DE202778C - - Google Patents

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DE202778C
DE202778C DENDAT202778D DE202778DA DE202778C DE 202778 C DE202778 C DE 202778C DE NDAT202778 D DENDAT202778 D DE NDAT202778D DE 202778D A DE202778D A DE 202778DA DE 202778 C DE202778 C DE 202778C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Description

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PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 202778 KLASSE Mg. GRUPPE- M 202778 CLASS GROUP Mg.

LAIR LIQUIDELAIR LIQUIDE

in PARIS.in Paris.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Juni 1904 ab.Patented in the German Empire on June 3, 1904.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zerlegung der atmosphärischen Luft in ihre Bestandteile mittels Verflüssigung. Die hierzu angewendeten Verfahren bestehen im wesentliehen darin, die Gesamtheit der zu behandelnden komprimierten und abgekühlten Luft in einer homogenen Flüssigkeit zu verflüssigen, die aus dem bei der Zerlegung gewonnenen flüssigen Sauerstoff gebildet wird. Die Flüssigkeit wird verdampft, und die so gewonnenen Dämpfe liefern den gasförmigen Sauerstoff, welchen man dazu verwendet, eine Rektifikation der verflüssigten- Luft herbeizuführen. Die Rektifikation bewirkt man vorzugsweise mittels inniger Berührung zwischen den Gasen und der flüssigen Luft, wobei bei jeder Berührung das Gas nacheinander Schichten der zu rektifizierenden Flüssigkeiten durchstreicht. Von den Vorrichtungen, welche zur Ausübung derartiger Verfahren benutzt wurden, unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand dadurch, daß die Vorrichtung im wesentlichen aus einer Rektifikationssäule und einem einzigen Verdampfergefäß besteht, welches mit einem Abzugsrohr für den gasförmigen Sauerstoff versehen ist und ein Teil desselben zur weiteren Benutznng fortgeleitet wird, während der übrige Teil des gasförmigen Sauerstoffs dazu verwendet wird, eine Rektifikation der Luft herbeizuführen.The invention relates to a device for separating atmospheric air into it Components by means of liquefaction. The procedures used for this essentially exist in liquefying all the compressed and cooled air to be treated in a homogeneous liquid, which is formed from the liquid oxygen obtained during the decomposition. The liquid is evaporated, and the vapors obtained in this way provide the gaseous oxygen, which is used to rectify the liquefied air. the Rectification is preferably effected by means of intimate contact between the gases and the liquid air, with each touch the gas successively layers the sweeps through fluids to be rectified. Of the devices that are used to exercise Such methods were used, the subject matter of the invention differs in that the device consists essentially of a rectification column and a single Evaporation vessel consists, which with an exhaust pipe for the gaseous oxygen is provided and part of it is forwarded for further use while the remaining part of the gaseous oxygen is used to rectify the Bring about air.

Die Zeichnung stellt schematisch eine Ausführungsform einer solchen Vorrichtung dar.The drawing shows schematically an embodiment of such a device.

M ist ein Verdampfer, der ein Rohrbündel oder eine Schlange 5 enthält. An den Verdampfer schließt sich nach oben hin eine Rektifikationssäule A an, die mit einer geeigneten Anzahl durchbrochener Platten p, p versehen ist, welche durch Überlaufrohre mit- ' einander in Verbindung stehen. Die Säule A kommuniziert mit dem Verdampfer M durch das Überlaufrohr N. Die Schlange S setzt sich in ein die ganze Länge der Säule durchziehendes und über die oberste Platte der Säule reichendes Rohr T fort, dessen Ausfluß durch ein Ventil i? geregelt wird. M is an evaporator which contains a tube bundle or a coil 5. The top of the evaporator is followed by a rectification column A , which is provided with a suitable number of perforated plates p, p , which are connected to one another by overflow pipes. The column A communicates with the evaporator M through the overflow pipe N. The coil S continues in a pipe T which runs the entire length of the column and extends over the top plate of the column, the outlet of which is through a valve i? is regulated.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende :The operation of the device is as follows:

Die in den Wärmeäustauschvorrichtungen abgekühlte., komprimierte Luft tritt durch Rohr t1 ein, durchströmt die von flüssigem Sauerstoff umgebene Schlange S "und verflüssigt sich dort unter Verdampfung einer entsprechenden Menge flüssigen Sauerstoffs.The compressed air cooled in the heat exchange devices enters through tube t 1 , flows through the coil S ″ surrounded by liquid oxygen and liquefies there with evaporation of a corresponding amount of liquid oxygen.

Ein Teil der so in der Abteilung M in Gas umgewandelten Flüssigkeit wird durch Rohr ts aus der Vorrichtung fortgeleitet, wobei der Hahn h die Menge des zu entnehmenden Sauerstoffs regelt. Dieses Gas geht wie üblich* durch einen Wärmeaustauscher, wo es einen Teil der zu zerlegenden Luft abkühlt.A portion of the liquid thus converted into gas in compartment M is conveyed away from the device through pipe t s , the tap h regulating the amount of oxygen to be withdrawn. As usual *, this gas goes through a heat exchanger, where it cools some of the air to be separated.

Claims (1)

Ein anderer Teil des in der Abteilung M durch Verdampfung entstandenen Sauerstoffs geht durch Hahn k? hindurch in die mit Durchbohrungen versehene Leitung t2 und von hier aus in die auf der untersten Platte der Säule lagernde Flüssigkeit, von wo aus das Gas in die eigentliche Rektifikationssäule aufsteigt. Anstatt dieser Einrichtung kann man auch eine Verbindung der Abteilung M mitAnother part of the oxygen produced by evaporation in Department M goes through Hahn k? through into the line t 2 provided with bores and from here into the liquid stored on the lowest plate of the column, from where the gas rises into the actual rectification column. Instead of this facility one can also connect the department M with ίο der Kolonne A herstellen, indem man den bei C vorgesehenen Flüssigkeitsverschluß (durch das Tauchrohr N) aufhebt, so daß die gewünschte Menge Sauerstoff auf diesem Wege . in die Kolonne eintritt, wobei die Regelung von selbst durch die Menge des durch Hahn h und Rohr t3 fortgeleiteten Sauerstoffs erfolgt.ίο the column A by opening the liquid seal provided at C (through the immersion tube N) , so that the desired amount of oxygen can be obtained in this way. enters the column, the regulation taking place automatically by the amount of oxygen passed through valve h and tube t 3. Die in S verflüssigte Luft wird durch denThe air liquefied in S is transported by the ihr eigenen Druck durch Rohr T und Ventil R hindurch auf die oberste Platte der Rektifikationssäule geführt, von wo sie durch die Überlaufrohre auf die darunter befindlichen Platten herabfließt.its own pressure is passed through tube T and valve R to the top plate of the rectification column, from where it flows down through the overflow tubes onto the plates below. Die von unten nach oben aufsteigenden Gase treten durch die auf den Platten befindliehen Flüssigkeiten hindurch und rektifizieren durch den Gasaustausch die herabfließende Flüssigkeit derart, daß sie allmählich immer sauerstoffreicher wird, wogegen die Gase umgekehrt immer stickstoff reicher werden, je weiter sie nach oben aufsteigen. Auf der untersten Platte der Kolonne erhält man daher flüssigen Sauerstoff, der durch das Überlaufrohr N in den Verdampfer M eintritt, und oben ein Gas, welches, entsprechend den Dampfspannungen von Sauerstoff und Stickstoff bei einem Verhältnis von 21:79 Prozent, nur noch 7 Prozent Sauerstoff hat. Dieses Gas wird durch E fortgeleitet und aufgefangen, nachdem es in den Wärmeaustauschern den größten Teil der zu zerlegenden Luft abgekühlt hat.The gases rising from the bottom to the top pass through the liquids on the plates and rectify the flowing liquid through the gas exchange in such a way that it gradually becomes richer in oxygen, whereas the gases, conversely, become richer in nitrogen the further they rise upwards. On the bottom plate of the column there is therefore liquid oxygen, which enters the evaporator M through the overflow pipe N , and on top a gas which, according to the vapor tensions of oxygen and nitrogen at a ratio of 21:79 percent, only 7 percent Has oxygen. This gas is passed on through E and collected after it has cooled most of the air to be separated in the heat exchangers. Die in der Vorrichtung entstehenden Kälteverluste werden in üblicher Weise ausgeglichen, indem man entweder auf die oberste Platte der Säule eine gewisse Menge flüssiger Luft von einer besonderen Quelle hinzufügt, oder indem man die zu zerlegende Luft auf einen erhöhten Druck komprimiert und diese alsdann vor Eintritt in die Rektifikationssäule entspannt, zweckmäßig unter gleichzeitiger Leistung von äußerer Arbeit.The cold losses occurring in the device are compensated in the usual way, either by placing a certain amount of liquid on the top plate of the column Air from a special source is added, or by adding the air to be decomposed an increased pressure and then this before entering the rectification column relaxed, expedient with simultaneous performance of external work. Man kann die beschriebene Arbeitsweise mit anderen Luftzerlegungsverfahren vereinigen, wo man flüssigen Stickstoff oder stickstoffreiche · Flüssigkeiten zur Vollendung der Rektifikation der flüssigen Luft benutzt. Auch kann man yorgekühlte atmosphärische Luft an einer Stelle i4, wo die aufsteigenden Gase die gleiche Zusammensetzung wie atmosphärische Luft besitzen, in die Rektifikationssäule einblasen.The procedure described can be combined with other air separation processes in which liquid nitrogen or nitrogen-rich liquids are used to complete the rectification of the liquid air. Also one can yorgekühlte atmospheric air at one point i 4 where the rising gases have the same composition as atmospheric air blow into the rectification column. Das vorbeschriebene Verfahren bietet inv Gegensatz zu den bekannten Verfahren, wo der von der Rektifikation stammende Sauerstoff in mehreren gesonderten Behältern verdampft wird, gewisse Vorteile. Die Vorrichtungen werden bedeutend einfacher und weniger kostspielig, da man der empfindlichen Regeleinrichtungen entbehren kann. Bei den Vorrichtungen mit zwei Verdampfern ist der Niveauflüssigkeitsspiegel infolge des Übertritts der Flüssigkeiten in die Verdampfer fortwährenden Schwankungen unterworfen. Dadurch schwankt die Heizungsoberfläche der in den Flüssigkeiten der Verdampfer untergetauchten Verflüssigungsrohrbündel, weshalb man die Mengen der in jede der Rohrbündel eingeleiteten Luft entsprechend regeln muß. Bei einem einzigen Verdampfer fällt diese mühsame Arbeit von selbst fort und der Betrieb der Vorrichtung wird leichter und auch gleichmäßiger und ist besser zu überwachen.The method described above offers inv in contrast to the known method where the oxygen from the rectification evaporates in several separate containers will have certain advantages. The devices become significantly simpler and fewer expensive, since you can do without the sensitive control equipment. With the devices with two evaporators, the liquid level is continuous due to the transfer of liquids into the evaporators Subject to fluctuations. As a result, the heating surface of those submerged in the liquids of the evaporators fluctuates Liquefaction tube bundle, which is why the amounts of the introduced into each of the tube bundles Air must regulate accordingly. With a single vaporizer, this tedious work is eliminated by itself and the operation of the device becomes easier and also more smooth and is better to monitor. PateNT-AνSPRUcη :PateNT-AνSPRUcη: Vorrichtung zur Zerlegung der atmosphärischen Luft in Sauerstoff und Stickstoff mittels Verflüssigung und Rektifikation, dadurch gekennzeichnet, daß die vollständige Verdampfung der von der Rektifikation herrührenden sauerstoffreichen Flüssigkeit in einem einzigen Behälter erfolgt und der eine Teil der so gebildeten Dämpfe in die Rektifikationssäule, der übrige Teil aus der Vorrichtung abgeleitet wird.Device for breaking down atmospheric air into oxygen and nitrogen by means of liquefaction and rectification, characterized in that the complete Evaporation of the oxygen-rich liquid resulting from the rectification takes place in a single container and part of the vapors thus formed in the rectification column, the remaining part is derived from the device. Hierzu ι Blatt Zeichnungen.For this purpose ι sheet of drawings. Berlin. Gedruckt In der reichsdruCkereI.Berlin. Printed in the ReichsdruckereI.
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