DE312639C

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Publication number: DE312639C
Application number: DENDAT312639D
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Description

Die Reinheit, bis zu welcher es gelingt, die aus einer Rektifikationskolonne abziehenden stickstoffreichen Gase von Sauerstoff zu befreien, hängt nach bekannten Gesetzen von der Temperatur ab, \velche am oberen Ende der Kolonne herrscht. Ist diese Temperatur gleich dem Siedepunkt der flüssigen Luft, so enthalten die abziehenden Gase 7 Prozent Sauerstoff. Ist die dort herrschende Kälte größer,

ίο so kann bei genügend großer Oberfläche der Kolonne 7prozentiges Gas nicht entweichen, vielmehr findet so lange Kondensation statt, bis der Sauerstoffgehalt auf einen tieferen, der Temperatur entsprechenden Wert hinabgesunken ist. Gelingt es endlich, das Ende der Kolonne auf den Siedepunkt des Stickstoffs abzukühlen, so ist damit die Möglichkeit gegeben, die abziehenden Gase so weit zu reinigen, daß sie praktisch keinen Sauerstoff mehr

enthalten. ■ . ■

Zum Betriebe einer Kolonne, an deren oberen Ende die Temperatur des siedenden Stickstoffs herrscht, sind bereits mehrere Verfahren in Vorschlag gebracht worden. In der vorliegenden Erfindung" wird ein neues Verfahren . beschrieben, zu dessen Ausführung ebenfalls eine auf den Siedepunkt des Stickstoffs abgekühlte Kolonne dient. Dasselbe zeichnet sich vor anderen, ähnliche Zwecke verfolgenden Verfahren durch die Einfachheit des Betriebes und des Apparates aus; es besitzt ferner den Vorteil, daß es bei seiner Ausführung nur eines Kompressors und keiner Vakuumpumpe, bedarf, und daß die Zerlegung¹ der Luft in ihre Bestandteile bei gewöhnlichem Druck vorgenommen werden kann.

Nach diesem Verfahren müssen die oben abziehenden Gase an den Wänden eines Kühlkörpers vorbeistreichen, dessen Inneres mit der Kolonne in keiner Kommunikation steht, dessen als kälteübertragende Substanz dienender Inhalt" also nicht den der Kolonne zur Verarbeitung zugeführten Stoffen entnommen ist. In dem vorliegenden Falle, in welehern es darauf ankommt, die Temperatur des flüssigen Stickstoffs in dem Kühlgefäß zu haben, benutzt man als Kühlmittel zweckmäßig Stickstoff, und zwar bewegt sich dieser Stoff in einem Kreislauf; er wird, nachdem er durch eine passende Kälteaustausch-Vorrichtung hindurchgegangen ist, komprimiert, im Gegenstrom vorgekühlt, entspannt, verflüssigt und wiederum verdampft. Eine Entnahme von Stickstoff aus diesem Kreislauf findet also nicht statt. Die geringen Verluste durch die Undichtigkeit der Leitungen können leicht durch denjenigen Stickstoff ersetzt werden, welcher in der Kolonne gewonnen wird. Lassen wir nun vermittels einer passenden Niederdruckpumpe oder eines Gebläses gasförmige vorgekühlte Luft seitlich- in die Kolonne eintreten, so wird infolge der oben herrschenden Temperatur Verflüssigung, erfolgen, und es wird sich nach kurzer Zeit ein Beharrungszustand herstellen, in welchem

(Z. Auflage, ausgegeben am 26. Mai

oben reiner Stickstoff entweicht, während dort, wo die atmosphärische Luft eintritt, eine Flüssigkeit herabrieselt, welche mit Luft im Gleichgewicht ist. Durch weitere Verlängerung der Kolonne von dieser Stelle nach unten kann die annähernd zu gleichen Teilen Stickstoff und Sauerstoff enthaltende Flüssigkeit in reinen Sauerstoff umgewandelt werden, so daß also die hier beschriebene Kolqnne gleichzeitig Sauerstoff und Stickstoff zu gewinnen erlaubt.

Die Figur zeigt eine Anordnung, mit welcher das beschriebene Verfahren ausgeführt werden kann, b ist eine Kolonne mit Aufsatz V, in welche die zu zerlegende Luft bei a eingeblasen wird. Dieselbe verflüssigt sich beim Aufsteigen in der Schlange c, welche in einem Bade flüssigen Stickstoffs liegt. Die so erzeugte Flüssigkeit strömt in der Kolonne herab und wird unten durch die von der dort liegenden Rohrschlange ausgehende Wärmezufuhr verdampft. Im Beharrungszustand entweicht bei c Stickstoff und bei d Sauerstoff. Der aus dem Bade V absiedende Stick stoff gelangt über den als Puffer dienenden Behälter e zu dem Kompressor f, wird hier komprimiert und strömt in komprimiertem Zustande durch die Kolonne hindurch zu dem En tsp'annungs ventil g, von wo er in flüssigem Zustande in das Bad V gelangt. In der schematischen Darstellung der Figur ist davon abgesehen worden, die üblichen Vorrichtungen zur Kälteregeneration anzugeben; es muß aber naturgemäß Sorge getragen werden, daß die abströmenden Gase den Apparat nicht in kaltem Zustande verlassen, so daß beispielsweise die aus d und c ausströmenden Gase den durch α einströmenden im Gegenstfom entgegengeführt werden.

Claims

P ATENT-Ansprüche:

1. A^erfahren zur Gewinnung von Stickstoff und Sauerstoff aus flüssiger Luft in einer Trennungskolonne, bei welcher die oben abziehenden Gase an einem Kühlkörper abgekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Kühlkörpers mit der Kolonne in keiner Verbindung steht und sein aus kältezuführendem Stoffe, zweckmäßig flüssigem Stickstoff, bestehender Inhalt einer besonderen Quelle und nicht den in der Kolonne verarbeiteten Gasen entnommen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfe der Kühlflüssigkeit einen Kreislauf der Wiederverflüssigung durchmachen und so immer von neuem zur Gewinnung eines Kältebades benutzt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Trennungskolonne (b) seitlich eingeführte Luft am oberen Rande durch eine Schlange geführt wird, welche von einem in einem besonderen Räume (V) befindlichen Bade stickstoffreicher Flüssigkeit umspült wird, und daß das aus diesem Bade abziehende Gas nach der Kompression und - geeigneter Vorkühlung wiederum in flüssigem Zustande dem Räume (V) zugeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.