DE1266773B - Verfahren zur Herstellung von mit Sauerstoff auf etwa 60 bis 70% angereicherter Luft - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

F25j

Deutsche Kl.: 17 g-2/01

Nummer: 1266 773

Aktenzeichen: A 420201 a/17 g

Anmeldetag: 4. Januar 1963

Auslegetag: 25. April 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Sauerstoff auf etwa 60 bis 70% angereicherter Luft durch Verflüssigung und Rektifizierung von Luft bei tiefer Temperatur, bei dem ein erster Teilstrom der zu zerlegenden Luft auf einen höheren Druck als ein zweiter Teilstrom verdichtet, nahe auf seinen Taupunkt abgekühlt und in einen unter dem höheren Druck arbeitenden Rückflußkondensator eingeführt wird, und eine dort erhaltene, mit Sauerstoff angereicherte Flüssigkeit entspannt, verdampft und in eine unter niedrigerem Druck arbeitende Rektifiziersäule eingeblasen wird, während das verbleibende Stickstoffgas durch Wärmeaustausch mit einer sauerstoffreichen Flüssigkeit verflüssigt und auf die Säule als Rückfluß aufgegeben wird, aus der die angereicherte Luft abgezogen und verdampft wird, und der zweite auf einen niedrigeren Druck verdichtete Teilstrom der zu zerlegenden Luft nahe auf seinen Taupunkt abgekühlt und in eine mittlere Zone der Rektifiziersäule eingeblasen wird.

Es ist bereits aus der deutschen Patentschrift 617 841 bekannt, zwei Luftströme verschieden hohen Drucks vorzusehen, von denen der unter dem höheren Druck stehende in einem Rücklaufkondensator mit Sauerstoff angereichert, entspannt und in eine Rektifiziersäule eingeblasen wird, während der niedriger verdichtete Luftstrom der Säule in seiner ursprünglichen Zusammensetzung zuströmt. Infolge des geringen Überdrucks der der Rektifiziersäule in mittlerer Höhe zugeführten Luft ist nachteilhafterweise auch für den sich in dieser Stufe bildenden Stickstoff ein niedriges Druckniveau vorgegeben, so daß dieser weder zur arbeitsleistenden Entspannung noch zur Kühlung der mit Sauerstoff angereicherten Fraktion herangezogen werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile der Vorrichtung nach der deutschen Patentschrift 617841 ein Verfahren zur Luftzerlegung zu schaffen, bei welcher die Rektifizierkolonne unter einem mäßigen Druck z. B. von 2 bis 3 ata arbeitet, so daß diese gegenüber einer Rektifizierkolonne, welche nahe Luftdruck arbeitet, verhältnismäßig kleine Abmessungen aufweist; außerdem soll das Stickstoffdruckgas aus der Rektifizierkolonne durch Wärmeaustausch zur Unterkühlung der sauerstoffreichen Flüssigkeit herangezogen werden, so daß gleichzeitig der Wirkungsgrad der fraktionierten Kondensation des höher komprimierten Luftanteils gesteigert und der Stickstoff vor seiner arbeitsleistenden Entspannung erwärmt wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch Verfahren zur Herstellung von mit Sauerstoff auf etwa 60 bis 70 °/o angereicherter Luft

Anmelder:

L'Air Liquide,

Societe Anonyme pour l'Etude et !'Exploitation

des Precedes Georges Claude, Paris

Vertreter:

Dr. H. H. Willrath, Patentanwalt,

6200 Wiesbaden, Hildastr. 18

Als Erfinder benannt:

Emile Carbonell, Paris;

Jean-Pierre Baud, Bretigny, Seine-et-Oise

(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 5. Januar 1962 (883 934),
vom 13. April 1962 (894 365),
vom 29. Oktober 1962 (913 755) -

gelöst, daß die Verdampfung der entspannten, mit Sauerstoff angereicherten Flüssigkeit aus dem Rückflußkondensator durch Wärmeaustausch mit dem ersten Teilstrom der Luft im Rückflußkondensator stattfindet, und die Verflüssigung des Stickstoffgases aus dem Rückflußkondensator im Wärmeaustausch mit der dabei verdampfenden angereicherten Luft aus der Rektifiziersäule erfolgt, während der gasförmige Stickstoff aus der Rektifiziersäule durch Wärmeaustausch mit der mit Sauerstoff angereicherten Flüssigkeit vor ihrer Entspannung erwärmt und danach arbeitsleistend entspannt wird.

Es ist ersichtlich, daß auf diese Weise die sauerstoffreiche Flüssigkeit durch Abgabe von fühlbarer Wärme im Wärmeaustausch mit dem Stickstoffdruckgas aus der Rektifizierkolonne unterkühlt und damit auch der Wirkungsgrad der fraktionierten Kondensation des ersten Luftanteils erhöht wird; zusätzlich wird der Stickstoff zur Ergänzung des

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Wärmeaustauschers mit dem zweiten Luftanteil um rüstet, die diese periodischen Wechsel über die Lei-

die fühlbare Wärme der mit Sauerstoff angereicher- tungen 69 und 70 durchzuführen gestatten. Diese

ten Fraktion erwärmt, so daß bei der Kälteerzeugung Austauscher können beispielsweise aus kompakten

durch arbeitsleistende Entspannung des Stickstoff- Austauschern aus hart gelötetem Aluminium bekanndruckgases ein guter Wirkungsgrad erzielt wird. 5 ter Art bestehen. In diesen Austauschern kühlt die

Um die Abkühlung und Reinigung der Luft in Luft sich ab und scheidet ihren Wasserdampf und einer einfachen und nicht zu teuren Vorrichtung zu ihre Kohlensäure in fester Form aus. Um eine vollgestatten, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfin- ständige Sublimierung der vorher abgelagerten Kohdung vorgeschlagen, daß der zweite Luftteilstrom im lensäure im abgetrennten Stickstoff sicherzustellen, Gegenstrom mit der angereicherten Luft aus der io wird ein Anteil von ungefähr 18% der gekühlten Rektifiziersäule und der erste Luftteilstrom im Gegen- Luft durch Leitung 80 in durch einen Schieber 81 strom mit abgetrenntem Stickstoff gekühlt und ge- regelbarer Menge abgezapft und im Gegenstrom zu reinigt wird, wobei ein Teil dieses Stickstoffs aus der zu kühlenden Luft in einem Sonderabteil des der Mittelzone der Wärmeaustauscher abgezogen und Austauschers abgekühlt, um auf diese Weise die im Gegenstrom mit dem zweiten Luftteilstrom in der 15 Temperaturspanne zwischen der Luft und dem Stickwärmsten Zone des Wärmeaustauschers weiter er- stoff am kalten Ende des Austauschers zu verminwärmt wird. dem. Der Hauptteil der Luft vereinigt sich über den

Noch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung hat Schieber 82 mit dem erwärmten Teil, und das Ganze gleichfalls zum Ziel, die Abkühlung und Reinigung wird dann durch Leitung 83 in den Austauscher 3 des Hauptanteils der Luft in Regeneratoren zu ge- 20 eingeführt, wo die Luft annähernd auf ihren Taustatten, die weniger teuer als Austauscher mit perio- punkt im Wärmeaustausch mit dem in der Rektifidischem Wechsel der Gasströme sind. Sie gestatten, ziersäule 6 abgetrennten Stickstoff und einem Teil des nur einen einzigen Austauscher dieser Art zu ge- aus der Entspannungsturbine 7 stammenden Stickbrauchen, der nur eine wenig bedeutungsvolle Luft- stoffs abgekühlt wird, wie noch näher dargelegt wermenge behandelt. Diese zweite vorteilhafte Ausgestal- 25 den soll.

rung des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch Die erste Fraktion der unter höherem Druck gekennzeichnet, daß ein dritter Luftteilstrom im Ge- stehenden Luft, die sich in der Nähe ihres Taupunkgenstrom mit einem Teil des abgetrennten Stickstoffs, tes befindet, wird durch Leitung 84 in den Rückflußder aus der Mittelzone der Wärmeaustauscher des kondensator 4 eingeführt, wo sie aufsteigt und sich in ersten Luftteilstromes abgezogen wurde, abbgekühlt 30 mittelbarem Gegenstromkontakt mit der sauerstoff- und in die Mittelzone der Rektifiziersäule eingeblasen reichen Flüssigkeit kondensiert, die in diesem Konwird, und ein Teil des zweiten Luftteilstromes aus der densator abgetrennt, dann unterkühlt und entspannt Mittelzone des Wärmeaustauschers in solcher Menge wurde. Am Boden des Kondensators fängt man durch abgezogen wird, daß die restliche Luftmenge kleiner Leitung 32 eine Flüssigkeit auf, die 40 bis 45 % als die Menge der angereicherten Luft in der kälte- 35 Sauerstoff enthält und sich in dem Überlaufgefäß 33 sten Zone des Wärmeaustauschers ist, darauf gerei- ansammelt. Die freigesetzten Dämpfe werden durch nigt und gleichfalls in der Mittelzone der Rektifizier- Leitung 34 zum Kondensator zurückgeführt, säule eingeblasen wird. Die sauerstoffreiche Flüssigkeit aus dem Uberlauf-

Im folgenden werden mehrere Ausführungsbei- gefäß 33 wird durch Leitung 35 zum Austauscher 5

spiele des Verfahrens nach der Erfindung an Hand 40 geschickt, wo sie im Gegenstrom mit aus der Rektifi-

von Zeichnungen erläutert; es zeigt ziersäule stammendem reinem Stickstoff unterkühlt

Fig. 1 eine Anlage zur Herstellung von Sauerstoff wird, wie noch dargelegt werden soll. Sie geht dann

mit einem Gehalt von ungefähr 60 bis 70 %, bei der durch Leitung 36 zum Entspannungsschieber 37 auf

der Rückflußkondensator durch eine Rektifiziersäule 2,4 ata und wird dann in den Rückflußkondensator 4

vervollständigt ist; 45 zurückgeleitet, wo sie im indirekten Wärmeaustausch

Fig.2 eine Anlage zur Herstellung von Sauerstoff mit der Druckluft während deren Kondensation ver-

von ungefähr 60 bis 70% ähnlich derjenigen der dampft. Schließlich geht sie durch Leitung 38 am

Fig. 1, jedoch besteht hier der Kühlzweig der Luft Boden der Rektifiziersäule ab. Andererseits wird am

im Wärmeaustausch mit abgetrenntem Stickstoff aus Kopf des Rückflußkondensators Stickstoff mit unge-

einer Regeneratorbatterie, und 50 fähr 1 bis 5% Sauerstoff freigesetzt, der durch Lei-

Fig. 3 eine Herstellungsanlage für Sauerstoff mit tang 39 in den Austauscher 40 geht. Hier wird er im

ungefähr 60 bis 70% ähnlich derjenigen der Fig. 1, Wärmeaustausch mit auf 60 bis 70% Sauerstoff über-

jedoch bestehen hier die Kühlzweige der Luft im reicherter Luft kondensiert, die in der Rektifizier-

Wärmeaustausch mit Stickstoff und abgetrenntem säule 6, wie noch dargelegt werden soll, abgetrennt

Sauerstoff aus je einer Regeneratorbatterie. 55 wurde. Durch Leitung 41 geht er in den Austauscher

Bei der in F i g. 1 dargestellten Anlage wird die zu 42, wo er im Wärmeaustausch mit dem in Turbine 7

zerlegende Luft durch Leitung 11 in den Turbokom- entspannten Stickstoff unterkühlt wird, um dann

pressor 12 eingeführt, der sie unter einem Druck von durch Leitung 43 als Rückfluß zur Spitze der Rekti-

2,4 ata in Leitung 13 fördert. Sie wird dann in zwei fiziersäule 6 zu gehen, nachdem er im Schieber 44 auf

Teile verzweigt. Der erste Teil von insgesamt unge- 60 2,4 ata entspannt worden ist.

fähr 67 % wird zusätzlich durch den Turbokompres- Die zweite Luftfraktion unter einem Druck von sor 15 auf 4,3 ata verdichtet und dann durch Leitung 2,4 ata wird am Ausgang der Leitung 14 geteilt. Der 16 und abwechselnd Leitung 27 bzw. 28 im Gegen- erste Teil wird durch die Leitungen 23 und 24 gestrom zu einer abgetrennten Niederdruckstickstoff- — führt und im Gegenstrom mit abgetrenntem Sauerfraktion in die Austauscher IC und IC mit perio- 65 stoff von 70% in den Wechselaustauschern IA, 2A dischem Wechsel der Luft- und Stickstoffströme ein- gekühlt und gereinigt. Diese sind mit zwei Ventilgeführt; diese sind mit zwei Schiebersätzer 21,4, sätzen 17,4, 175 ISA, 185 und 63,4, 635, 64,4, 215, 22,4 225 und 71,4, 715, 72,4, 725 ausge- 645 ausgerüstet, welche die periodischen Wechsel

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zwischen Luft und Sauerstoff über die Leitungen 61 zwei Fraktionen. Die erste von ungefähr 67 % der

und 62 durchführen lassen. Wie schon für den Aus- Gesamtmenge wird durch den Turbokompressor 15

tauscher 2 C angegeben wurde, wird die vollständige auf 4,3 ata verdichtet und dann durch Leitung 16 zu

Sublimierung der abgelagerten Kohlensäure auf den Regeneratoren 91A und 9IjB geschickt. In der

Grund der Rückführung einer gekühlten Luftfraktion 5 dargestellten Betriebsperiode wird der Regenerator

gesichert, die durch Leitung 73 abgezapft und im Ge- 91,4 von zu kühlender Luft und der Regenerator

genstrom mit in ihrer Menge durch den Schieber 75 91B von zu erwärmendem Stickstoff durchströmt,

regelbarer eintretenden Luft erwärmt wird. Die so Die Schieber 92,4 und 93 B sind daher offen und die

wieder erwärmte Luft wird dann von neuem mit der Schieber 92 B und 93 Λ geschlossen, während die

Hauptfraktion vermischt, indem sie durch den Schie- io Klappenkästen 94 A und 94 B sich in der schematisch

ber 74 geht, und das Ganze geht dann in Leitung dargestellten Lage befinden. Die Luft tritt annähernd

75,4. auf ihren Taupunkt abgekühlt durch Leitung 99 aus

Der zweite Anteil der Niederdruckluft wird mit und wird dann unten in den Rückflußkondensator 4

einem Teil des abgetrennten Niederdruckstickstoffs eingeführt, wo sie in der schon erläuterten Weise zer-

im Gegenstrom in den Umkehraustauschern IB, 2B 15 legt wird.

gekühlt und gereinigt, die mit den beiden Ventil- Die zweite Luftfraktion wird unter einem Druck Sätzen 19,4, 19B, IdA, 2OB und 67A, 67B, 68A, von 2,4 ata in zwei Wechselaustauschern IA und 2A 68 B ausgerüstet und über die Leitungen 25, 26 und im Wärmeaustausch mit abgetrenntem Sauerstoff von 65, 66 verbunden sind. Der Austauscher 2 B besitzt 60 bis 70% geschickt. In der dargestellten Betriebsebenfalls ein Rohrbündel zur Rückführung von Luft, 20 periode sind die Schieber 100 B, 101A, 102 B und die durch Leitung 76 in einer durch Ventil 77 regel- 103,4 geschlossen. Der Hauptteil der abgekühlten baren Menge abgezapft wird. Nach ihrer Wiederver- Luft wird durch den Schieber 75 und die Leitung einigung durch den Schieber 78 mit dem Hauptluft- 75,4 abgezogen, während eine Fraktion im Gegenstrom geht der zweite Teil der abgekühlten Nieder- strom mit der eintretenden Luft in einer durch den druckluft in die Leitung 79. 25 Schieber 74 regelbaren Menge wieder erwärmt wird,

Man kann natürlich auch die vollständige Subli- um die vollständige Sublimierung der niedergeschlamierung der abgelagerten Kohlensäure mittels eines genen Kohlensäure zu sichern. Er vereinigt sich dann geschlossenen Stickstoffkreises oder Abzapfungen mit der Hauptfraktion in der Leitung 75,4. Nach von Luft, die in besonderen Rohrbündeln aufgewärmt einer erneuten Abkühlung im Austauscher 3 im Ge- und dann mit abgetrenntem Stickstoff bzw. Sauerstoff 30 genstrom mit abgetrenntem Stickstoff wird die ganze wiedervereinigt ist, erzielen. Die beiden Teile der ab- Luft durch Leitung 31 in die Rektifiziersäule 6 eingekühlten Niederdruckluft vereinigen sich dann in geblasen.

Leitung 31 und werden in die Mittelzone der Rekti- Der in der Turbine 7 entspannte und teilweise in

fiziersäule 6 eingeblasen. den Austauschern 42 und 3 wieder erwärmte Stick-

Die Luft von wenig erhöhtem Druck und das mit 35 stoff wird am kalten Ende des Regenerators 91,4 Sauerstoff angereicherte Gas, das in diese Säule durch bzw. 91B eingeführt. In der dargestellten Betriebs-Leitung 38 eingeblasen wird, werden darin einer- periode erwärmt sich der Stickstoff im Kontakt mit seits in eine Flüssigkeit von einem Gehalt zwischen der Ausfütterung des Regenerators 915 und wird etwa 60 und 70 % Sauerstoff, praktisch im Gleich- dann durch Leitung 29 abgezogen. Eine Fraktion entgewicht mit dem durch Leitung 38 eingeblasenen 40 sprechend ungefähr 3,5 % der eintretenden Luft wird Dampf, und andererseits in praktisch reinem Stick- indessen in dem Mittelteil des Regenerators durch stoff zerlegt. Die überreicherte flüssige Luft wird den offenen Schieber. 952? bei geschlossenem Schieber durch Leitung 45 und im Entspannungsschieber 46 95,4 abgezapft und durch Leitung 96, 97 in ein bemit ungefähr 1,2 ata zum Austauscher 40 geleitet, wo sonderes Rohrbündel des Umkehraustauschers IA sie im Wärmeaustausch mit dem vom Rückflußkon- 45 eingeführt, wo sie sich im Gegensatz mit der Luft densator 4 austretenden Stickstoff verdampft; dann unter 2,4 ata wieder erwärmt. Sie wird dann durch geht sie durch die Leitungen 47 und 62 in die Wärme- Leitung 98 mit der Hauptstickstofffraktion wieder austauscher 2A und IA, wo sie sich ungefähr auf -vereinigt, die durch Leitung 29 abgeht.
Umgebungstemperatur erwärmt, bevor sie durch Lei- Natürlich kann das im Zusammenhang mit dieser tung 90 zur Verbrauchsstelle gesandt wird. 50 Ausführungsform der Erfindung beschriebene Ver-

Der an der Spitze der Säule 6 abgegebene praktisch fahren modifiziert werden. Beispielsweise kann man

reine Stickstoff wird durch Leitung 48 zum Austau- einen kleinen Teil des Sauerstoffs in praktisch reinem

scher 5 geleitet, wo er sich im Wärmeaustausch mit Zustand erzeugen und bzw. oder die notwendige

der im Rückflußkondensator 4 abgetrennten sauer- Kälteerzeugung durch arbeitsleistende Entspannung

stoffreichen Flüssigkeit erwärmt; dann geht er durch 55 von Luft statt von Stickstoff erzielen.

Leitung 49 zum Austauscher 3, wo er sich weiter er- Die Anlage zur Herstellung von Sauerstoff von 60

wärmt, um dann durch Leitung50 in die Entspan- bis 70% nach Fig.3 ist zum großen Teil ähnlich

nungsturbine 7 auf etwa 1,1 ata zu gehen. Er gelangt derjenigen der Fig. 2, und die bekannten Teile

dann durch die Leitung 54 zum Austauscher 42 zur brauchen nicht nochmals erläutert zu werden. Die

Unterkühlung des in die Säule 6 geschickten flüssigen 60 Anlage unterscheidet sich durch die Anordnung für

Stickstoffs, worauf er durch die Leitungen 51, 52 die Abkühlung und Reinigung der Luft bei niedrigem

bzw. 53 zu den Wärmeaustauschern 3 und 2C, IC Druck. Diese durch Leitung 14 ankommende Luft

bzw. 2B, IB geleitet wird, bevor er durch Leitung 26 wird in eine erste Hilfsfraktion, die durch Leitung

oder 28 und dann Leitung 29 ausgetragen wird. 114 geht, und eine andere Hilfsfraktion von beträcht-

Bei der in F i g. 2 dargestellten Anlage wird die zu 65 Hch kleinerer Menge, die durch Leitung 214 geht, gezerlegende Luft durch Leitung 11 in den Turbokom- teilt. Die erste Hilfsfraktion wird in der Regeneratorpressor 12 eingeführt, der sie unter einem Druck von batterie 191,4,1915, die abwechselnd von Luft- und 2,4 ata in Leitung 13 fördert. Sie teilt sich dann in Sauerstoffströmen mit 60 bis 70% mit Hilfe eines

Ventilsatzes 192.4, 1925 193,4, 193B und der schematisch dargestellten Klappenkästen 194,4 und

194 B durchflossen werden, gekühlt und gereinigt. Im Verlauf der dargestellten Betriebsperiode sind die Schieber 192 A und 193 S offen und die Schieber 1925 und 193,4 geschlossen, und die Klappenkästen haben die dargestellte Lage, so daß die Luft in den Regenerator 191,4 geht und sich an dessen Ausfütterung abkühlt, während sich gleichzeitig ihre Kohlensäure in festem Zustand in der kältesten Zone des Regenerators ablagert. Andererseits erwärmt sich Sauerstoff von 60 bis 70% an der Ausfütterung des Regenerators 191B. Die abgekühlte und gereinigte Luft geht dann durch die Leitungen 115 und 15 A in den Austauscher 3 und darauf durch Leitung 31 in die Rektifizierkolonne.

Um in der kältesten Zone der Regeneratoren einen Überschuß an kaltem Sauerstoff zu erzielen und mit diesem die vollständige Wiederverdampfung des abgeschiedenen Kohlensäureschnees sicherzustellen, wird ein Teil der Luft während ihrer Abkühlung durch den offenen Schieber 195 A in der Mittelzone des Regenerators 191A abgezogen (mittlere Temperatur ungefähr —120° C), während der entsprechende an den Regenerator 1915 angeschlossene Schieber

195 B geschlossen ist, und durch Leitung 196 mit der anderen Lufthilfsfraktion, die zuvor im 'Wechselaustauscher IA abgekühlt wurde, am Eintritt zur Adsorbensmasse 104 vereinigt, die z. B. aus Kieselsäuregel besteht und die Reinigung der Luft bei ihrem Durchgang gewährleistet. Dann wird dieser Luftstrom durch Leitung 215 mit der Luft vereinigt, die i durch Leitung 115 vom kalten Ende der Regenerato- j ren 191,4 und 1915 abgeht. Obgleich aus Gründen der Klarheit nur eine einzige Absorbermasse 104 dargestellt worden ist, sieht man im allgemeinen zwei parallelgeschaltete Massen vor, von denen die eine arbeitet, während die andere sich in der Regenerierung befindet.

Eine andere Lufthilfsfraktion von relativ kleiner Menge, die so berechnet ist, daß sie die Kälterekuperation des in der Mittelzone des Austauscher 91,4, 915 abgezogenen Niederdruckstickstoffs gestattet, geht durch Leitung 214 in den Austauscher IA mit periodischem Wechsel der Gasströme, der mit den Schiebersätzen 100,4,1005,101,4,1015 und 102 A, 1025, 103 A und 1035 ausgerüstet ist, um diesen Wechsel zu erzielen. In der dargestellten Betriebsperiode sind die Schieber 100A, 1015, 103,4 und 1025 offen und die anderen geschlossen. Die Luft dringt durch den Schieber 100 A in den Austauscher ein, verläßt ihn dann durch den Schieber 103,4, und der Stickstoff, der aus der Mittelzone des Regenerators 915 über den Schieber 95 B und Leitung 96 ankommt, dringt durch den Schieber 1025 in den Austauscher IA ein und verläßt ihn durch den Schieber 1015, um sich angewärmt über Leitung 98 mit dem Stickstoff zu vereinigen, der am warmen Ende des Regenerators 915 abgeht. Die auf ungefähr — 100⁰C im Austauscher abgekühlte Luft vereinigt sich am Eintritt der Absorbensmasse 104 mit der Luft, die aus dem Mittelteil der Regeneratoren 191,4, 1915 kommt, entkarbonisiert sich mit ihm und geht dann selbst durch die Leitungen 15 A und 31 zum Austauscher 3 und in die Rektifiziersäule 6.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von mit Sauerstoff auf etwa 60 bis 70% angereicherter Luft durch Verflüssigung und Rektifizierung von Luft bei tiefer Temperatur, bei dem ein erster Teilstrom der zu zerlegenden Luft auf einen höheren Druck als ein zweiter Teilstrom verdichtet, nahe auf seinen Taupunkt abgekühlt und in einen unter dem höheren Druck arbeitenden Rückflußkondensator eingeführt wird, und eine dort erhaltene, mit Sauerstoff angereicherte Flüssigkeit entspannt, verdampft und in eine unter niedrigerem Druck arbeitende Rektifiziersäule eingeblasen wird, während das verbleibende Stickstoffgas durch Wärmeaustausch mit einer sauerstoffreichen Flüssigkeit verflüssigt und auf die Säule als Rückfluß aufgegeben wird, aus der die angereicherte Luft abgezogen und verdampft wird, und der zweite auf einen niedrigeren Druck verdichtete Teilstrom der zu zerlegenden Luft nahe auf seinen Taupunkt abgekühlt und in eine mittlere Zone der Rektifiziersäule eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfung der entspannten, mit Sauerstoff angereicherten Flüssigkeit aus dem Rückflußkondensator durch Wärmeaustausch mit dem ersten Teilstrom der Luft im Rückflußkondensator stattfindet und die Verflüssigung des Stickstoffgases aus dem Rückflußkondensator im Wärmeaustausch mit der dabei verdampfenden angereicherten Luft aus der Rektifiziersäule erfolgt, während der gasförmige Stickstoff aus der Rektifiziersäule durch Wärmeaustausch mit der mit Sauerstoff angereicherten Flüssigkeit vor ihrer Entspannung erwärmt und danach arbeitsleistend entspannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Luftteilstrom im Gegenstrom mit der angereicherten Luft aus der Rektifiziersäule und der erste Luftteilstrom im Gegenstrom mit abgetrenntem Stickstoff gekühlt und gereinigt wird, wobei ein Teil dieses Stickstoffs aus der Mittelzone der Wärmeaustauscher abgezogen und im Gegenstrom mit dem zweiten Luftteiistrom in der wärmsten Zone des Wärmeaustauschers weiter erwärmt wird (Fig. 2).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Luftteilstrom im Gegenstrom mit einem Teil des abgetrennten Stickstoffs, der aus der Mittelzone der Wärmeaustauscher des ersten Luftteilstromes abgezogen wurde, abgekühlt und in die Mittelzone der Rektifiziersäule eingeblasen wird, und ein Teil des zweiten Luftteilstromes aus der Mittelzone des Wärmeaustauschers in solcher Menge abgezogen wird, daß die restliche Luftmenge kleiner als die Menge der angereicherten Luft in der kältesten Zone des Wärmeaustauschers ist, darauf gereinigt und gleichfalls in die Mittelzone der Rektifiziersäule eingeblasen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 617 841;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 112 095;
französische Patentschrift Nr. 324 460.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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