<Desc/Clms Page number 1>
Gasverflüssigungsanlage mit Dampfblasenpumpen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasverflüssigungsanlage mit zwei oder mehreren mit Wärmezu- fuhrvorrichtungen versehenen und als Schaltelemente dienenden Dampfblasenpumpen und mit einer An- zahl umschaltbaren Wärmeaustauscher für das zu verflüssigende Gas. Das verflüssigte Gas kann z. B. flüs- sige Luft, flüssiger Stickstoff, flüssiges Methan od. dgl. sein.
Unter einer Dampfblasenpumpe wird eine Fördereinrichtung für eine Flüssigkeit verstanden, die aus einem kurzen, weiten Rohr oder einem Gefäss, auch Tauchrohr genannt, besteht, das mit dem unteren
Ende eines engeren Steigrohres in Verbindung steht, dem an einer Stelle unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Tauchrohr Wärme derart zugeführt werden kann, dass in dem Steigrohr Dampfblasen erzeugt werden, welche die Flüssigkeit in dem Steigrohr hochführen, in der Weise eines durch die Steigleitung einer sogenannten Mammutpumpe strömenden Gases. Durch solche Dampfblasenpumpen können z. B. Hähne ersetzt werden, deren Verwendung unter Umständen, z. B. bei sehr niedrigen Temperaturen und bei einem durch die Hähne geführten verflüssigten Gas, Schwierigkeiten bereiten kann, da die Hähne in diesen Fällen zum Festsetzen neigen.
Besonders bei Gasverflüssigungsanlagen mit einer Kaltgas-Kühlmaschine, die mit einer Anzahl von umschaltbaren Wärmeaustauschern versehen sind, neigen die Hähne zum Festsetzen. Bei derartigen Anlagen kondensiert das zu verflüssigende Gas aus einer gekühlten Wand (Kopf) der Kaltgas-Kühlmaschine. Das dieser kalten Wand zuzuführende Gas wird zweckmässig vorher durch einen Wärmeaustauscher geleitet, wobei aus dem Gas Fremdbestandteile, z. B. Kohlensäure und Wasser, abgeschieden werden.
Bekannte Wärmeaustauscher weisen z. B. gekühlte Platten auf, längs denen das zu reinigende Gas strömt, wobei die Verunreinigungen als Schnee auf gekühlten Platten abgetrennt werden. Andere Ausführungsformen solcher Wärmeaustauscher weisen eine für das Gas durchlässige Wand, z. B. aus Gaze auf, welche Wand zweckdienlich gekühlt wird, auf welcher die Verunreinigungen als Schnee abgeschieden werden. Solche Wärmeaustauscher werden nach einer gewissen Betriebsdauer mit Schnee gesättigt. er Wärmeaustauscher muss dann abgeschaltet werden, um den Schnee zu entfernen. Damit die Anlage kontinuierlich betrieben werden kann, wird ein zweiter schneefreier Wärnieaustauscher eingeschaltet.
In der erfindungsgemässen Anlage werden die Wärmeaustauscher mittels Dampfblasenpumpen umgeschaltet, wobei in dem Schaltsystem der Wärmeaustauscher ein Schaltelement untergebracht ist, welches die Wärmezufuhrvorrichtungen abwechselnd ein-und ausschalten kann.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 ein Schema einer Gasverflüssigungsanlage bekannter Art, die mit Hähnen oder Abschluss Ventilen versehen ist, und Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Gasverfliissigungsanlage.
In den beiden Schemata ist mit 1 ein kalter Kopf und die umgebende Kammer einer Kaltgas-Kühlmaschine bezeichnet. Zwei Wärmeaustauscher sind mit 2 bzw. 3 bezeichnet. Diese Wärmeaustauscher können z. B. mit gekühlten Platten versehen sein, längs denen das Gas strömt.
Jedem Wärmeaustauscher kann bei 4 bzw. 5 das zu reinigende Gas zugeführt werden, das in diesen Anlagen nach Reinigung in dem Wärmeaustauscher 2 bzw. 3 durch die Leitung 6 bzw. 7 nach dem kalten Kopf 1 geführt wird.
Esist auch möglich, das zu reinigende Gas dem Wärmeaustauscher bei 4 bzw. 5 zuzuführen und nach
<Desc/Clms Page number 2>
Reinigung dortselbst durch eine Abführleitung 8 bzw. 9 abzuführen. Die Leitungen 6 bzw. 7 dienen dabei zum Abführen von Gas oder Dampf, das (der) durch eine andere Leitung, z. B. die Leitungen 10 und 11 in der Anlage nach Fig. l, dem Wärmeaustauscher 2 bzw. 3 zum Abkühlen des diesen Wärmeaustauschern durch die Leitungen 4 bzw. 5 zugeführten Gases zugeführt wird.
! In der Anlage nach Fig. 1 wird verflüssigtes Gas, das am kalten Kopf 1 kondensiert ist, durch die Lei- tung 12 abgeführt und mittels eines Dreiweghahnes 13 wird es entweder über die Leitung 10 dem Wärme- austauscher 2 oder über die Leitung 11 dem Wärmeaustauscher 3 zugeführt.
Die Leitungen 6 und 7 führen zum Dreiweghahn 14, der seinerseits über die Leitung 15 mit der Kam- mer um den kalten Kopf 1 in Verbindung steht.
Beim Betrieb der Anlage nach Fig. 1 kann man die Hähne 13 und 14 zunächst derart einstellen, dass der Wärmeaustauscher 2 wirksam ist. Wenn nach einiger Zeit dieser Wärmeaustauscher 2 mit Verunreini- gungen aus dem bei 4 zugeführten Gas ausgefüllt ist, schaltet man die Hähne 13 und 14 um, so dass der
Wärmeaustauscher 3 betrieben wird und der Wärmeaustauscher 2 von gesammelten Verunreinigungen be- freit werden kann.
Ein Nachteil dieser bekannten Bauart ist der, dass die Hähne sich festlaufen können. Ausserdem ist der Übergang von dem Betrieb mit einem Wärmeaustauscher nach dem Betrieb mit dem andern Wärmeaus- tauscher schroff. Diese Nachteile kommen bei erfindungsgemässen Anlagen vollständig in Wegfall.
Bei der in Fig. 2 dargestellten erfindungsgemässen Gasverflüssigungsanlage wird das am kalten Kopf 1 erzeugte, verflüssigte Gas durch die Leitung 12 dem Gefäss 16 zugeführt. In diesem Gefäss sind die unteren
Enden der Steigrohre 17 und 18 von Dampfblasenpumpen angeordnet. Das Steigrohr 17 ist mit dem Wär- meaustauscher 2 und das Steigrohr 18 mit dem Wärmeaustauscher 3 verbunden. Die Heizvorrichtungen der
Dampfblasenpumpen sind mit 19 und 20 bezeichnet. Sie bestehen aus elektrischen Heizelementen, deren
Stromzuleitungen 21 - 24 mit einem Schalter 25,26, 27 verbunden sind.
Die beiden Dampfblasenpumpen ersetzen den in der Anlage gemäss Fig. 1 vorhandenen Hahn 13. Die
Umschaltung erfolgt durch wechselweisen Betrieb der Heizvorrichtung 19 bzw. 20, deren Schaltvorrich- tung 25,26, 27 zweckmässig derart ausgebildet ist, dass sie z. B. zunächst die Heizvorrichtung 19 unter
Strom setzt, so dass flüssiges Gas durch das Steigrohr 17 dem Wärmeaustauscher 2 zugeführt wird, hierauf die Heizvorrichtung 20 dazuschaltet, so dass beide Dampfblasenpumpen und Wärmeaustauscher in Betrieb sind, und darauf in Heizvorrichtung 19 abschaltet, so dass nunmehr nur die Dampfblasenpumpe 18 und der
Wärmeaustauscher 3 in Betrieb sind.
Durch geeignete Bemessung des Gefässes 16 wird eine optimale Umschaltung ermöglicht.
Die unteren Enden der Steigrohre 17 bzw. 18 der Dampfblasenpumpen sind in dem mitverllussigtem
Gas gefüllten Gefäss 16 derart untergebracht, dass diese Flüssigkeit die unteren Enden der bteigrohre sperrt.
Dieses Gefäss bildet dabei das Tauchrohr der Dampfblasenpumpen. Es ist aber auch möglich, bei den Pum- pen gesonderte Tauchrohre vorzusehen, welche Rohre um die Steigrohre angeordnet werden, so dass die unteren Enden der Steigrohre durch die Flüssigkeit in den Tauchrohren abgesperrt sind.
Die Leitungen 6 und 7, die Gas oder Dampf aus den Wärmeaustauschern abführen, sind so ange- bracht, dass sie ausgehend von den Wärmeaustauschern zunächst aufwärts führen und dann an den etwa oberhalb des Kopfes 1 liegenden Stellen P bzw. Q nach unten zum Kopf 1 abgebogen sind. Im Zuge der Leitungen 6 bzw. 7 entstehen dadurch bei P und Q Stellen extremaler Temperatur, die es ermöglichen,
EMI2.1
den Hahn 14 gebildet ist, zu betreiben.
Die Anlage kann auch mehr als zwei Wärmeaustauscher besitzen, die je mit Dampfblasenpumpen zusammenwirken können.