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Verflüssigungsverfahren für Gase mit niedriger kritischer Temperatur mittels
Verdichtung und Expansion.
Die Erfindung betrifft ein Verflüssigungsverfahren für Gase mit niedriger kritischer Temperatur und besteht darin, dass der nicht verflüssigte Teil der ursprünglich verdichteten
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Zustande, aber noch unter Druck, verlässt. in einer Wärmekraftmaschine als Treibmittel verwendet wird. Dieses Verfahren kann ganz allgemein angewendet werden ; Bedingung ist. dass das oben erwähnte nicht verflüssigte Gas den Expansionsapparat unter Druck verlässt. Bei Expansion ohne Leistung äusserer Arbeit hat sich ein solcher Enddruck von 40 bis 50 Atm. als
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In einem expandierenden Gas entfernen sich die Moleküle voneinander. Da zwischen den Molekülen der wirklichen Gase Massenwirkungen bzw.
Anziehungskräfte auftreten. deren Grösse von der Entfernung der Moleküle entgegengesetzt abhängig ist, bewirkt das Entfernen der Moleküle voneinander eine Verkleinerung der Anziehungskräfte und verlangt dementsprechend selbst die Leistung einer gewissen, durch Rechnung und Erfahrung bestimmbaren Arbeitsmenge (innere Arbeit). Diese Eigenschaft der Gase wurde von Joule und Thomson konstatiert und wird in
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Die Expansion des verdichteten Gases kann mit oder ohne Leistung äusserer Arbeit statt- finden. Für das vorliegende Verfahren ist es tcichgiltig, welchf dieser beiden Arbeitsweisen zur Anwendung gelangt.
In jedem Falle zerfällt der eigentliche Verflüssigungsapparat in zwei Teile,
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Gas in die Nähe der Verflüssigungstemperatur gebracht wird, und in das eigentliche Expansions- m'gan (Enmpannungsvorrichtung oder Expallsionszylinder).
Eine zur Durchführung dieses Verfahrens dienende Anlage ist auf der Zeichnung schematisch dargestellt. in der Annahme, dass das behandelte Gas Luft und die Kraftmaschine eine dem Dieselmotor ähnliche ist. Die verdichtete Luft gelangt aus dem Kompressor A in den Gegenstromapparat B. Das nicht verflüssigte Gas, das den Verflüssigumgsapparat bereits verlassen hat, bildet das Kühlmittel in diesem Gegenstromkühler und nimmt demnach von dem hindurchströmenden verdichteten Gase möglichst viel Verdichtungswärme auf. Nach Verlassen des Apparates B tritt das vorgekühlte verdichtete Gas in die Verflüssigungsvorrichtung C. Diese enthält die beiden
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letzteres mit oder ohne Leistung äusserer Arbeit wirkt.
Am unteren Ende des Expansionsapparates G befindet sich ein Hahn zur Entnahme der erzeugten Flüssigkeit.
Während des Durchströmens durch die Verflüssigungsvorrichtung erfolgt die Trennung des innerhalb des Apparates verflüssigten und des nicht verflüssigten Gases. Letzteres gelangt nach Durchströmen der Wärmeaustauschvorrichtungen F und B in die Kraftmaschine D, um dort an dem Kraftprozess teilzunehmen.
Zwischen der Gegenstromvorrichtung B und dem Expansionsapparat C ist ein Zwischenkühler E eingeschaltet, der diejenigen Wärmemengen auf ein geeignetes Kühlmittel übertragen soll, die nicht auf das nicht verflüssigte Gas im Apparat B übertragen worden sind, die aber dem verdichteten Gase vor seinem Eintritt in den Expansionsapparat entzogen werden müssen.
Der Weg des verdichteten Gases ist mit einfachen, der Weg des nicht verflüssigten Gases mit doppelten Pfeilen bezeichnet.
Wenn gleichzeitig eine Verflüssigungsanlage für einen Brennstoff und eine für ein die Verbrennung unterhaltendes Gas vorhanden sind, kann zum Antrieb beider Anlagen nach vorstehend erläutertem Verfahren eine einzige Maschine dienen.
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Liquefaction process for gases with low critical temperature by means of
Compression and expansion.
The invention relates to a liquefaction process for gases with a low critical temperature and consists in that the non-liquefied part of the originally compressed
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Condition, but still under pressure, leaves. is used as a propellant in a heat engine. This method can be used quite generally; Condition is. that the above-mentioned non-liquefied gas leaves the expansion apparatus under pressure. In the case of expansion without performing any external work, such a final pressure of 40 to 50 atm. as
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In an expanding gas, the molecules move away from each other. Since between the molecules of the real gases mass effects or
Forces of attraction occur. the size of which depends on the distance between the molecules, the removal of the molecules from one another reduces the forces of attraction and accordingly requires the performance of a certain amount of work that can be determined by calculation and experience (inner work). This property of the gases was established by Joule and Thomson and is used in
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The expansion of the compressed gas can take place with or without the performance of external work. For the present method it is valid which of these two working methods is used.
In any case, the actual liquefaction apparatus falls into two parts,
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Gas is brought into the vicinity of the liquefaction temperature, and in the actual expansion device (expansion device or expansion cylinder).
A system used to carry out this process is shown schematically in the drawing. on the assumption that the gas being treated is air and the engine is similar to the diesel engine. The compressed air passes from the compressor A into the counterflow device B. The non-liquefied gas that has already left the liquefaction device forms the coolant in this counterflow cooler and therefore absorbs as much heat as possible from the compressed gases flowing through it. After leaving the apparatus B, the pre-cooled compressed gas enters the liquefaction device C. This contains the two
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the latter acts with or without external work.
At the lower end of the expansion apparatus G there is a tap for removing the generated liquid.
During the flow through the liquefaction device, the separation of the liquefied gas and the non-liquefied gas takes place within the apparatus. After flowing through the heat exchange devices F and B, the latter arrives in the engine D in order to take part in the power process there.
An intercooler E is connected between the countercurrent device B and the expansion apparatus C, which is intended to transfer those amounts of heat to a suitable coolant which have not been transferred to the non-liquefied gas in apparatus B, but which have been withdrawn from the compressed gas before it enters the expansion apparatus Need to become.
The path of the compressed gas is indicated with single arrows, the path of the non-liquefied gas with double arrows.
If a liquefaction plant for a fuel and one for a gas maintaining the combustion are present at the same time, a single machine can serve to drive both plants according to the method explained above.
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