Verfahren zur Zerlegung von Luft. Es sind Verfahren zur Zerlegung von Luft in zwei Stufen unter Verwendung perio disch gewechselter Kältespeicher beschrieben worden, bei denen die Luft lediglich auf denjenigen Druck komprimiert wird, der ihre Verflüssigung bezw. die des Stickstoffes in -Wärmeaustausch mit siedendem Sauer stoff gestattet. Die zur Deckung der Ver luste notwendige Kälte wurde bei diesen so genannten Niederdruckverfahren bisher durch Entspannen eines Teils der verdichteten Luft bezw. des unter Druck abgetrennten Stick stoffes bei tiefer Temperatur unter Leistung äusserer Arbeit gewonnen.
Durch diese Art der Kälteerzeugung wird jedoch die Güte der Rektifikation unmittelbar mit der Kälte leistung gekuppelt, weil der Kältebedarf die Gasmenge bestimmt. welche zwecks Entspan nung der Drucksäule entnommen werden muss und hierdurch für die obere Säule als Waschflüssigkeit verloren geht. Um die Zer legungsanlage im Gleichgewicht zu halten, ist es notwendig, nach dem Kältebedarf zu regeln. Man wird daher bei derartigen An lagen nur selten das Optimum erreichen, bei dem Kältebedarf und Güte der Rektifikation gerade aufeinander abgestimmt sind, sondern meistens wird entweder durch einen Mangel an Waschflüssigkeit die Rektifikation eine schlechte Ausbeute liefern, oder ein Über schuss an Waschflüssigkeit kann nicht aus genützt werden.
Das den Gegenstand der vorliegenden Er findung bildende Verfahren zur Zerlegung von Luft in zwei Stufen, bei dem die Haupt menge der Luft nur auf denjenigen Druck verdichtet wird, der die Kondensation des ab geschiedenen Stickstoffes in Wärmeaustausch mit dem siedenden Sauerstoff gestattet, und bei welchem Verfahren die Kühlung der Hauptmenge der Luft sowie die Wieder erwärmung der Zerlegungsprodukte in perio disch gewechselten Kältespeichern erfolgt, vermeidet die genannten Nachteile und er- möglicht den Energiebedarf für die Zer legung gegenüber andern Verfahren zu sen ken.
Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zur Deckung der Kälteverluste ein geson derter Kälteerzeugungsprozess mit Hilfe einer relativ geringen Menge auf hohen Druck ver dichteter Luft angewendet wird.
In den Zeichnungen sind Ausführungs beispiele von nach dem Verfahren arbeiten den Anlagen schematisch dargestellt, anhand welcher es näher erläutert wird.
Es sei mittelst einer Anlage nach Fig. 1 65prozentiger Sauerstoff aus 10 000 ms Luft/h zu erzeugen. Hierzu werden 7000 mg/h der zu zerlegenden Luft auf Kondensations druck, das heisst 4 ata verdichtet, in den Re generatoren 1 bezw. 2 in Wärmeaustausch mit dem abgetrennten Stickstoff bis auf Kon densationstemperatur abgekühlt, sodann in die Drucksäule 4 eines zweistufigen Zer legungsapparates 3 eingeführt und dort in üblicher Weise zerlegt.
Wenn man die Kon densation der Luft in einem Rücklaufkonden- sator vornimmt, und den flüssigen Sauer stoff in Gleichstrom mit seinen Dämpfen ver dampft, erniedrigt sich der Kondensations druck auf etwa 3,2 ata. Der Drucksäule wird im Beharrungszustand, unabhängig vom Kältebedarf, dauernd eine konstante Menge Stickstoff von etwa 1350 m3/h gasförmig ent nommen und in der Turbine 9 entspannt. Vor dieser Entspannung wird der Stickstoff so weit erwärmt, dass bei der Entspannung keine Kondensation stattfindet.
Anstatt hierfür wie bisher eine geringe Menge auf 10 bis 20 at verdichteter Luft zu verwenden, werden 500 m3/h auf einen Druck von 200 at ver dichtet und im Gegenströmer 8 zum Wärme austausch mit dem der Drucksäule entnom menen Stickstoff gebracht und hierauf nach Abdrosselung zur Deckung der Kälteverluste in die Drucksäule eingeführt.
Um die durch Entspannung der Hochdruckluft erzielbare Kälteleistung zu steigern, wird gegebenen falls die Hochdruckluft vor dem Wärmeaus tausch mit dem Stickstoff mittelst einer ge sonderten Kältemaschine vorgekühlt. Diese Art der Kälteerzeugung ist besonders ratio nell, da der zur Anwärmung des Expansions gases dienende Teil der Luft ohnehin auf 10 bis 20 at gefördert werden muss, also nur eine weitere Kompression im Druckverbältnis 20-10 erforderlich ist.
Unter Vorkühlung der Hochdruckluft auf<B>-10'</B> kann man also mit einem zusätzlichen Energieaufwand von nur etwa 0,01 PS eine Kälteleistung von an nähernd 1 Kcal/m' gesamter verarbeiteter Luft erzielen. Diese Kältemenge ist so gross, dass erforderlichenfalls auch relativ grosse Mengen Sauerstoff in flüssiger Form aus der Apparatur entnommen werden können, was mitunter notwendig ist, wenn man verhindern will, dass sich Verunreinigungen im Ver dampfer ansammeln.
Weiterhin ermöglicht der Umstand, dass die Expansionsmaschine mit konstanter Leistung und Tourenzahl be trieben werden kann, die Expansionsenergie wesentlich einfacher vollständig auszunützen. Nährend man bisher genötigt war, die Ener gie der Expansionsmaschine durch eine An triebsmaschine aufnehmen zu lassen, die sich wie eine Wasserpumpe den Änderungen der Expansionsmaschinenleistung anpassen kann, und die Expansionsenergie unter Umständen nicht ausnützen konnte, kann man jetzt die Expansionsmaschine, zum Beispiel eine Tur bine, unmittelbar mit dem Kompressor kup peln.
Der Rest des Stickstoffes wird als Wasch flüssigkeit auf die obere Säule 5 aufgegeben. 3000 m3 Luft/h - die gleiche Kubikmeter zahl wie Sauerstoff gewonnen wird - wer den in einem Gebläse auf 0,4 atü verdichtet, in Wärmeaustausch mit dem Sauerstoff in den Regeneratoren 7 bezw. 6 bis auf Konden sationstemperatur abgekühlt und gasförmig in die obere Säule eingeblasen.
Wenn man in etwas abweichender Ar beitsweise nicht einen Teil des unter Druck abgeschiedenen Stickstoffes, sondern einen Teil der verdichteten Luft in einer Expan sionsmaschine, zum Beispiel einer Turbine, entspannt, gestaltet sich die Arbeitsweise ge mäss Fig. 2 wie folgt: Der auf Kondensationsdruck verdichtete Teil der Luft wird wieder in den Regenera- toren 1 bezw. 2 in Wärmeaustausch mit dem Stickstoff auf Kondensationstemperatur ab gekühlt.
Ein Teil dieser Luft wird in dem Gegenströmer 8 in Wärmeaustausch mit der Hochdruckluft soweit erwärmt, dass bei der anschliessenden Expansion in der Turbine 9 keine Verflüssigung eintritt, und dann nach der Entspannung der in den Regeneratoren 6 bezw. 7 in Wärmeaustausch mit dem Sauer stoff abgekühlten Einblasluft beigemischt. Das Volumen der in der Säule 5 einge blasenen Luft ist wiederum gleich dem Vo lumen des gewonnenen Sauerstoffes. Der Rest der auf Kondensationsdruck verdich teten Luft wird, ebenso wie die in dem Ventil 1 (-) abgedrosselte Hochdruckluft in die Druck säule 4 des zweistufigen Zerlegungsapparates eingeführt.
Die gesamte in der Drucksäule 4 aus der Luft ausgeschiedene Stickstoffmenge wird im Kondensator 3 verflüssigt und als Waschflüssigkeit auf die obere Säule 5 auf gegeben. in die der Rest der zu verarbeiten den Luft, der nur auf geringen Überdruck verdichtet war, zusammen mit dem Auspuff der Turbine in gasförmigem Zustand einge blasen wird. Bei den Anlagen nach Fig. 1 und 2 kann die Menge Stickstoff oder Niederdruckluft, die in der Expansionsmaschine oder Turbine entspannt wird, beliebig verringert werden, wobei die dann fehlende Kältemenge durch Entspannung von Hochdruckluft von geeig neter Menge und Druck gewonnen wird. Die Stickstoffmenge kann hierbei sogar bis zur untern Grenze 0 vermindert werden, das heisst man kann die gesamte Kälte durch Entspan nen von Hochdruckluft erzeugen.
In diesem Falle kann die ganze in der Drucksäule aus geschiedene Stickstoffmenge als Waschflüs sigkeit für die obere Säule verwendet und in folgedessen die günstigsten Bedingungen für hohe Ausbeute und Reinheit der Zerlegungs produkte erzielt werden. Dabei kann, was besonders vorteilhaft in nur ein Teil der Hochdruckluft abgedrosselt und der Rest unter Leistung äusserer Arbeit entspannt wer den.
Die Kälteerzeugung kann dann zweck mässig so ausgeführt werden, dass man nach dem Verfahren von Heylandt den durch die Expansionsmaschine gehenden Teil der Luft mit einem Druck von 200 at mit Kühlwasser temperatur in die Expansionsmaschine leitet. Bisher hat man bei 'Gaszerlegungsverfahren, sofern nicht flüssige Produkte (flüssiger Sauerstoff) gewonnen wurden, darauf ver zichten müssen, diese Verfahren zur Kälte erzeugung zu verwenden, da die bei der Ent spannung unter Leistung äusserer Arbeit frei werdende Kälte sich nur unvollkommen auf Frischgas übertragen lässt.
Man musste ent weder auf einen vollkommenen Wärmeaus tausch verzichten und so unmittelbar Kälte verloren geben, oder einen mittelbaren Kälte verlust dadurch in Kauf nehmen, dass man den durch die Expansionsmaschine gehenden Teil der Hochdruckluft stark verkleinerte. Infolge der kleinen Temperaturdifferenz bei der Wärmeübertragung waren ausserdem beson ders grosse Austauscher notwendig.
Diese Nachteile können durch die Anwen dung von Regeneratoren für den Kälteaus tausch in einen Vorteil verwandelt werden. Bei der Verwendung von Regeneratoren hat es sich nämlich praktisch als notwendig er wiesen, eine grössere Menge kalten Gases durch die Regeneratoren hinauszuführen, als warmes Gas in sie eintritt, um durch diesen Kältezusatz die Temperaturdifferenz zwi schen Warm- und Kaltperiode im kalten Teil der Regeneratoren so klein zu halten, dass die Wiederverdampfung der aus dem Frisch gas abgeschiedenen Kondensats unbedingt sichergestellt wird.
Der hierfür erforderliche zusätzliche Kältebedarf kann nun in beson ders vorteilhafter Weise durch den sonst nicht ausnutzbaren Kälteüberschuss des Ver flüssigungsverfahrens gedeckt werden.
Ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Ausführung dieser Art des vorliegenden Verfahrens ist in Fig. 3 dargestellt. Bei dieser Anlage wird die auf Kondensations druck verdichtete Luft in dem Regenerator 1 bezw. 2 in Wärmeaustausch mit dem ausge schiedenen Stickstoff auf Kondensationstem peratur abgekühlt und in die Drucksäule 4 des zweistufigen Zerlegungsapparates einge führt. Eine der gewonnenen Sauerstoffmenge gleiche Luftmenge wird unter geringem Überdruck in Wärmeaustausch mit dem Sauerstoff in den Regeneratoren 7 bezw. 6 abgekühlt und gasförmig in die Rektifika- tionssäule 5 eingeblasen.
Die Deckung der Kälteverluste erfolgt bei dieser Arbeitsweise dadurch, dass ein Teil der auf 200 at ver dichteten Hochdruckluft in der Expansions maschine 11 entspannt wird, während der Rest nach Vorkühlung durch Stickstoff in dem Gegenströmer 8 in dem Ventil 12 abgedrosselt und mit der in der Maschine 11 entspann ten Luft in die Drucksäule 4 eingeführt wird. Die Vorkühlung des zweiten Teils der Hoch druckluft in einem Gegenströmer kann auch durch Wärmeaustausch mit dem Auspuff der Expansionsmaschine 11 erfolgen.
Die Ent spannung der Hochdruckluft kann man auch bis zum Druck der zweiten Zerlegungsstufe führen. In diesem Falle ist die Kälteleistung etwas grösser, jedoch wird hierbei die in die obere Säule eingeblasene Luftmenge vergrö ssert. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel wird zwar weniger Kälte erzeugt, dafür steht aber in der obern Säule eine grössere Menge an Waschflüssigkeit zur Verfügung. Man wird also je nach Kältebedarf und Ansprü chen an die Reinheit des Stickstoffes den Auspuff der Expansionsmaschine in die erste oder zweite Zerlegungsstufe einführen.
Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 3 ergibt sich durch die Einführung von entspanntem Hochdruckgas in die untere Säule eine grössere Menge Waschflüssigkeit in der obern Säule. Dieser Umstand wird bei diesen Ausführungsformen dadurch ausge nützt, dass zusätzliche Luft unter geringem Überdruck in die obere Säule eingeblasen wird.
Die Verwendung von Luft unter drei ver schiedenen Drucken mag eine umvorteilhafte Erschwerung erscheinen, zumal bei der Ver wendung von Kältespeichern die Schwierig- keiten der richtigen Verteilung der Gasmen gen, die zur Erzielung eines vollkommenen Wärmeaustausches notwendig ist, um so grö sser werden, je mehr Gasströme und damit je mehr Regeneratoren erforderlich sind. Um diese Komplikation jedoch zu vermeiden, kann man, wie schon vorangehend erwähnt, das Volumen der Luft, welche in die obere Säule eingeblasen wird, gerade gleich dem Volumen des gewonnenen Sauerstoffes wäh len.
In diesem Falle kann man mit den auch sonst notwendigen zwei Paaren von Regene- ratoren auskommen, von denen das eine den Wärmeaustausch zwischen Stickstoff und der auf Kondensationsdruck verdichteten Luft, das andere den Wärmeaustausch zwischen Sauerstoff und Gebläseluft vermittelt. Die Abkühlung des kleinen auf hohen Druck komprimierten Teils der Luft, der auch sonst aus praktischen Gründen zur Kälteübertra gung benötigt -wird, kann dabei in kontinuier lich -wirkenden Gegenströmern erfolgen.
Die Vorteile der anhand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsarten des neuen Verfahrens beruhen darauf, dass der Mehrauf wand an Energie, der notwendig wird, um wenige Prozent der auf Kondensationsdruck verdichteten Luft für den Kälteerzeugungs- prozess auf Hochdruck weiter zu verdichten, kleiner ist, als die Energieersparnis, die da durch erzielt wird, dass eine der Sauerstoff menge gleiche Menge Luft statt auf Konden sationsdruck nur auf geringen Überdruck ge fördert zu werden braucht.
Da die Menge der Einblasluft automatisch der Reinheit des Sauerstoffes angeglichen wird, besitzen die beschriebenen Ausführungsarten des Verfah rens eine grosse Anpassungsfähigkeit, so dass es trotz des die Rektifikation bekanntlich er schwerenden Einblasens von Luft sogar mög lich wird, Sauerstoff mit einem Reinheits grad von mehr als 99 % herzustellen. Bei der Gewinnung weniger reinen Sauerstoffes kann eine grössere Luftmenge praktisch unverdich- tet zerlegt und hierdurch der Energiebedarf der Zerlegung - über die Herabsetzung des Kondensationsdruckes hinaus - zusätzlich gesenkt werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, class die Verluste an verdichtetem Gas bei jedem Umschalten der Regeneratoren 1, 2 und 6, 7 dadurch geringer werden, dass der Druck des durch die Sauerstoffregeneratoren strömenden Frischgases sehr niedrig ist. In folgedessen wird auch der Sauerstoff durch die beim Umschalten in den Regeneratoren verbleibende Luft in geringerem Masse verun reinigt als bisher, also der Sauerstoff in höherer Reinheit gewonnen.
Process for the separation of air. There are methods for the separation of air in two stages using periodically changed cold storage have been described, in which the air is only compressed to that pressure, respectively, its liquefaction. that of nitrogen in heat exchange with boiling oxygen. The cold necessary to cover the losses was previously BEZW by relaxing part of the compressed air in these so-called low-pressure processes. of the stick material separated under pressure gained at low temperature while performing external work.
This type of refrigeration, however, directly couples the quality of the rectification with the refrigeration output, because the refrigeration requirement determines the amount of gas. which has to be removed from the pressure column for the purpose of relaxation and is therefore lost as washing liquid for the upper column. In order to keep the cutting system in balance, it is necessary to regulate according to the cooling requirement. In such systems, therefore, you will rarely achieve the optimum in which the cooling requirement and quality of the rectification are precisely matched to one another, but mostly either the rectification will deliver a poor yield due to a lack of washing liquid, or an excess of washing liquid cannot be eliminated be used.
The object of the present invention forming process for the separation of air in two stages, in which the main amount of air is compressed only to the pressure that allows the condensation of the separated nitrogen in heat exchange with the boiling oxygen, and in which process The main amount of air is cooled and the decomposition products are reheated in periodically changed cold storage tanks, avoiding the disadvantages mentioned and making it possible to reduce the energy required for decomposition compared to other methods.
The method is characterized in that a separate cold generation process with the help of a relatively small amount of air compressed at high pressure is used to cover the cold losses.
In the drawings, execution examples of the systems working according to the method are shown schematically, based on which it is explained in more detail.
Let a system according to FIG. 1 produce 65 percent oxygen from 10,000 ms air / h. For this purpose, 7000 mg / h of the air to be broken down are compressed to condensation pressure, that is to say 4 ATA, in the re generators 1 respectively. 2 cooled in heat exchange with the separated nitrogen to condensation temperature, then introduced into the pressure column 4 of a two-stage decomposition apparatus 3 and disassembled there in the usual way.
If the air is condensed in a reflux condenser and the liquid oxygen is evaporated in cocurrent with its vapors, the condensation pressure drops to about 3.2 ata. In the steady state, regardless of the refrigeration requirement, a constant amount of nitrogen of about 1350 m3 / h is continuously withdrawn in gaseous form from the pressure column and expanded in the turbine 9. Before this expansion, the nitrogen is heated to such an extent that no condensation takes place during expansion.
Instead of using a small amount of air compressed to 10 to 20 at for this as before, 500 m3 / h are compressed to a pressure of 200 at and brought in countercurrent 8 for heat exchange with the nitrogen taken from the pressure column and then after throttling Coverage of the cold losses introduced into the pressure column.
In order to increase the refrigeration capacity that can be achieved by expanding the high pressure air, the high pressure air is precooled with nitrogen by means of a separate refrigeration machine prior to the heat exchange. This type of cold generation is particularly rational, since the part of the air used to heat the expansion gas has to be conveyed to 10 to 20 atm in any case, so only one additional compression in the 20-10 pressure is required.
By pre-cooling the high-pressure air to <B> -10 '</B>, you can achieve a cooling capacity of approximately 1 Kcal / m' of total processed air with an additional energy expenditure of only about 0.01 PS. This amount of cold is so great that, if necessary, relatively large amounts of oxygen can be taken from the apparatus in liquid form, which is sometimes necessary if you want to prevent impurities from collecting in the evaporator.
Furthermore, the fact that the expansion machine can be operated with constant power and number of revolutions enables the expansion energy to be fully utilized much more easily. While it was previously necessary to have the energy of the expansion machine absorbed by a drive machine which, like a water pump, can adapt to changes in the expansion machine output, and the expansion energy may not be able to be used, the expansion machine, for example a door, can now be used bine, connect directly to the compressor.
The rest of the nitrogen is applied to the upper column 5 as a washing liquid. 3000 m3 air / h - the same number of cubic meters as oxygen is obtained - who compresses the in a blower to 0.4 atü, in heat exchange with the oxygen in the regenerators 7 respectively. 6 cooled to condensation temperature and blown in gaseous form into the upper column.
If you work in a slightly different way not part of the nitrogen separated under pressure, but part of the compressed air in an expansion machine, for example a turbine, relaxed, the operation ge according to FIG. 2 is as follows: The compressed to condensation pressure Part of the air is again in the regenerators 1 respectively. 2 cooled in heat exchange with the nitrogen to the condensation temperature.
A portion of this air is heated in the countercurrent 8 in heat exchange with the high pressure air to such an extent that no liquefaction occurs during the subsequent expansion in the turbine 9, and then after the expansion in the regenerators 6 respectively. 7 in heat exchange with the oxygen mixed in the cooled air. The volume of air blown into the column 5 is in turn equal to the volume of the oxygen obtained. The remainder of the air compressed to condensation pressure, like the high pressure air throttled in valve 1 (-), is introduced into the pressure column 4 of the two-stage separation apparatus.
The entire amount of nitrogen separated from the air in the pressure column 4 is liquefied in the condenser 3 and applied to the upper column 5 as a washing liquid. into which the rest of the air to be processed, which was only compressed to a slight overpressure, is blown in a gaseous state together with the exhaust of the turbine. In the systems according to FIGS. 1 and 2, the amount of nitrogen or low pressure air, which is relaxed in the expansion machine or turbine, can be reduced as desired, with the then missing amount of cold is obtained by relaxation of high pressure air of appropriate amount and pressure. The amount of nitrogen can even be reduced to the lower limit of 0, which means that the entire cold can be generated by relaxing high-pressure air.
In this case, the entire amount of nitrogen separated in the pressure column can be used as washing liquid for the upper column and consequently the most favorable conditions for high yield and purity of the decomposition products can be achieved. This can be throttled, which is particularly advantageous in only part of the high-pressure air and the rest is relaxed while performing external work.
The refrigeration can then expediently be carried out in such a way that, according to Heylandt's method, the part of the air going through the expansion machine is fed into the expansion machine at a pressure of 200 atm with cooling water temperature. So far, in the case of gas decomposition processes, unless liquid products (liquid oxygen) were obtained, they had to refrain from using this process for cold generation, since the cold released during the relaxation under the performance of external work is only incompletely transferred to fresh gas leaves.
You either had to forego complete heat exchange and thus immediately lose cold, or you had to accept an indirect cold loss by greatly reducing the part of the high-pressure air going through the expansion machine. Due to the small temperature difference during the heat transfer, particularly large exchangers were also necessary.
These disadvantages can be turned into an advantage by using regenerators for cold exchange. When using regenerators, it has been found to be practically necessary to lead a larger amount of cold gas out through the regenerators than warm gas enters them in order to reduce the temperature difference between the warm and cold periods in the cold part of the regenerators through this addition of cold to be kept small so that the re-evaporation of the condensate separated from the fresh gas is absolutely ensured.
The additional cooling requirement required for this can now be covered in a particularly advantageous manner by the otherwise unusable cold excess of the liquefaction process.
An exemplary embodiment of a system for carrying out this type of the present method is shown in FIG. In this system, the condensation pressure compressed air in the regenerator 1 BEZW. 2 cooled in heat exchange with the separated nitrogen to Kondensationstem temperature and introduced into the pressure column 4 of the two-stage decomposition apparatus. An amount of air equal to the amount of oxygen obtained is exchanged heat with the oxygen in the regenerators 7 respectively under a slight excess pressure. 6 cooled and blown in gaseous form into the rectification column 5.
In this mode of operation, the cold losses are covered by relieving part of the high-pressure air compressed to 200 at in the expansion machine 11, while the remainder is throttled after precooling by nitrogen in the counterflow 8 in the valve 12 and with that in the machine 11 relaxed th air is introduced into the pressure column 4. The precooling of the second part of the high pressure air in a countercurrent can also be done by exchanging heat with the exhaust of the expansion machine 11.
The high-pressure air can also be released up to the pressure of the second decomposition stage. In this case, the cooling capacity is somewhat greater, but the amount of air blown into the upper column is increased. In the example shown in FIG. 3, less cold is generated, but a larger amount of washing liquid is available in the upper column. Depending on the refrigeration requirement and the requirements for the purity of the nitrogen, the exhaust pipe of the expansion machine will be introduced into the first or second decomposition stage.
In the embodiments according to FIGS. 1 to 3, the introduction of depressurized high-pressure gas into the lower column results in a larger amount of washing liquid in the upper column. This fact is used in these embodiments in that additional air is blown into the upper column under a slight excess pressure.
The use of air under three different pressures may appear to be a disadvantageous complication, especially since with the use of cold accumulators the more difficult the correct distribution of the gas quantities, which is necessary to achieve a perfect heat exchange, the greater Gas flows and thus the more regenerators are required. In order to avoid this complication, however, as mentioned above, the volume of the air which is blown into the upper column can be selected to be exactly the same as the volume of the oxygen obtained.
In this case one can get by with the otherwise necessary two pairs of regenerators, one of which mediates the heat exchange between nitrogen and the air compressed to condensation pressure, the other the heat exchange between oxygen and blower air. The cooling of the small part of the air compressed to high pressure, which is otherwise required for practical reasons for cold transmission, can take place in continuous countercurrents.
The advantages of the embodiments of the new method described with reference to FIGS. 1 to 3 are based on the fact that the additional energy required to further compress the air compressed to condensation pressure for the refrigeration process to high pressure by a few percent is smaller , as the energy saving that is achieved because an amount of air equal to the amount of oxygen only needs to be conveyed to a slight overpressure instead of to condensation pressure.
Since the amount of air being blown in is automatically adjusted to the purity of the oxygen, the types of execution of the method described have great adaptability, so that despite the blowing in of air, which is known to make rectification difficult, it is even possible, please include oxygen with a degree of purity of more than 99% manufacture. When less pure oxygen is obtained, a larger amount of air can be broken down in a practically uncompromised manner and the energy required for the breakdown can be additionally reduced - beyond the reduction in the condensation pressure.
Another advantage is that the losses of compressed gas are lower each time the regenerators 1, 2 and 6, 7 are switched over because the pressure of the fresh gas flowing through the oxygen regenerators is very low. As a result, the oxygen is also cleaned to a lesser extent than before by the air remaining in the regenerators when switching over, i.e. the oxygen is obtained in a higher degree of purity.