DE102007003437A1 - Condenser bath used as the primary condenser in cryogenic fractionation plant, comprises quadrangular condenser blocks having evaporation passages for liquid and liquefaction passages for heating medium, and liquid supply container - Google Patents

Condenser bath used as the primary condenser in cryogenic fractionation plant, comprises quadrangular condenser blocks having evaporation passages for liquid and liquefaction passages for heating medium, and liquid supply container Download PDF

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Abstract

A condenser bath used as a primary condenser in a cryogenic fractionation plant comprises quadrangular condenser blocks (1), which have evaporation passages for a liquid and liquefaction passages for a heating medium and exhibit three superimposed circulation sections (2a, 2b, 2c, 2d), and a liquid supply container (5a, 5b, 5c) for every circulation section. Each of the evaporation passages has an inlet- and outlet opening for the liquid at the lower- and upper end of a circulation section respectively. The condenser bath used as a primary condenser in a cryogenic fractionation plant comprises quadrangular condenser blocks (1), which have evaporation passages for a liquid and liquefaction passages for a heating medium and exhibit three superimposed circulation sections (2a, 2b, 2c, 2d), and liquid supply container (5a, 5b, 5c) for every circulation section. Each of the evaporation passages has an inlet- and outlet opening for the liquid at the lower- and upper end of a circulation section respectively. The container is flow-connected with the inlet- and outlet opening and possesses a gas line (6a, 6b, 6c). The gas discharge line is present above the outlet opening of the evaporation passages of the respective circulation section in a half-open space, which is bordered by the side of the circulation section exhibiting the outlet opening and the half plane that contains a lateral margin and that is aligned perpendicularly to the side. The lowest-lying circulation section exhibits a liquid supply from an underlying liquid bath and a lateral discharge (4b) of the heating medium and the condenser block has passages along its entire height. The liquefaction passages for the heating medium are passable over all circulation sections from top to bottom. The shortest dimension of the cavities of the passages is 2.5 mm. The gas discharge is present in a half-open space above the height of the outlet opening. The half-open space is formed by a semicylindrical or trapezoidal shell that is connected with the side exhibiting the outlet opening. The inlet and outlet openings are present at the same side of the condenser block. The highest circulation sections are designed identical to the evaporation passages with respect to their liquid supply containers and the liquid supply.

Description

Die Erfindung betrifft einen Badkondensator mit einem quaderförmigen Kondensatorblock, der Verdampfungspassagen für eine Flüssigkeit und Verflüssigungspassagen für ein Heizmedium besitzt und mindestens drei übereinander angeordnete Umlaufabschnitte aufweist, wobei die Verdampfungspassagen jeweils am unteren Ende eines Umlaufabschnittes mindestens eine Eintrittsöffnung für die Flüssigkeit und jeweils am oberen Ende eines Umlaufabschnittes mindestens eine Austrittsöffnung besitzen, wobei für jeden Umlaufabschnitt ein Flüssigkeitsvorratsbehälter vorgesehen ist, der in Strömungsverbindung mit der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung steht und eine. Gasableitung besitzt, wobei sich der Einlass in die Gasableitung oberhalb der Austrittsöffnung der Verdampfungspassagen des jeweiligen Umlaufabschnittes in einem halboffenen Volumens befindet, welches durch die Austrittsöffnung aufweisende Seite des Umlaufabschnittes und senkrecht zur Seite ausgerichteten, einen Seitenrand beinhaltenden, Halbebenen begrenzt wird.The The invention relates to a bath condenser with a parallelepiped capacitor block, the evaporation passages for a liquid and liquefaction passages for a Heating medium has and at least three superposed circulation sections wherein the evaporation passages respectively at the lower end a circulation section at least one inlet opening for the liquid and at least one each at the upper end of a circulation section outlet opening own, where for each circulation section provided a liquid reservoir that is in fluid communication with the entrance opening and the exit port is and a. Has gas discharge, with the inlet into the gas outlet above the outlet the evaporation passages of the respective circulation section in one semi-open volume, which has through the outlet opening Side of the circulation section and aligned perpendicular to the side, a side margin containing, semi-levels is limited.

Bei einer Luftzerlegungsanlage mit einer Drucksäule und einer Niederdrucksäule wird flüssiger Sauerstoff aus der Niederdrucksäule gegen gasförmigen Stickstoff aus der Drucksäule in indirektem Wärmeaustausch in einem Wärmetauscher verdampft, wobei der Stickstoff kondensiert.at an air separation plant with a pressure column and a low pressure column is liquid Oxygen from the low pressure column against gaseous Nitrogen from the pressure column in indirect heat exchange in a heat exchanger evaporates, the nitrogen condenses.

Der Wärmetauscher wird nach dem Stand der Technik im Wesentlichen in zwei verschiedenen Grundformen realisiert. Bei einem Fallfilmverdampfer wird die zu verdampfende Flüssigkeit über ein Verteilersystem, welches gleichzeitig den Gasverschluss bildet, von oben in die Verdampfungspassage eingeleitet. Die Flüssigkeit läuft als Flüssigkeitsfilm über die Heizfläche nach unten, wobei sie teilweise verdampft. Das entstehende Gas und die nicht verdampfte Restflüssigkeit treten unten aus dem Fallfilmverdampfer aus. Die Flüssigkeit sammelt sich in dem unter dem Kondensator angeordnetem Sammelraum, während der Gasanteil weitergeleitet wird.Of the heat exchangers is in the prior art essentially in two different basic forms realized. In a falling film evaporator to be evaporated Liquid over one Distribution system, which simultaneously forms the gas seal, introduced from above into the evaporation passage. The liquid runs as Liquid film over the heating surface down, partially evaporating. The resulting gas and the non-evaporated residual liquid come down from the falling film evaporator. The liquid collects in the collecting space arranged under the condenser, while the gas component is forwarded.

Bei einem Badkondensator steht dagegen der Kondensatorblock in einem Bad aus der zu verdampfenden Flüssigkeit. Die Flüssigkeit tritt von unten in die Verdampfungspassagen des Kondensatorblockes ein und wird teilweise gegen das durch die Verflüssigungspassagen strömende Heizmedium verdampft. Die Dichte des in den Verdampfungspassagen verdampfenden Mediums ist geringer als die Dichte der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbad, wodurch eine Siphonwirkung entsteht, so dass permanent Flüssigkeit aus dem Bad in die Verdampfungspassagen nachströmt. Je größer die Eintauchtiefe des Kondensatorblockes in dem Flüssigkeitsbad ist, desto höher wird der mittlere hydrostatische Druck in den Verdampfungspassagen und desto schlechter verdampft die Flüssigkeit, da die Siedetemperatur der Flüssigkeit entsprechend der Dampfdruckkurve ansteigt.at a bath condenser, however, the capacitor block is in one Bath of the liquid to be evaporated. The liquid enters the evaporation passages of the condenser block from below and partially vaporized against the heating medium flowing through the liquefaction passages. The density of the medium evaporating in the evaporation passages is less than the density of the liquid in the liquid bath, whereby a siphon effect arises, so that permanently liquid from the bath flows into the evaporation passages. The greater the immersion depth of the condenser block in the liquid bath is, the higher is the mean hydrostatic pressure in the evaporation passages and the worse the liquid evaporates, since the boiling temperature the liquid increases according to the vapor pressure curve.

Der Wirkungsgrad eines Badkondensators nach dem Stand der Technik kann daher durch die Unterteilung des Kondensatorblockes in mehrere übereinander angeordnete Abschnitte (Umlaufabschnitte) erhöht werden. Der Vorteil einer solchen Anordnung liegt in der jeweils kleineren Eintauchtiefe eines einzelnen Umlaufabschnittes gegenüber einem einzigen hohen Kondensatorblock. Damit wird der hydrostatische Druck in den Verdampfungspassagen geringer und die Flüssigkeit kann leichter verdampfen.Of the Efficiency of a bath condenser of the prior art can therefore by the subdivision of the capacitor block into several superimposed arranged portions (circulation sections) are increased. The advantage of a Such an arrangement is in each smaller immersion depth of a individual circulation section with respect to a single high capacitor block. This reduces the hydrostatic pressure in the evaporation passages and the liquid can evaporate more easily.

Ein solcher Badkondensator mit mehreren Umlaufabschnitten wird in US 6374636 beschrieben. Der, in der zitierten Patentschrift offenbarte, Badkondensator besteht aus drei Umlaufabschnitten. Jeder Umlaufabschnitt ist komplett in ein Flüssigkeitsbad eingetaucht, so dass die Flüssigkeit von unten in die Verdampfungspassagen strömen kann. Die einzelnen Umlaufabschnitte sind räumlich voneinander getrennt. Zwischen den einzelnen Umlaufabschnitten gibt es keine Passagen. In dem dort entstandenen Hohlraum trennt sich die restliche Flüssigkeit von dem entstandenen Gas, welches über die Seitenwände des Badkondensators abgezogen wird. Die restliche Flüssigkeit fließt in das Bad zurück beziehungsweise über ein Wehr auf den versetzt darunterliegenden Umlaufabschnitt. Das Heizmedium wird von oben durch Verflüssigungspassagen geführt, die über den gesamten Badkondensator durchgängig sind.Such a bath condenser with several circulating sections is in US 6374636 described. The bath condenser disclosed in the cited patent consists of three circulating sections. Each circulation section is completely submerged in a liquid bath so that the liquid can flow from below into the evaporation passages. The individual circulation sections are spatially separated. There are no passages between the individual circulation sections. In the cavity formed there, the remaining liquid separates from the resulting gas, which is withdrawn via the side walls of the bath condenser. The remaining liquid flows back into the bath or via a weir to the offset underlying circulation section. The heating medium is passed from above through liquefaction passages that are continuous throughout the bath condenser.

Ein derartiger Badkondensator nach dem Stand der Technik wie in US 6374636 beschrieben, weißt einige Nachteile auf. Die durch die räumliche Trennung und die versetzte Anordnung der einzelnen Umlaufabschnitte entstehenden Freiräume nehmen nicht effektiv am Wärmeaustausch zwischen Flüssigkeit und Heizmedium teil. Dadurch wird der Platzbedarf des gesamten Badkondensators erhöht. Zusätzlich verringern die Freiräume die mechanische Stabilität des Badkondensators und verkomplizieren die Fertigung.Such a bath condenser according to the prior art as in US 6374636 described, have some disadvantages. The resulting by the spatial separation and the staggered arrangement of the individual circulation sections spaces do not effectively participate in the heat exchange between the liquid and the heating medium. As a result, the space requirement of the entire bath condenser is increased. In addition, the clearances reduce the mechanical stability of the bath condenser and complicate the manufacturing.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Badkondensator der eingangs erwähnten Art den Platzbedarf zu verringern und die mechanische Stabilität gegenüber dem Stand der Technik zu erhöhen.Of the The present invention is therefore based on the object at a Bath condenser of the aforementioned To reduce the amount of space required and the mechanical stability compared to the stand to increase the technique.

Die vorliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der am tiefsten gelegene Umlaufabschnitt eine Zuführung der Flüssigkeit von unten aus einem darunter befindlichen Flüssigkeitsbad und eine seitliche Ableitung des Heizmediums aufweist und der Kondensatorblock über seine gesamte Höhe über Passagen verfügt, wobei die Verflüssigungspassagen für das Heizmedium über alle Umlaufabschnitte von oben nach unten durchgängig sind.The present object is achieved in that the lowest-lying circulation section comprises a supply of liquid from below from a liquid bath underneath and a lateral discharge of the heating medium and the capacitor block over its entire height over Passages has, with the liquefaction passages for the heating medium over all circulation sections from top to bottom are consistent.

Durch die Zuführung der Flüssigkeit aus einem Bad von unten in die Verdampfungspassagen kann das kondensierte Heizmedium direkt seitlich von den Verflüssigungspassagen weggeführt werden. Das kondensierte Heizmedium muss auch aus anderen Gründen seitlich vom Wärmetauscher weggeführt werden. Durch die Möglichkeit der direkten seitlichen Wegführung im Gegensatz zum Abzug nach unten mit anschließender Umlenkung wie im Stand der Technik wird somit die Bauhöhe des Wärmetauschers reduziert. Die erfindungsgemäße Zuführung der Flüssigkeit zu den Verdampfungspassagen und die seitliche Wegführung des kondensierten Heizmediums können in dieser Form auch bei einem zweistöckigen Badkondensator erfolgen. In diesem Fall würde die Flüssigkeit über eine Umrandung vom obersten Stockwerk in das darunterliegende Flüssigkeitsbad laufen.By the feeder the liquid from a bath from below into the evaporation passages can be condensed Heating medium can be led away directly from the side of the liquefaction passages. The condensed heating medium must also laterally for other reasons from the heat exchanger carried away become. By the possibility the direct lateral route guidance in contrast to the trigger down with subsequent deflection as in the state the technology is thus the height of the heat exchanger reduced. The inventive supply of the liquid to the evaporation passages and the lateral routing of the condensed heating medium can in this form also take place in a two-storey bath condenser. In that case, would the liquid over one Outline from the top floor into the underlying liquid bath to run.

Da der erfindungsgemäße Badkondensator über seine gesamte Höhe über Passagen verfügt, entstehen keinerlei ungenutzte Freiräume und die Stabilität des gesamten Badkondensators wird durch die vielen Passagen deutlich erhöht. Zusätzlich wird die Schaffung von nicht am Wärmeaustausch teilnehmenden Freiräumen vermieden und so der effektive Platzbedarf minimiert. Die räumliche Trennung der einzelnen Umlaufabschnitte wird nicht durch Freiräume zwischen den Umlaufabschnitten sondern durch Blechstreifen zwischen den Umlaufabschnitten gewährleistet. Ein Umlaufabschnitt ist demnach nur durch die Führung der Passagen und die daraus resultierende Zuführung bzw. Ableitung der Flüssigkeit und durch Blechstreifen von einem anderen Umlaufabschnitt getrennt. Es entstehen zwischen den einzelnen Umlaufabschnitten keine Hohlräume, so dass das Totvolumen reduziert und die Stabilität erhöht wird.There the bath condenser according to the invention on his total height over passages has, arise no unused free spaces and the stability the entire bath condenser becomes clear through the many passages elevated. additionally will be the creation of non-heat exchangers open spaces avoided and thus minimizes the effective space requirement. The spatial Separation of individual circulation sections is not allowed by open spaces between the circulation sections but by metal strips between the circulation sections guaranteed. A circulation section is therefore only by the leadership of the passages and the resulting supply or discharge of the liquid and separated by metal strips from another circulation section. There are no cavities between the individual circulation sections that the dead volume is reduced and the stability is increased.

Vorteilhafterweise ist die kürzeste Dimension der Hohlräume der Passagen maximal 10 mm, bevorzugt 5 mm, besonders bevorzugt 2,5 mm. Die Limitierung der Freiräume in ihrer kürzesten Dimension auf die angegebenen Distanzen stellt die optimale Raumausnutzung sicher und erhöht die Stabilität des Badkondensators.advantageously, is the shortest Dimension of the cavities the passages a maximum of 10 mm, preferably 5 mm, more preferably 2.5 mm. The limitation of the free spaces in their shortest Dimension to the specified distances represents the optimal space utilization safe and elevated the stability of the bath condenser.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Badkondensators befindet sich der Einlass in die Gasableitung in einem halboffenen Volumen neben dem Kondensatorblock und bevorzugt oberhalb der Höhe der Austrittsöffnung des entsprechenden Umlaufabschnittes, wobei das halboffene Volumen durch eine Halbzylinderschale oder eine trapezförmige Schale gebildet wird, die mit der die Austrittöffnung aufweisenden Seite verbunden ist. Durch die Anordnung der Gasableitung oberhalb der Austrittsöffnung der Verdampfungspassagen des jeweiligen Umlaufabschnittes in dem genannten Volumen wird ein direktes Ausströmen des, aus der jeweiligen Verdampfungspassage strömenden, Flüssigkeit-Gas-Gemisches in die Gasableitung vermieden. Die Gasableitung befindet sich zwar auf derselben Seite wie die Austrittsöffnung aber oberhalb selbiger. So wird sichergestellt, dass das Flüssigkeits-Gas-Gemisch vor dem Eintritt in die Gasableitung umgelenkt und so die Menge an mitgerissener Flüssigkeit in die Gasableitung minimiert wird. Das Volumen zwischen der Austrittsöffnung und dem Gaseinlass dient so als zusätzlicher Abscheideraum, in dem sich Gas aus der Flüssigkeit abscheiden kann. Die Menge an Flüssigkeit, die in den Gaseinlass mitgerissen wird, wird somit minimiert und der Flüssigkeitsstand im Flüssigkeitsvorratsbehälter bleibt so hoch, dass ein ordnungsgemäßer Betrieb des Umlaufabschnittes gewährleistet ist. Ein Trockenlaufen des Umlaufabschnittes, d.h. eine totale Verdampfung der Flüssigkeit, gilt es auf jeden Fall auszuschließen, da es sonst zu einer Verlegung der Verdampfungspassagen durch schwersiedende Komponenten kommt.In a preferred embodiment of the bath condenser is located the inlet to the gas outlet in a semi-open volume next to the Capacitor block and preferably above the height of the outlet opening of the corresponding circulation section, wherein the semi-open volume by a half cylinder shell or a trapezoidal shell is formed, the one with the outlet opening connected side. By the arrangement of the gas discharge above the outlet the evaporation passages of the respective circulation section in the said volume is a direct outflow of, from the respective Evaporating passage flowing, Liquid-gas mixture avoided in the gas discharge. The gas discharge is indeed on the same side as the outlet but above selbiger. So ensures that the liquid-gas mixture before the Entrance to the gas discharge diverted and so the amount of entrained liquid is minimized in the gas discharge. The volume between the outlet opening and the gas inlet thus serves as additional Separating chamber in which gas can be separated from the liquid. The Amount of liquid, which is entrained in the gas inlet is thus minimized and the fluid level remains in the liquid reservoir so high that proper operation the circulation section ensures is. Dry running of the circulation section, i. a total evaporation of the Liquid, It is definitely to be ruled out, otherwise it will lead to a relocation the evaporation passages comes through high-boiling components.

Vorteilhafterweise sind höchstens zwei Seiten des Kondensatorblockes mit Eintritts- und/oder Austrittsöffnungen versehen, wodurch der Badkondensator relativ kompakt gebaut werden kann. In diesem Fall ist die Gasableitung zweckmäßigerweise oberhalb des Umlaufabschnittes angeordnet. Die Bereiche vor den beiden anderen senkrechten Seiten des Kondensatorblockes können dann von Rohrleitungen und anderen Bauteilen freigehalten werden.advantageously, are at most two sides of the condenser block provided with inlet and / or outlet openings, whereby the bath condenser can be built relatively compact. In this Case, the gas discharge is conveniently above the Circulation section arranged. The areas in front of the other two vertical sides of the condenser block can then pass from pipelines and other components are kept free.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Badkondensators befinden sich alle, mit Ausnahme der zum tiefsten Umlaufabschnitt gehörenden, Eintritts- und Austrittsöffnungen auf derselben Seite des Kondensatorblockes. In dieser Ausführungsform sind nur Leitungen zur Verbindung der Ein- und Austrittsöffnungen miteinander und Flüssigkeitsvorratsbehälter auf einer Außenseite des Kondensatorblockes notwendig.In a particularly preferred embodiment of the bath condenser are all, except the deepest Belonging to the circulation section, Entry and exit openings on the same side of the condenser block. In this embodiment are only lines for connecting the inlet and outlet openings with each other and liquid reservoir on an outside the capacitor block necessary.

Vorteilhafterweise sind zwei benachbarte Etagen über ein Überlaufrohr miteinander verbunden, so dass der Flüssigkeitstransport von einer Etage in die darunterliegende Etage sichergestellt ist. Der Boden einer Etage wird von einem Überlaufrohr durchsetzt, dessen Öffnung oberhalb des Bodens liegt. Die aus dem Umlaufabschnitt in die Etage einströmende Flüssigkeit sammelt sich am Boden der Etage und fließt erst, wenn die Höhe des Flüssigkeitspegels die Höhe der Öffnung erreicht hat, in die darunterliegende Etage ab.advantageously, are two adjacent floors above an overflow pipe interconnected so that the liquid transport from one Floor is secured in the underlying floor. The floor a floor is penetrated by an overflow pipe, its opening is above the ground. The from the circulation section in the floor incoming liquid collects at the bottom of the floor and flows only when the height of the liquid level the height the opening has reached, to the underlying floor.

In einer bevorzugten Ausführung des Badkondensators werden mindestens die obersten beiden Umlaufabschnitte bezüglich ihrer Flüssigkeitsvorratsbehälter und der Zufuhr der Flüssigkeit zu den Verdampfungspassagen identisch ausgeführt.In a preferred embodiment of the bath condenser, at least the top ones are included the circulation sections with respect to their liquid reservoir and the supply of liquid to the evaporation passages made identical.

Der erfindungsgemäße Badkondensator ist vorteilhafterweise als Hauptkondensator in eine Tieftemperaturzerlegungsanlage eingebunden.Of the bath condenser according to the invention is advantageously as a main condenser in a cryogenic separation plant involved.

Mit der vorliegenden Erfindung gelingt es insbesondere den effektiven Platzbedarf des Badkondensators zu verringern und seine mechanische Stabilität deutlich zu erhöhen.With The present invention succeeds in particular the effective To reduce space requirements of the bath condenser and its mechanical stability to increase significantly.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines in den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert werden.in the The invention is based on a described in the figures embodiment closer to the invention explained become.

Es zeigenIt demonstrate

1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Badkondensators von außen 1 an embodiment of the bath capacitor according to the invention from the outside

2 die Passagenführung für die Verdampferflüssigkeit eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Badkondensators 2 the passage guide for the evaporator liquid of an embodiment of the bath condenser according to the invention

1 zeigt die dreidimensionale Darstellung eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Badkondensators, wie er in eine Kolonne zur Luftverflüssigung eingebaut wird. Der Badkondensator (1) besteht aus vier getrennten Umlaufabschnitten (2a, 2b, 2c, 2d). Der gasförmige Stickstoff wird von oben über die beiden Zuleitungen (3a, 3b) und den zugehörigen Verteiler in die, über die gesamte Höhe des Badkondensators (1) durchgängigen, Verflüssigungspassagen geführt. Der verflüssigte Stickstoff wird über den Sammler (4a) und die zugehörige Ableitung (4b) direkt seitlich vom unteren Ende des am tiefsten gelegenen Umlaufabschnittes (2a) weggeführt. Der flüssige Sauerstoff für die Verdampferpassagen der oberen Umlaufabschnitte (2b, 2c, 2d) befindet sich in den seitlichen trapezförmigen Vorratsbehältern (5a, 5b, 5c) während der am tiefsten gelegene Umlaufabschnitt (2a) direkt in einem Flüssigkeitsbad steht. Der verdampfte gasförmige Sauerstoff wird über die Gasableitungen (6a, 6b, 6c) in die Kolonne geführt. Der Flüssigkeitstransport von einer Etage in die darunterliegende Etage wird durch die Überlaufrohre (12) sichergestellt. 1 shows the three-dimensional representation of an embodiment of the bath condenser according to the invention, as it is installed in a column for air liquefaction. The bath condenser ( 1 ) consists of four separate circulation sections ( 2a . 2 B . 2c . 2d ). The gaseous nitrogen is supplied from above via the two supply lines ( 3a . 3b ) and the associated distributor into, over the entire height of the bath condenser ( 1 ) continuous, liquefaction passages out. The liquefied nitrogen is sent via the collector ( 4a ) and the associated derivative ( 4b ) directly to the side of the lower end of the lowest-lying circulation section ( 2a ) led away. The liquid oxygen for the evaporator passages of the upper circulation sections ( 2 B . 2c . 2d ) is located in the lateral trapezoidal storage containers ( 5a . 5b . 5c ) while the lowest-lying circulation section ( 2a ) is directly in a liquid bath. The vaporized gaseous oxygen is released via the gas discharges ( 6a . 6b . 6c ) into the column. The liquid transport from one floor to the floor below is through the overflow pipes ( 12 ) ensured.

2 zeigt die Passagenführung für die Verdampferflüssigkeit eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Badkondensators im Detail. Die Passagen für den flüssigen Sauerstoff (8) erstrecken sich über die gesamte Höhe des Badkondensators. Die einzelnen Umlaufabschnitte (2a, 2b, 2c, 2d) sind jeweils durch Blechstreifen (7) voneinander getrennt. Im untersten Umlaufabschnitt (2a) strömt der flüssige Sauerstoff aufgrund der Siphonwirkung direkt in die Verdampferpassagen (8). Das erwärmte Flüssigkeit-Gas-Gemisch wird am oberen Ende des Umlaufabschnittes (2a) seitlich aus dem Badkondensator geführt (10). In dem Raum neben den Austrittsöffnungen (10) wird die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeit-Gas-Gemisch abgeschieden und strömt zurück in das Bad (11a). In den oberen Umlaufabschnitten (2b, 2c, 2d) wird der flüssige Sauerstoff aus den Vorratsbehältern (5a, 5b, 5c) über die Eintrittsöffnungen (9) in die Verdampferpassagen (8) geführt. Das erwärmte Flüssigkeit-Gas-Gemisch strömt in den einzelnen Umlaufabschnitten jeweils seitlich aus den Austrittsöffnungen (10). Das halboffene Volumen neben den Austrittsöffnungen (10), welches aus den trapezförmigen Vorratsbehältern (5a, 5b, 5c) gebildet wird, dient als Abscheideraum. Der flüssige Sauerstoff fließt zurück in das jeweilige Flüssigkeitsbad (11b, 11c, 11d) während der gasförmige Sauerstoff über die Gasableitung (6a, 6b, 6c) in die Kolonne tritt. Der Flüssigkeitstransport von einer Etage in die darunterliegende Etage wird durch die Überlaufrohre (12) sichergestellt. 2 shows the passage guide for the evaporator liquid of an embodiment of the bath condenser according to the invention in detail. Passages for liquid oxygen ( 8th ) extend over the entire height of the bath condenser. The individual circulation sections ( 2a . 2 B . 2c . 2d ) are each supported by metal strips ( 7 ) separated from each other. In the lowest circulation section ( 2a ) flows the liquid oxygen due to the siphon directly into the evaporator passages ( 8th ). The heated liquid-gas mixture is at the upper end of the circulating section ( 2a ) led laterally out of the bath condenser ( 10 ). In the room next to the outlet openings ( 10 ), the liquid is separated from the liquid-gas mixture and flows back into the bath ( 11a ). In the upper circulation sections ( 2 B . 2c . 2d ), the liquid oxygen from the storage containers ( 5a . 5b . 5c ) via the inlet openings ( 9 ) into the evaporator passages ( 8th ) guided. The heated liquid-gas mixture flows in the individual circulation sections laterally from the outlet openings ( 10 ). The half-open volume next to the outlet openings ( 10 ), which consists of the trapezoidal storage containers ( 5a . 5b . 5c ) is formed, serves as a separation chamber. The liquid oxygen flows back into the respective liquid bath ( 11b . 11c . 11d ) while the gaseous oxygen via the gas discharge ( 6a . 6b . 6c ) enters the column. The liquid transport from one floor to the floor below is through the overflow pipes ( 12 ) ensured.

Claims (7)

Badkondensator mit einem quaderförmigen Kondensatorblock (1), der Verdampfungspassagen (8) für eine Flüssigkeit und Verflüssigungspassagen für ein Heizmedium besitzt und mindestens drei übereinander angeordnete Abschnitte (2a, 2b, 2c, 2d) (Umlaufabschnitte) aufweist, wobei die Verdampfungspassagen (8) jeweils am unteren Ende eines Umlaufabschnittes mindestens eine Eintrittsöffnung (9) für die Flüssigkeit und jeweils am oberen Ende eines Umlaufabschnittes mindestens eine Austrittsöffnung (10) besitzen, wobei für jeden Umlaufabschnitt ein Flüssigkeitsvorratsbehälter (5a, 5b, 5c) vorgesehen ist, der in Strömungsverbindung mit der Eintrittsöffnung (9) und der Austrittsöffnung (10) steht und eine Gasableitung (6a, 6b, 6c) besitzt, wobei sich die Gasableitung (6a, 6b, 6c) oberhalb der Austrittsöffnung der Verdampfungspassagen des jeweiligen Umlaufabschnittes in einem halboffenen Volumens befindet, welches durch die Austrittsöffnung aufweisende Seite des Umlaufabschnittes und senkrecht zur Seite ausgerichteten, einen Seitenrand beinhaltenden, Halbebenen begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der am tiefsten gelegene Umlaufabschnitt (2a) eine Zuführung der Flüssigkeit von unten aus einem darunter befindlichen Flüssigkeitsbad (11a) und eine seitliche Ableitung (4b) des Heizmediums aufweist und der Kondensatorblock (1) über seine gesamte Höhe über Passagen verfügt, wobei die Verflüssigungspassagen für das Heizmedium über alle Umlaufabschnitte von oben nach unten durchgängig sind.Bath condenser with a cuboidal capacitor block ( 1 ), the evaporation passages ( 8th ) for a liquid and liquefaction passages for a heating medium and at least three superimposed sections ( 2a . 2 B . 2c . 2d ) (Circulation sections), the evaporation passages ( 8th ) each at the lower end of a circulation section at least one inlet opening ( 9 ) for the liquid and in each case at the upper end of a circulation section at least one outlet opening ( 10 ), wherein for each circulation section a liquid reservoir ( 5a . 5b . 5c ) is provided, which in flow communication with the inlet opening ( 9 ) and the outlet ( 10 ) and a gas discharge ( 6a . 6b . 6c ), whereby the gas discharge ( 6a . 6b . 6c ) is located above the outlet opening of the evaporation passages of the respective circulation section in a semi-open volume, which is bounded by the outlet opening side of the circulation section and perpendicular to the side, containing a side edge, half planes, characterized in that the lowest lying circulation section ( 2a ) a supply of liquid from below from a liquid bath underneath ( 11a ) and a lateral derivative ( 4b ) of the heating medium and the capacitor block ( 1 ) has passages over its entire height, the liquefaction passages for the heating medium being continuous over all circulation sections from top to bottom. Badkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kürzeste Dimension der Hohlräume der Passagen maximal 10 mm, bevorzugt 5 mm, besonders bevorzugt 2.5 mm, beträgt.Bath condenser according to claim 1, characterized that the shortest Dimension of the cavities the passages a maximum of 10 mm, preferably 5 mm, more preferably 2.5 mm. Badkondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gasableitung (6a, 6b, 6c) in einem halboffenen Volumen neben dem Kondensatorblock (1), bevorzugt oberhalb der Höhe der Austrittsöffnung (10), befindet, wobei das halboffene Volumen durch eine Halbzylinderschale oder eine trapezförmige Schale gebildet wird, die mit der die Austrittöffnung (10) aufweisenden Seite verbunden ist.Bath condenser according to claim 1 or 2, characterized in that the gas discharge ( 6a . 6b . 6c ) in a semi-open volume next to the condenser block ( 1 ), preferably above the height of the outlet opening ( 10 ), wherein the semi-open volume is formed by a half-cylinder shell or a trapezoidal shell with which the outlet opening ( 10 ) is connected. Badkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass höchstens zwei Seiten des Kondensatorblockes mit Eintritts- und/oder Austrittsöffnungen versehen sind.Bath condenser according to one of claims 1 to 3, characterized in that at most two sides of the capacitor block are provided with inlet and / or outlet openings. Badkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich alle, mit Ausnahme der zum tiefsten Umlaufabschnitt gehörenden, Eintritts- und Austrittsöffnungen auf derselben Seite des Kondensatorblockes befinden.Bath condenser according to one of claims 1 to 4, characterized in that all, except for the belonging to the deepest circulation section, Entry and exit openings located on the same side of the condenser block. Badkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die obersten beiden Umlaufabschnitte (2d, 2c) bezüglich ihrer Flüssigkeitsvorratsbehälter und der Zufuhr der Flüssigkeit zu den Verdampfungspassagen identisch ausgeführt sind.Bath condenser according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least the top two circulating sections ( 2d . 2c ) with respect to their liquid reservoir and the supply of the liquid to the evaporation passages are identical. Badkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Badkondensator als Hauptkondensator in eine Tieftemperaturzerlegungsanlage eingebunden ist.Bath condenser according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bath condenser as the main capacitor is integrated in a cryogenic separation plant.
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