Verfahren zur Kondensation von in Luft und andern Gasen enthaltenen Dampfen durch Kühlung. Bei dem im Zusatzpatent Nr. 141449 be schriebenen Verfahren geht die Ausscheidung der Dämpfe in einem mit einer Kühlflüssig keit berieselten Kondensator kontinuierlich vor sich, während der Kältetausch zwischen dem Frischgas und dem Trockengas im Kälte apeicher-Umschaltwechselbetrieb erfolgt.
Das von Dämpfen zu befreiende Gas (Frischgas) wird dabei abwechselnd durch einen der beiden Kältespeicher eingeleitet, gibt in diesem seine Wärme ab und kommt gekühlt im Berieselungskondensator an, aus dem es dann von Dämpfen befreit als Trocken gas durch den andern Kältespeicher wieder herausgeleitet wird, nachdem es in diesem seine Kälte abgegeben hat, worauf dann um geschaltet und das Frischgas durch den zweiten Speicher eingeleitet wird, aus wel chem vorher das Trockengas herausgeleitet wurde.
Nun muss aber durch den ersten Kälte speicher stets so lange Frischgas eingeblasen werden, bis dieser vollständig warm geblasen ist, damit die aus den Dämpfen im Kälte speicher sich ansetzende Feuchtigkeit wieder abgetrocknet wird, ehe die Umschaltung er folgt, um durch diesen Kältespeicher wieder das Trockengas herausleiten zu können.
In der Zeit nun, in welcher sich im Frischgaskältespeicher auch am untern (kal ten) Ende das Warmblasen bemerkbar macht, bis zu seiner restlosen Erwärmung, muss die Abkühlung des Gases im Kondensator vor sich gehen.
Das Gas nimmt also Kälte sowohl aus dem ersten (Frischgas-)Kältespeicher, als auch aus dem Berieselungskondensator auf, kann aber diese von zwei Stellen aufgenom mene Kälte nur im zweiten (Trockengas-) Kältespeicher abgeben, was aber dessen Auf nahmefähigkeit übersteigen muss. Demgemäss geht hierbei die vom Gas im Kondensator zusätzlich aufgenommene Kälte zum grössten Teil verloren.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren, um diesen Kälteverlust zu ver meiden, und zwar dadurch, dass durch stufen weises Einleiten des Frischgases aus dem jeweiligen Frischgaskältespeicher in den Be rieselungskondensator die kalte Berieselungs flüssigkeit wieder erwärmt und von dem ab gekühlten und getrockneten Gas ein Teil strom abgezweigt wird, der zum Wiederab- kühlen der Berieselungsflüssigkeit dient, so dass die durch den Trockengaskältespeicher austretende Gasmenge kleiner ist als die durch den jeweiligen Frischgaskältespeicher eingeleitete Gasmenge.
Dadurch ist es mög lich, den Frischgaskältespeicher vollständig warm zu blasen, ohne dass durch den Trok- kengaskältespeicher Kälte nach aussen ge tragen wird.
Der Kondensator kann zu diesem Zweck eine Reihe von Eintrittsstutzen in verschie dener Höhe für das Frischgas erhalten und der Betrieb kann in der Weise vor sich gehen, dass, solange das Frischgas vollstän dig kalt aus dem Frischgaskältespeicher in den Kondensator tritt, dasselbe ungefähr in die Mitte desselben eingeleitet wird.
Mit fort schreitender Erwärmung des untern Endes des Frischgaskältespeichers wird das Gas stufenweise immer tiefer in den Kondensator eingeleitet und während des Trockenblasens des Frischgaskältespeichers wird es am unter sten Ende so lange im warmen Zustande zugeleitet, bis das Trockenblasen beendet ist, so dass der Berieselungskondensator an seinem untern Ende längere Zeit nur von vollständig erwärmtem Gas durchströmt wird.
Der untere Teil der Metallmasse des Kon densators wird dadurch periodisch warmge blasen und die oben im Kondensator auf gegebene Berieselungsflüssigkeit tritt daher auf Aussentemperatur erwärmt unten aus dem Kondensator aus, worauf sie durch den Kälteinhalt des abgezweigten Teilstromes der Gasmenge zweckmässig in einem Gegenstrom- wärmeaustauscher wieder gekühlt wird.
In beiliegender Zeichnung' ist ein Aus führungsbeispiel einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Einrichtung schema tisch dargestellt.
Sie besitzt die beiden Kältespeicher b' und b", den Berieselungskondensator f, das Umschaltventil c und den Umschaltschieber s.
Das Frischgas mit Aussentemperatur tritt durch das Umschaltventil c in den Kälte speicher b' ein, wird in demselben abgekühlt und von Dämpfen befreit und tritt dann durch den Umschaltschieber s zunächst durch die obern Eintrittsstutzen (Pfeil 1 und 2) des Berieselungskondensators in diesen ein.
Durch den Kältespeicher b' wird nun so lange Frischgas eingeleitet, bis sich derselbe an seinem untern Ende bis auf Aussentempe ratur oder soweit es der Prozess erfordert erwärmt hat und die vorher ausgeschiedene Feuchtigkeit von dem aus Metallmassen be stehenden Einsatz des Kältespeichers b' wie der vollständig abgetrocknet ist.
Mit fortschreitender Erwärmung des aus dem Kältespeicher<I>b'</I> zum Kondensator<I>f</I> strömenden Gases wird dasselbe durch den Umschaltschieber s stufenweise an immer tiefer liegenden Stellen in den Kondensator geleitet (Pfeil 2, 3, 4, "o) und kühlt sich nun in diesem an den von oben her mit kalter Berieselungsflüssigkeit benetzten Flächen des selben ab.
Abgekühlt und von den Dämpfen befreit tritt es oben aus dem Berieselungskonden sator aus und der Hauptteil desselben wird in den zweiten Kältespeicher b" geleitet, in dem dieser Teil des Gases seine Kälte an den aus Metallmassen bestehenden Einsatz desselben abgibt und den dieser Teil des Gases wieder erwärmt und getrocknet durch das Umschaltventil c und die daran an schliessende Trockengasleitung verlässt, wäh rend ein kleinerer Teil davon abgezweigt und durch einen Gegenstromwärmeaustau- scher p geleitet wird, in welchem dieser Teil des Gases im Gegenstrom zur Berieselungs flüssigkeit diese letztere wieder kühlt, worauf dieser Teil des Gases ebenfalls durch die Trockengasleitung abströmt.
Die unten aus dem Kondensator erwärmt austretende Berieselungsflüssigkeit wird von den aus dem Gas ausgeschiedenen Dämpfen in bekannter Weise durch Regenerieren be freit. Zu diesem Zwecke wird ein Teil oder auch die gesamte Flüssigkeit durch den (nicht dargestellten) Regenerator geleitet.
Durch eine besondere Kälteerzeugungs- anlage wird die Berieselungsflüssigkeit im Nachkühler r noch auf die zur Ausscheidung der Dämpfe erforderliche Temperatur nach gekühlt und dann wieder am obern Ende des Kondensators f zur erneuten Berieselung aufgegeben.
Nach der vollständigen Wiedererwärmung des Kältespeichers b' wird die Frischgaszu- fuhr zu diesem durch das Umschaltventil c unterbrochen und das Frischgas jetzt in den mit Kälte aufgeladenen Kältespeicher b" ge leitet, worauf der Prozess in umgekehrter Richtung beginnt. Das abgekühlte Frischgas wird wieder zunächst durch die obersten Ein trittsstutzen (Pfeile 1 und 2) des Beriese lungskondensators f in diesen eingeführt und tritt mit zunehmender Erwärmung des untern Endes des Kältespeichers b" durch den Um schaltschieber s stufenweise immer weiter unten in den Kondensator fein (Pfeil 2, 3, 4, 5).
Das Umschaltventil c wird durch Druck luft und der Umschaltschieber s mittelst einer Druckflüssigkeit von einer (nicht dargestell ten) Schaltmaschine aus bedarfsgemäss ge steuert.
Die Rückschlagklappen va .bewirken, dass das Gas stets zwangsläufig seinen Weg von unten nach oben durch den Berieselungs kondensator nehmen muss. Die ausgezogenen Pfeile bei den an die Speicher b', b" angeschlossenen Leitungen zeigen den Gasweg während der ersten, dritten, fünften usw. Blaseperiode, die ge strichelten den umgekehrten Weg während der zweiten, vierten, sechsten usw. an.
Als Kälteflüssigkeit kann entweder Sole, Lauge, Alkohol oder Toluol, je nach der er- =erderlichen Tieftemperatur zum Ausscheiden der betreffenden Dämpfe, zur Anwendung kommen.
In der Kälteflüssigkeit löst sich in der Regel die Flüssigkeit und der Reif aus den ausgeschiedenen Dämpfen und wird dann durch Regenerieren derselben in bekannter Weise von dieser getrennt.
Die Kondensation von Dämpfen aus Luft und Gasen absorbiert stets Kälte, und zwar erstens durch die nie ganz vermeidlichen Kälteverluste und insbesondere aber durch die Kondensation selbst.
Diese verbrauchte Kälte wird zweckmässig durch eine besondere Kälteerzeugungsanlage wieder ersetzt.
Bei der Ausscheidung von Wasserdampf aus Luft und Gasen kann dies in sehr wirt schaftlicher Weise mit einer Ammoniakkälte- maschine bewerkstelligt werden, denn hier wird die Ausscheidung meist nicht unter -30 vor sich gehen; bei der Ausscheidung von Benzoldämpfen aus dem Koksofengas oder aus Schwelgasen dagegen muss bis - 60 gekühlt werden und bei der Kohlensäureaus- scheidung noch weiter bis -100 und dar unter.
In diesen Fällen wird die Zusatzkälte vorteilhaft durch Entspannen verdichteter Luft oder eines sonstigen Gases erzeugt, was mit einem höheren Kraftbedarf verbun den ist.
Process for the condensation of vapors contained in air and other gases by cooling. In the process described in the additional patent no. 141449 be the elimination of the vapors in a condenser sprinkled with a cooling liquid speed is continuously going on, while the cold exchange between the fresh gas and the dry gas takes place in the cold apeicher changeover operation.
The gas to be freed of vapors (fresh gas) is fed alternately through one of the two cold storage tanks, gives off its heat in it and arrives cooled in the sprinkling condenser, from which it is then freed of vapors as dry gas through the other cold storage tank. after it has given off its cold in this, whereupon it is switched and the fresh gas is introduced through the second store, from which the dry gas was previously led out.
Now, however, fresh gas must always be blown in through the first cold store until it is blown completely warm so that the moisture that accumulates from the vapors in the cold store is dried off again before the switchover takes place to the drying gas again through this cold store to be able to lead out.
In the time in which the warm blowing becomes noticeable in the fresh gas cold storage also at the lower (cold) end, until it is completely heated, the cooling of the gas in the condenser must take place.
The gas absorbs cold both from the first (fresh gas) cold store and from the sprinkling condenser, but can only release this cold from two places in the second (dry gas) cold store, which must, however, exceed its absorption capacity. Accordingly, the cold additionally absorbed by the gas in the condenser is largely lost.
The subject of the present invention is a method to avoid this loss of cold, namely that by gradually introducing the fresh gas from the respective fresh gas cold storage into the trickling condenser, the cold sprinkling liquid is reheated and a part of the flow of the cooled and dried gas is branched off, which serves to cool down the sprinkling liquid again, so that the amount of gas exiting through the dry gas cold store is smaller than the amount of gas introduced through the respective fresh gas cold store.
This makes it possible to blow the fresh gas cold store completely warm without the cold being carried to the outside through the dry gas cold store.
For this purpose, the condenser can have a number of inlet nozzles at different heights for the fresh gas and the operation can proceed in such a way that, as long as the fresh gas enters the condenser completely cold from the fresh gas cold store, the same approximately in the middle the same is initiated.
As the lower end of the fresh gas cold storage unit heats up, the gas is gradually introduced deeper and deeper into the condenser and while the fresh gas cold storage unit is blown dry, it is fed in the warm state at the lowest end until the blow-dry process has ended, so that the sprinkling condenser is on its at the end of a long time only completely heated gas flows through it.
The lower part of the metal mass of the condenser is periodically blown warm and the sprinkling liquid given above in the condenser is therefore warmed to outside temperature and exits the condenser from below, whereupon it is expediently cooled again in a countercurrent heat exchanger due to the cold content of the branched off partial flow of the gas quantity becomes.
In the accompanying drawing 'an exemplary embodiment of a suitable device for performing the method is shown schematically table.
It has the two cold accumulators b 'and b ", the sprinkling condenser f, the switching valve c and the switching slide s.
The fresh gas with outside temperature enters the cold storage tank b 'through the switching valve c, is cooled in the same and freed of vapors and then enters through the switching slide s first through the upper inlet connection (arrows 1 and 2) of the sprinkling condenser.
Fresh gas is now introduced through the cold store b 'until the same has heated up to outside temperature at its lower end or as far as the process requires and the previously excreted moisture from the use of the cold store b' made of metal masses like the completely has dried off.
As the gas flowing from the cold storage <I> b '</I> to the condenser <I> f </I> continues to heat up, the same is gradually fed through the switch valve s into the condenser at lower and lower points (arrow 2, 3, 4, "o) and now cools in this on the surfaces of the same wetted from above with cold sprinkling liquid.
Cooled and freed from the vapors, it emerges from the top of the Berieselungskonden capacitor and the main part of the same is passed into the second cold storage b ", in which this part of the gas gives off its cold to the insert consisting of metal masses of the same and this part of the gas again heated and dried through the switching valve c and the drying gas line connected to it, while a smaller part of it is branched off and passed through a countercurrent heat exchanger p, in which this part of the gas in countercurrent to the sprinkling liquid cools the latter again, whereupon the latter Part of the gas also flows off through the drying gas line.
The heated sprinkling liquid exiting from the condenser is freed from the vapors excreted from the gas in a known manner by regeneration. For this purpose, some or all of the liquid is passed through the regenerator (not shown).
By means of a special cooling system, the sprinkling liquid in the aftercooler r is cooled to the temperature required for the separation of the vapors and then returned to the upper end of the condenser f for renewed sprinkling.
After the cold store b 'has been completely rewarmed, the supply of fresh gas to it is interrupted by the switching valve c and the fresh gas is now fed into the cold store b "charged with cold, whereupon the process begins in the opposite direction. The cooled fresh gas is initially passed through again the uppermost inlet nozzle (arrows 1 and 2) of the Beriese treatment condenser f introduced into this and occurs with increasing warming of the lower end of the cold accumulator b "through the switching slide s gradually further down into the condenser fine (arrow 2, 3, 4, 5).
The switching valve c is controlled by compressed air and the switching slide s by means of a hydraulic fluid from a switching machine (not shown) as required.
The non-return valves, above all, have the effect that the gas always has to make its way from the bottom to the top through the sprinkling condenser. The solid arrows at the lines connected to the memory b ', b "show the gas path during the first, third, fifth, etc. bubble period, the dashed lines indicate the opposite path during the second, fourth, sixth, etc.
Either brine, alkali, alcohol or toluene can be used as the cooling liquid, depending on the earth's low temperature for separating the vapors concerned.
In the cold liquid, the liquid and the frost usually dissolve from the excreted vapors and are then separated from them in a known manner by regenerating them.
The condensation of vapors from air and gases always absorbs cold, first of all through the never completely avoidable loss of cold and especially through the condensation itself.
This used up cold is expediently replaced by a special cooling system.
When eliminating water vapor from air and gases, this can be done very economically with an ammonia refrigeration machine, because here the elimination usually does not go below -30; in the case of the elimination of benzene vapors from the coke oven gas or from carbonization gases, on the other hand, cooling must be down to -60 and in the case of carbon dioxide elimination even further down to -100 and below.
In these cases, the additional cold is advantageously generated by releasing compressed air or another gas, which is verbun with a higher power requirement.