DE2327128C3 - Verfahren zur Überführung einer Kohlendioxidsuspension in eine Mischung aus festem und gasförmigem Kohlendioxid - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überführung einer unter Druck stehenden Suspension von festen Kohlendioxidteilchen in flüssigem Kohlendioxid in eine Mischung aus festem und gasförmigem Kohlendioxid. Das feste Kohlendioxid findet in Kühlsystemen Anwendung.

In der DT-OS 23 27 129 ist ein neues, kryogenes Material beschrieben, nämlich eine pumpfähige Aufschlämmung von feinverteiltem, teilchenförmigen^ festem Kohlendioxid, das in flüssigem Kohlendioxid dispergiert ist.

Diese Aufschlämmung ist ein Gemisch von festem und flüssigem Kohlendioxid, welches bis zu etwa 85 Gew.-% Feststoffe enthält, wobei der Feststoff in Form von fein zerteilten, dicpergierten Teilchen vorliegt, so daß das Gemisch fluid und pumpfähig ist. Im allgemeinen liegen die Feststoffe in einer Menge von mehr als etwa 10 oder 14 Gew.-% vor, vorteilhafterweise ist die Konzentration der Feststoffe so hoch wie möglich, wobei dennoch eine pumpfähige Aufschlämmung bzw. ein pumpfähiger Schlamm vorliegen. Feststoffkonzentraiionen oberhalb 50 Gew.-% sind bevorzugt. Die Aufschlämmung ist ein Zweiphasengemisch, welches bei einem beliebigen Druck und einer beliebigen Temperatur längs der Fest-Flüssig-Gleichgewichtskurve für Kohlendioxid existieren kann. Der niedrigste Druck auf dieser Gleichgewichtskurve beträgt 5,27 kg/cm² bzw. 4,22 kg/cm² Überdruck und die niedrigste Temperatur ist -56,7° C, wobei dieser Druck und diese Temperatur beim Tripelpunkt vorherrschen, dem einzigen Punkt auf der Kurve, wo alle drei Phasen des Kohlendioxids, d. h., Gas, Flüssigkeit und Feststoff, gleichzeitig existieren können. Die festen Teilchen in der Aufschlämmung besitzen einen maximalen Durchmesser in der Größenordnung von 3 mm oder weniger und zeigen nur eine geringe oder überhaupt keine Neigung, beim Stehen zu agglomerieren. (15

Obwohl eine solche Aufschlämmung beträchtliche Vorteile gegenüber flüssigem Kohlendioxid als Kühlmittel besitzt, treten Probleme bei der Abgabe der Aufschlämmung und gleichzeitig bei der Gewinnung der gesamten in der Aufschlämmung verfügbaren Kühlleistung auf, welche bei der Abgabe von flüssigem Kohlendioxid nicht auftreten. Normalerweise wird die Abgabe bzw. Freisetzung von flüssigem Kohlendioxid in einer Vorrichtung durchgeführt welche als »Schneehorn« bekannt ist und die typischerweise aus einer dünnen Platte mit einer Anzahl von dünnen Öffnungen, z. B. 4 oder 5, und einem Horn besteht an welchem die Platte befestigt ist Bei einem vollständig flüssigen System ist es lediglich erforderlich, den Druck auf der Flüssigkeit abzubauen, um die Kühlung zu erreichen.

Bei einer solchen Druckreduzierung enthält das System, wenn der Tripelpunkt erreicht ist, Flüssigkeit und Gas, und beim Überschreiten des Tripelpunktes enthält es Gas und Feststoff. Daher wird Flüssigkeit, welche üblicherweise im Handel mit einem Druck von 21 atü erhältlich ist abgegeben, indem sie durch die öffnungen des Schneehorns expandieren gelassen wird und Gas und Feststoff gebildet werden. Bei der Druckreduzierung an einer Aufschlämmung verbleiben jedoch die vorliegenden Feststoffteilchen bei der Abgabe unverändert, außer daß ihre Temperatur absinkt, und die Flüssigkeit wird in Gas und Feststoff umgewandelt, wobei die Gesamtmenge von Feststoffen in dem System erhöht wird. In der US-Patentschrift 36 60 985 wird ein Verfahren zur Herstellung von CO²-Schiiee beschrieben, bei welchem von hohen Drücken von 17,6 bis 21 atü auf niedrigere entspannt wird. Die in der Aufschlämmung vorhandenen Feststoffe und die erhöhten Gesamtfeststoffe in dem entspannten Kohlendioxid bewirken häufig ein Verstopfen in den dafür vorgesehenen Vorrichtungen. Um daher die gesamte Kühlleistung aus einer Aufschlämmung von festem und flüssigem Kohlendioxid zu gewinnen, ist es erforderlich, die Abgabe der Aufschlämmung sorgfältig zu steuern.

Aus der US-PS 20 11 551 ist eine Vorrichtung zur Abtrennung von Kohlensäure aus Gasgemischen, die insbesondere 8 bis 18% CO2 enthalten bekanntgeworden. Eine solche Vorrichtung ist jedoch für die Erzeugung von Kohlensäureschnee ausgehend von Suspensionen von festem Kohlendioxid in flüssigem Kohlendioxid mit relativ hohem Feststoffgehalt nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Überführung einer unter Druck stehenden Suspension von festen Kohlendioxidteilchen in flüssigem Kohlendioxid in eine Mischung aus festem und gasförmigem Kohlendioxid.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Überführung einer unter einem Druck von mehr als 4,22 atü stehenden Suspension von festen Kohlendioxidteilchen in flüssigem Kohlendioxid in eine Mischung aus festem und gasförmigem Kohlendioxid unter Verringerung des Druckes auf Atmosphärendruck, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man von der unter Druck stehenden Suspension wiederholt Anteile druckmäßig isoliert und anschließend auf Atmosphärendruck bringt.

Vorzugsweise enthält die Suspension 50 bis 85 Gew.-°/o an Feststoff.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die überführte Menge bei dem herrschenden Schlupf der Vorrichtung ausreichend groß gehalten, um die Feststoffkonzentration in der Suspension während des Überführens unter etwa 85Gew.% zu halten.

Die Suspension steht vorzugsweise unter einem Druck zwischen 5,62 und 10.5 atü.

Eine für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Vorrichtung weist eine dynamische Abdichtung (gleitend oder rotierend) auf, die die Hochdruckseite für das Kohlendioxid von der Abgabezone mit niedrigem Druck trennt, und das Kohlendioxid zur Abgabezone s transportiert, weiche sich auf atmosphärischem Druck befindet

In der US-PS 33 95 546 ist eine Expansionsvorrichtung für kryogene Aufschlämmungen beschrieben, die jedoch für dif Überführung einer Kohlendioxidsuspen- ι ο sion in gasförmiges und festes Kohlendioxid nicht geeignet ist

VerdrängervorrichtuRgen, welche bei der vorliegenden Erfindung angewandt werden können, müssen an der Eintrittsöffnung der Vorrichtung eine diskrete Charge der Aufschlämmung von der Hochdruckseite in eine Isolierkammer aufnehmen und die Charge in der Isolierkammer ohne wesentliche Bildung von Gas und Feststoff in der Kammer, d.h. mit einem praktisch vernachlässigbaren oder unbedeutenden Druckabfall, zu der Abgabe- oder Austrittsöffnung der Vorrichtung mit niedrigem, atmosphärischem Druck transportieren.

Es ist wesentlich, daß die Charge physikalisch von wenigstens einer der Eintritts- und Austrittsöffnungen isoliert ist, so daß keine kontinuierliche Entspannung durch die Vorrichtung von der Hochdruckseite zu der Niederdruckseite erfolgt Ferner muß die Vorric htung auf der Niederdruckseite mit minimaler Beschränkung das Material abgeben, und jede Isoiierkammer in der Vorrichtung muß sich praktisch vollständig entleeren, um die Rückkehr von Feststoff auf die Hochdruckseite in der Isolierkammer mit dem damit verbundenen Aufbau von Feststoff in der Kammer zu vermeiden. Das in der Vorrichtung erzeugte Gas ist oftmals ausreichend, um die Feststoffe aus der Isolierkammer zu entfernen, jedoch ist es wünschenswert, die geometrischen Verhältnisse, die Größe und die Form der Kammern und der Austrittsöffnung der Vorrichtung so auszulegen, daß eine leichte Entfernung der Feststoffe ermöglicht wird. Die Entfernung der Feststoffe kann weiterhin durch eine nach unten gerichtete Orientierung der Austrittsöffnungen unterstützt werden, obwohl für gewöhnlich das erzeugte Gas und die geometischen Bedingungen ausreichend sind. Gegebenenfalls können mechanische Einrichtungen wie Luftdüsen oder Plunger-Kolben verwendet werden, um die Kammer frei zu machen. Die Leckrate hinter den dynamischen Abdichtungen in der Vorrichtung von der Seite hohen Druckes zu der Seite niedrigen Druckes muß gering sein. Der Wärmefluß in die Abgabevorrichtung von der äußeren Atmosphäre während des Abgebens wird vorzugsweise auf ein Minimum herabgesetzt, indem der Körper der Vorrichtung isoliert wird.

Die Verdrängervorrichtung kann eine sich hin und her bewegende Vorrichtung, z. B. eine Kolben- oder Plungerkolbenvorrichtung sein, oder eine rotierende Vorrichtung, z. B. eine Zahnrad-, Doppelhelixschrauben- oder Gleitflügeleinrichtung, jedoch wird die flüssige Aufschlämmung in allen Fällen durch die Verdrängervorrichtung unter geregelten Bedingungen expandiert. Im Gegensatz zu dem Schneehorn, welches bei konstanter Enthalpie bei der Erniedrigung des Druckes arbeitet, arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung zwischen konstanter Enthalpie und konstanter Entropie. Im Idealfall sollte die Expansion bei konstanter Entropie stattfinden. Es ist jedoch bei einer praktischen Expansionsvorrichtung nicht möglich, daß eine Expansion bei konstanter Entropie einem Wirkungsgrad von 100% entspricht. Falls keine mechanische Arbeit geleistet wird, besitzt die Vorrichtung bzw. Maschine einen Wirkungsgrad von 0%. Je größer die Expansionsenergie ist, welche in mechanische Arbeit umgewandelt wird, um so größer ist der Kühleffekt in dem austretenden Kohlendioxidstrom. Praktische Vorrichtungen besitzen Wirkungsgrade zwischen diesen zwei Extremen, typischerweise von 30 bis 90%. Die Wirkung dieser Differenz beim Betrieb zwischen der Verdrängereinrichtung gemäß der Erfindung und dem Schneehorn besteht darin, daß mehr Feststoffe aus der gleichen Flüssigkeitsmenge in der Verdrängereinrichtung im Vergleich zu dem Schneehorn gebildet werden, da eine gewisse Energie aus dem Fluid als Arbeit entnommen wird. Der berechnete oder theoretische Prozentsatz an festem Kohlendioxid, welches während der Expansion von Kohlendioxid von verschiedenen Anfangsbedingungen auf atmosphärischem Druck gebildet wird, ist in der folgenden Tabelle I zusammengefaßt.

Tabelle I

Einspeisung

Aufschlämmung
(50% Feststoffe)
4,22 atü
-56,7° C

Flüssigkeit

4,22 atü
-56,7⁰C

Konstante Enthalpie 76,8%
Konstante Entropie 78,9%

57,7%
63,6%

Der Unterschied in dem erzeugten, festen Kohlendioxid stellt einen beträchtlichen, wirtschaftlichen Vorteil der Erfindung dar. Während die Erfindung hauptsächlich auf die Abgabe einer Aufschlämmung von flüssigem und festem Kohlendioxid gerichtet ist, kann sie auch vorteilhafterweise zur Abgabe von flüssigem Kohlendioxid verwendet werden und eine zusätzliche Kühlleistung pro Einheitsvolumen der Flüssigkeit bieten.

Die meisten Verdrängervorrichtungen besitzen eine Leckrate der zu transportierenden Flüssigkeit zwischen dem Verschiebungs- bzw. Verdrängerelement, z. B. der Schraube, dem Zahnrad, dem Flügelrad usw. und dem Gehäuse, welches das Verschiebungselement enthält, der üblicherweise »Schlupf« genannt wird, wodurch die gewünschte Isolierung der zu transportierenden Charge von der Hochdruckquelle zu der Niederdruckabgabezone reduziert wird. Ein solcher Schlupf ist gering und bewegt sich hauptsächlich in der Richtung des Verschiebungselementes als Folge des Druckdifferentials über das Element. Falls der Druck auf der in der Verschiebungseinrichtung gleitenden Flüssigkeit zu nahe beim Tripelpunkt ist, werden zusätzliche Feststoffe als Folge der Reduzierung des Druckes unterhalb des Tripelpunkts als Folge des Schlupfes gebildet. Der Schlupf stellt ein Problem dar, da im wesentlichen lediglich flüssiges Kohlendioxid durchtritt und dies zu einer Verstopfung der Vorrichtung führen kann Beispielsweise wird die Fläche zwischen deii Zähnen bei einer Zahnradvorrichtung mit festem Kohlendioxid vollgepackt und hindert die Vorrichtung an dem Transport der Kohlendioxideinspeisung. Ebenso ermöglicht ein Schlupf quer über die Fläche der Zahnräder die Bildung von Feststoffen zwischen der Fläcne und dem Zahnradgehäuse und hindert die Zahnräder an der Drehung.

Die Leckmenge oder der »Schlupf« pro Zeiteinheit für eine vorgegebene Verdrängungseinrichtung ist hauptsächlich von dem Druckabfall in der Vorrichtung

abhängig, und er ist für einen vorgegebenen Druckabfall unabhängig von der Drehgeschwindigkeit der Vorrichtung relativ konstant. Um die durch den Schlupf hervorgerufenen Probleme und damit die Bildung von Feststoffen in der Vorrichtung zu vermeiden, wird der Kopfdruck oder Einlaßdruck der Vorrichtung und die Menge von in der Vorrichtung transportierter Flüssigkeit gesteuert. Die Leckrate (der Schlupf) ist bis zu einem Wert von 50% tolerierbar, bevorzugt liegt er jedoch unterhalb etwa 10% des Flusses durch die ι ο Vorrichtung. Im allgemeinen wird der Kopfdruck auf der Vorrichtung oberhalb des Drucks des Tripelpunktes, d. h. 4,22 atü gehalten, und bei der Abgabe einer Aufschlämmung wird ein ausreichender Druck, im allgemeinen oberhalb 5,62 atü angewandt, um die Feststoffe in der Aufschlämmung durch die Vorrichtung zu pressen. Die Vorrichtung ist insbesondere zur Abgabe von Kohlendioxid bei Drücken unterhalb 10,5 atü geeignet. Obwohl die Aufschlämmung bei Drücken oberhalb des Tripelpunkts von Kohlendioxid existenzfähig ist, liegt kein Vorteil in der Verwendung eines Druckes oberhalb desjenigen, der zur Vermeidung des Verstopfens der Vorrichtung erforderlich ist, da die Enthalpie der Aufschlämmung immer diejenige des Tripelpunktes ist, und der höhere Druck keinen Vorteil in der Abkühlleistung bietet. Darüberhinaus würde die Anwendung von höheren Drücken den Schlupf durch Erhöhung des Druckabfalles steigern. Die Menge an in der Vorrichtung transportierter Aufschlämmung wird ausreichend hoch gehalten, um ausreichend Flüssigkeit zur Kompensierung des Flüssigkeitsverlustes durch den Schlupf zuzuführen. Da die durch Schlupf verlorene Menge an Material in einer vorgegebenen Vorrichtung pro Zeiteinheit hauptsächlich von dem Druckabfall in der Vorrichtung abhängig ist und unabhängig von der Drehgeschwindigkeit bzw. Rotationsgeschwindigkeit der Vorrichtung relativ konstant ist, führt der Schlupf eine relativ konstante Feststoffmenge zu der Flüssigkeit der Aufschlämmung innerhalb der Vorrichtung zu, obwohl die Gesamtmenge an Aufschlämmung und daher an Flüssigkeit, welche pro Zeiteinheit in der Vorrichtung transportiert werden, durch Steigerung der Geschwindigkeit der Vorrichtung erhöht werden kann. Die Gesamtmenge an transportierter Aufschlämmung wird immer ausreichend hoch gehalten, so daß die Gesamtmenge an durch die Vorrichtung durchtretender Flüssigkeit, zu welcher die Schlupffeststoffe hinzukommen, derart ist, daß die Konzentration an Feststoffen in der Aufschlämmung innerhalb der Vorrichtung nicht ausreicht, um ein Verstopfen hervorzurufen. Obwohl diese innere Konzentration an Feststoffen in der Aufschlämmung vorteilhafterweise unterhalb etwa 85 Gew.-% liegt, ist es selbstverständlich, daß sowohl der gewünschte Kopfdruck und die gewünschte Menge an Aufschlämmung in starkem Maße von der besonderen verwendeten Vorrichtung abhängen, z. B. Zahnrad-, Flügelradvorrichtung usw., und daß sie sowohl mit der Art von Vorrichtung wie auch mit der Größe der Vorrichtung variieren, jedoch können die spezifischen Grenzwerte in jedem Falle rasch innerhalb der oben angegebenen Kriterien bestimmt werden.

Für die Vorrichtung ist ein positiver Antrieb vorgesehen. Wenn die Vorrichtung jedoch einmal angelaufen ist, ist nur eine geringe oder gar keine Notwendigkeit zur Lieferung eines positiven Antriebes gegeben, da der Kopfdruck der Kohlendioxideinspeisung die zum Antrieb der Vorrichtung erforderliche Energie liefert Der positive Antrieb kann vorteilhafterweise dazu verwendet werden, die Vorrichtung während der Abgabe abzubremsen und einen unkontrollierten Betrieb zu verhindern, der sie beschädigen könnte. Ferner liefert der positive Antrieb eine Einrichtung zur Steuerung der Menge an abgegebenem Kohlendioxid, da in einer Verdrängervorrichtung eine direkte Beziehung zwischen der Menge von transportiertem Kohlendioxid und der Drehgeschwindigkeit bzw. Rotationsgeschwindigkeit der Vorrichtung gegeben ist. Dementsprechend kann die Vorrichtung auch als Meßeinrichtung wirken.

Die Herstellungsrate von festem Kohlendioxid ist ferner ein Faktor bei dem Hervorrufen einer Verstopfung der Vorrichtung. Die Abgabeöffnung der Vorrichtung muß in allen Fällen eine ausreichende Größe besitzen, um die während der Abgabe erzeugten Feststoffe und das hiermit erzeugte Gas aufzunehmen, und vorzugsweise ist die Abgabeöffnung so ausgerichtet, daß sie den erzeugten Feststoff nach unten abgibt Ferner ist es vorteilhaft, Teilchen mit größerer Abmessung als derjenigen der Isolierkammern der Abgabevorrichtung aus der Aufschlämmung zu entfernen. Aus diesem Grunde ist ein Schirm bzw. Gitter normalerweise in der Einspeisungsleitung der Vorrichtung vorgesehen.

Da die maximale Teilchengröße der Aufschlämmung etwa 1 bis 3 mm beträgt, ist die Teilchengröße kein wesentliches Problem.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung sind

F i g. 1 ein Fließschema und

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Abgabevorrichtung unter Verwendung von ineinandergreifenden Zahnrädern.

In der F i g. 1 wird Kohlendioxid, z. B. eine Aufschlämmung von Kohlendioxid durch die Leitung 10 zu dei Abgabevorrichtung 12 geführt Die Fig. 1 erläuteri schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung vor Kohlendioxidpellets, d. h. einer im Handel erhältlicher Form von Kohlendioxid zur Anwendung in Kühlsystemen wie beispielsweise großen Gefrierkammern. Be dieser Vorrichtung erzeugt die Abgabevorrichtung Vt festes Kohlendioxid in Form von Schnee und Kohlendioxidgas. Das Gas wird in einem Gasseparator 14 abgetrennt, und der Schnee wird in einer üblicher Pelletisiereinheit 16 zu Pellets umgewandelt. Kohlen dioxidschnee kann ebenfalls als Kühlmittel verwende· werden, falls dies erwünscht ist

Die Abgabevorrichtung 12 ist eine Verdrängervor richtung und kann eine beliebige der verschiedener Typen sein, einschließlich Vorrichtungen mit ineinan dergreifenden Zahnrädern, Doppelhelixschrauben Gleitflügeln usw., welche im allgemeinen dadurch ausgezeichnet sind, daß das Kohlendioxid von der einet Seite der Vorrichtung bei einem hohen Druck ir Aufschlämmungsform zugeführt wird, und die Vorrich tung das Kohlendioxid in diskreten, isolierten Charger bei einer gesteuerten Geschwindigkeit zu einer Zone mit praktisch atmosphärischem Druck transportiert wodurch die Flüssigkeit in der Aufschlämmung zi festem und gasförmigem Kohlendioxid umgewandel wird. Wie bereits zuvor beschrieben, ist es für einei guten Betrieb der Abgabevorrichtung vorteilhaft, dal der Schlupf in der Abgabevorrichtung, der Kopfdrucl auf der Abgabevorrichtung, die Drehgeschwindigkei der Abgabevorrichtung usw. gesteuert werden.

In der F i g. 2 ist eine bevorzugte Abgabevorrichtunj dargestellt, welche zwei ineinander eingreifende Zahn

räder 102 und 104 umfaßt, die in dem Gehäuse 108 angeordnet sind, und wobei das Zahnrad 102 durch den Motor 106 angetrieben wird. Bei dieser Abgabevorrichtung wird Kohlendioxid von einer Quelle, z. B. der Leitung 10 bei einem Punkt A in Richtung des Pfeiles 110 bei einem Druck oberhalb von 4,22 atü und oftmals bis zu 10,5 atü eingeführt, und es wird zu dem Punkt B, welcher sich auf atmosphärischem Druck befindet, d. h. praktisch 0 atü, transportiert. Das Kohlendioxid wird durch die Abgabevorrichtung in Isolierkammern, z. B. 114, 116, welche zwischen den Zähnen der Zahnräder 102 und 104 gebildet werden, zu dem Punkt B in Richtung der Pfeile 112 und 113 transportiert. Das an dem Punkt B austretende Produkt umfaßt beispielsweise annähernd 18 Gew.-% Gas und 82 Gew.-% Feststoffe, falls eine 60%ige Aufschlämmung an dem Punkt A zugetührt wird. Wie bereits zuvor beschrieben, tritt eine kleine Menge des Kohlendioxides als Folge von Lecks oder »Schlupf« durch den Raum 118 zwischen den Zahnradzähnen und dem Gehäuse 108 in Richtung des Pfeiles 120, z. B. von dem Bereich 114 zu 116 durch, wodurch die Feststoffkonzentration in dem Bereich 114 erhöht wird. Der Schlupf tritt ebenfalls quer über die Fläche der Zahnräder 102 und 104 an jedem Ende hiervon auf. Ein solcher Schlupf wird auf einem Minimum gehalten, indem die Toleranzen in den Zahnrädern geregelt und der Druckabfall gesteuert wird usw. Das Gitter 122 verhindert das Eintreten von größeren Teilchen in das Gehäuse 108.

Es wurden eine Anzahl von Versuchen durchgeführt, um eine Aufschlämmung abzugeben, wobei die schema-

Tabelle II

tisch in der Fig. 2 gezeigte Vorrichtung verwendet wurde. Die verwendete Vorrichtung besaß einen Einlaß mit einem Durchmesser von 19,05 mm zwei Zahnräder mit einem Durchmesser von 38,1 mm und eine Abgabeöffnung in Form eines Rechteckes mit abgerundeten Ecken mit den Abmessungen von etwa 31,75 mm χ 63,5 mm. Die in die Vorrichtung eintretende Aufschlämmung wurde bei den späteren Versuchen durch ein Gitter durchgeführt, welches eine maximale

ίο Öffnung von 2,4 mm besaß. Der größte Abstand zwischen den Zahnradzähnen betrug etwa 2,54 mm. Die Feststoffkonzentralion in der Aufschlämmung reichte von 10 bis 63%, und der Kopfdruck auf der Vorrichtung betrug zwischen 5,62 atü und 9,84 atü. Vor der Durchführung der Überführung der Aufschlämmung wurde die Vorrichtung abgekühlt, indem flüssiges Kohlendioxid bei 5,62 bis 7,03 atü aus einem Lagertank durch die Abgabevorrichtung geführt wurde, wobei sich Schnee bildete. Während dieser Abkühlperioden trat keine Verstopfung auf, wodurch die Eignung der Vorrichtung zur Abgabe von flüssigem Kohlendioxid gezeigt ist. Da die Vorrichtung zwischen konstanter Enthalpie und konstanter Entropie arbeitet, wird mehr Schnee aus der Flüssigkeit bei der Abgabe durch diese Vorrichtung gebildet, als bei einem konventionellen Schneehom.

In der folgenden Tabelle II sind die Daten von drei repräsentativen Versuchen zusammengestellt, welche mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung und unter den angegebenen Betriebsbedingungen durchgeführt wurden.

Versuch A

Upm	370	300	875
Kopfdruck, atü	7,73-8,44	9,49-9,84	5,62-7,03
kg Feststoffe pro h	263	272	726
Aufschlämmung (% Feststoffe)	10	30	63
Versuchsdauer (min)	30	85	4,5

Eine sorgfältige Analyse von 34 Versuchen mit der Vorrichtung gemäß F i g. 2 ergab die folgenden wesentlichen Parameter, welche für die Abgabe einer Aufschlämmung, und insbesondere einer Aufschlämmung mit hoher Feststoffkonzentration von z. B. 50% oder größer als wesentlich betrachtet werden. Zunächst ist es erforderlich, die Aufschlämmung von der Hochdruckquelle zu dem Austritt bei atmosphärischem Druck in relativ kleinen, diskreten Chargen zu transportieren, welche zu jedem Zeitpunkt sowohl von der Hochdruckquelle als auch dem Austritt bei gleichzeitig praktisch vernachlässigbarem Druckabfall während der Isolierung isoliert sind. Zweitens muß der Schlupf in der Abgabevorrichtung auf einem Minimum gehalten werden. Zusätzlich muß der Kopfdruck über der Vorrichtung oberhalb 4,22 atü und vorzugsweise oberhalb 5,62 atü liegen, und die Menge an Aufschlämmung pro Einheitszeit sollte ausreichend sein, um alle während des Schlupfes erzeugten Feststoffe aufnehmen zu können. Da große Teilchen in der eingespeisten Aufschlämmung die Vorrichtung verstopfen könnten, ist es vorteilhaft, ein Gitter am Eintritt der Abgabevorrichtung zum Abfiltrieren solcher Teilchen aus der Aufschlämmung vorzusehen, ferner ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung eine große Austrittsöffnung aufweist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Überführung einer unter einem Druck von mehr als 4,22 atfl stehenden Suspension von festen Kohlendioxidteilchen in flüssigem Kohlendioxid in eine Mischung aus festem und gasförmigem Kohlendioxid unter Verringerung des Druckes auf Atmosphärendruck, dadurch gekennzeichnet, daß man von der unter Druck stehenden Suspension wiederholt Anteile druckmä-Big isoliert und anschließend auf Atmosphärendruck bringt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Suspension 50 bis 85 Gew.-% an Feststoff enthält

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die überfühi te Menge bei dem herrschenden Schlupf der Vorrichtung ausreichend groß ist um die Feststoffkonzentration in der Suspension während des Überführens unter etwa 85 Gew.-°/o zu halten.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension unter einem Druck zwischen 5,62 und 10,5 atü steht

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