<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abtrennen von Bestandteilen aus einem Gas- gemisch in fester Form durch Kühlung.
Es ist oft erwünscht, z. B. bei Lufttrennanlagen und bei Kaltgaskühlmaschinen, die auf ihrem sehr kalt werdenden Kopf Gas kondensieren können, das zugeführte Gasgemisch, bevor es abgetrennt oder kondensiert wird, von Bestandteilen, wie Wasserdampf und Kohlensäure, zu befreien, welche sich bei Abkühlung bei viel höheren Temperaturen als die, bei denen die Abtrennung oder Kondensation stattfindet, in Form von Eis oder Schnee abtrennen und störend sein können, weil sie Kanäle, z. B. in Wärmeaustauschern, verstopfen oder das Kondensat verunreinigen können, was sich z. B. bei flüssig gemachter Luft durch eine ungewünschte Trübung zeigt.
Zu diesem Zweck sind bereits mehrere Vorrichtungen entwickelt worden.
Es ist z. B. eine Vorrichtung bekannt zum Abtrennen von Bestandteilen aus einem Gasgemisch in fester Form durch Abkühlung, wobei eine gasdurchlässige Stütze, wie eine Wand aus Gaze, in der Gasgemischströmung angeordnet ist, welche Stütze mit einer Kühlvorrichtung verbunden ist, so dass die Bestandteile sich in Form von Schnee auf der Stütze ablagern.
Es stellt sich überraschenderweise heraus, dass es mit einer solchen Vorrichtung möglich ist, auf der Gaze eine gegen die Anströmungsrichtung zu reinigenden Gases stetig anwachsende Schneeschicht aufzubauen, die in solchem Masse porös bleibt, dass sogar bei ziemlich grosser Stärke der Strömungswiderstand des Gases in der Schneeschicht unterhalb eines geeigneten Wertes bleibt. Die abzutrennenden Bestandteile lagern sich dabei nicht nur auf der Schneeschicht, sondern auch in der Schneeschicht ab, ohne diese jedoch sofort zu verstopfen.
Es stellt sich aber heraus, dass die erwähnte Eigenschaft nur dann besteht, wenn die gasdurchlässige Wand, nachstehend kurz Gaze genannt, gut gekühlt wird. Es muss deshalb ein kontinuierlicher Kältetransport zwischen einer andern Kältequelle als dem Gas selber und der Gaze erfolgen, derart, dass auch in der Schneeschicht über deren Stärke dauernd ein Temperaturgradient aufrechterhalten wird.
Bei einem solchen Abtrenner tritt nun die folgende Erscheinung auf. Wenn bereits eine Schneeschicht gebildet worden ist, lagert sich die gesamte Kohlensäure im Schnee in der unmittelbaren Nähe der Gaze ab. Dann wird bestimmt der Widerstand dieser Schicht, die nur einige Millimeter stark ist, endgültig von der Belastbarkeit der Gaze bestimmt.
Die Erfindung bezweckt, eine Lösung für diese Schwierigkeiten zu schaffen.
Nach der Erfindung ist auf der Stütze eine Schicht angebracht, die Eigenschaften aufweist ähnlich denen eines auf der Gaze abgetrennten groben Schnees, oder die Stütze selber besteht aus einer solchen Schicht.
Die Schicht kann z. B. bestehen aus :
1. einer Anzahl Gazeschichten, die lose um die eigentliche schneeauffangende Gaze gewickelt sind ;
2. einer gröberen Gaze als die eigentliche schneeauffangende Gaze, die in einem gewissen Abstand von der letzteren gehalten wird ;
3. einer Filzschicht, z. B. aus Glaswolle oder Regeneratormasse, die aus Draht besteht ;
4. einem Material, aus dem man Pfannenschwamm herstellt ;
5. einer Metallplüsche (Polgewebe) ;
6. einem Gewebe, wie Glastuch.
Besonders günstige Ergebnisse wurden mit einer Gazeschicht mit einer Zickzackstruktur erhalten.
Auch ist es möglich eine Schicht zu verwenden, die durch Aufrollen eines Bandes aus Gaze gebildet wird.
Bei Anwendung der Erfindung erhält man eine Tiefenwirkung vor der Gaze, d. h. bevor das anströmende Gas die Gaze passiert hat. Das anströmende Gas wird vorgekühlt, bevor die eigentliche Gaze erreicht wird. Dann stellt es sich heraus, dass sich anfangs auf der eigentlichen Gaze ziemlich grobe Schneekristalle bilden, die einen grösseren Raum zwischen sich haben, um darin sich weiter bildenden Schnee zu speichern. Ein Vorteil ist der, dass keine grobe Nebelbildung im anströmenden Gas auftritt, weil das Gas nicht unmittelbar mit äusserst kalten Teilen der Stütze in Berührung kommt. Dies kann eine schnelle
<Desc/Clms Page number 2>
Verstopfung der eigentlichen Gaze herbeiführen. Die Kälte dieser Teile wird infolge der Anwesenheit der Schicht nach der Erfindung gleichsam ausgeschmiert.
Die Schneebildung wird überdies infolge der Anwesenheit dieser Schicht schneller eingeleitet.
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch im Längsschnitt einen Abtrenner nach der Erfindung. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt längs der Linie 11-11 in Fig. 1.
Fig. 3 zeigt einen Teil der Gaze mit einer an ihr angeordneten Hilfsgaze. Fig. 4 illustriert einen Teil der Gaze, mit einer zickzackförmigen Gaze versehen, die die Schicht nach der Erfindung bildet.
Nach Fig. 1 ist ein Käfig 1 aus Gaze um die die Wärme gut leitenden Stäbe 2 angeordnet, die an ihren oberen Enden mit einem gut leitenden Block 3 verbunden sind, der wieder z. B. mittels einer Stange oder eines Bolzens 4 mit einer Kältequelle verbunden ist, z. B. einem nicht gezeichneten Kältekopf einer Kaltgaskühlmaschine. Die Gaze 1 wird ausserdem dadurch gekühlt, dass ihr unterer Rand in ein Bad 5 aus flüssigem Gas eintaucht.
Das zu reinigende Gas strömt zu in Richtung der Pfeile p und ab in der Richtung der Pfeile q zu einer nicht gezeichneten Abfuhr.
Alles dies ist aus der belgischen Patentschrift Nr. 569706 bekannt. Darin findet man auch Daten über die Maschenweite der Gaze und die gewünschte Anströmungsgeschwindigkeit des Gases.
Nach der Erfindung ist nun die Gaze (im allgemeinen eine gasdurchlässige Wand) derart ausgebildet, dass Eigenschaften erhalten werden, die ähnlich denen eines auf der Gaze abgetrennten groben Schnees sind. Dies wird z. B. dadurch erhalten, dass die Gaze 1 mit einer besonderen Schicht 8 versehen wird.
Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsformen einer solchen Schicht.
Nach Fig. 3 sind auf der Gazeschicht 1 Drähte 6 aus gut wärmeleitendem Material, wie Kupfer, z. B. mit einer Stärke von 3 mm, angeordnet, die eine Schicht 7 aus gröberer Gaze von der Gaze 1 entfernt halten. Die Maschenweite der groben Gaze ist z. B. etwa zweinal grösser als die der Gaze 1.
In den Raum zwischen den Gazen 1 und 7 wird bei anströmender Luft insbesondere Kohlensäure aufgefangen. Zunächst wird eine Schneeschicht mit ziemlich grober Struktur aufgebaut.
Besonders gute Ergebnisse wurden dadurch erhalten, dass um die Gaze 1 herum in Zickzackform gefaltete Gaze 8 gewickelt wird. Auch diese kann grobe Gaze mit einer Maschenweite von z. B. 4 mm sein.
Bei dieser Ausführung wächst die Schneeschicht besonders auf der Aussenseite der Zickzackgaze an. In der Zickzackgaze verbleibt dadurch ein grösserer Raum zum Ablagern der Kohlensäure, so dass deren Widerstand niedrig bleibt und die Gaze viel stärker belastet werden kann, als dies ohne Anwendung der Zickzackgaze möglich ist. Die Temperaturgrenze, bei der Kohlensäure anfängt sich abzulagern, welche Grenze, wie sich gezeigt hat, bei -143 0 C liegt, wird mittels Leitung über die Gaze nach aussen geführt.
Ein besonderer Vorteil dieser Ausführung ist, dass die freie Konvektionsströmung abnimmt und dass
EMI2.1
aufgebaut wird, schneller rein wird.
An Stelle dieser in Zickzackform gefalteten Gaze kann auch eine Schicht verwendet werden, die durch das Aufrollen eines Bandes oder Streifens aus Gaze gebildet wird. Die Mittellinie der Rolle kann dann senkrecht zur Ebene der Stütze stehen, wenn die Stütze eine flache Ebene bildet.
Die Betriebszeit eines Abtrenners mit einer solchen Gaze 8, d. h. die Zeit, die bis zur Entfernung der
EMI2.2
gross geworden ist, stellt sich als genügend lange heraus, nämlich etwa 5-7 Tage.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Abtrennen von Bestandteilen, wie Wasser und Kohlensäure, durch Abkühlung in fester Form, wobei zwei gasdurchlässige Wände, wie Gazewände, in der Gasgemischströmung angeordnet sind, welche Wände derart kühlbar sind, dass alle Bestandteile sich in Form einer gegen die Anströmungsrichtung des zu reinigenden Gases stetig anwachsenden Schneeschicht auf den Wänden absetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Anströmungsrichtung des Gasgemisches vorne liegende Wand und die in der Anströmungsrichtung darauffolgende Wand zwischen ihren einander zugekehrten Oberflächen wärmeleitende Verbindungen aufweisen und dass die in der Anströmungsrichtung vorne liegende Wand ein gröberes Gefüge hat als die darauffolgende Wand, so dass sich darauf Kohlensäure abscheiden kann,
ohne die Gasströmung durch die Wände wesentlich zu hemmen.