DE373203C

DE373203C - Verfahren und Vorrichtung zur Zerlegung von Gasgemischen

Info

Publication number: DE373203C
Application number: DEZ12990D
Authority: DE
Original assignee: MICHAEL ZACK DIPL ING
Current assignee: MICHAEL ZACK DIPL ING
Priority date: 1922-03-23
Filing date: 1922-03-23
Publication date: 1923-04-09

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Zerlegung von Gasgemischen.
Es ist bekannt, daß die verschiedenen Gase mit verschiedenen Geschwindigkeiten durch dünne Platten, z. 13. aus Kautschuk, hindurchdringen, und zwar sind diese Diffusionsgeschwindigkeiten überaus verschieden und nicht in der Weise von der Gasdichte ab ; hängig, wie dies bei Ider Diffusion durch poröse Scheidewände der Fall ist. Im Fall einer Platte aus Kautschuk, durch welche z. B. Luft durchdringt, enthält dieselbe nach der Durchdringung nicht mehr 2I Prozent, sondern 40 Prozent Sauerstoff. Man sieht, daß durch die Anwendung von solchen Platten man Luft mit Sauerstoff anreichern kann.
Diese experimentelle Tatsache wird dadurch erklärt, daß das Gas durch die Platte aufgenommen wird und auf der anderen Seite sich wieder ausscheidet (S. O. D. Chwolson, Lehrbuch der Physik, zweite Auflage, 1, 2, S. 129 usw.).
Es ist andererseits bekannt, daß die Sorptionsfähigkeit poröser Körper, z. B. Holzkohle, bei sehr tiefen Temperaturen außerordentlich groß und verschieden für die verschiedenen Gase ist, z. B. im Fall der Holzkohle bie -185°C für Sauerstoff und Stickstoff etwa im Nerhältnis von I : I,5 (S. 0. D.
C h w o l s o n, Lehrbuch der Physik, 2. Auflage, I, 2, S.72).
Das \~erfahren, welches Gegenstand vorliegender Erfindung ist, ist auf diese experimentellen Tatsachen gegründet und besteht darin, daß das zu zerlegende Gasgemisch, z. B. Luft, erstens auf niedrige Temperatur gebracht wird und zweitens durch ein Gefäß mit einer durchlässigen Scheidewand geführt wird, und zwar unter Überdruck.
Diese Scheidewand weist zweckmäßigerweise eine Doppelwandung auf, z.B. aus porösem Ton, welche mit einem Sorptionskörper, z. B.
Holzkohle, gefüllt ist. Das Gasgemisch dringt durch die mit ihm in Berührung stehende Wandurg. wird von dem Sorptionskörper aufgenommen und tritt durch die andere M7andung aus, wobei die verschiedenen Bestandteile der Gemische getrennt werden.
Beiliegende Zeichnung zeigt eine Ausführungsform einer dem neuen Verfahren dienenden Vorrichtung. In dieser Zeichnung bedeuten: a das Zuführungsrohr des zweistufigen Kompressors b-c, wo b die erste Stufe und c die zweite bezeichnen. Das in der ersten Stufe komprimierte Gasgemisch, z.B. Luft, tritt teilweise in die zweite Stufe durch das Rohr c und teilweise in das Abführungsrohr d.
Das Rohr f verbindet die zweite Stufe des Kompressors c mit dem Värmeaustauscher g.
Die Luft tritt aus dem wärmeautauscher g durch das Drosselventil Ii in das Rohr i, wobei es mit der Scheidewand k in Berührung kommt, und, nachdem die Diffusion und Sorption stattgefunden hat, durch das Rohr i in den Wärmeaustauscher g zurück und von da in das Abführungsrohr l, Durch eine nicht angegebene Vorrichtung werden die beiden von den zwei Stufen des Kompressors kommenden Gasströme abwechselnd auf der einen und anderen Seite der Scheidewand vorbeigeführt.
Die Zerlegung des Gasgemisches erfolgt auf folgende ÄVeise: Das Gasgemisch, z. B. Luft, wird mittels der ersten Stufe des Kompressors auf einen verhältnismäßig niedrigen Druck gebracht. Ein Teil desselben tritt in die zweite Stufe c des Kompressors, wo er auf hohen Druck gebracht wird. Nach Abkühlung im Ä\'ärmeaustauscher g wird die Luft gedrosselt und dadurch weiter stark abgekühlt, wodurch die Diffusion und die Sorption begünstigt werden; denn kälteres Gas diffundiert in wärmeres, und die Sorptionsfähigkeit steigt mit der Temperaturerniedrigung. Die beiden Gasströme kommen mit der mit einer porösen Doppelwandung versehenen und mit einem Sorptionskörper gefüllten Scheidewand in Berührung, wobei der Sauerstoff von dem kalten Gasstrom, welcher zweckmäßigerweise unter höherem Druck stehen kann, in den wärmeren diffundiert und denselben mit Sauerstoff anreichert.
Nachdem der kältere Gasstrom einen großen Teil des Sauerstoffes abgegeben hat, dient er noch zur Abkühlung der neuen in den Wärmeaustauscher eintretenden Hochdruckluft.
Selbstverständlich kann auch die mit Sauerstoff anzureichernde Luft unter Unterdruck stehen. In diesem Fall braucht sie nicht erst komprimiert zu werden, sondern muß abgesaugt werden.
Das Verfahren kann für verschiedene Zwecke, z.B. zum Anreichern der Luft an Sauerstoff für Verbrennungsmotoren u. dgl., verwendet werden.

Claims

PATENT-ANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Zerlegung von Gasgemischen durch Diffusion und Sorption, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des zu zerlegenden Gasgemisches zunächst auf höheren Druck und tiefere Temperatur als der andere gebracht wird' und dann die beiden Teile durch eine mit doppelter ÄVandung aus durchlässigem Material versehne und mit einem geeigneten Sorptionskörper gefüllte Scheidewand in Berührung gebracht werden, wodurch die Zusammensetzung der beiden Teile sich entsprechend ändert.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teil des Gasgemisches abwechselnd auf die eine und andere Seite der Scheidewand gebracht wird.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kompressor mit oder ohne Absaugevorrichtung derart angeordnet ist, daß ein Teil des Gasgemischers auf einen höheren Druck als der andere gebracht wird und zwecks Abkühlung des ersteren ein Drosselventil eingeschaltet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kompressor und dem Drosselventil ein RVärmeaustauscher zur vorherigen Abkühlun.g des zu drosselnden Teiles des Gasgemisches eingeschaltet ist.