrieren, den Rest aber ins Freie entweichen zu lassen. 



   Mit einer Pferdekraftstunde kann nach Carnot theoretisch eine Kälteleistung   bei-100  C   =   173   
173 
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 davon = 350 Cal. entsprechend rund 2 kg Kohlensäuresehnee, wenn der Kraftbedarf für das Pressen zu Eisziegel mit eingerechnet wird. 



   Bei der Verbrennung von einem Kilogramm Koks mit einem Gehalt von   80%   Kohlenstoff entstehen 
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 bei kleinen Dampfkraftanlagen für eine Leistung von 1 PS. h ausreichen, so dass der Rohstoffaufwand für 2 kg Kohlensäureeis aus dem Verbrauch von einem Kilogramm Koks besteht. 



   Da bei der Verbrennung von   1 leg   Koks 3 kg Kohlensäure entstehen, aber mit der Wärmeleistung daraus nur 1 PS. h an Kraft gewonnen wird, womit   2 leg Kohlellsäureeis   erzeugt werden können, so ergibt sich daraus, dass aus dem Abgas nur zwei Drittel der Kohlensäuremenge auszufrieren sind. 



   Auf der Zeichnung ist die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens in einem   Ausführung-   beispiel schematisch dargestellt. 



   Sie besteht aus den beiden   Kältespeichern   e', e"für das kohlensäurehaltige Abgas, der Expansionsmaschine a, der   Schneefilterkammer   r, den   Umsehaltventilen   mit   Umsehaltgestänge     v   und Steuerungzylinder mit   Druekluftbetrieb   z. Das Abgas mit 15-18 Gewichtsprozent Kohlensäure tritt bei f'mit 
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 verbleibenden permanenten Gase (in der Hauptsache Stickstoff) mit dem nicht ausgefrorenen Teil der Kohlensäure vom Reif durch ein Filter   M   getrennt werden, um dann durch den Kältespeicher e'unter Abgabe seines Kälteinhaltes herausgeleitet zu werden. 



   In Abständen von etwa 3 bis 5 Minuten wird umgeschaltet und das verdichtete Abgas bei f"durch den Kältespeicher e"eingeleitet, die Kohlensäure wieder durch Entspannen in der   Expansionsmaschine   ausgefroren und das Restgas durch den   Kältespeieher   e'herausgeleitet. 



   Das eingeleitete Gas nimmt in den Kältespeiehern, wie im Stammpatent, die fühlbare Kälte auf, welche vorher von dem herausgeleiteten Gas in diesen abgegeben wurde, und in der Expansionsmaschine findet das Ausfrieren durch arbeitsleistende Entspannung des Gases statt. 



   Die Arbeitstemperatur des Abgases in der   Expansionsmaschine   muss tiefer liegen als die Gefriertemperatur der Kohlensäure, denn oberhalb des Gefrierpunktes besteht keine Möglichkeit des Ausfrierens derselben. Es hat daher auch keinen Zweck, oberhalb dieser Temperatur Zusatzkälte zu erzeugen. 



   Das kennzeichnende Merkmal der Erfindung liegt in der unmittelbaren Gewinnung des Kohlen-   säureschnees   aus einem verdichteten   Gas-Dampf-Gemisch nach vorausgegangener Vorkühlung   im Kälte-   speicher-Umschaltwechselbetrieb durch   anschliessende arbeitsleistende Entspannung in einer Expansionsmaschine bei nachfolgender Wiederabgabe des vom Gas während der Vorkühlung aufgenommenen fühlbaren Kälteinhaltes in den Kältespeichern, während die eigentliche durch die Arbeitsleistung der Expansionsmaschine erzeugte Kälteleistung in Form von Kohlensäureschnee entsteht. 



   Bisher wurde die Erzeugung von Kohlensäureschnee stets getrennt von der Kohlensäuregewinnung 
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Claims (1)

1. <Desc/Clms Page number 3> EMI3.1 Dämpfen mit tieferen Gefrierpunkten in der Filterkammer abgeschieden wird, während die bereits im Kältespeieher niedergeschlagenen Dämpfe höherer Siedepunkte durch Sublimation vom herausgeleiteten Restgas wieder aufgenommen werden. EMI3.2