AT149178B - Verfahren zur Gewinnung der schweren Edelgase. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Gewinnung der schweren Edelgase. 
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Die Gewinnung der schweren Edelgase ist eng verknüpft mit der Verflüssigung und Rektifikation der Gase, insbesondere der atmosphärischen Luft, in welcher die schweren Edelgase Krypton und
Xenon, wenn auch in sehr geringer, doch in genügender Menge vorkommen, um Luft oder Luftreste zur Gewinnung der schweren Edelgase in Betracht zu ziehen. 



   Die Zerlegung der Luft in ihre gasförmigen Bestandteile erfolgt auf zwei prinzipiell verschiedenen
Wegen. 



   Die eine Methode besteht darin, dass die gesamte Luftmenge verflüssigt und die Flüssigkeit durch fraktionierte Verdampfung in ihre Bestandteile zerlegt wird. Auf diese Weise wird Stickstoff,
Argon und Sauerstoff gewonnen, wobei die schweren Edelgase im verflüssigten Sauerstoff verbleiben und aus diesem durch nochmalige Fraktionierung gewonnen werden können. 



   Bei den andern Verfahren zur Gewinnung von Sauerstoff wird nur ein Teil der gesamten Luft verflüssigt und mit dieser Flüssigkeit ein anderer Teil der gasförmigen Luft gewaschen. Die flüssige
Luft wird daher teilweise verdampft und in Sauerstoff angereichert, da Stickstoff infolge seiner höheren
Dampftension entweicht. Diese Methode führt aber zu keiner vollständigen Trennung der Haupt- bestandteile der Luft. Die flüssige Phase besteht nach Austausch der Gase aus etwa   47%   Sauerstoff und 53% Stickstoff, die Gasphase enthält neben Stickstoff etwa 7% Sauerstoff. Das Verfahren arbeitet am zweckmässigsten, wenn man etwa die Hälfte der Gesamtluft verflüssigt und mit dieser Flüssigkeit die weitere Hälfte auswäscht.

   Wird eine grössere Menge der Gesamtluft verflüssigt, so ist hiezu nicht nur eine grössere Arbeitsmenge nötig, sondern es ist der Gehalt der entstehenden Flüssigkeit an Sauerstoff geringer, da die vorhandene Sauerstoffmenge zur Erreichung der Gleichgewichtskonzentration nicht ausreicht. Wird dagegen ein geringerer Teil der Gesamtluft als Flüssigkeit zum Waschen verwendet, so ergibt sich keine Flüssigkeit mit höherem Sauerstoffgehalt, sondern es wird eine Flüssigkeit derselben Zusammensetzung, aber in geringerer Menge gewonnen, da der Gleichgewichtsdruck sich nicht überschreiten lässt. 



   Vorliegende Erfindung sichert den wirtschaftlichen Vorteil, welcher durch Verwendung einer erheblich geringeren Flüssigkeitsmenge zum Auswaschen der Gase gewährleistet wird. Wäscht man gasförmige Luft mit flüssiger Luft, so entsteht ein grosser Verlust an Sauerstoff, wenn die Waschflüssigkeit weniger als 45% der Luft beträgt. Die schweren Edelgase entweichen aber nicht mit dem Sauerstoff, sondern verbleiben beinahe restlos in der Flüssigkeit zurück. Darauf beruhend, besteht das erfindungsgemässe Verfahren zur Gewinnung der schweren Edelgase darin, dass das Waschen der gasförmigen Luft mit Hilfe von flüssiger Luft derart erfolgt, dass die Menge der Waschflüssigkeit geringer ist als   40%   der Luft.

   Dabei wird hier unter der Bezeichnung Luft nicht nur die atmosphärische Luft verstanden, sondern jedes überwiegend aus Stickstoff bestehende Gas, welchem Sauerstoff beigemischt ist, wie z. B. Gase aus Quellen, Rauchgase usw. Eine Voraussetzung ist natürlich, dass mindestens derjenige Teil der Luft, welcher in Gasform dem Waschapparat zugeführt wird, die zu gewinnenden Edelgase enthält. Die Waschflüssigkeit braucht auch nicht dieselbe Zusammensetzung zu haben wie die auszuwaschende Luft. Man kann im Sinne der Erfindung die Menge der Waschflüssigkeit noch weiter herabmindern, ohne dass ein nennenswerter Verlust an schweren Edelgasen entstehen würde, wodurch die zur Verflüssigung verwendete Arbeit weitgehend verringert wird. 

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   Insbesondere zweckmässig hat es sich erwiesen, nur   15%   der gesamten Luftmenge zum Waschen anzuwenden. Der Bedarf an Energie ist etwa ein Drittel derjenigen, welche zur Verflüssigung von 45% verwendet werden muss und die Verluste an schweren Edelgasen, welche gasförmig entweichen, erreichen noch immer keine nennenswerte Höhe. 



   Bei der Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens können alle von der Luftrektifikation bekannten Methoden Anwendung finden, insbesondere Rückgewinnung der Kälte mit Hilfe von Austauschern, Regeneratoren, Rekuperatoren usw. 



   Die Verflüssigung der   Waschflüssigkeit   kann in an sich bekannter Weise derart erfolgen, dass die dabei frei werdende Wärme zum teilweisen Verdampfen der an Edelgasen angereicherten Flüssigkeit dient. 



   Das Auswaschen kann in Rektifizierapparaten,   Wasehtürmen,   rotierenden Wäschern oder andern ähnlichen Apparaten erfolgen. 



   Die Anwendung der an und für sich bekannten rotierenden Waschapparate ist deswegen zweckmässig, weil in diesen bedeutende Gasmengen mit Hilfe von verhältnismässig kleinen Flüssigkeitsmengen gewaschen werden können. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Gewinnung der schweren Edelgase aus Luft oder andern überwiegend Stickstoff enthaltenden Gasen, wobei diese   mit Flüssigkeit gewaschen   werden, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Waschen angewendete Flüssigkeitsmenge geringer ist als   40%   des Gases.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Waschen angewendete Flüssigkeitsmenge etwa 15% des Gesamtgases beträgt.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Waschen in rotierenden Wäschern ausgeführt wird.