DE1133743B - Vorrichtung zum Ausfrieren von Bestandteilen aus einem Gasgemisch - Google Patents

Description

INTERNAT. KL. F 25 j

DEUTSCHES

PATENTAMT

N19996Ia/17g

ANMELDETAG: 4. MAI 1961

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 26. JULI 1962

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausfrieren von Bestandteilen aus einem Gasgemisch mit einer gasdurchlässigen Wand aus Gaze, welche in der Gasgemischströmung angeordnet und deren eine Endfläche mit einer Kühlvorrichtung verbunden ist, so daß die Bestandteile sich als Schnee auf der Wand ablagern.

Es ist oft erwünscht, z. B. bei Lufttrennungsanlagen und bei Kaltgaskühlmaschinen, die auf ihrem sehr kalt werdenden Kopf Gas kondensieren können, bevor es getrennt oder kondensiert wird, das Gasgemisch von Bestandteilen, wie Wasserdampf und Kohlensäure, zu befreien, die sich bei Abkühlung bei viel höheren Temperaturen als denen, bei welchen die Trennung oder Kondensation erfolgt, in Form von Eis oder Schnee abtrennen und störend sein können, weil sie Kanäle von Wärmeaustauschern verstopfen oder das Kondensat verunreinigen können, was sich bei flüssig gemachter Luft durch unerwünschte Trübung zeigt.

Zu diesem Zweck wurden bereits mehrere Vorrichtungen entwickelt.

Es ist eine Vorrichtung zum Abtrennen von Bestandteilen aus einem Gasgemisch in fester Form durch Abkühlung bekannt, wobei eine gasdurchlässige Stütze, z. B. eine Wand aus Gaze, in der Gasgemischströmung angeordnet ist, welche Stütze mit einer Kühlvorrichtung verbunden ist, so daß die Bestandteile sich in Form von Schnee auf der Stütze ablagern.

Mit einer solchen Vorrichtung ist es überraschenderweise möglich, auf der Gaze eine gegen die Zuströmungsrichtung des zu reinigenden Gases wachsende Schneeschicht aufzubauen, die so porös bleibt, daß sogar bei ziemlich großer Stärke der Widerstand gegen die Strömung des Gases durch die Schneeschicht unterhalb eines geeigneten Wertes bleibt. Die abzutrennenden Bestandteile lagern sich dabei nicht nur auf der Schneeschicht, sondern auch in der Schicht ab, ohne daß sie diese jedoch sofort verstopfen.

Es stellt sich heraus, daß diese Möglichkeit aber nur dann besteht, wenn die gasdurchlässige Wand, nachstehend kurz Gaze genannt, gut geküht wird. Deshalb muß ein kontinuierlicher Kältetransport zwischen einer anderen Kältequelle als dem Gas selber und der Gaze stattfinden, derart, daß auch in der Schneeschicht über deren ganzer Stärke dauernd ein Temperaturgradient aufrechterhalten wird.

Es ist bekannt, die Gaze an gut leitenden, mit einer Kältequelle verbundenen Blöcken, Stäben od. dgl. durch flüssiges Gas gekühlten Rohren festzulöten und einen Rand der Gaze in eine Schicht einer bei niedriger Temperatur siedenden Flüssigkeit zu tauchen.

Vorrichtung zum Ausfrieren
von Bestandteilen aus einem Gasgemisch

Anmelder:

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

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Zoepke, Patentanwalt,
München 5, Erhardtstr. 11

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 7. Mai 1960 (Nr. 251 343)

Hendrik Jozef Verbeek, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

Dabei hat sich gezeigt, daß es nicht einfach ist, eine große Gazeoberfläche überall gleichmäßig stark abzukühlen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine einfache Bauart, um dies zu bewerkstelligen.

Nach der Erfindung ist die Wand als Rolle aus einem aufgerollten Gazeband derart ausgebildet, daß das in Richtung der Mittellinie der Rolle zuströmende Gasgemisch innerhalb dieser um 90° radial nach außen abgelenkt wird.

Dabei wird auf der nicht mit einer äußeren Kältequelle verbundenen Endfläche der Rolle aus dem zuströmenden Gas eine gegen die Strömungsrichtung des Gases wachsende poröse Schneeschicht aufgebaut.

Vorzugsweise ragen aus der angeströmten Endfläche der Rolle Gazeschichten heraus, die breiter als die Rolle sind und zwischen den Gazeschichten der Rolle angeordnet und aufgerollt sind.

Diese Bauart hat den Vorteil, daß zu Anfang der Schneeabtrennung das zuströmende Gas gut vorgekühlt wird, bevor es mit der Endfläche der Rolle in Berührung kommt. Dies kommt auch in der Struktur der gebildeten Schneeschicht zum Ausdruck. Anfangs lagern sich dann auf der Endfläche ziemlich große Schneekristalle ab, die gut gasdurchlässig sind und die Schneebildung vorzüglich einleiten.

Die Vorrichtung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß es, um die Gaze überall möglichst gleichmäßig abzukühlen, nicht notwendig ist, die Gaze durch Löten an einer Kältequelle zu befestigen.

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An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine bekannte Bauart, Fig. 2 das Prinzip der Erfindung, Fig. 3 und 4 Ausführungsformen einer Vorrichtung nach der Erfindung im Längsschnitt und Fig. 5 eine Endfläche der aufgerollten Gaze. Bei der bekannten Bauart nach Fig. 1 ist ein zylindrischer Käfig 1 aus Gaze vorgesehen, dessen Unterrand in einem Bad 2 eines flüssigen Gases angeordnet ist. Der Käfig 1 ist z. B. durch Löten mit Stäben oder Rohren 3 und einem Block 4 aus gut wärmeleitendem Material, wie Kupfer, verbunden. Diesen Stäben oder Rohren und dem Block 4 wird Wärme entzogen, indem sie mit einer Kältequelle, z. B. dem Kopf einer Kaltgaskühlmaschine, verbunden sind (Pfeil A). Die Rohre 3 können auch durch in ihnen befindliche, bei niedriger Temperatur siedende Flüssigkeit, z. B. flüssiges Gas, gekühlt werden. Das zu reinigende Gas strömt zu in Richtung der Pfeile ρ und durch die Gaze ab in Richtung der Pfeile q. Auf der Gaze bildet sich eine gegen die Gaszuströmungsrichtung wachsende poröse Schneeschicht 10. Alles dies ist bekannt.

Der Erfinder wurde von dem Gedanken geleitet, daß es zur Förderung einer gleichmäßigen Kühlung der Gaze über der ganzen Oberfläche zweckdienlich wäre, die Gaze 1 (Fig. 2) mit einer großen Anzahl gleichmäßig über der Oberfläche verteilter Füße 5 in einem Bad 2 bei niedriger Temperatur siedender Flüssigkeit anzuordnen.

Die Zuströmungsrichtung ist wieder durch Pfeile p, die Abfuhrrichtung durch Pfeile q angegeben.

Eine solche im übrigen zweckmäßige Bauart ist in der Praxis schwierig herstellbar.

Derselbe günstige Effekt wird aber auch dadurch erhalten, daß ein Band aus Gaze oder anderem gasdurchlässigen Material, wie eine durchlochte Platte oder Folie, zu einer Rolle 6 aufgewickelt wird (Fig. 3, 4 und 5).

Eine Endfläche 6 A dieser Rolle wird über der ganzen Oberfläche gekühlt, z. B. in Fig. 3 durch ein Bad 2 bei niedriger Temperatur siedender Flüssigkeit, oder in Fig. 4 durch eine gekühlte Wand 7.

Die andere Endfläche der Rolle 6 wird nun über ihrer ganzen Oberfläche gleichmäßig kalt.

Auf dieser Endfläche lagert sich bei Gaszuströmung in Richtung der Pfeile ρ eine Schneeschicht ab.

Das Gas wird in Richtung der Pfeile q seitlich durch die Rolle 6 hindurch abgeführt.

Es stellt sich heraus, daß es, wie bereits oben erwähnt, zweckmäßig ist, in die Rolle Teile, z. B. breitere Gazeschichten 8, aufzunehmen, die aus der Endfläche der Rolle herausragen, auf der sich die Schneeschicht der abgetrennten Bestandteile bildet.

Die Strömung im Zuströmungsraum innerhalb der Wand 9 kann einen stabilen Charakter haben.

Fig. 4 zeigt die umgekehrte Bauart der Fig. 3. Diese hat den Vorteil, daß beim Auftauen des Abtrenners zum Entfernen der gebildeten Schneeschicht die Schwerkraft dazu beiträgt, die Schneeschicht 10 zu lockern.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ausfrieren von Bestandteilen aus einem Gasgemisch mit einer gasdurchlässigen Wand aus Gaze, welche in der Gasgemischströmung angeordnet und deren eine Endfläche mit einer Kühlvorrichtung verbunden ist, so daß die Bestandteile sich als Schnee auf der Wand ablagern, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand als Rolle (6) aus einem aufgerollten Gazeband derart ausgebildet ist, daß das in Richtung der Mittellinie der Rolle zuströmende Gasgemisch innerhalb dieser um 90° radial nach außen abgelenkt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der angeströmten Endfläche der Rolle (6) Gazeschichten (8) hesrausragen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1100 058.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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