DE290809C

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Publication number: DE290809C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gasgemische.

- Das Wesen der vorliegenden Erfindung, besteht darin, daß ein Gasgemisch, ζ. Β. Luft, Wassergas ο. dgl., einer, abwechselnden Kondensation und Verdampfung unter Überdruck ausgesetzt wird. Das Verfahren wird in der Weise durchgeführt, daß der Trennungsraum abwechselnd in wärmere und kältere Schichten eingeteilt ist, und zwar so, daß beide bei vertikaler Stellung von oben nach unten in der Temperatur zunehmen.

Die Wirkung dieser abwechselnden Destillation und Kondensation beruht darauf, daß bei der Destillation 'jedesmal Gemische nach oben zur Entspannungsmaschine hin abgeführt

¹S werden, so daß Gasgemische von neuer konzentrierterer Zusammensetzung dem weiteren Verfahren unterworfen werden urid daher nach dem von Duhäm angegebenen Gesetze der Zusammensetzung der Gasgemische (Claude, L'Air liquide, Oxygene, Azote, S. 336) allmählich ' die Trennung in reine Bestandteile . stattfindet.

Eine zur Durchführung dieses Verfahrens dienende Vorrichtung ist in den Fig. 1 und 2 für vertikale Stellung der Trennungsvorrichtung schematisch dargestellt.

In Fig. ι und 2 ist! in dem Trennungsraum d der Vorrichtung nur je eine Kühlschlange h und Heizschlange i gezeichnet, während bei

3°. praktischer Ausführung in Wahrheit mehrere solcher Spiralen h, h, i, i dder sie ersetzender

. Rohrzüge übereinander oder bei horizontaler Lage hintereinander in Anwendung zu kommen pflegen.

Der Arbeitsgang läßt sich an Hand dieser Ausführungsform wie folgt beschreiben.

Von dem nicht gezeichneten Kompressor wird das verdichtete Gasgemisch zur Zuleitung η in den schematisch angedeuteten Gegenstrom- ' Wärmeaustauscher a, b, welcher nach Form und Anordnung den anderen bekannten Ausführungsformen entsprechend in der Praxis gestaltet wird, geführt und strömt von dort durch die Druckleitungen b, b hindurch und bei i' in die Heizschlange i des Trennungsraumes und mündet schließlich bei I in den Trennungsraum d, in welchem es über den Gesamtquerschnitt verteilt wird. Das. Gasgemisch steigt dann in dem unter Überdruck stehenden Trennungsraum d nach der oben angeordneten Abströmleitung m auf, während erzeugte Flüssigkeit nach unten fließt. Die Leitung m führt zu einer nicht gezeichneten Entspannungsmaschine oder Entspannungsvorrichtung, während deren Auspuffleitung durch Zuleitungsstutzen h' mit den weiten Kühlrohren h verbunden ist. Die entspannten kalten Gase strömen von oben nach unten durch die Kühlschlange h und treten bei k in den Gegenstrom-Wärmeaustauscher a, b, durchströmen denselben _/ und gelangen aus demselben bei 0 heraus, von wo sie entweder zur Verbrauchsstelle" geleitet oder durch eine Vakuumpumpe abgesaugt und zur Verbrauchsstelle, zu einem Sammelbehälter oder ins Freie geschafft weiden. ,

Die Wirkungsweise ist dabei folgende.

Das aus der Maschine oben bei k' in den

ß. Auflage^ ausgegeben au 15. Mät\ igrg.)

Trennungsraum eingetretene kalte entspannte Gas durchläuft die weiten Kühlrohre h und bewirkt die Kondensation der sie umspülenden Dämpfe, indem es Kälte an den gas- oder dampfförmigen Inhalt des Trennungsraumes d abgibt und tritt bei k in den Gegenstromapparat a, b ein. Das bei V unten eingetretene, im Gegenstromapparat a, b bereits vorgekühlte Gasgemisch durchläuft die enge, die Verdampfung der herabfließenden Flüssigkeit bewirkende Rohrspirale i bzw. Rohrspiralen i und tritt schließlich bei I aus und in den Raum d ein. Das daselbst austretende Gasgemisch ist bereits mit verflüssigtem Gas gemengt, wird über die Spiralen h und * möglichst gut ver-, teilt und fließt über dieselben hinweg. Hierbei wirken ,di^e Spiralen h abkühlend auf die Dämpfe und Gase in dem Raum d, die Spiralen i heizend auf die auf sie auffallende Flüssigkeit.

Es tritt infolgedessen innerhalb des Trennungsraumes abwechselnd von oben nach unten vielfaches Verdampfen und Verflüssigen ein, so daß oben bei h' die kälteste Temperatur erzeugt wird, und zwar, da beispielsweise bei Luft die zurückgeleiteten expandierten Stickstoffgase kälter als die Verflüssigungstemperatur des unter höherem Druck stehenden Stick- ■' stoffes sind, eine solche, die noch unter dem Verflüssigungspunkt des Stickstoffes liegt. Beim oben kann daher hur gasförmiger Stickstoff entweichen, während die unten am Boden

. des Trennungsraumes d bei e sich ansammelnde Flüssigkeit nach Eintritt des Dauerzustandes aus reinem flüssigen Sauerstoff besteht. Derselbe kann durch einen Hahn f abgelassen oder in einen besonderen nicht gezeichneten Sauerstoff verdampfer in bekannter Weise geführt

werden. 1

Die Durchführbarkeit dieses Verfahrens kann noch dadurch vervollkommnet werden, daß man, wie in Fig. 2 veranschaulicht ist, aus dem untersten Teil des Raumes d, woselbst >> nahezu reiner Sauerstoff, sich bildet, erstlich eine besondere Verflüssigungsspirale χ nach einem dem Trennungsraum d vorgelagerten Kühlraum y führt, dert die Leitung zu einer Spirale y'-- nach unten führend gestaltet und diese Leitung y' bis in den Raum zwischen den:beiden in Fig. 2 dargestellten Glasperlenschichten, d. h. also bis an diejenige Stelle führt, woselbst das frische Gemisch eintritt; zweckmäßig biegt man das Rohr, an dieser Stelle etwas nach oben um, um einen Flüssigkeitsabschluß herzustellen, so daß immer nur an dieser Stelle gebildete Flüssigkeit, nicht aber Gase oder Dämpfe austreten können. Zweitens wird in demselben Kühlraum y eine zweite besondere Verflüssigungsspirale ν angeordnet, welche man oben von dem zur Entspannungsmaschine führenden Zuleitungsrohr m abzweigt und dann von oben als Spirale oder gleichwertigen Austauscher ν nach unten nur bis in den oberen Teil des Raumes d bei v' führt; daselbst wird dieselbe zweckmäßig umgebogen, μιη gleichfalls einen Flüssigkeitsabschluß bewirken zu können. ,

Claims

Pat ent-An Sprüche:

i. Verfahren zur Verflüssigung und Trennung schwer kondensierbarer Gasgemische, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch einer abwechselnden Kondensation und Verdampfung dadurch ausgesetzt wird, daß es in einen Raum geführt wird, in dem schichtenweise wärmere und kältere Temperaturen herrschen, doch so, daß beide von oben nach unten von der Entspannungsvorrichtung ,nach dem ' Wärmeaustauscher hin in der Temperatur zunehmen. '."':'
2. Gastrennungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gastrennung unter Überdruck erfolgt, während das schwerer kondensier bare Gas unter geringerem Druck als Atmosphärendruck entspannt und als Kühlmittel im Gas- \trennungsraum verwendet wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Trennungsraum die zur fraktionierten Destillation dienenden Heizrohren und die die fraktionierte Kondensation ..bewirkenden Röhren abwechselnd übereinander angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch 'gekennzeichnet, daß man in einem dem Trennungsraum vorgelagerten Kühlraum zwei besondere Verflüssigungsspiralen anordnet, von denen die eine mit dem einen Ende bis in den tiefsten Teil, mit dem anderen Ende bis in den mittleren Teil des Trennungsraumes hinabreicht, während die andere mit ihrem einen Ende an die Abströmleitung (m) angeschlossen ist und mit dem anderen Ende in den obersten Teil des Trennungsraumes hineinreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.