DE339490C - Verfahren zur Zerlegung von bei sehr verschiedenen Temperaturen sich verfluessigenden Gasen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Zerlegung von bei sehr verschiedenen Temperaturen sich verflüssigenden Gasen. Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni igi i die Priorität auf Grund der Anmeldung in Frankreich vom io. Februar 194 beansprucht. Vorliegende Erfindung bezweckt die Verbesserung der zur Zerlegung von bei sehr verschiedenen Temperaturen sich verflüssigenden Gasen bekannten Verfahren, bei denen der flüchtigste Bestandteil durch seine bei gleichzeitiger Leistung äußerer Arbeit erfolgende Expansion die Kälte liefert, die erforderlich ist, um den von der Verflüssigung des behandelten Gasgemisches herrührenden Gasrest zu reinigen. Ein Verfahren dieser Art ist in der französischen Patentschrift 329839 beschrieben. Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, daß der flüchtigste Bestandteil (Wasserstoff im Falle, von Wassergas) den Expansionsraum in sehr kaltem Zustande erreicht, und zwar deshalb, weil er sich in diesen Raum begibt, unmittelbar nachdem er durch den aus letzterem kommenden, entspannten Wasserstoff abgekühlt worden ist. Und dennoch ist die Zirkulation, wie im Patent 329839 angegeben, erforderlich, wenn man die zusätzliche Reinigung des unter Berührung der durch den kondensierbarsten Bestandteil gebildeten Flüssigkeil verflüssigten und daher bereits zerlegten Gasgemisches -erhalten will.
• Zur Vornahme dieser zusätzlichen Reinigung bedient man sich nach vorliegender Erfindung stets der Kälte eines schwer verflüssigbaren Gases, und zwar sofort nachdem dieses Gas die Maschine verlassen hat, in der seine Expansion unter Leistung äußerer, wiedergewinnbarer Arbeit stattfand. Nach Durchführung dieser Reinigung wird aber der komprimierte Wasserstoff nicht mehr in die Expansionsmaschine geschickt, und das schwer verflüssigbare Gas, das in diese Maschine einfließt, kann so warm sein als erforderlich, wodurch die Wirksamkeit der Entspannung gesteigert wird. Zu diesem Zwecke wird das hier als Beispiel angenommene Wassergas komprimiert und in üblicher Weise in einem oder mehreren Wärmeaustauschern abgekühlt, wo es mit den kalten, von der Zerlegung herrührenden Gasen, nämlich dem Wasserstoff und Kohlenoxyd, zusammenkommt. Das so abgekühlte Gas verflüssigt sich, indem es ein in die kohlenoxydreiche Flüssigkeit. tauchendes Röhrenbündel oder Schlangenohr vorzugsweise von unten nach oben durchströmt und darin einen Teil seines Kohlenoxydes verflüssigt, welches an die Außenseite des Bündels abgegeben und zufolge der im Inneren des Bündels stattfindenden Verflüssigung verdampft wird. Darauf gibt der Rückstand dieser Verflüssigung durch eine zusätzliche Verflüssigung den Rest seines Kohlenoxydes ab, bei Berührung eines sehr kalten, aus der Expansionsmaschine kommenden Gases. in dieser Weise entsteht sehr reiner Wasserstoff, der in den Austauscher zurückgeleitet wird. Dieses Wasserstoffgas wird sonach unter dem Anfangsdruck des Wassergases gewonnen. Diesem Verflüssigungszyklus ist ein -zusätzlicher Kälteerzeugungszyklus beigeord= net, in welchem ein schwer verflüssigbares Gas, z. B. Wasserstoffgas, komprimiert wird, das in einem Austauscher durch die kalten Portionen des dem gleichen Zyklus angehörenden entspannten Wasserstoffgases abgekühlt und darauf in die Expansionsmaschine geschickt wird. Das in letzterer entspannte Gas zirkuliert nun um das obenerwähnte, wasserstoffreiche Gasgemisch und bewirkt dadurch dessen zusätzliche Reinigung. Darauf begibt es sich nach einem besonderen Verflüssiger, wo es einen Teil des Wassergases verflüssigt, um erst dann dem Austauscher zuzuströmen. Zufolge des Vorhandenseins dieses Verflüssigers kann das entspannte Gas das in die Expansionsmaschine überströmende Gas nicht mehr allzu stark abkühlen, was zur Folge hat, daß die Entspannung unter besseren Bedingungen stattfinden kann.
• An Hand der beiliegenden Zeichnung ist das neue Verfahren in- Anwendung bei der Verflüssigung von Wassergas näher erläutert. Das zuvor komprimierte Wassergas tritt bei 0 in den Wärmeaustauscher A ein, der vom verdampften Kohlenoxyd und dem unter Druck stehenden Wasserstoff im Gegenstrom durchflossen wird, welch beide letzten Gase von der Zerlegung herrühren. Nach dem Verlassen des Austauschers A tritt das Wassergas unten in das Röhrenbündel B ein, dessen unterer Teil von flüssigem Kohlenoxyd bespült ist, während der obere Teil durch die äußerst kalten expandierten Gase gekühlt wird, die aus der Expansionsmaschine M kommen. Beim Emporsteigen im Bündel B gibt das Wassergas sein Kohlenoxyd ab, welches in flüssigem Zustande auf den Boden des Sammlers herabfällt. Von dort aus wird es über das Ventil D wieder emporgeführt und ergießt sich in den Außenraum des Bündels B. Gleichzeitig mit der - teilweisen Verflüssigung des Wassergases im Innern des Bündels erfolgt an der Außenseite des Bündels die Verdampfung des flüssigen Kohlenoxyds, welches nach Passieren des Austauschers A, wo es seine Kälte an das I bei 0 einströmende Wassergas abgibt, über E nach außen abgeführt wird. Das den oberen Teil des Bündels B erreichende Wassergas ist von der Gesamtmenge des KohIenoxyds befreit, so daß an der Stelle F praktisch reiner Wasserstoff austritt. Die Reinheit dieses Wasserstoffs ist im übrigen um so größer, je tiefer die Temperatur des entspannten Gases Steht, das den oberen Teil des Bündels abkühlt. Der in dieser Weise fabrizierte und noch immer unter Druck stehende Wasserstoff verläßt den Apparat über H, nachdem er im Austauscher A seine Kälte an das einströmende Wassergas abgegeben hat.
• Um die für das Funktionieren des Apparates nötige Kälte zu erhalten, wird durch einen Kompresser G ein schwer verflüssigbares Gas, wie z. B. Wasserstoffgas,, komprimiert und in den Austauscher K geleitet. Dieses Gas begibt sich darauf ° zur Expansionsmaschine M, wo es sich bei äußerer Arbeitsleistung entspannt und dabei seine Temperatur stark erniedrigt. Diese niedrige, im oberen Teil des Bündels B nutzbar gemachte Temperatur ist e5, welche die zusätzliche. Reinigung des fabrizierten Wasserstoffs bewirkt, indem sie im Innern der Rohre die letzten KohIenoxydspuren des Wassergases verflüssigt. Nach Bestreichung des oberen Außenteils des Röhrenbündels B begibt sich der entspannte Wasserstoff nach einem von einem Teil des aus dem Temperaturaustauscher A kommenden Wassergases gespeisten Verflüssiger L, wo er dieses Wassergas teilweise verflüssigt. Die so erzeugte Flüssigkeit fließt in den Sammler C herab. Diese Flüssigkeit ist es, welche die zur Aufrechterhaltung des Betriebs des Apparates erforderliche Ergänzungskälte liefert. Der entspannte Wasserstoff strömt dann nach dem Austauscher K, aus dem er nach Abgabe seiner Kälte an den einströmenden Wasserstoff vom Kompressor G zur nochmaligen Verwendung abgesaugt wird.
• Wenn der fabrizierte Wasserstoff nicht in komprimiertem Zustande benutzt zu werden braucht, so kann er zusammen mit dem aus dem Kompressor G kommenden nach K übergeleitet werden, wodurch dies vom Kompressor zu liefernde Quantum entsprechend verringert werden kann. In diesem Falle wird der als Produkt des Apparates sich ergebende Wasserstoff hinter der Austrittsstelle des Austauschers K bei N in entspanntem Zustande entnommen. Bei großen Apparaten kann sogar der Fall eintreten, daß der Kompressor G überflüssig wird. In diesem Falle begibt sich nur der aus dem Austauscher A kommende, unter Druck stehende Wasserstoff nach dem Austauscher K.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Zerlegung von bei sehr verschiedenen Temperaturen sich verflüssigenden Gasen, insbesondere zur Gewinnung von Wasserstoff durch teilweises Verflüssigen von Wassergas, darin bestehend, daß das komprimierte Wassergas im Gegenstrom zu den zerlegten Gasen durch ein System von Austauschern hindurchgeführt wird, hierauf der größte Teil des Kohlenoxyds des Wassergases unter Berührung des bereits verflüssigten Kohlenoxyds und darauf die letzten Spuren dieses Kohlenoxyds mittels der Kälte eines entspannten, schwer verflüssigbaren Gases verflüssigt werden, das in einem Zyklus komprimiert, gekühlt, entspannt- und durch das mittels des flüssigen Kohlenoxyds bereits zerlegte Was--ergas erwärmt wird, um dann in einen von einem Teil des vom Austausch ersystem abziehenden Wassergases gespeisten Verflüssiger überzuströmen und erst hierauf im Gegenstrom dem vom Kompressor zurückgedrückten, schwer verflüssigbaren Gas entgegengeführt zu werden.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch z, darin bestehend, daß der gesamte oder ein Teil des die Apparatur verlassenden Wasserstoffes mit dem vom Kompressor kommenden Wasserstoff in den Kälteerzeugungszyklus eingeleitet wird.
3. 3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch z, darin bestehend, daß in dem kälteerzeugenden Zyklus ohne Kompressor gearbeitet wird.