DE1009206B

DE1009206B - Gas separation system with a digester for the fraction with the higher boiling point and with a cold source by means of which at least part of the fraction with the lower boiling point is liquefied

Info

Publication number: DE1009206B
Application number: DEN12027A
Authority: DE
Inventors: Herman Mulder
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1955-03-30
Filing date: 1956-03-28
Publication date: 1957-05-29
Also published as: US2919556A; FR1148949A; NL101473C; BE546533A; NL196107A; CH342979A; GB789051A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gastrennanlage mit einem Kocher für die Fraktion mit dem höheren Siedepunkt und mit einer Kältequelle, mittels der wenigstens ein Teil der Fraktion mit dem niedrigeren Siedepunkt verflüssigt wird, wobei ein Teil dieses Kondensats von der Kältequelle durch ein Fallrohr und ein anschließendes Steigrohr, in dem eine von dem Flüssigkeitspegel im Kocher abhängige Dampfblasenpumpwirkung aufrechterhalten wird, der Säule zugeführt und ein anderer Teil aus der Anlage abgeführt wird.The invention relates to a gas separation plant with a digester for the fraction with the higher Boiling point and with a cold source, by means of which at least part of the fraction with the lower Boiling point is liquefied, with part of this condensate from the cold source through a downpipe and a subsequent riser pipe in which a vapor bubble pumping action is dependent on the liquid level in the digester is maintained, fed to the column and another part discharged from the plant will.

Es wurde bereits vorgeschlagen, bei einer Gastrennanlage die der Säule zugeführte Menge Waschflüssigkeit entsprechend dem Flüssigkeitspegel im Kocher zu regeln. Bei einem Anstieg dieses Flüssigkeitspegels soll die Menge Waschflüssigkeit verringert werden, während bei einer Pegelsenkung die zugeführte Menge Waschflüssigkeit vergrößert werden soll. Dies kann dadurch erfolgen, daß die Anlage mit zwei Steigrohren versehen wird, wobei in beiden eine Dampfblasenpumpwi-rfcung aufrechterhalten wird und der Säule durch ein Steigrohr ein Teil der Fraktion mit dem niedrigeren Siedepunkt als Waschflüssigkeit zugeführt und durch das andere Steigrohr ein anderer Teil aus der Anlage abgeführt wird, wobei die Pumpwirkung von dem Flüssigkeitspegel im Kocher abhängig ist.It has already been proposed that the amount of scrubbing liquid supplied to the column in a gas separation system to be regulated according to the liquid level in the cooker. With an increase in this liquid level, the amount of washing liquid should be reduced while in the event of a level decrease the supplied Amount of washing liquid should be increased. This can be done in that the system has two risers is provided, with a vapor bubble pump in both is maintained and the column through a riser pipe part of the fraction with fed to the lower boiling point as washing liquid and another through the other riser pipe Part is discharged from the system, the pumping action depending on the liquid level in the digester is.

Es hat sieh gezeigt, daß, wenn die Anlage mit einem Fallrohr und nachfolgendem Steigrohr für die Zufuhr der Fraktion mit dem niedrigeren Siedepunkt zur Säule ausgestattet ist, in dem eine Dampfblasenpumpwirkung aufrechterhalten wird, mit Erfolg eine andere Lösung möglich ist.It has been shown that if the system is equipped with a downpipe and a subsequent riser for the supply the fraction with the lower boiling point is equipped to the column, in which a vapor bubble pumping action is maintained, with success another solution is possible.

Nach der Erfindung sind in Höhe des normalen Flüssigkeitspegels im Fallrohr Mittel vorhanden, mit deren Hilfe die Menge an Fraktion mit dem niedrigeren Siedepunkt, die als Flüssigkeit aus der Anlage abgeführt wird, bestimmt wird.According to the invention, means are present at the level of the normal liquid level in the downpipe, with whose help the amount of fraction with the lower boiling point, which as liquid from the plant is discharged, is determined.

Die Mittel können auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Es ist z. B. möglich, im Fallrohr einen elektrischen Widerstandsdraht unterzubringen, dessen Widerstand sich beim Ansteigen des Flüssigkeitspegels ändert. Diese Widerstandsänderung kann in bekannter Weise als Regelgröße für einen Hahn dienen, der die der Säule zugeführte oder die aus der Anlage abgeführte Menge Waschflüssigkeit bestimmt. Auch ist es z. B. möglich, im Fallrohr einen Schwimmer anzuordnen, wobei die Lage des Schwimmers durch einen Übertragungsmechanismus die Menge der der Säule zugeführten Waschflüssigkeit bestimmt.The means can be designed in various ways be. It is Z. B. possible to accommodate an electrical resistance wire in the downpipe, its Resistance changes as the liquid level rises. This change in resistance can be in As is known, serve as a controlled variable for a tap that is fed to the column or from the The amount of washing liquid discharged from the system is determined. It is also z. B. possible, one in the downpipe To arrange floats, the position of the float by a transmission mechanism the The amount of washing liquid supplied to the column is determined.

Nach einer einfachen Ausbildung der Erfindung bestehen diese Mittel aus einer bündig mit dem normalen Flüssigkeitspegel vorgesehenen Abflußöffnung. BeimAccording to a simple embodiment of the invention, these means consist of a flush with the normal Liquid level provided drain opening. At the

Gastrennanlage mit einem KocherGas separation plant with a cooker

für die Fraktion mit dem höherenfor the faction with the higher

Siedepunkt und mit einer Kältequelle,Boiling point and with a cold source,

mittels der wenigstens ein Teilby means of at least a part

der Fraktion mit dem niedrigerenthe faction with the lower

Siedepunkt verflüssig wirdBoiling point is liquefied

Anmelder:Applicant:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)NV Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Netherlands)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Zoepke, Patentanwalt,
München 5, Erhardtstr. 11Representative: Dipl.-Ing. H. Zoepke, patent attorney,
Munich 5, Erhardtstr. 11

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 30. März 1955Claimed priority:
Netherlands 30 March 1955

Herman Mulder, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt wordenHerman Mulder, Eindhoven (Netherlands),
has been named as the inventor

Ansteigen des Flüssigkeitspegels wird eine größere Menge Kondensat durch diese Abflußöffnung aus der Anlage abgeführt.If the liquid level rises, a larger amount of condensate will flow out of the drain opening Plant discharged.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist an die Abflußöffnung eine Ableitung mit einer Flüssigkeitssperre angeschlossen. Durch das Vorhandensein dieser Flüssigkeitssperre kann die Menge an gewonnenem Kondensat entsprechend der Kälteleistung der Kältequelle abgeführt werden, und in der Ablage kann ein Unterdruck aufrechterhalten werden, mit dessen Hilfe das zu trennende Gasgemisch angesaugt werden kann. Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind Mittel vorgesehen, mit deren Hilfe beim Ansteigen des Flüssigkeitspegels im Kocher die die Dampfblasenpumpwirkung herbeiführende Wärmemenge herabgemindert wird.According to a further development of the invention, a discharge line with a liquid barrier is attached to the discharge opening connected. Due to the presence of this liquid barrier, the amount of extracted Condensate can be discharged according to the cooling capacity of the cold source, and a Vacuum are maintained, with the help of which the gas mixture to be separated can be sucked in. According to a development of the invention means are provided with the help of which when the Liquid level in the cooker reduces the amount of heat that causes the vapor bubble pumping effect will.

Diese Mittel können auf verschiedene Weise verwirklicht werden. Es ist z. B. möglich, die Wärme einem Steigrohr mittels eines die Wärme gutleitenden Elements zuzuführen, das mit seinem einen Ende amThese means can be implemented in various ways. It is Z. B. possible the heat to feed a riser by means of a heat-conducting element that has one end on the

709 546Ί54709 546-54

Steigrohr und mit seinem anderen Ende an einem wärmeren Teil der Anlage befestigt ist.Riser pipe and is attached at its other end to a warmer part of the system.

Der Kocher besitzt dann einen Überlauf, mit dessen Hilfe beim Ansteigen des Pegels im Gefäß die kalte Flüssigkeit dem Element zugeführt wird, wodurch letzteres örtlich abgekühlt und die Dampfblasenpumpwirkung herabgesetzt wird.The cooker then has an overflow, with the help of which when the level in the vessel rises the cold one Liquid is supplied to the element, whereby the latter is locally cooled and the vapor bubble pumping effect is reduced.

Es ist aber auch möglich, -den Kocher durch zwei Verbindungsrohre für den Dampf mit der Säule zu verbinden. Eines dieser "Verbindungsrohre mündet niedriger als das andere in den Kocher, und mit diesem Verbindungsrohr steht das Steigrohr in wärmeaustauschender Verbindung. Beim Ansteigen des Flüssigkeitspegels im Kocher wird dieses Verbindungsrohr abgeschlossen, wodurch dem Steigrohr weniger Wärme zugeführt wird.But it is also possible to -the cooker through two connecting pipes for the steam with the column associate. One of these "connecting pipes" opens into the cooker lower than the other, and with it The connecting pipe is the riser in a heat-exchanging connection. When the liquid level rises this connecting pipe is closed in the cooker, which means that the riser pipe is less warm is fed.

Die Erfindung wird an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die The invention is explained in more detail using two exemplary embodiments. the

Fig. 1 und 2 stellen eine Gastrennanlage dar, in der in Höhe des normalen Flüssigkeitspegels im Fallrohr Kondensat abgeführt wird·; inFig. 1 and 2 show a gas separation system in which at the level of the normal liquid level in the downpipe Condensate is discharged ·; in

Fig. 3 wird mittels eines in Höhe des Pegels im Fallrohr angeordneten elektrischen Widerstandsdrahtes ein Hahn geregelt;Fig. 3 is shown by means of an electrical resistance wire arranged in the downpipe at the level of the level a cock regulated;

Fig. 4 stellt eine Kaltgaskältemaschine dar.Fig. 4 shows a cold gas refrigerator.

Die Anlage nach den Fig. 1 und 2 besitzt eine Gastrennsäule 1 mit einem Kocher 2, die durch eine Wand 3 voneinander getrennt sind. In der Wand 3 befindet sich ein Rohr 4, das sich bis in die Flüssigkeit im Kocher 2 erstreckt. Der Kocher steht weiter mittels zweier Verbindungsleitungen 5 bzw. 6, die durch die Leitung 7 miteinander verbunden sind, und durch die Leitung 8 mit der Säule in Verbindung. In der Leitung 8 befindet sich ein Hahn 9, mit dessen Hilfe der Widerstand zwischen dem Kocher und der Säule regelbar ist. Im Kocher ist weiter ein Rohr 10 vorhanden, das den Flüssigkeitspegel im Kocher überragt und durch den Boden 11 des Kochers hindurchgeführt ist. Das Rohr 10 besitzt an der Außenseite eine angesaugt wird. Die Luft ist hierbei in wärmeaustauschender Berührung mit den Rippen 12, wodurch die Luft abgekühlt wird und die im Gemisch vorhandenen Verunreinigungen, wie z. B. Wasserdampf und ί Kohlensäure, ausgefroren werden. Die der Luft entzogene Wärme wird durch das Rohr 10 dem Boden 11 des Kochers 2 übertragen, wodurch die im Kocher vorhandene Fraktion mit dem höheren Siedepunkt, also der Sauerstoff, verdampft. Ein solcher Wärmeaustauscher ist z. B. in der belgischen Patentschrift 527 602 beschrieben.The system according to FIGS. 1 and 2 has a gas separation column 1 with a cooker 2, which are separated from one another by a wall 3. Located in wall 3 a tube 4, which extends into the liquid in the digester 2. The cooker is still standing by means of two connecting lines 5 and 6, which are connected to one another by line 7, and through line 8 in communication with the column. In the line 8 there is a cock 9, with which Help the resistance between the cooker and the column can be regulated. There is also a pipe 10 in the cooker present, which protrudes above the liquid level in the digester and passed through the bottom 11 of the digester is. The tube 10 has a suction on the outside. The air here is in a heat-exchanging manner Contact with the ribs 12, whereby the air is cooled and those present in the mixture Impurities such as B. water vapor and ί carbonic acid, are frozen out. The one withdrawn from the air Heat is transferred through the pipe 10 to the bottom 11 of the cooker 2, whereby the existing in the cooker The fraction with the higher boiling point, i.e. the oxygen, evaporates. Such a heat exchanger is z. B. in the Belgian patent 527,602 described.

Die in dieser Weise abgekühlte und gereinigte Luft strömt durch die Leitung 16 zur Säule, wo die Luft in Fraktionen getrennt wird. Der Stickstoff strömt durch die Leitungen 17 und 18 zur Kaltgaskältemaschine 19, mit deren Hilfe diese Fraktion verflüssigt wird. Das Kondensat fließt durch die Leitung 18 in das Fallrohr 21, so daß in diesem Rohr unter normalen Betriebsumständen eine Flüssigkeitssäule in Höhe des Pegels 26 steht. Der Stickstoff wird in der Leitung 23 durch eine Dampfblasenpumpwirkung heraufgepumpt, so daß der Säule in dieser Weise der Stickstoff als Waschflüssigkeit zugeführt wird. Die für die Dampfblasenpumpwirkung benötigte Wärme wird von dem die Verbindungsleitung 6 durchströmenden Dampf geliefert; diese Verbindungsleitung steht durch den Streifen 24 mit dem Steigrohr 23 in wärmeübertragender Verbindung. The air cooled and purified in this way flows through line 16 to the column, where the air is in Fractions will be separated. The nitrogen flows through lines 17 and 18 to the cold gas refrigerator 19, with the help of which this fraction is liquefied. The condensate flows through line 18 into the downpipe 21, so that in this tube under normal operating conditions a column of liquid at the level of the level 26 stands. The nitrogen is pumped up in line 23 by a vapor bubble pumping action so that the column is supplied with nitrogen as scrubbing liquid in this way. The one for the vapor bubble pumping effect The heat required is supplied by the steam flowing through the connecting line 6; this connecting line is in heat-transferring connection through the strip 24 with the riser pipe 23.

Die Abflußöffnung 27 ist in solcher Höhe im Fallrohr angebracht, daß unter normalen Umständen die gewünschte Menge an flüssigem Stickstoff abgeführt wird, der im Gefäß 30 aufgefangen wird. Die der Säule zugeführte Menge Waschflüssigkeit ist unter normalen Betriebsumständen so groß, daß die durch das Rohr 4 dem Kocher zugeführte Menge sauerstoffreicher Flüssigkeit hinreichend ist, um den Flüssigkeitspegel im Kocher nicht zu weit unterhalb der Leitung 6 fallen zu lassen. Wenn sich der Flüssigkeitspegel unterhalb der Leitung 6 befindet, werden sowohlThe drain opening 27 is mounted at such a height in the downpipe that under normal circumstances the desired amount of liquid nitrogen is discharged, which is collected in the vessel 30. The the Column supplied amount of washing liquid is so large under normal operating conditions that the through the amount of oxygen-rich liquid supplied to the pipe 4 is sufficient to keep the liquid level Do not let it fall too far below the line 6 in the cooker. When the liquid level located below the line 6, both

Anzahl Rippen 12 mit öffnungen 13, die nicht mitein- 40 die Leitung 5 als auch die Leitung 6 von sauerstoffander in Flucht liegen, und rings um die Rippen be- reichem Sauerstoff-Stickstoffdampf durchflossen. SteigtNumber of ribs 12 with openings 13 that do not mutually 40 the line 5 and the line 6 of oxygen lying in flight, with oxygen-nitrogen vapor flowing through them around the ribs. Increases

findet sich eine Wand 14, so daß ein Wärmeaustauscher gebildet wird. Dieser Wärmeaustauscher hat eine Zuleitung 15 und eine Ableitung 16, die in die Säule in einem Abstand von der Unterseite derselben mündet. An der oberen Seite der Säule ist eine Leitung 17 vorgesehen, die durch eine Leitung 18 mit einer Kaltgaskältemaschine 19 verbunden ist. Diese Kaltgaskältemaschine ist von üblicher Art und wird mittels eines Motors 20 angetrieben. An die Leitung 17 schließt ein Fallrohr 21 an, das in einem Behälter 22 endet, an den ein in die Säule mündendes Steigrohr 23 anschließt. Dieses Steigrohr steht durch einen die Wärme übertragenden Streifen 24 mit der Verbindungsleitung 6 in Verbindung, die niedriger als die Verbindungsleitung 5 in den Kocher mündet und an der Unterseite abgeschlossen ist, jedoch an der Seite eine Anzahl Öffnungen 25 aufweist.there is a wall 14 so that a heat exchanger is formed. This heat exchanger has a feed line 15 and a discharge line 16 which opens into the column at a distance from the underside of the same. A line 17 is provided on the upper side of the column, which passes through a line 18 with a cold gas refrigerator 19 is connected. This cold gas refrigerator is of the usual type and is by means of a Motor 20 driven. The line 17 is followed by a downpipe 21 which ends in a container 22 to the a riser pipe 23 opening into the column is connected. This riser pipe is connected to the connecting line 6 by a strip 24 that transfers the heat in connection, which opens lower than the connecting line 5 in the cooker and at the bottom is completed, but has a number of openings 25 on the side.

Im Fallrohr 21 entsteht ein Flüssigkeitspegel, der unter normalen Betriebsumständen bündig mit der Linie 26 ist. In Höhe dieses normalen Flüssigkeitspegels ist eine Abflußöffnung 27 vorgesehen, an die ein Abflußrohr 28 mit einer Flüssigkeitssperre 29 anschließt. Unterhalb dieses Abflußrohres befindet sich ein Gefäß 30.A liquid level is created in the downpipe 21 which, under normal operating conditions, is flush with the Line 26 is. At the height of this normal liquid level, a drain opening 27 is provided to which a Drain pipe 28 with a liquid barrier 29 connects. Below this drainpipe is located a vessel 30.

Die Wirkungsweise der Anlage ist wie folgt: Infolge der Kälteleistung der Kaltgaskältemaschine 19 und der vorhandenen Flüssigkeitssperre 29 wird in der Säule ein Unterdruck erzeugt, wodurch das zu trender Flüssigkeitspegel im Kocher, so wird allmählich die Leitung 6 abgeschlossen, wodurch die Sauerstoffkonzentration in der Leitung 6 verringert und deshalb die Stickstoffkonzentration vergrößert wird, was seinerseits zur Folge hat, daß die über den Streifen 24 dem Steigrohr 23 zugeführte Menge Wärme abnimmt, so daß auch die Dampfblasenpumpwirkung nachläßt, der Säule weniger Waschflüssigkeit zugeführt wird und mithin auch weniger sauerstoffreiche Flüssigkeit in den Kocher fließt.The operation of the system is as follows: As a result of the cooling capacity of the cold gas refrigerator 19 and the existing liquid barrier 29, a negative pressure is generated in the column, whereby the to be trendered Liquid level in the digester, the line 6 is gradually closed, reducing the oxygen concentration is reduced in the line 6 and therefore the nitrogen concentration is increased, which in turn has the consequence that the amount of heat supplied to the riser pipe 23 via the strip 24 decreases, so that the vapor bubble pumping effect also diminishes, less washing liquid is supplied to the column and consequently less oxygen-rich liquid flows into the cooker.

Infolge der verringerten Dampfblasenpumpwirkung steigt aber der Flüssigkeitspegel im Fallrohr 21, so daß eine größere Menge Flüssigkeit durch die öffnung und die Ableitung 27 mit der Flüssigkeitssperre 29 abgeführt wird. Durch Regelung des Hahns 9 in der Leitung 8 kann der Druck im Kocher 2 so hoch gewählt werden, daß ein Teil des Sauerstoffdampfes durch das Rohr 10 aus der Anlage abgeblasen werden kann. Hierbei dient der Dampf dazu, die zur Anlage strömende Luft abzukühlen. So lange das Rohr 6 durch die Flüssigkeit abgeschlossen ist, strömt naturgemäß immer noch Sauerstoffdampf durch die höher in den Kocher mündende Verbindungsleitung 5 zur Säule.As a result of the reduced vapor bubble pumping effect, however, the liquid level in the downpipe 21 rises, see above that a larger amount of liquid through the opening and the discharge line 27 with the liquid barrier 29 is discharged. By regulating the cock 9 in the line 8, the pressure in the cooker 2 can be selected to be so high be that some of the oxygen vapor are blown through the pipe 10 from the system can. The steam serves to cool the air flowing to the system. As long as the pipe 6 is closed by the liquid, oxygen vapor naturally still flows through the higher Connecting line 5 leading into the digester to the column.

In Fig. 3 sind den Fig. 1 und 2 entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Das zu trennende Gasgemisch, z. B. Luft, wird wieder durch die Leitung 15 angesaugt und von den Rippen 12 ab-In Fig. 3, parts corresponding to Figs. 1 and 2 are given the same reference numerals. That too separating gas mixture, e.g. B. air is sucked in again through the line 15 and removed from the ribs 12

nende Gasgemisch, z. B. Luft, durch die Leitung 15 70 gekühlt, wobei die unerwünschten Bestandteile sichnende gas mixture, z. B. air, cooled through line 15 70, with the undesirable components themselves

auf diesen Rippen ablagern. Die gereinigte Luft strömt wieder durch die Leitung 16 zur Säule und wird in dieser in Fraktionen getrennt. Die Fraktion mit dem niedrigeren Siedepunkt, also der Stickstoff, strömt durch die Leitungen 17 und 18 zur Kaltgaskältemaschine 19 und wird verflüssigt, wobei das Kondensat durch die Leitung 18 und das Fallrohr 21 zum Behälter 22 mit dem Steigrohr 23 abgeführt wird.. Im Fallrohr 21 befindet sich unter normalen Umständen der Stickstoff in Höhe der Linie 26.deposit on these ribs. The purified air flows again through line 16 to the column and is in this separated into fractions. The fraction with the lower boiling point, i.e. nitrogen, flows through the lines 17 and 18 to the cold gas refrigerator 19 and is liquefied, with the condensate is discharged through the line 18 and the downpipe 21 to the container 22 with the riser 23 .. Im Downpipe 21, under normal circumstances, the nitrogen is at the level of line 26.

Im Steigrohr 23 wird eine Dampfblasenpumpwirkung aufrechterhalten. Zu diesem Zweck ist ein Streifen 24 vorhanden, der mit einem Ende eines Elements 31 in wärmeaustauschender Verbindung steht; dieses Element ist mit seinem anderen Ende an der Wand 14 befestigt, so daß das obere Ende dieses Elements eine beträchtlich niedrigere Temperatur als das untere Ende hat; eine Menge Wärme wird über dieses Element dem Stickstoff im Steigrohr zugeführt, so daß eine Dampfblasenpiumpwirkung entsteht. In der Wand 3 zwischen der Säule und dem Kocher befindet sich eine enge öffnung 32, durch welche der Säule wenigstens ein Teil des im Kocher erzeugten Dampfes zugeführt wird. Die öffnung 32 ist derart bemessen, daß der Druck im Kocher den Atmosphärendruek übersteigt, so daß ein anderer Teil des Dampfes durch die Leitung 10 aus der Anlage abgeblasen werden kann. Der Kocher besitzt einen Überlauf 33, durch den das an dieser Stelle mit Rippen 34 versehene Element 31 hindurchgeführt ist.A vapor bubble pumping action is maintained in the riser 23. For this purpose is a strip 24 present which is in heat-exchanging connection with one end of a member 31; this Element is attached at its other end to the wall 14 so that the upper end of this element is a is considerably lower in temperature than the lower end; a lot of heat is going over this item fed to the nitrogen in the riser pipe, so that a vapor bubble pumping effect occurs. In the wall 3 Between the column and the digester there is a narrow opening 32 through which the column at least part of the steam generated in the cooker is supplied. The opening 32 is dimensioned such that the Pressure in the cooker exceeds atmospheric pressure, so that another part of the steam passes through the pipe 10 can be blown off from the system. The cooker has an overflow 33 through which the Element 31 provided with ribs 34 is passed through this point.

In Höhe des normalen Flüssigkeitspegels 26 im Fallrohr 21 befindet sich ein Widerstandsdraht 35, der teilweise oberhalb und teilweise unterhalb des Flüssigkeitspegels angeordnet ist. Dieser Widerstandsdraht bildet einen Teil eines Regelmechanismus 36 und 37, mit dessen Hilfe ein Hahn 38 in einer Abflußleitung39 der Kaltgaskältemaschine geregelt wirdi.At the height of the normal liquid level 26 in the downpipe 21 there is a resistance wire 35, the is arranged partly above and partly below the liquid level. This resistance wire forms part of a regulating mechanism 36 and 37, with the aid of which a tap 38 in a drain line 39 the cold gas refrigerator is regulated i.

Beim Ansteigen des Flüssigkeitspegels im Kocher 2 gelangt ein wenig Flüssigkeit durch den Überlauf 33 in wärmeaustauschende Berührung mit den Rippen 34 des Elements 31, so daß dieses Element örtlich abkühlt und der Wärmestrom über dieses Element zum Steigrohr 23 herabgemindert wird. Infolgedessen steigt der Flüssigkeitspegel im Fallröhr 21, und die der Säule zugeführte Menge Waschflüssigkeit wird verringert. Durch das Ansteigen des Flüssigkeitspegels im Fallrohr 21 ändert sich der Widerstand des Widerstandsdrahtes 35. In bekannter Weise kann diese Widerstandsänderung über den Regelmechanismus 36,37 eine Verstellung des Hahnes 38 bewirken, so daß eine größere Menge Flüssigkeit durch das Rohr 39 der Kaltgaskältemaschine abgeführt wird.When the liquid level in the digester 2 rises, a little liquid passes through the overflow 33 in heat-exchanging contact with the ribs 34 of the element 31, so that this element cools down locally and the heat flow via this element to the riser pipe 23 is reduced. As a result, the Liquid level in the downpipe 21 and that supplied to the column The amount of washing liquid is reduced. By increasing the liquid level in the downpipe 21 changes the resistance of the resistance wire 35. In a known manner, this change in resistance Effect on the control mechanism 36,37 an adjustment of the cock 38, so that a larger amount of liquid is discharged through the pipe 39 of the cold gas refrigerator.

In den geschilderten Ausführungsbeispielen ist eine Kaltgaskältemaschine vorhanden, die als eine Verdrängermaschine dargestellt ist. Hierbei ist unter einer Kaltgaskältemaschine eine sogenannte nach dem umgekehrten Hei'ßgasmotorprinzip arbeitende Kältemaschine zu verstehen. Diese Maschinen können bekanntlich auf verschiedene Weise ausgebildet werden, z. B. als eine Verdrängungsmaschine, als eine doppelt wirkende Maschine, als eine Maschine, deren Zylinder einen Winkel miteinander bilden oder als eine Maschine, deren Arbeitsraum mit dem eines Heißgasmotors kombiniert ist; auch Maschinen dieser Bauarten können bei der Anlage nach der Erfindung Anwendung finden. Es leuchtet aber ein, daß die Erfindung auch Anwendung finden kann, wenn die Kälte auf andere Weise entsteht, aber im allgemeinen wird die Anlage dann verwickelter als die oben geschilderte, bei der die Säule als einfach wirkende Säule ausgebildet ist und praktisch unter Atmosphärendruck arbeitet.In the exemplary embodiments described, there is a cold gas refrigeration machine which acts as a positive displacement machine is shown. Here is a so-called after the cold gas refrigerator to understand reverse hot gas engine working refrigeration machine. As is well known, these machines can be formed in various ways, e.g. B. as a displacement machine, as a double acting machine, as a machine whose cylinders form an angle with each other or as a Machine whose working space is combined with that of a hot gas engine; also machines of this type can be used in the system according to the invention. But it stands to reason that the invention can also be used when the cold arises in another way, but in general it will the system then more complex than the one described above, in which the column is designed as a single-acting column and works practically under atmospheric pressure.

Die Höhe des Flüssigkeitspegels im Fallrohr 21 kann nicht nur mittels eines elektrischen Widerstandsdrahtes, sondern auch durch andere Mittel gemessen werden. Es sei z. B. eine Schwimmer^orrichtung erwähnt, bei der die Höhe des Schwimmers ein Maß für die Menge an flüssigem Stickstoff ist, der aus der Anlage abgeführt wird. Auch ist es möglich, die Höhe der Säule auf andere Weise zu messen, z. B. an Hand des am Boden des Behälters 22 herrschenden Druckes. Naturgemäß ist es möglich, die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung zur Regelung der Menge Flüssigkeit im Kocher in Kombination mit der Abflußöffnung 27 von Fig. 1 zu verwenden, und umgekehrt kann die Vorrichtung nach Fig. 1 bei der Flüssigkeitsmeßvorrichtung nach Fig. 3 benutzt werden.The height of the liquid level in the downpipe 21 can be measured not only by means of an electrical resistance wire, but also by other means will. Let it be B. mentioned a float device, where the height of the float is a measure of the amount of liquid nitrogen that is released from the system is discharged. It is also possible to measure the height of the column in other ways, e.g. B. on hand the pressure prevailing at the bottom of the container 22. It is of course possible to use that shown in FIG Device for regulating the amount of liquid in the cooker in combination with the drain opening 27 of Fig. 1, and vice versa, the device of Fig. 1 can be used in the liquid measuring device according to Fig. 3 can be used.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform einer Kaltgaskältemaschine, die bei der Anlage zur Verwendung kommen kann. Die Maschine besitzt einen Zylinder 40, in dem ein Verdränger 41 und ein Kolben 42 mit etwa konstantem Phasenunterschied harmonisch auf und ab bewegt werden. Zu diesem Zweck ist der Verdränger 41 durch einen Triebstangenmechanismus 43 mit einer Kurbel einer Kurbelwelle 44 gekuppelt; der Kolben 42 ist durch einen Triebstangenmechanismus 45 mit Kurbeln der gleichen Kurbelwelle gekuppelt. Der Raum 46 oberhalb des Verdrängers 41 bildet den sogenannten Expansion&raum, der durch einen Gefrierer 47, einen Regenerator 48 und einen Kühler 49 mit einem Kompressionsraium 50 zwischen dem Verdränger und dem Kolben in Verbindung steht. Die Kältemaschine wird von einem Motor 51 angetrieben; infolge der Hin- und Herbewegungen des Verdrängers und des Kolbens vollführt ein Gas in der Maschine, z.B. Wasserstoff oder Helium, einen thermodynamischen Kreislauf, wodurch Kälte geleistet wird und mittels des Gefrierers ein anderes Mittel abgekühlt werden kann. Zu diesem Zweck ist ein Verflüssigungsraum 52 vorhanden, in dem ein Gas, z. B. der aus einer Gastrennsäule entweichende Stickstoff, verflüssigt werden kann. Entsprechend den Fig. 1 und 2 kann dieser Stickstoff durch die Leitung dem Verflüssigungsraum 52 zugeführt werden; das Kondensat wird ebenfalls durch die Leitung 18 abgeführt.Fig. 4 shows an embodiment of a cold gas refrigerator that is used in the system can come. The machine has a cylinder 40 in which a displacer 41 and a piston 42 with about constant phase difference can be moved up and down harmoniously. For this purpose is the displacer 41 coupled to a crank of a crankshaft 44 through a pinion mechanism 43; the Piston 42 is coupled through a pinion mechanism 45 to cranks on the same crankshaft. The space 46 above the displacer 41 forms the so-called expansion space, which is created by a freezer 47, a regenerator 48 and a cooler 49 with a compression room 50 between the displacer and the piston is in communication. The refrigerator is driven by a motor 51; as a result of the back and forth movements of the displacer and the piston, a gas in the machine e.g. hydrogen or helium, a thermodynamic cycle, whereby cold is provided and another agent can be cooled by means of the freezer. For this purpose there is a liquefaction space 52 in which a gas, e.g. B. from a Gas separation column escaping nitrogen, can be liquefied. According to FIGS. 1 and 2 can this nitrogen is fed through the line to the liquefaction space 52; the condensate is also discharged through line 18.

Claims

Patent claims:

1. Gas separation plant with a digester for the fraction with the higher boiling point and with a cold source by means of which at least part of the fraction with the lower boiling point is liquefied is, with some of this condensate from the cold source through a downpipe and a to this subsequent riser pipe, in which one is dependent on the liquid level in the digester Vapor pumping action is maintained, fed to the column and another part out of the System is discharged ', characterized in that in the amount of the normal liquid level in Downpipe means are present, with the help of which the amount of the liquid drained from the system Fraction with the lower boiling point is determined.

2. Gas separation system according to claim 1, characterized in that these means consist of a flush with the normal liquid level attached.

3. Gas separation system according to claim 2, characterized in that an Abftußleitang to the discharge opening connected to a liquid barrier.

4. Gas separation system according to one of the preceding claims with a digester for the fraction

tion with the highest boiling point, characterized in that means are provided with their help when the liquid level in the cooker increases, the steam bubble pump effect causing heat is reduced.

1 sheet of drawings