DE259877C - - Google Patents

Description

In den Verfahren, welche dazu dienen, Sauer-. stoff aus flüssiger Luft zu gewinnen, wird bekanntlich meist in der Weise \ erfahren, daß flüssige Luft, welche die Zusammensetzung der Atmosphäre hat, auf eine Kolonne aufgegeben wird und beim Herabrieseln durch Rektifikation sich immer mehr an Sauerstoff anreichert, um schließlich als reiner Sauerstoff in den Boden der Kolonne zu gelangen. Bei

ίο diesen Verfahren ziehen Gase aus der Kolonne oben ab, welche bei rationellem Arbeiten mit der flüssigen Luft von 21 Prozent Sauerstoff im Gleichgewicht sind, also 7 Prozent Sauerstoff enthalten. Um diese 7 prozentigen Gase noch weiter von Sauerstoff zu befreien, sind verschiedene Verfahren in Vorschlag gebracht worden,' welche meist darauf beruhen, daß man die Kolonne nach oben verlängert bis zu einem Kühlkörper, dessen. Temperatur gleich der des siedenden Stickstoffes ist. Ein solcher Kühlkörper hat die Eigenschaft, diejenigen Gase, welche noch sauerstoffhaltig sind, zu verdichten und in die Kolonne als Flüssigkeit zurückzusenden und nur denjenigen Gasen den ' 25 Austritt zu gestatten, welche aus reinem ₍ Stickstoff bestehen. Als Kühlkörper dient entweder flüssiger Stickstoff oder ein Rohrsystem, welches von einer Kühlflüssigkeit, die die erforderliche Temperatur besitzt, durehströmt wird.

Um eine solche Kühlflüssigkeit zu haben, ist früher vorgeschlagen worden, die sauerstoffreiche Flüssigkeit, welche sich am Fuß der Kolonne angesammelt hat, zum Teil wieder in den hohlen Kühlkörper hineinzusaugen und darin unter vermindertem Druck zu verdampfen. Dieses Verfahren hat zunächst den Nachteil,, daß die Evakuierung des mit der sauerstoffreichen Flüssigkeit angefüllten Kühlraumes sehr weit getrieben werden muß, wenn es möglich sein soll, die Temperatur des siedenden Stickstoffes zu erreichen. Die folgende Rechnimg zeigt außerdem, daß die aus der flüssigen Luft gewonnenen Sauerstoffmengen gar nicht ausreichend sind, um im Vakuum verdampft die nötigen Mengen Abgase zu verflüssigen. Betrachten wir den Apparat im Betriebe und suchen wir zu ermitteln, was aus 100,Teilen zugeführter flüssiger Luft in dem Apparat entsteht: Bei vollkommener Sauerstoffausbeute werden aus dem Boden der unteren Kolonne 21 Teile Sauerstoff verdampft, 79 Teile steigen als Gas aus der unteren Kolonne heraus, und zwar mit 7 Prozent oder 5,5 Teilen Sauerstoff. Diese 5,5 Teile müssen von der von oben herabfließenden Flüssigkeit wieder verdichtet werden. Diese Flüssigkeit enthält aber da, wo sie auf das obere Ende der unteren Kolonne fließt, im stationären Betrieb 21 Prozent Sauerstoff. Es muß also, wenn sie 5,5 Teile Sauerstoff mit sich führen soll, die Gesamtmenge der Flüssigkeit gleich etwa 26 Teilen sein. Nun haben wir andererseits gesehen, daß man im besten Falle nur 21 Teile Sauerstoff aus den 100 Teilen flüssiger Luft gewinnt, d. h. eine geringere Menge, als oben in Form von Stickstoff auf den Apparat tropft und als daher auch in dem Kühlrohr zur Kon-

Claims (3)

(lensation dieser Flüssigkeit verfügbar sein muß. Aus dieser Rechnung ergibt sich also, daß man, um eine zur Kondensation genügende Flüssigkoitsmenge zu erhalten, sich damit begnügen muß, eine sauerstoffreiche Flüssigkeit zu gewinnen, welche stark mit Stickstoff verunreinigt ist. Ein weiterer Vorschlag zur Ausführung eines Verfahrens zur Zerlegung flüssiger Luft in ihre ίο Bestandteile geht dahin, daß flüssige Luft vor ihrer Zerlegung und Verarbeitung unter verminderten Druck gebracht wird, um die aus einer Kolonne' austretenden Gase zu ■verdichten. Dieses Verfahren besitzt jedoch den Nachteil, daß der Betrieb jedesmal unterbrochen werden muß, wenn eine bestimmte Menge flüssiger Luft, die vorher zur Kühlung diente, in die Kolonne eingeführt werden soll. In vorliegender Erfindung wird ein Verfahren beansprucht, welches die genannten Schwierigkeiten umgeht. Das Verfahren besteht darin, daß man einen Teil der Frischluft, nachdem sie die Verflüssigungswärmc abgegeben hat, vor oder nach der Entspannung ableitet und diesen Teil in einen mit einer Vakuumpumpe verbundenen Raum gelangen läßt zwecks Abkühlung der stickstoff reichen Gase auf den Siedepunkt des flüssigen Stickstoffes, während der andere Teil in die Rektifikationssäule eingeführt wird. Man kann das Verfahren so ausführen ,daß man zwei übereinander gelagerte Kolonnen miteinander verbindet, von denen die untere Gase mit 7 Prozent Sauerstoff entweichen.läßt. Auf dieser unteren Kolonne befindet sich ein Verteilungsteller, auf den die verflüssigte atmosphärische Luft gelangt. In der Höhe dieses Tellers zweigt sichvon der Kolonne ein Rohr ab, das dazu bestimmt ist, geeignete Mengen der flüssigen Luft Von dem Verteilungsteller zu entnehmen. Das Rohr führt dann wieder in die Kolonne oben hinein zu dem vorher erwähnten Kühlkörper. Der Kühlkörper ist andererseits mit einer. Vakuumpumpe verbunden. Die flüssige Luft . verdampft also in dem Kühlkörper unter Minderdruck und man kann durch geeignete Regelung des Vakuums an den Wänden die Temperatur des siedenden Stickstoffes erzeugen. Da in dem vorliegenden Verfahren flüssige Luft als Kühlflüssigkeit dient,-genügt daher eine verhältnismäßig geringe. Druckverminderung, um die Temperatur bis auf den erforderlichen Wert zu erniedrigen. Andererseits hat. man es . in der Hand, den Kühlkörper mit so viel Flüssigkeil zu beschicken, daß die Verdichtung an seiner Oberfläche in ausreichendem Maße erfolgen kann. Die Fig. ι zeigt eine Ausfühnmgsform des Verfahrens. Die in Gcgenstromapparaten vorgckühlte und komprimierte Frischluft gelangt durch die Schlange a, inwelchersiedieTemperatur des flüssigen Sauerstoffes annimmt, zu dem Entspannungsventil b, wo sie auf gewöhnlichen Druck expandiert wird, und kommt dann in verflüssigtem Zustande auf den Verteilungsleller c. Durch das Rohr d fließt ein Teil der flüssigen Luft in den Kühlkörper e, dessen Ende mit einer Vakuumpumpe verbunden ist. Die übrigen Teile des Apparates sind ohne weitere Erläuterung verständlich. Anstatt die flüssige Luft in. der beschriebenen Weise von dem Verteilungsteller zu entnehmen, kann man auch so verfahren, daß man von dem Hochdruckrohr vor seinem Eintritt in die Kolonne ein Rohr d (Fig. 2) abzweigt, welches ebenfalls zu einem Drosselventil führt, ■ an dem der Druck des Hochdruckrohres aufgehoben wird, und zwar soll aus dem Räume, in welchen das zweite Ventil die Druckluft expandieren läßt, eine Vakuumpumpe die entstehenden Gase absaugen, so daß in diesem Räume die Temperatur des flüssigen Stickstoffes erreicht wird. ■ Ρλτεντ-Ansprüciie:

1. Verfahren zur Zerlegung der Luft in Sauerstoff und Stickstoff beliebiger Reinheit mit Verflüssigung des Waschstickstoffs durch die im Vakuum verdampfte flüssige g₀ Luft, dadurch gekennzeichnet, daß man nur einen Teil der verflüssigten Frischluft entweder vor oder nach der Entspannung zum Vakuum leitet, den anderen Teil aber in die Rektifikationssäule führt, zum Zwecke, den Betrieb der Kolonne kontinuierlich zu machen.

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

. zeichnet, daß zur Abführung des zu verdampfenden Teiles der flüssigen Luft eine .: Rohrleitung vom oberen Teile der unteren Säule zum Vakuumkühler führt.

3. Ausführungsfonn der Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochdruckrohr durch eine Zweigleitung

. nebst eingeschaltetem Ventil mit dem Vakuumkühler verbunden ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.