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Vorrichtung zum Abtrennen in fester Form von Bestandteilen aus einem Gasgemisch
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abtrennen in fester Form von Bestandteilen aus einem Gasgemisch durch Abkühlung.
Es ist oft erwünscht, z. B. bei Lufttrennungsanlagen und bei Kaltgaskohlmaschinen, die auf ihrem sehr kalt werdenden Kopf Gas kondensieren können. bevor es getrennt oder kondensiert wird, das Gasgemisch von Bestandteilen, wie Wasserdampf und Kohlensäure, zu befreien, die sich bei Abkühlung bei viel höheren Temperaturen als denen. wobei die Trennung oder Kondensation erfolgt, in Form von Eis oder Schnee abtrennen und störend sein können, weil sie Kanäle, z. B. von Wärmeaustauschern, verstopfen oder das Kondensat verunreinigen können, was sich z. B. bei flüssig gemachter Luft durch unerwünschte Trübung zeigt.
Zu diesem Zweck wurden bereits mehrere Vorrichtungen entwickelt.
Es ist z. B. eine Vorrichtung zum Abtrennen von Bestandteilen aus einem Gasgemisch in fester Form durch Abkühlung bekannt, wobei eine gasdurchlässige Stütze, z. B. eine Wand aus Gaze, in der Gasge- mischströmung angeordnet ist, welche Stütze mit einer Kühlvorrichtung verbunden ist, so dass die Bestandteile sich in Form von Schnee auf der Stütze ablagern.
Mit einer solchen Vorrichtung zeigt es sich überraschenderweise möglich, auf der Gaze eine gegen die Zuströmungsrichtung des zu reinigenden Gases stets wachsende Schneeschicht aufzubauen, die so porös bleibt, dass sogar bei ziemlich grosser Stärke der Widerstand gegen die Strömung des Gases durch die Schpeeschicht unterhalb eines geeigneten Wertes bleibt. Die abzutrennenden Bestandteile lagern sich dabei nicht nur auf der Schneeschicht sondern auch in der Schicht ab, ohne dass sie diese jedoch sofort verstopfen.
Es stellt sich heraus, dass diese Möglichkeit aber nur dann besteht, wenn die gasdurchlässige Wand, nachstehend kurz Gaze genannt, gut gekühlt wird. Deshalb muss ein kontinuierlicher Kältetransport zwischen einer ändern Kältequelle als dem Gas selber und der Gaze stattfinden, derart, dass auch in der Schneeschicht über deren ganze Stärke dauernd ein Temperaturgradient aufrecht erhalten wird.
Es ist bekannt, die Gaze an gut leitenden, mit einer Kältequelle verbundenen Blöcken, Stäben oder z. B. durch flüssiges Gas gekühlten Rohren festzulöten und einen Rand der Gaze in eine Schicht bei niedriger Temperatur siedender Flüssigkeit, z. B. flüssiges Gas, zu tauchen.
Dabei stellt es sich heraus, dass es nicht einfach ist, eine grosse Gazeoberfläche überall gleichmässig stark abzukühlen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine einfache Bauart, um dies zu bewerkstelligen.
Nach der Erfindung ist die Stütze durch ein aufgerolltes mit Öffnungen versehenes gasdurchlässiges Band, z. B. ein Band aus Gaze gebildet, wobei eine Endfläche der Rolle mit einer Kältequelle verbunden ist und die Zufuhr des zu reinigenden Gases axial in Richtung der Mittellinie der Rolle erfolgt, während die Abfuhr des gereinigten Gases seitlich radial durch das aufgerollte Band hindurch stattfindet.
Dabei wird auf der nicht mit einer äusseren Kältequelle verbundenen Endfläche der Rolle aus dem zuströmenden Gas eine gegen die Strömungsrichtung des Gases stets wachsende poröse Schneeschicht aufgebaut.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung reicht eine Endfläche der Rolle bis in eine siedende Flüssigkeit,-z. B. flüssiges Gas.
Vorzugsweise ragen aus der angeströmten Endfläche der Rolle Teile heraus, wie Gazeschichten, die breiter als die Rolle sind und zwischen den Gazeschichten der Rolle angeordnet und aufgerollt sind.
Diese Bauart hat den Vorteil, dass zu Anfang der Schneeabtrennung das zuströmende Gas gut vorgekühlt wird, bevor es mit der Endfläche der Rolle in Berührung kommt. Dies kommt auch In der Struktur der gebildeten Schneeschicht zum Ausdruck. Anfangs lagern sich dann auf der erwähnten Endfläche ziemlich grosse Schneekristalle ab, die gut gasdurchlässig sind und die Schneebildung vorzüglich einleiten.
Die Vorrichtung nach der Erfindung hat den grossen Vorteil, dass es, um die Gaze überall möglichst gleichmässig abzukühlen, nicht notwendig ist, die Gaze z. B. durch Löten an einer Kältequelle zu befestigen.
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung- näher erläutert.
Fig. l veranschaulicht schematisch eine bekannte Bauart. Fig. 2 zeigt das Prinzip der Erfindung. Die Figuren 3 und 4 sind Ausführungsformen einer Vorrichtung nach der Erfindung im Längsschnitt. Fig. 5 zeigt eine Endfläche der aufgerollten Gaze.
Bei der bekanntenBauart nachFig. l ist ein zylindrischer Käfig l aus Gaze vorgesehen, dessen Unterrand in einem Bad 2 flüssigen Gases angeordnet ist. Der Käfig 1 ist z. B. durch Löten mit Stäben oder Rohren 3 und einem Block 4 aus gut wärmeleitendem Material, wie Kupfer, verbunden. Diesen Stäben oder Röhren und dem Block 4 wird z. B. Wärme entzogen, indem sie mit einer Kältequelle, z. B. dem Kältekopf einer Kaltgaskühlmaschine, verbunden sind (s. den Pfeil A). Die Rohre 3 können auchdurch in ihnen befindliche, bei niedriger Temperatur siedende Flüssigkeit, z. B. flüssiges Gas, gekühlt werden. Das zu reinigende Gas strömt zu in Richtung der Pfeile p und durch die Gaze ab in Richtung der Pfeile q.
Auf der Gaze bildet sich eine gegen die Gaszuströmungsrichtung stets wachsende poröse Schneeschicht 10.
Alles dies ist bekannt.
Die Patentinhaberin wurde jetzt vor allem von dem Gedanken geleitet, dass es zur Förderung einer sehr gleichmässigen Kühlung der Gaze über der ganzen Oberfläche zweckdienlich wäre, die Gaze 1 (s. Fig. 2) mit einer grossen Anzahl gleichmässig über der Oberfläche verteilter Füsse 5 in einem Bad bei niedriger Temperatur siedender Flüssigkeit 2 anzuordnen.
Die Zuströmungsrichtung ist wieder durch Pfeile p, die Abführrichtung durch Pfeile q angegeben.
Eine solche Im übrigen sehr zweckmässige Bauart ist in der Praxis schwierig herstellbar.
EMI2.1
lässigen Material, wie eine durchlochte Platte oder Folie, zu einer Rolle 6 aufgewickelt wird (s. Fig. 3, 4 und 5).
Eine Endfläche 6A dieser Rolle wird über der ganzen Oberfläche gekühlt, z. B. in Fig. 3 durch ein Bad 2 bei niedriger Temperatur siedender Flüssigkeit, oder in Fig. 4 durch eine gekühlte Wand 7.
Die andere Endfläche 6B der Rolle 6 wird nun über ihrer ganzen Oberfläche gleichmässig kalt.
Auf dieser Endfläche lagert sich bei Gaszuströmung in Richtung der Pfeile p eine Schneeschicht ab.
Das Gas wird in Richtung der Pfeile q seitlich durch die Rolle 6 hindurch abgeführt.
Es stellt sich heraus, dass es, wie bereits oben erwähnt, sehr zweckmässig ist, in die Rolle Teile, z. B. breitere Gazeschichten 8, aufzunehmen, die aus der Endfläche der Rolle herausragen, auf der sich die Schneeschicht der abgetrennten Bestandteile bildet.
Die Strömung im Zuströmungsraum innerhalb der Wand 9 kann einen sehr stabilen Charakter haben.
Fig. 4 zeigt gleichsam die umgekehrte Bauart der Fig. 3. Diese hat den Vorteil, dass beim Auftauen des Abtrennens zum Entfernen der gebildeten Schneeschicht die Schwerkraft dazu beiträgt, die Schneeschicht 10 zu lockern.
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