DE200053C

DE200053C -

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Publication number: DE200053C
Application number: DENDAT200053D
Authority: DE
Also published as: FR322600A; FR2277E

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 200053 KLASSE Mg. GRUPPE

oder in anderen Gasgemischen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Mai 1904 ab.

20. März 1883

Für diese Anmeldung ist bei der Prüfung gemäß dem Unionsvertrage vom

14. Dezember 1900 auf Grund der Anmeldung in Frankreich vom 27. Juni 1903 anerkannt.

die Priorität

Die Vorrichtung bezweckt die Trennung von Stickstoff und Sauerstoff aus Gasgemischen, z. B. atmosphärischer Luft, durch kontinuierliche fraktionierte Destillation des verflüssigten Gemisches mittels der bei der Verflüssigung des komprimierten Gemisches¹ frei werdenden Wärme.

Man hat' bereits vorgeschlagen, die Trennung von Sauerstoff und Stickstoff aus verflüssigten Gasgemischen unter Anwendung eines Dephlegmators vorzunehmen (Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure, Jahrg. 1902, Bd. 46, S. 1173 bis 1176). Bei diesem Apparat war der Dephlegmator mit unregelmäßig verteilten Kugeln o. dgl. gefüllt. Im Gegensatz zu dieser Einrichtung wird nach der vorliegenden Erfindung ein Dephlegmator benutzt, welcher aus übereinander angeordneten Sieben besteht. Ein derartiger Dephlegmator gibt dann erst eine vollständigere Trennung von Stickstoff und Sauerstoff, wenn er mit einem Schneckenverdampfer, der an und für sich bereits bekannt ist (D. R. P. 162323), verbunden ist. Durch den Schneckenverdämpfer werden gesonderte Ströme von Stickstoff und Sauerstoff mit wechselndem Gehalte gewonnen. Ein gleichförmiges Gemisch von Stickstoff und Sauerstoff läßt sich schwerer durch Rektifikation trennen als ein durch die Verdampferschnecke erzeugtes ungleichförmiges Gemisch. Diese ungleichförmigen Ströme werden durch den Dephlegmator wieder voneinander getrennt gehalten, was bei der in der Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure beschriebenen Einrichtung nicht zu erzielen ist.

In der Zeichnung ist ein Apparat nach der vorliegenden Erfindung im senkrechten Schnitt veranschaulicht. Der Apparat besteht aus einem großen rechtwinkligen Behälter mit parallelen' Wänden 1, der durch eine Scheidewand 2 in zwei Teile geteilt ist. Der Inhalt der so erhaltenen beiden Teile verhält sich wie 2 ,: i. Der größere Behälter 3 dient zur Abscheidung des Stickstoffs, während die zweite Abteilung 4 zur Gewinnung des technischen Sauerstoffs dient.

Der obere Teil der Abteilung 3 stellt einen Wärmeaustauschapparat dar. Die nach bekannten Verfahren, z. B. französisches Patent 322600, filtrierte Luft tritt in ein horizontales Rohr 5 ein, dessen Achse senkrecht zur Ebene der Figur ist. Eine Reihe parallel miteinander verlaufender Schlangen 6 schließen sich, nebeneinander an das Rohr 5 an. In der Figur ist nur eine einzige Schlange dargestellt; es werden aber in dem Apparate mehrere Schlangen verwendet. Man stellt dieselben zweckmäßig dicht nebeneinander. Die Gase, welche durch den Apparat von unten nach oben gehen, kühlen die von demselben Rohre 5 in die Schlangen gehende komprimierte Luft fortschreitend ab. Zwischen den Schlangen können Metallspäne o. dgl.

(S. Auflage, ausgegeben am 7. November i<p8:)

Claims

angeordnet werden, um den Wärmeaustausch zwischen den eintretenden komprimierten Gasen und den austretenden Gasen .zu erleichtern.

Wenn die komprimierten Gase zu dem Sammelrohre 7 gelangt sind, werden sie durch das Rohr 8 in den unteren Teil des Apparates in den Behälter 9 geführt. Derselbe enthält eine Schnecke 10, bestehend aus einem langen Gewinde von Schlangen, die umeinander gerollt sind. Zwischen den Schlangen sind Teil wände 11 angeordnet. In den Schlangen, die unter einer gewissen Menge vorher in die Windungen des Schnecken-Verdampfers eingeführter flüssiger Luft stehen, erfolgt die Verflüssigung der Luft vollkommen, und die erzeugte Flüssigkeit kühlt sich fortschreitend ab.

Die Schlangen 10 enden in ein zentrales Rohr 12. Die unter Druck verflüssigte Luft geht in ein Filter für Kohlensäure 13, wo die abgeschiedene feste Kohlensäure zurückgehalten wird. Man verwendet vorteilhaft ein doppeltes Filter, so daß man das eine Filter entleeren kann, während das andere Filter benutzt wird. Die flüssige Luft kommt von dem Filter 13 in das Rohr 14 und geht von hier nach 15. Der Schieber 16 dient zur Regelung des Ganges des Apparates.

17, 17 sind eine Reihe horizontaler, durchlochter Platten oder flacher Schalen. Man kann auch übereinander gelegte Drahtgewebe verwenden, derartig, daß die unteren Gewebe etwa 1 bis 2 mm weite Maschen haben, worauf drei weitere Gewebe kommen, deren Maschen 4 bis 5 mm weit sind.

Die auf die Platten fällende flüssige Luft füllt den Raum zwischen den Maschen oder Öffnungen in denselben vollkommen aus.

Die flüssige Luft kann nicht durch die engen Sieböffnungen direkt nach unten gehen, weil sie durch die Kapillarkräfte der Flüssigkeit hieran gehindert wird. Die Gase können dagegen von unten nach oben durch die von der Flüssigkeit bedeckten Sieböffnungen treten, weil auf die Gase nicht die Kapillarkräfte, welche auf die Flüssigkeit wirken, Einfluß haben. Zur Fortleitung der flüssigen Luft von einer Siebplatte auf die andere sind daher Überläufe notwendig.

Die Gase, welche durch die Platten von unten nach oben gehen, werden auf diese Weise in einzelnen Strömen durch die Flüssigkeit geführt. Die flüssige Luft, welche sich auf der oberen Platte 17 anhäuft, erreicht bald den Überlauf 18 und gelangt durch denselben auf die zweite Platte und durch den Überlauf 19 auf die dritte und so fort.

Im allgemeinen kann man drei bis vier Platten verwenden. Die flüssige Luft wird von der letzten Platte durch das Rohr 20 zu der Mitte des unteren Teiles des Apparates geführt. Beim Austritte beginnt die Verdampfung und Vergasung unter dem Einflußder bei der Verflüssigung der komprimierten Luft. in den Schlangen 10 frei werdenden Wärme. Es entwickelt sich in den ersten Windungen Stickstoff und dann ein Gemisch von Stickstoff und Sauerstoff.

Wenn die flüssige Luft an das Ende der Schlange 10 gelangt, so tritt sie durch das U-Rohr 21 in die Abteilung 4 des Behälters 1. In dem oberen Teile dieser Abteilung befindet sich eine Wärmeaustauschvorrichtung 22 von ähnlicher Form wie die Einrichtung 6.

Auch hier tritt komprimierte und gekühlte Luft bei 23 ein, gelangt in das horizontale Rohr 24 und geht durch die an dasselbe angeschlossenen parallelen Schlangen 22 zu dem Sammler 25 und wird dann durch das Rohr 26 zu den Schlangen 27 geführt.

Die vollkommen verflüssigte Luft wird durch das Rohr 28 zu den Filtern 29 geführt und gelangt von diesen zu dem Rohre 30, dessen Durchflußöffnung durch einen Schieber oder durch ein Ventil 31 geregelt wird. Die Luft gelangt dann zu der Abteilung 3 auf die obere Platte 17. Die Scheidung der Gase erfolgt, und der fast völlig reine Stickstoff tritt bei 32 aus, während der technisch reine Sauerstoff bei 33 austritt.

Die Ansaugung ist kontinuierlich. Die Arbeit wird einzig durch die Schieber- bzw. Ventile 16 und 31 reguliert. Von Zeit zu Zeit wird die Kohlensäure aus den Filtern 13 und 29 entfernt.

Der Druck der Gase in dem Behälter 3 und in dem Behaltet¹ 4 muß ungefähr gleich sein.

Paten τ-An SPRU c η :

Vorrichtung zum Trennen des Stickstoffs vom Sauerstoff in atmosphärischer Luft oder in anderen Gasgemischen durch Verflüssigung des Gemisches, Verdampfenlassen eines Teiles desselben und Rektifikation der entstandenen, vornehmlich den Stickstoff enthaltenden Dämpfe mittels eines Dephlegmators, dadurch gekenn- zeichnet, daß über dem zu einer Schnecke ausgebildeten Verdampfer (9), dessen Windungen von dem verdampfenden Gemisch durchflossen werden, ein aus mehreren übereinanderliegenden Sieben (17) bestehender Dephlegmator angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.