CN107206287B - 不连续工作的凝华器和凝华器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种不连续工作的、用于从气体混合物(G)回收产物(P)的凝华器(1)，包括壳体(2)，该壳体具有内部的冷却通道(11)和壳体壁(10)以及设置在壳体壁(10)内侧(9)上的、向内定向的翅片(7)，所述翅片能通过冷却剂(K)冷却以便凝华产物(P)，所述冷却剂能通过壳体壁(10)上的通道(12)引导。所述壳体(2)是圆柱形的并且允许通过改变压力熔化产物(P)。

Description

不连续工作的凝华器和凝华器系统
技术领域
本发明涉及一种不连续工作的、用于从气体混合物分离产物的凝华器和一种凝华器系统。
背景技术
通过DE 3407104 A1现有技术包括一种凝华器，其代替翅管在壳体内部具有翅片，所述翅片固定在壳体侧壁上。冷却剂或加热剂穿流设置在壳体侧壁外侧的通道。热传导从通道到壳体侧壁并且到翅片进行。这种结构方式的凝华器多年来已证明是有效的。这种凝华器例如用于生产邻苯二甲酸酐(PSA)。过程过压通常为0.1bar(g)，温度为170℃。使用这种凝华器结构方式受到过程压力和温度的限制。更高的过压或低压需要附加的内部加固，尤其是结合高温或低温的情况下。
发明内容
本发明所基于的任务在于这样改进凝华器，使得其不仅可在结合高温或低温的更高的过压或低压下运行，同时也可减少结构费用，使得这种设备也可用于(除了PSA之外的)其它应用中。
所述任务通过一种不连续工作的、用于从气体混合物回收产物的凝华器解决，其包括具有壳体壁的壳体并且包括设置在壳体壁的内侧上的、向内定向的翅片，所述翅片能通过冷却剂冷却以便凝华产物，所述冷却剂能通过壳体壁上的通道引导，所述壳体是圆柱形的并且构造用于沿其纵向方向被气体混合物穿流，在圆柱形的壳体中设置至少一个内部的冷却管路，所述冷却管路沿壳体的纵向方向在壳体整个长度上贯穿壳体并且所述冷却管路具有多个单个的向外定向的翅片，这些向外定向的翅片沿冷却管路的圆周方向间隔开地分布设置在冷却管路的圆周上并且这些向外定向的翅片分别沿壳体的纵向方向定向地固定在冷却管路上，所述向内定向的翅片和/或向外定向的翅片的数量从壳体的入口端部向壳体的出口端部增加。
此外优选规定，一个唯一的冷却管路在中央沿圆柱形壳体的纵向方向延伸。
此外优选规定，所述壳体具有多个沿气体混合物的流动方向依次相继的纵向区段，在内部的冷却管路上向外定向的翅片和/或在壳体壁上向内定向的翅片在一个纵向区段内在冷却管路和/或壳体的圆周上均匀分布地设置。
此外优选规定，所述向内定向的翅片径向从外向内直线延伸和/或向外定向的翅片径向从内向外直线延伸，并且分别在壳体的纵向方向上延伸。
此外优选规定，所述向内定向的翅片和/或向外定向的翅片螺旋形设置。
此外优选规定，所述各个纵向区段能相互独立地被冷却和加热。向外定向的翅片的每个自由径向端部与一个向内定向的翅片的自由径向端部直接相对置。
此外优选规定，所述翅片的表面从壳体的入口端部向壳体的出口端部以大于1且小于10的因数增加。
此外优选规定，沿气体混合物的流动方向设置所述壳体的至少两个依次相继的纵向区段，翅片的数量逐纵向区段地增加。
此外优选规定，所述向内定向的翅片具有至少两个不同的高度，所述高度从壳体壁起径向向内测得。
此外优选规定，翅片的高度在所述壳体的相邻的各纵向区段之间变化，以避免在翅片的自由端部之间形成直行通路。
此外优选规定，所述壳体的内径为100mm至1000mm。由壳体壁包围的圆柱形内部空间不具有支撑装置，该支撑装置连接壳体壁的相对置区域或将壳体壁与冷却管路连接。
根据本发明的凝华器不连续地工作，其用于从气体混合物中回收产物。为此凝华器包括具有壳体壁的壳体和设置在壳体壁内侧上的、向内定向的翅片。所述翅片用于凝华气体混合物的产物。翅片可通过冷却剂冷却。冷却剂能穿过壳体壁上的至少一个通道。由此将在凝华时产生的热量导走。此外，在壳体内部设有一个冷却管路。该冷却管路进一步增大了与气体混合物进行热交换的壳体内表面。
与板结构方式的凝华器(DE 3407104A1)不同，所述凝华器的壳体是圆柱形的，其构造用于沿其纵向方向被气体混合物穿流。壳体壁内侧上的翅片——其在板结构方式的凝华器中通常相互平行间隔开地延伸——在具有圆柱形壳体的凝华器中优选相互成角度设置。翅片优选指向圆柱形壳体的中心纵轴线。基于壳体的圆柱形状，相邻翅片间的距离径向向内减小。相邻翅片的内端部不相互接触并且也不与内部冷却管路接触。
壳体的内部区域不具有将壳体壁的相对置区域连接的撑杆。即使在更高的、例如高于2bar(g)的内部压力下，壳体也基于其圆柱形状具有足够的刚度和抗压强度，从而大大扩宽了凝华器技术的应用领域。另一重要优点在于，相对于长方体壳体这种结构方式具有更高的抗交变载荷性(压力和温度)。因此圆柱形结构方式与具有长方体壳体或大致相互平行延伸的壳体壁的凝华器相比可实现不同的运行参数和运行方式。
这种凝华器的制造技术挑战在于，翅片应与壳体壁材料锁合地连接，以便实现最佳的热传导。材料锁合连接以焊接工具可接近性为前提。圆柱形壳体在内径例如为100mm至1000mm时具有例如700至8000mm的长度。因此在长度为8000mm时焊接操作必须能够在距离圆柱形壳体端部约4000mm处进行。为此壳体的内部区域必须为焊接头保持空出，焊接头可沿壳体纵向方向移动。在空出区域中在晚些时候定位冷却管。该冷却管根据直径也可被称为冷却圆筒。
但如将壳体划分为多个圆周区段，则产生扩展的制造可能性。每个区段(例如半壳)单独被设置翅片。随后将区段接合成一个圆柱形壳体。该操作方法的缺点在于，接合连接、尤其是焊接连接沿壳体的纵向方向进行。在被内部压力加载的旋转对称体的压力负荷下切向应力总是高于沿纵向方向的压力。因此沿纵向方向延伸的接合连接、如焊缝承受比沿圆周方向延伸的接合连接更高的机械负荷。因而接合连接承受高负荷。
替代或附加地，可将各单个圆柱形纵向区段连接成一个壳体。在该操作方法中有利的是可为每个单个纵向区段使用无缝管。但当冷却剂通道应在相邻纵向通道中延伸时，单个纵向区段的接合可略微复杂。
术语“纵向区段”在本发明范围中不仅可理解为圆柱形壳体的、可与下一纵向区段连接的纵向区段，而且也可概括地理解为具有特定功能和设计、如具有翅片的特定布置、几何形状和数量或具有特定冷却通道或冷却可能性的区域。
术语“通道”表示可被冷却剂穿流的管路区段，其至少在凝华器壳体的圆周和/或长度的局部区域上延伸。多个所述通道可相互平行地沿壳体的纵向方向或圆周方向延伸，也可曲折或螺旋线形地延伸。壳体也可构造成双壁的，使得产生用作通道的环形空间。在半壳结构方式中例如半壳可构造成双壁的，使得形成环形空间区段，其分别用作用于冷却剂的通道。通道并非必须从整个壳体的入口端部延伸至出口端部。通道也可仅在单个或多个相邻的壳体纵向区段上延伸。在承受机械负荷方面，沿纵向方向和圆周方向连续的壳体是最好的选择，因为不通过纵向焊缝或环绕的焊缝产生薄弱位置。无缝拉伸管尤为适合。
在壳体中设置一个并且尤其是唯一一个具有向外定向的翅片的内部冷却管路。该冷却管路尤其是在中央沿圆柱形壳体的纵向方向延伸设置。该冷却管路在壳体的整个长度上贯穿壳体。在这种冷却管路中翅片优选星形延伸、即沿径向方向从内向外延伸。在冷却管路中也期望在特定纵向区段中固定特别多的翅片。原则上这在向外定向的翅片中比在向内定向的翅片中更为简单，因为相邻翅片的距离径向向外增加并且更易于固定装置接近。
优选内部冷却管路上的向外定向的翅片和壳体壁上向内定向的翅片在一个纵向区段内均匀分布在冷却管路和/或壳体的圆周上。在纵向区段的圆周上看翅片的均匀分布能实现均匀的散热以及产物的均匀沉积。不连续工作的凝华器的均匀加载提高了用于从气体混合物回收产物的过程效率。
在本发明的一种优选方案中，壳体具有可相互分开冷却的各纵向区段。这些纵向区段可连接到一个共同的冷却系统上，但可通过调节和/或控制装置在单个纵向区段中调节出不同的温度用于冷却和/或加热。
凝华器优选可通过与冷却剂穿流通道相同的通道被加热。也就是说，凝华器的温度控制通过壳体壁上的通道和/或所述至少一个内部冷却管路进行。
在气流进入壳体的入口区域中气体混合物具有待回收产物的最高浓度。因此在壳体入口区域中的翅片上沉积相对大量的待回收产物。沉积的产物的作用如同翅片上的热绝缘体，以致气体混合物尤其是在剧烈被加载的入口区域中被吸走越来越少的热能。局部冷却效率下降。
本发明规定，通过增加翅片的表面、尤其是增加翅片数量来提高至少一个沿气体混合物流动方向位于下游的纵向区段中的冷却效率。
在一种优选方案中，向内定向的翅片径向从外向内直线延伸，和/或向外定向的翅片径向从内向外直线延伸。该布置至少在冷却管路上的翅片方面可被称为星形的，基于各个翅片的径向定向。
翅片分别沿壳体的纵向方向定向地被固定。也就是说，单个翅片并非设计成环形环绕的，而是翅片的起点和终点关于壳体纵轴线隔开轴向距离地设置。术语“沿壳体的纵向方向定向”在此情况下表示翅片的起点和终点可沿圆周方向相互错开地设置(螺旋形状)。
翅片沿气体流动方向延伸。它们并不横向于气体流动，因为它们沿壳体轴向方向定向。优选轴向方向同时是是竖直方向、即气体流动从上向下或反过来进行。
在一种扩展方案中，向外定向的翅片的自由径向端部分别与向内定向的翅片的自由径向端部直接相对置。内部翅片和外部翅片在此不相互接触。
可通过下述方式进一步提高效率，即，翅片的表面从壳体的入口端部向壳体的出口端部增加。入口端部可以是凝华器的上端部或下端部。
表面的增加以1和10之间的因数进行。增加可通过增大每长度单位的翅片表面、例如轮廓化进行。轮廓化可通过波纹、凹槽或隆起、凹坑、开口或冲压部构成。也可在单个翅片上设置附加的装置，在此附加设置的装置的数量和尺寸沿凝华器的流动方向增加。
代替或补充增大单个翅片的表面，可设置附加翅片。优选凝华器沿气体混合物的流动方向具有至少两个依次相继的纵向区段，在此翅片数量逐纵向区段增加。优选设置三个或更多纵向区段、尤其是4至8个。
例如设置第一组翅片，其以不变的长度和布置在凝华器的整个高度区域上或整个设有翅片的长度上延伸。这并不表示一个翅片必须正好和整个凝华器一样长。相反，翅片优选仅在例如100mm至1000mm的有限长度上延伸。较短的翅片应易于操作并且在与壳体壁焊接时不那么剧烈翘曲。随后下一翅片可与上一翅片对齐设置。对齐的翅片整体上形成翅片结构，气体混合物在该翅片结构上沿其流动。
相对于该第一组翅片，可在凝华器的中间高度区域中设置附加翅片，这些翅片也作为多个对齐的翅片结构延伸至凝华器的出口端部。翅片的数量例如可翻倍。所述附加翅片既可以是向内定向的也可以是向外定向的翅片。
最后，可在接下来的高度区域中再次附加地设置另外的翅片、如较小高度的翅片(中间翅片)。这些翅片尤其可以是固定在壳体壁上的、向内定向的翅片。翅片高度沿圆柱形壳体的径向方向测得。这种分阶布置基于下述想法：特别大量的产物已经在壳体的入口区域中沉积在翅片上。气体混合物因此仅还含有较小比例的产物。为了提高产物沉积，可增大翅片的表面。因此凝华器入口区域和出口区域之间的表面比例根据应用情况下尤其是介于1:1至1:8的范围中、尤其是介于1:1至1:6的范围中并且尤其是介于1:3至1:4的范围中。
根据本发明的凝华器在入口侧具有分配室，以便将材料流均匀分配到所有翅片上。在出口区域中设有适合的集流室。
凝华器的壳体从外部通过壳体壁冷却。壳体壁的表面显著大于内部冷却管路的表面。因此优选在壳体壁上设置比内部冷却管路上更多的翅片。
壳体的内径优选介于100至1000mm、尤其是400至800mm的区域中。
彼此相对置的翅片的高度可以逐纵向区段地变化并且尤其是交替变化。由此气体混合物应在从一个纵向区段向下一纵向区段过渡时被转向并且由此避免形成直行通路。
各单个翅片出于热力学原因应具有约60至80mm、优选100至150mm的高度。例外的是中间翅片，其由结构决定可具有较小高度。中间翅片是指这样的翅片，为其在冷却管路上没有设置与之直接相对置的翅片。
各翅片可在其序列中沿圆周方向略微相互错开地设置。由此流动在每次圆周侧错开时碰撞到翅片端面上，这使得产物也按希望沉积在端面上并且进一步改善了沉积度。
翅片中的开口、例如翅片中横向于流动方向延伸的缝槽也具有类似效果。通过这种缝槽应破坏主要的层流，以便形成涡流。此外，流动在此可从翅片的一侧进入另一侧。类似地，翅片可设有涡流器或其它元件，其适合用于破坏层流。
翅片的设计优选匹配待回收产物的蒸气压力曲线。这主要涉及相应纵向区段中的翅片数量。当分布在例如六个纵向区段上时，壳体壁上的翅片数量n从入口侧起可以为n/2n/3n/4n/5n/5n。优选在出口侧设置与在制造技术上能够在壳体壁上固定的翅片一样多。
当在凝华器的中间纵向区段区域中设置附加翅片时，那么在翅片的端面上沉积结晶产物，该结晶产物可以具有细针形状。这些细针可通过气流的动压被带走，但随后将挂在下一纵向区段的翅片端面上并沉积于其上。因此尤其是最后的纵向区段在功能上用作过滤器，但无需被构造成单独的过滤器构件。
翅片优选通过激光焊接方法与壳体连接。激光束可经过翅片之间相对远的距离，且不会被相邻翅片之间较小的距离阻碍。借助适合的焊接头从焊接头至接合区最大可跨越20cm。这允许在焊接技术上将翅片紧密并排固定在壳体壁和冷却管上。
根据希望的流动导向，本发明不排除倾斜设置基本上径向延伸的翅片并且由此引起螺旋形或螺旋线形的流动导向。也可沿圆周方向逐纵向区段地交替设置倾斜的翅片、即实现交替的流动方向。
基于相对低的流动速度仅有限的材料流可通过单个凝华器。因此本发明在有利的扩展方案中规定，多个这种凝华器并联连接。在并联连接时凝华器总体上能被加载更大的材料流。当凝华器已吸收了如此之多的产物，以致进一步加载无效率时，在该第一阶段后进行提取过程的第二阶段、即去除产物。可通过改变凝华器内部的压力和/或提高冷却剂温度来去除产物。压力变化引起产物的相变。产物优选从固相转变为液相并且基于重力独立向下从凝华器流出。产物也可过渡到气相中。该操作方法(压力变化)的优点在于，壳体温度可保持不变。与保持压力不变提高温度的方法相比，这大大减少了能量损耗。更高的温度当然也可与压力变化一样引起所回收产物的熔化。
除了单个凝华器外，本发明也规定一种凝华器系统，其包括多个根据本发明所述的凝华器，第一组所述凝华器并联设置并且能被加载气体混合物，并且至少另一组所述凝华器并联设置并且能被加载气体混合物，每组凝华器设置用于交替地通过凝华回收产物并且随后通过改变压力和/或提高温度熔化已经回收的产物，设置调节装置用于将气体混合物交替输送给相应的组的凝华器。该凝华器系统包括至少两个凝华器。第一凝华器例如被加载气体混合物并且同时这样被冷却，以致产物沉积，与此同时在另一凝华器中进行熔化，即，使沉积的产物转变为优选液相并从凝华器中去除。在下一步骤中两个凝华器交换其任务，从而始终可交替获取相应的凝华产物或者说纯化气体混合物。
在一种特别优选的方案中，凝华器系统并非仅具有两个单个凝华器，而是具有多组凝华器，它们并联设置并且可分别能被加载气体混合物。正如在单个凝华器中一样，每组凝华器设置用于交替通过凝华回收产物并且随后通过改变压力和/或提高温度熔化已经回收的产物，在此设置调节装置用于将气体混合物交替输送给相应的凝华器组。
在本发明的一种扩展方案中其中多个凝华器可串联设置。也就是说，气流首先经过第一凝华器并且随后经过至少一个另外的凝华器。由此可限制单个凝华器的结构长度并提高产物沉积度。串联连接的凝华器根据相同原理工作，但在其结构中可互不相同，因为在后面的、即下游的凝华器中气体混合物中所含产物已明显减少。因此，尽管在下游凝华器中沉积较少的产物，但相邻翅片之间的单个流动路径因产物沉积而变窄甚至堵塞的危险大大小于上游的凝华器。
这种结构方式的凝华器尤其是可在从天然气或沼气中凝华二氧化碳时使用。
附图说明
下面参考附图所示实施例详细说明本发明。附图如下：
图1为凝华器的侧视图；
图2为图1的凝华器沿线II-II的横截面图；
图3为图1的凝华器沿线III-III的横截面图；
图4为图1的凝华器的底视图；
图5为看向第一种实施例的凝华器的展开壳体壁上的翅片的视图；
图6为看向第二种实施例的凝华器的展开壳体壁上的翅片的视图；
图7为看向第三种实施例的凝华器的展开壳体壁上的翅片的视图；
图8为凝华器纵剖面图的局部区域；
图9为串联连接的两个凝华器；
图10为包括多个凝华器的凝华器系统的俯视图。
具体实施方式
图1示出凝华器1，其具有细长的圆柱形壳体2。该附图示出凝华器1的运行位置。凝华器包括在此情况下用作入口区域3的上部区域和用作出口区域4的下部区域。流动方向垂直从上向下、即从入口区域3流向出口区域4。存在两个物质流。通过入口区域3，气体混合物G经由管接头5进入壳体2内部。纯化的气体混合物G'可在出口区域4上经由出口管接头6再次被吸出。入口区域3和出口区域4之间的高度差为H＝700mm至8000mm。以未示出的方式气体混合物G在横截面上均匀分布地进入壳体2。第二物质流是冷却剂K，其在本实施例中与气体混合物G顺向流动。
图2示出壳体2在内部被星形划分为相同大小的扇形。在本实施例中是八个相同大小的扇形，它们由翅片7、8构成。在壳体2的壳体壁10的内侧9上总共设有八个径向向内定向的翅片7。此外，设有一个中央内部冷却管路11，在该冷却管路上也固定有八个径向向外定向的翅片8。冷却管路11具有圆形横截面。翅片7和8分别直接相对置且不相互接触。径向向内定向的翅片7在该剖面图中略长于内部冷却管路11上径向向外定向的翅片8。翅片7、8由沿壳体2轴向方向依次相继的翅片分段构成，所述分段因此位于壳体2的不同纵向区段中。分段可具有100mm至1000mm的长度。翅片7、8具有0.8mm至5mm、尤其是1mm至3mm宽度并且与壳体壁10或冷却管11材料锁合连接、尤其是通过激光焊接。
翅片7、8用于容纳气体混合物G中的产物。为此冷却翅片7、8。这借助通道12进行，所述通道设置在壳体2的圆周侧并且通过所述通道冷却剂K可直接与壳体壁10接触。在本实施例中通道12在横截面中为三角形。它们均匀分布在壳体壁10的圆周上。冷却剂K的温度沿冷却剂K的流动方向升高。在本实施例中冷却剂K与气体混合物G在相同的方向上流动。气体混合物G被吸走如此多的热量，以致待回收产物沉积在翅片上。该凝华过程继续直至进一步的沉积不再具有经济价值或在达到希望的气体混合物G纯度时。纯化的气体混合物被称为G'。被加热的冷却剂以K'表示。
在第二步骤中，中断气流G并且熔化产物P。这可如下进行，即，改变凝华器1内的压力。替代或附加地，可提高冷却剂K的温度。在任何情况下产物P优选被转化成其液相并且基于重力自动向下流动，在那里其优选可作为液态产物P从壳体2被排出。随后冷却剂K的温度再次下降和/或壳体2内的压力再次这样改变，使得在翅片7、8上出现用于形成另外的产物P的条件。该过程于是从头开始，其方式为：再次输入气体混合物。
凝华器1在本实施例中具有六个不同的纵向区段，它们分别在凝华器1的约1/6高度H上延伸。在上六分之一中凝华器1例如设有第一数量的翅片7、8、例如具有八个向内和八个向外定向的翅片7、8。向内定向的翅片7的数量按照n/2n/3n/4n/5n/5n的顺序设置，其中n＝8。因此，在第四个六分之一中翅片数量为4x8＝32个，因此翅片7、7'、8的表面沿流动方向显著增加。
图3示出图1的凝华器1沿III-III线的剖面图。可以看出，在该更靠近出口区域4的第四个六分之一的剖面图中设有明显更多的翅片7、8。较高的翅片7、8的数量与上面的剖面图中的翅片数量相比翻倍。此外，加入另一几何形状的另一种翅片7'。该翅片7'沿径向方向测量较短并且具有比上述翅片7、8略小的高度H1。此外，在冷却管路11上没有翅片与固定在壳体壁10上的、较短的翅片7'相对置。与此相反，冷却管路11的每个翅片8与壳体壁10上的一个翅片7相对置。
图4示出图1的凝华器的底视图。可以看出，在图平面中向左设有一个管接头，被加热的冷却剂K'通过该管接头排出。在图平面中向右可通过所示管接头排出液态产物P。纯化的气体混合物G'通过出口管接头6向下排出。还可看到环形室13，环形室在外侧包围壳体壁10并且被加热的冷却剂K'集聚于其中。
图5至7分别示出设有翅片7的壳体2的展开图，且看向壳体2的内侧、即壳体壁10上的翅片7。在图平面中上方分别是入口区域。下方是出口区域。在上端部和下端部之间设有总共六个相同长度的纵向区段L1－L6。所述纵向区段L1－L6分别具有特定数量和布置的翅片7，最后一个纵向区段L6中的翅片数量大于第一纵向区段L1中的数量。
在图5中示出，翅片7数量并非必须逐纵向区段增加。具体而言，前两个纵向区段L1、L2中的翅片7数量分别为四个。在下面的纵向区段L3至L6中翅片7数量为5、7、12和20个。
图6实施例与图5实施例的区别在于，在前两个纵向区段L1和L2之间翅片7数量已经增加。具体而言，在各纵向区段L1－L6中翅片7数量为4、5、6、8、12、20个。
图7的实施例在翅片7数量方面相应于图5的实施例。区别在于，翅片7略微倾斜设置、即与展开的壳体壁10的纵向边缘16优选成锐角设置。在圆柱形布置中这相当于螺旋形或螺旋线形布置。通过这种方式可延长气体混合物G的流动路径。冷却管路11上的翅片8的数量也可以未示出的方式增加。冷却管路11上的翅片8也可设置成螺旋形。
图8示出凝华器剖面图的局部区域，且看向翅片7、8。在图平面中右侧为壳体2的中心纵轴线LA，其延伸通过冷却管路11。在图平面中左侧为壳体壁10。示出六个纵向区段L1至L6中的翅片7、8。第一纵向区段L1中向内定向的翅片7具有第一高度H1并且相对置的、向外定向的翅片8具有较大的高度H2。在接下来的纵向区段L2中H1/H2之比反过来。在后续的纵向区段L3至L6中这种交替以相同方式继续。由此避免在翅片7、8的相对置端部区域中形成直行通路。H1和H2交替地约为60至130mm和约80至150mm、优选110和130mm。翅片7、8之间的距离约为10mm。壳体2和冷却管路11之间的径向距离因此总共处于约150至290mm的范围中或其在H1和H2的值约为110mm和约130mm并且距离约为10mm时总共约为250mm。
图9示出两个凝华器1的串联连接。气体混合物G从上方进入第一凝华器1中。在下方纯化的气体混合物G'排出并且从下方进入另一凝华器1中，从该凝华器气体混合物在上方作为再次纯化的气体混合物G”排出。该图说明，凝华器1的入口端部并非必须是壳体的上端部。此外，下游的第二凝华器1在其内部结构中可与上游的第一凝华器1不同、尤其是翅片7、8数量。
图10示出包括三组A、B、C结构相同的凝华器1的凝华器系统。各组可分别通过相同的生产阶段。如在下面将解释的。
可以看出，气体混合物G首先仅供应给第一组A。纯化的气体混合物G'离开A组凝华器1。在此期间产物沉积在凝华器1的各个翅片上。该过程在预先设定的持续时间上进行。随后应熔化产物。第二组B凝华器1同时处于该阶段中。可以看出，气体混合物G朝向第二组B的供应通过调节装置15中断。以未示出的方式改变各个凝华器1中的压力和/或提高冷却剂的温度，以便能够提取液态产物P。
随后必须再次改变压力和/或再次降低温度。第三组C凝华器1同时处于该阶段中。在该阶段中既不供应气体混合物G也不回收产物。调节装置15关闭。
当气体混合物G'不能再被第一组A进一步纯化时，打开该图平面中下方的、连接C组的调节装置15并且关闭连接A组的调节装置。A组于是进入熔化产物P的状态中、即A组现在执行B组的功能，而B组再次被剧烈冷却和/或改变内部压力，使得在C组的凝华过程结束后B组可执行该任务。因此产生连续的过程，且无需中断气体混合物G的供应。与仅借助一个单个或两个并联凝华器1的运行方式相比，这种凝华器系统具有高出数倍的生产效率。在具体实施例中每组具有16个凝华器。在此示例性选择的数量不是限制性的。任何其它数量的凝华器1也是可能的。
也可设置另外的组，以便提实现备用可能性。此外，为了维护目的或为了适应设备生产能力，每组中的各个凝华器1可单独接通和关断。这种系统的优点在于，其可高度缩放，即，使用更多或更少数量的、结构相同的凝华器1。整个系列的凝华器1可连接成三组、六组或更多组。
本发明规定一种至少两组的凝华器系统。但完全可以是三组或更多组，其分别可不同地连接。此外，根据本发明的凝华器系统规定一种未详细示出的、用于控制调节装置15或冷却剂和液态产物流的控制组件以及一种未详细示出的用于监控和影响过程的测量和控制装置。
图10所示的凝华器1的并联连接可补充串联连接，也就是说，每组A、B、C包括多个串联连接的凝华器，而A、B、C组相互并联连接。
附图标记列表
1 凝华器
2 壳体
3 入口区域
4 出口区域
5 管接头
6 出口管接头
7 翅片
7' 翅片
8 翅片
9 内侧
10 壳体壁
11 冷却管路
12 通道
13 环形室
14 凝华器系统
15 调节装置
16 纵向边缘
A 凝华器组
B 凝华器组
C 凝华器组
G 气体混合物
G' (纯化的)气体混合物
G” (纯化的)气体混合物
H 2的高度
H1 7、7'的高度
H2 8的高度
K 冷却剂
K' (被加热的)冷却剂
LA 中心纵轴线
L1 纵向区段
L2 纵向区段
L3 纵向区段
L4 纵向区段
L5 纵向区段
L6 纵向区段
P 产物

Claims (15)

1.一种不连续工作的、用于从气体混合物回收产物的凝华器，包括具有壳体壁(10)的壳体(2)并且包括设置在壳体壁(10)的内侧(9)上的、向内定向的翅片(7、7')，所述翅片能通过冷却剂(K)冷却以便凝华产物，所述冷却剂能通过壳体壁(10)上的通道(12)引导，其特征在于，所述壳体(2)是圆柱形的并且构造用于沿其纵向方向(L)被气体混合物穿流，在圆柱形的壳体(2)中设置至少一个内部的冷却管路(11)，所述冷却管路沿壳体(2)的纵向方向(L)在壳体整个长度上贯穿壳体(2)并且所述冷却管路具有多个单个的向外定向的翅片(8)，这些向外定向的翅片沿冷却管路的圆周方向间隔开地分布设置在冷却管路的圆周上并且这些向外定向的翅片分别沿壳体(2)的纵向方向(L)定向地固定在冷却管路(11)上，所述向内定向的翅片(7、7')和/或向外定向的翅片(8)的数量从壳体的入口端部(3)向壳体(2)的出口端部(4)增加。
2.根据权利要求1所述的凝华器，其特征在于，一个唯一的冷却管路(11)在中央沿圆柱形壳体(2)的纵向方向延伸。
3.根据权利要求1或2所述的凝华器，其特征在于，所述壳体具有多个沿气体混合物(G)的流动方向依次相继的纵向区段(L1－L6)，在内部的冷却管路(11)上向外定向的翅片(8)和/或在壳体壁(10)上向内定向的翅片(7、7')在一个纵向区段(L1－L6)内在冷却管路(11)和/或壳体(2)的圆周上均匀分布地设置。
4.根据权利要求1或2所述的凝华器，其特征在于，所述向内定向的翅片(7、7')径向从外向内直线延伸和/或向外定向的翅片(8)径向从内向外直线延伸，并且分别在壳体(2)的纵向方向上延伸。
5.根据权利要求1或2所述的凝华器，其特征在于，所述向内定向的翅片(7、7')和/或向外定向的翅片(8)螺旋形设置。
6.根据权利要求3所述的凝华器，其特征在于，各个所述纵向区段(L1－L6)能相互独立地被冷却和加热。
7.根据权利要求1或2所述的凝华器，其特征在于，向外定向的翅片(8)的每个自由径向端部与一个向内定向的翅片的自由径向端部直接相对置。
8.根据权利要求1或2所述的凝华器，其特征在于，所述向内定向的翅片(7、7')和/或向外定向的翅片(8)的表面从壳体(2)的入口端部(3)向壳体(2)的出口端部(4)以大于1且小于10的因数增加。
9.根据权利要求1所述的凝华器，其特征在于，沿气体混合物(G)的流动方向设置所述壳体(2)的至少两个依次相继的纵向区段(L1－L6)，所述向内定向的翅片(7、7')和/或向外定向的翅片(8)的数量逐纵向区段地增加。
10.根据权利要求1或2所述的凝华器，其特征在于，所述向内定向的翅片(7、7')具有至少两个不同的高度(H1)，所述高度(H1)从壳体壁(10)起径向向内测得。
11.根据权利要求1或2所述的凝华器，其特征在于，所述向内定向的翅片和/或向外定向的翅片的高度(H1、H2)在所述壳体(2)的相邻的各纵向区段(L1－L6)之间变化，以避免在所述向内定向的翅片和/或向外定向的翅片的自由端部之间形成直行通路。
12.根据权利要求1或2所述的凝华器，其特征在于，所述壳体(2)的内径为100mm至1000mm。
13.根据权利要求1或2所述的凝华器，其特征在于，由壳体壁(10)包围的圆柱形内部空间不具有支撑装置，该支撑装置连接壳体壁(10)的相对置区域或将壳体壁(10)与冷却管路(11)连接。
14.一种凝华器系统，包括多个根据上述权利要求1至13中任一项所述的凝华器(1)，其特征在于，第一组(A)所述凝华器(1)并联设置并且能被加载气体混合物(G)，并且至少另一组(B、C)所述凝华器(1)并联设置并且能被加载气体混合物(G)，每组(A、B、C)凝华器设置用于交替地通过凝华回收产物(P)并且随后通过改变压力和/或提高温度熔化已经回收的产物(P)，设置调节装置(15)用于将气体混合物(G)交替输送给相应的组(A、B、C)的凝华器(1)。
15.根据权利要求14的凝华器系统，其特征在于，其中多个凝华器(1)串联连接，并且气体混合物(G)能从上游的凝华器(1)被输送给下游的凝华器(1)。
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