DE401904C - Process for the production of pure oxygen and nitrogen in a single operation - Google Patents

Process for the production of pure oxygen and nitrogen in a single operation

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DE401904C
DE401904C DEB94922D DEB0094922D DE401904C DE 401904 C DE401904 C DE 401904C DE B94922 D DEB94922 D DE B94922D DE B0094922 D DEB0094922 D DE B0094922D DE 401904 C DE401904 C DE 401904C
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Description

AUSGEGEBEN
AM 12. SEPTEMBER 1924
ISSUED
ON SEPTEMBER 12, 1924

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVi 401904 KLASSE 17g GRUPPEJVi 401904 CLASS 17g GROUP

(B 94922 Ijijg)(B 94922 Ijijg)

E. Barbet & FiIs & Cie. in Paris.E. Barbet & FiIs & Cie. in Paris.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Juli 1920 ab.Patented in the German Empire on July 6, 1920.

Der Zweck der Erfindung besteht darin,The purpose of the invention is to

in einer ununterbrochenen Rektifizierung vollständige Reinheit des Stickstoffs und des Sauerstoffs zu erreichen und selbst die Edelgase zu entfernen.in a continuous rectification complete purity of nitrogen and To reach oxygen and to remove even the noble gases.

Die seit 1890 von E. Barbet aufgestellte Theorie der ununterbrochenen Alkoholrektifizierung gilt allgemein und besteht in folgendem. The one set up by E. Barbet since 1890 Continuous alcohol rectification theory is general and consists of the following.

ίο Die Raffinierung eines flüchtigen Produkts geschieht nicht im Kondensator, gleichgültig zu welchen Kunstgriffen Und komplizierten Konstruktionen man seine Zuflucht nehmen mag.ίο The refining of a volatile product does not happen in the capacitor, regardless of the contrivances and complicated ones Constructions one likes to take refuge.

Die Raffinierung erfolgt vielmehr auf den Platten der Rektifizierkolonne, jedoch unter Mitwirkung des Rücklaufs aus dem Kondensator. Die kondensierte Flüssigkeit, die auf die oberste Platte zurückfließt und die rein sein muß, bewirkt die Waschung der aufsteigenden Dämpfe. Diese Waschflüssigkeit, die aus dem schon gereinigten Produkt entnommen ist, verdrängt allmählich und systematisch alle weniger flüchtigen Bestandteile nach den unteren Teilen der Vorrichtung hin und läßt nur den flüchtigsten Bestandteil hindurchtreten. Rather, the refining takes place on the plates of the rectification column, but below Contribution of the return from the condenser. The condensed liquid that is on the uppermost plate flows back and which must be pure, effects the washing of the rising one Fumes. This washing liquid, which has been taken from the product that has already been cleaned, is gradually and systematically displaced all less volatile constituents towards the lower parts of the device allows only the most volatile constituents to pass through.

Die schweren, d. h. wenig flüchtigen DämpfeThe heavy ones, d. H. little volatile vapors

kondensieren sich in der Flüssigkeit auf den Platten und verdampfen an ihrer Stelle ein entsprechendes Gewicht flüchtigeren Dampfes, es tritt also Zerlegung ein. Wenn die Dämpfe eine sehr geringe Menge einer Verunreinigung enthalten, die sehr flüchtig ist, so geht dieser Bestandteil durch die siedende Flüssigkeit der Platte hindurch, ohne dort festgehalten zu werden und als ob die Dampfdurchtrittplatte nicht vorhanden wäre. Er kann nämlich sich nicht kondensieren und an seiner Stelle eine Flüssigkeit verdampfen, die weniger flüchtig ist als er selbst.condense in the liquid on the plates and evaporate in their place corresponding weight of more volatile vapor, so decomposition occurs. When the fumes contain a very small amount of an impurity that is very volatile, so goes this component passes through the boiling liquid of the plate without being held there and as if the vapor passage plate were not there. He can namely do not condense and in its place a liquid evaporate, the less is fleeting than himself.

Bei der Erfindung sind diese bei der Zerlegung der üblichen Flüssigkeiten als zutreffend und wirksam erprobten Grandsätze der flüssigen Luft angepaßt worden.In the invention, these are applicable to the decomposition of the usual liquids and effectively tested principles of liquid air have been adapted.

Für die Plattenkolonne ist die Anpassung gegeben. Man kann nahezu unterschiedslos alle Arten von Platten anwenden, die tei Alkohol, Benzol usw. gebräuchlich sind.The adjustment is given for the plate column. One can almost indiscriminately use all types of plates commonly used with alcohol, benzene, etc.

Die Erwärmung im unteren Teil der Rektifizierkolonne läßt sich ebenfalls leicht denken. Wenn man eine Flüssigkeit zum Sieden bringen will, deren Siedepunkt bei etwa —-190° liegt, so genügt die Außenluft, um eine sehr wirksame Wärmequelle zu bilden.The heating in the lower part of the rectifying column is also easy to imagine. If you want to bring a liquid to the boil, its boiling point is around -190 ° the outside air is sufficient to form a very effective heat source.

Der bei weitem schwierigste Teil der Lösung besteht darin, im oberen Teil der Rektifizierkolonne einen Rückfluß von flüssigem Stickstoff zu erhalten und dessen Volumen leicht auf ein konstantes stündliches Gewicht zu regeln, um eine stets gleichbleibende Reinigung zu erhalten.By far the hardest part of the solution is in the top of the rectifying column to obtain a reflux of liquid nitrogen and its volume easily to a constant hourly weight to regulate in order to get a constant cleaning.

Die Lösung der Aufgabe ist schon in folgender Richtung versucht worden: Der oben mit —194° entweichende Stickstoff wird in zwei Teile geteilt. Einer bildet das Handelsprodukt, der andere dient als Rücklauf und muß infolgedessen kondensiert und auf die Platten zurückgeführt werden.The solution to the problem has already been attempted in the following direction: The above Nitrogen escaping at -194 ° is in divided into two parts. One forms the commercial product, the other serves as a return and must consequently be condensed and returned to the plates.

Diese Lösung, die bereits einen Stickstoff ] von einer gewissen Reinheit liefert, ist aber noch nicht genügend, weil die Luft, wenn j auch nur in geringen Mengen, Gase enthält, die noch schwerer als Stickstoff kondensierbar sind, z. B. Neon, Wasserstoff und Helium. Der Stickstoff würde also nicht wirklich rein sein.This solution, which already provides a nitrogen] of a certain purity, but still not enough, because the air when j also contains only small amounts of gases that are even more difficult than condensed nitrogen such. B. neon, hydrogen and helium. So the nitrogen would not really be pure.

Das Verfahren, das bei der Alkoholrektifizierung die endgültige Entfernung der letzten Spuren aldehydartiger Verunreinigungen von der Größenordnung eines Millionstels ermöglicht hat, gestattet vermöge einer besonderen Anpassung die vollständige Reinigung des Stickstoffs. Das Verfahren ist von Barbet als Pasteurisierung des Alkohols bezeichnet worden und ist sehr einfach. Es beruht wiederum auf der Fraktionierfähigkeit der j Platten und nicht auf Kunstgriffen bei der ! Kondensation. ',The procedure followed in the case of alcohol rectification, the final removal of the last Traces of aldehyde-like impurities of the order of a millionth possible has, by virtue of a special adaptation, allows the complete cleaning of the Nitrogen. The process is called pasteurization of alcohol by Barbet and is very easy. It is based in turn on the fractionation ability of the j Plates and not on contrivances at the! Condensation. ',

I Der Stickstoffrücklauf kann nicht vollständig chemisch rein sein, gleichgültig wie die Kondensation ausgeführt wird, weil er infolge der plötzlich eintretenden Kondensation 6f alles das aufgenommen hat, was in Dampfform vorhanden war, nämlich Stickstoff, Neon, Wasserstoff und Helium. Man läßt das Ganze auf die oberste Platte zurückfließen, wo diese Flüssigkeit durch die in Blasen hindurchtretenden Stickstoffdämpre von neuem I zum Sieden gebracht wird. Gemäß den Gesetzen des Siedevorgangs werden die flüchtigsten Körper zuerst wieder in Dampfform übergeführt, also nachdem sie auf einer oder zwei Platten von Dampfblasen durchströmt worden sind, ist der Rücklauf von ih'ien Iefreit unter der Voraussetzung, daß man irgendwo eine Ableitung schafft.I The nitrogen return cannot be completely chemically pure, no matter how the condensation is carried out because, as a result of the sudden occurrence of condensation 6f absorbed everything that was present in vapor form, namely nitrogen, neon, hydrogen and helium. You leave that All flow back to the top plate, where this liquid passes through the bubbles Nitrogen vapor is again brought to the boil. According to the laws of boiling, the most volatile The body is first converted back into vapor form, i.e. after it has been traversed by vapor bubbles on one or two plates have been, the return is released from them provided that a derivation is made somewhere.

Wenn auch die von den unteren Platten aufsteigenden Stickstoffdämpfe selbst sehr geringe Mengen von Neon, Wasserstoff und Helium enthalten, können deren Dämpfe, da sie flüchtiger sind als Stickstoff, sich nicht kondensieren, um den weniger flüchtigen Stickstoff an ihrer Stelle zu verdampfen. ; Die Flüssigkeit auf der Platte bleibt als voll-■ ständig rein, und es genügt, diese Flüssigkeit. jedoch nicht den Dampf von dieser Platte, in ' gewünschter Menge abzuziehen, um chemisch ge ; reinen Stickstoff zu erhalten. Wenn man- die Flüssigkeit durch einen wenn auch unreinen Dampf selbsttätig wieder zum Sieden bringt, so erhält man den Vorteil eines reinen Produkts. Even if the nitrogen vapors rising from the lower plates themselves very much Containing small amounts of neon, hydrogen and helium can cause their vapors, since they are more volatile than nitrogen, do not condense to make the less volatile Vaporize nitrogen in their place. ; The liquid on the plate remains as full constantly pure, and it is enough to have this liquid. however not the steam from this plate, in 'Subtract the desired amount in order to chemically ge; to get pure nitrogen. If you- the Automatically brings the liquid to the boil again with an even if impure vapor, this gives the benefit of a pure product.

Nach Vorstehendem besteht die Erfindung darin, daß die zu zerlegende Luft einer ununterbrochenen Rektifizierung in einem Kolonnenapparat derart unterworfen wird, daß zwecks vollständiger Entfernung der Edelgase der aus dem oberen Teil der Kolonne entweichende Stickstoff nach \rerflüssigung durch Entspannung von den darin enthaltenen seltenen Gasen befreit und in flüssigem Zustande oben in die Rektifizierkolonne eingeleitet wird, auf deren oberen Platten er durch wiederholtes Sieden der Rückläufe gereinigt und in flüssigem Zustande an einer der obersten Platten abgezogen wird. Das Argon wird in flüssigem Zustande an der Stelle ι υ seiner höchsten Konzentration in der Nähe der Mitte der Kolonne abgezogen. Der Sauerstoff wird im unteren Teil der Kolonne zwecks Entfernung der darin enthaltenen seltenen Gase teilweise in flüssigem Zustande abgezogen, während der reine Sauerstoff in Gasform an einer etwas höheren Stelle abgeleitet wird.After the above, the present invention is that which is subjected to such air to be separated a continuous rectification in a column apparatus, that in order to complete removal of the noble gases of the air escaping from the top of the column nitrogen to \ r erflüssigung by expansion of the contained rare gases freed and is introduced into the rectification column in the liquid state at the top, on the upper plates of which it is cleaned by repeated boiling of the refluxes and drawn off in the liquid state at one of the uppermost plates. The argon is ι in the liquid state at the point υ its highest concentration near the middle of the column subtracted. The oxygen is partially withdrawn in the liquid state in the lower part of the column for the purpose of removing the rare gases contained therein, while the pure oxygen is discharged in gaseous form at a slightly higher point.

Man kann dabei in der Weise verfahren, daß nur ein Teil des in die Rektifizierkolonne zurückgeleiteten flüssigen Stickstoffs, etwa die Hälfte, in reinem Zustande von einer derOne can proceed in such a way that only part of the in the rectifying column returned liquid nitrogen, about half, in the pure state of one of the

obersten Platten der Kolonne abgeleitet wird.top plates of the column is derived.

Die Reinheit des abgezogenen Stickstoffs wird durch die Umlaufsgeschwindigkeit geregelt, die er durch Veränderung des Ganges der den gasförmigen Stickstoff zwecks Verflüssigung komprimierenden Pumpe erhält.The purity of the withdrawn nitrogen is regulated by the circulation speed, which he by changing the course of the gaseous nitrogen for the purpose of liquefaction compressing pump receives.

Eine für das Verfahren geeignete Vorrichtung ist in der Zeichnung in Abb. ι schematisch beispielsweise dargestellt.A device suitable for the process is shown schematically in the drawing in Fig. Ι for example shown.

AA' ist eine Plattenkolonne. In dem oberen Teil A erfolgt die Rektifizierung des Stickstoffs, in dem unteren Teil Ä diejenige des Sauerstoffs. Bei P wird ununterbrochen AA ' is a plate column. In the upper part A the nitrogen is rectified, in the lower part A that of the oxygen. At P it becomes uninterrupted

is flüssige und gasförmige Luft zugeführt. Aus einem oberen Auslaßrohr der Kolonne entweicht kalter gasförmiger Stickstoff, dessen Volumen ungefähr das Doppelte der beabsichtigten Produktion an Nutzstickstoff beträgt.Liquid and gaseous air is supplied. the end cold gaseous nitrogen escapes from an upper outlet pipe of the column, its Volume is approximately twice the intended production of useful nitrogen.

Dieser oben entweichende gasförmige Stickstoff muß restlos verflüssigt werden, um den bei η eintretenden Rücklauf zu bilden, dessen Hälfte etwas tiefer bei m abgezogen wird und den reinen Stickstoff des Handels bildet, während die andere Hälfte weiter von Platte zu Platte herabfließt, um die aufsteigenden Dämpfe zu waschen und zu zerlegen.This gaseous nitrogen escaping above must be completely liquefied in order to form the reflux entering at η, half of which is withdrawn a little lower at m and forms the pure nitrogen of the trade, while the other half continues to flow down from plate to plate to avoid the rising vapors to wash and disassemble.

Das bekannte Mittel zur Kondensation eines Gases besteht in einer Kompression und Abkühlung. Der Stickstoff wird demgemäß durch eine Pumpe / auf 2 bis 3 kg Druck komprimiert; ehe er jedoch zu dieser Pumpe gelangt, muß er seinen Kältegehalt mit dem von der Kompression herkommenden Stickstoff austauschen. Der von / herkommende komprimierte Stickstoff verliert seine Kompressionswärme in einem von einer Leitung 51 her gespeisten Wasserkühler K und durchläuft dann die Austauschvorrichtung//, wo er den Kältegehalt des von der Pumpe angesaugten Stickstoffs aufnimmt, wobei dieser Austausch sehr genau verläuft, weil die Gewichte der in den beiden Richtungen strömenden Stickstoffmengen gleich sind. Damit nichts von dem Kältegehalt des angesaugten Stickstoffs verlorengeht, durchläuft er beim Austritt aus H ein Schlangenrohr K', wo er das in K umlaufende und zur Aufnahme der von der Pumpe herrührenden Kompressionswärme bestimmte Wasser um einige Grade abkühlt. Man erhält also einen komprimierten Stickstoff, der beim Austritt aus H bei /;, abgesehen von Strahlungsverlusten, nahezu dieselbe Temperatur hat wie der obere Teil der Kolonne A. Der Stickstoff muß aber nunmehr verflüssigt werden.The known means for condensing a gas consists of compression and cooling. The nitrogen is accordingly compressed by a pump / to a pressure of 2 to 3 kg; However, before it gets to this pump, it has to exchange its cold content with the nitrogen coming from the compression. The compressed nitrogen coming from / loses its heat of compression in a water cooler K fed by a line 5 1 and then passes through the exchange device //, where it absorbs the cold content of the nitrogen sucked in by the pump, this exchange being very precise because the weights the amounts of nitrogen flowing in both directions are equal. So that none of the cold content of the sucked in nitrogen is lost, it runs through a coiled pipe K ' when it exits H , where it cools the water circulating in K and intended to absorb the compression heat from the pump by a few degrees. A compressed nitrogen is thus obtained which, apart from radiation losses, has almost the same temperature as the upper part of column A when it emerges from H at /; but the nitrogen must now be liquefied.

Der pasteurisierte Stickstoff wird bei m in flüssigem Zustand abgezogen, er muß aber in gasförmigem Zustand und bei gewöhnlicher Temperatur abgegeben werden. Darin liegt eine wichtige Quelle latenter und wiederge-■ winnbarer Kälte, aber das Gewicht dieser abgezogenen Menge beträgt nur knapp die Hälfte- desjenigen des soeben komprimierten gasförmigen Stickstoffs. Die latente Verdampfungswärme dieses Stickstoft's kann also in einer Wärmeaustauschvorrichtung B nur etwa die Hälfte des Bedarfs verflüssigen.The pasteurized nitrogen is withdrawn at m in the liquid state, but it must be released in the gaseous state and at normal temperature. This is an important source of latent and recoverable cold, but the weight of this withdrawn amount is barely half that of the gaseous nitrogen just compressed. The latent heat of vaporization of this nitrogen can therefore liquefy only about half of what is required in a heat exchange device B.

Die Verflüssigung des Restes erfolgt in einem danebenliegenden Röhrenkühler /, istThe remainder is liquefied in an adjacent tube cooler / is

ι dort aber vollständig gesichert, weil dieserι but completely secured there because of this

! Röhrenkühler die Gesamtmenge, der in einem Kessel E, wie noch auseinandergesetzt werden wird, verflüssigten Luft aufnimmt. Der verflüssigte Stickstoff geht durch eine mit Schwimmer versehene Scheidevorrichtung b, die den Durchtritt der nicht kondensierten Anteile verhindert, während der flüssige Stickstoff infolge des Drucks bis zur obersten Platte von A bei η aufsteigt. ! Tubular cooler the total amount, which in a boiler E, as will be discussed, takes up liquefied air. The liquefied nitrogen goes through a float-equipped separator b, which prevents the passage of the uncondensed components, while the liquid nitrogen rises as a result of the pressure to the top plate of A at η.

Der pasteurisierte Stickstoff ist im B wieder gasförmig geworden. Dieses sehr kalte Gas tritt unten in eine Austauschvorrichtung C und dann in ein wassergekühltes Schlangenrohr D' ein. Sein Volumen wird durch einen Gasmesser M gemessen, und der Austrittshahn d wird von Hand so geregelt, daß nur die gewünschte Menge austritt. Von dort gelangt der Stickstoff schließlich zum Gasometer.The pasteurized nitrogen has become gaseous again in B. This very cold gas enters an exchange device C at the bottom and then into a water-cooled coiled tube D ' . Its volume is measured by a gas meter M , and the outlet tap d is regulated by hand so that only the desired amount emerges. From there the nitrogen finally reaches the gasometer.

Der Kältegehalt des gasförmigen pasteurisierten Stickstoffs wird benutzt, um ein gewisses Gewicht sehr kalter Luft zu liefern, die mit zur Speisung der Rektifizierkolonne dient. Diese Luft wird in einem Behälter R komprimiert und tritt in eine Austauschvorrichtung D, die durch ein Rohr S' mit Wasser gespeist wird, dann in den Röhrenkühler C und wird dort durch die Berührung mit dem gasförmigen Stickstoff abgekühlt. λ'οη dort gelangt sie in den Röhrenkörper von E, wo sie infolge ihres Drucks verflüssigtThe cold content of the gaseous pasteurized nitrogen is used to provide a certain weight of very cold air, which is also used to feed the rectification column. This air is compressed in a container R and enters an exchange device D, which is fed with water through a pipe S ' , then into the tubular cooler C and is cooled there by contact with the gaseous nitrogen. λ'οη there it gets into the tubular body of E, where it liquefies as a result of its pressure

' wird.' will.

Es muß noch eine Ableitung für die drei leichter als Stickstoff flüchtigen Verunreinigungen, nämlich Neon, Wasserstoff und Helium geschaffen werden. Dadurch, daß der flüssige Stickstoffrücklauf auf den oberen Platten wieder zum Sieden gebracht wird, werden diese drei Gase immer wieder \ron neuem verdampft, so daß der zur Kompressionspumpe/gelangende Stickstoff immer mehr davon enthält; trotzdem tritt die Kondensation dieser Gase in B dadurch ein, daß sie mitgerissen werden. Die Gesamtflüssigkeit 11S A derivative has to be made for the three more volatile than nitrogen impurities, namely neon, hydrogen and helium. Characterized in that the liquid nitrogen reflux is again brought to the boil on the top plates, these three gases are \ r on again so that the compression pump / nitrogen containing reaching again evaporated, more thereof; nevertheless, the condensation of these gases in B occurs because they are entrained. The total liquid 11 S

''■ gelangt in den Abscheider b, ehe sie auf die '' ■ gets into the separator b before it reaches the

: obere Platte der Kolonne zurücksteigt. Dieser Abscheider kann nach Art der selbsttätigen : upper plate of the column descends. This separator can be of the automatic type

: Reiniger eingerichtet sein, die am Austrittsende von Dampfschlangen benutzt werden. Die eintretende Flüssigkeit steht noch unter Druck, sobald sie aber durch das Auslaßven- : Cleaners must be set up that are used at the outlet end of steam coils. The incoming liquid is still under pressure, but as soon as it passes through the outlet valve

til hindurchgegangen ist, befindet sie sich nur noch unter dem im oberen Teil der Kolonne y4 herrschenden Atmosphärendruck, so daß sie eine plötzliche Entspannung und infolgedessen eine Teilverdampfung erfährt und die zurückbleibende Flüssigkeit augenblicklich auf yg° abs. Temp, abgekühlt wird. Diese Abkühlung ist die Folge einer Teilvergasung, die nichts anderes als eine Destillation ist. ίο Es tritt also wieder das allgemeine Gesetz der Destillation in Erscheinung, nach dem die entwickelten Dämpfe sehr viel reicher an flüchtigen Verunreinigungen sind als die Flüssigkeit. Letztere hat sich auf den zwei oder drei oberen Platten der Kolonne durch das wiederholte Sieden bereits an Neon, Wasserstoff und Helium angereichert. Die daraus durch die Entspannung entwickelten Dämpfe sind daher noch viel reicher an Verunreinigungen, und man braucht nur einen sehr mäßigen Anteil davon bei N abzuziehen, um sicher zu sein, daß so viel Edelgase entfernt werden, als jeweils durch den Zufluß neuer Mengen atmosphärischer Luft zu der Vorrichtung zugeleitet werden.til has passed through, it is only below the atmospheric pressure prevailing in the upper part of the column y4, so that it undergoes sudden relaxation and consequently partial evaporation and the remaining liquid is instantaneously reduced to yg ° abs. Temp, is cooled. This cooling is the result of a partial gasification, which is nothing more than a distillation. ίο The general law of distillation reappears, according to which the vapors developed are much richer in volatile impurities than the liquid. The latter has already accumulated neon, hydrogen and helium on the two or three upper plates of the column through repeated boiling. The vapors developed therefrom as a result of the expansion are therefore much richer in impurities, and one only needs to subtract a very moderate proportion of them at N to be sure that as much noble gases are removed as are always added by the influx of new quantities of atmospheric air are fed to the device.

Der absolute Gehalt dieses abgezogenen Gases an Edelgasen hat wenig Bedeutung. Es genügt, daß die ausströmende Gesamtmenge genau dem Zufluß gleich ist, und hieraus ergibt sich der abzuziehende Anteil. Er kann ziemlich leicht auf 1J3 bis */„ Prozent der zur Rektifikation gelangenden Luft beschränkt werden.The absolute noble gas content of this withdrawn gas is of little importance. It is sufficient that the total amount flowing out is exactly the same as the inflow, and this results in the proportion to be withdrawn. It can be fairly easily limited to 1 ½ to 3 % of the air going to the rectification.

Aus dieser Erläuterung der Herbeiführung eines kräftigen Rücklaufs von flüssigem Stickstoff ergibt sich ohne weiteres, daß man es in der Hand hat, seine verhältnismäßige Menge zu steigern. Man braucht nur die Pumpe / schneller laufen zu lassen. Bei M wird weiterhin dieselbe Menge von fertigem reinen Stickstoff abgezogen, da man aber ein größeres Gewicht an Rücklauf zurückfließen läßt, wird das aus A austretende Stickstoffvolumen um genau ebensoviel vermehrt, und der Arbeitsgang verläuft wie vorher ohne Störung. Das Verfahren ermöglicht es also, die Raffinierung so weit zu treiben, wie es die Technik erfordert, da der Reinigungsgrad gemäß den dargelegten Grundsätzen unmittelbar von dem Mengenverhältnis der Waschflüssigkeit, also des Rücklaufs abhängt.From this explanation of the induction of a vigorous reflux of liquid nitrogen it is readily apparent that one has the ability to increase its relative amount. You just have to run the pump / faster. At M , the same amount of finished, pure nitrogen is still withdrawn, but since a greater weight of reflux is allowed to flow back, the volume of nitrogen emerging from A is increased by exactly the same amount, and the process proceeds as before without any disturbance. The method thus makes it possible to carry out refining as far as the technology requires, since the degree of purification, according to the principles set out, is directly dependent on the proportion of the washing liquid, i.e. the return flow.

Man muß den unteren Teil der Rektifiziervorrichtung um so mehr erwärmen, je mehr Rücklauf man oben eintreten läßt, weil dann ein um. so größeres Flüssigkeitsgewicht zu verdampfen ist.You have to heat the lower part of the rectifier the more, the more Return one lets enter at the top, because then one around. so greater fluid weight too is evaporating.

Im unteren Teil von Ä ist aber eine Wärmequelle erforderlich, die durch den Röhrenkessel B gebildet wird, der zur Verdampfung des reinen, d. h. von Stickstoff befreiten Sauerstoffs dient, wie ihn die Technik verlangt und der durch die im unteren Teil der Rektifizierkolonne als Rückstand verbleibende Flüssigkeit gebildet wird. Man leitet hier Preßluft ein, die zuvor von Kohlensäure und Feuchtigkeit befreit worden ist. \ Diese Luft, die in dem Behälter B auf etwa 4 kg Druck komprimiert worden ist, ist durch diese Kompression erhitzt worden. Man j kühlt sie zunächst in G durch kaltes Wasser ! ab, das bei S" eingeleitet wird. Aus G gelangt die komprimierte Luft in einen Röhrenkühler F, dessen Röhren sie umspült, während diese von gasförmigem, aber sehr kaltem Sauerstoff von etwa 930 abs. Temp, durchströmt werden, der aus Ä bei Ox entnommen wird. Es ist daran zu erinnern, daß die Luft dem Gewichte nach 23 Teile Sauerstoff auf etwa Tj Teile Stickstoff enthält. Daraus ergibt sich sofort, daß die Wiedergewinnung des Kältegehalts von 23 kg Sauerstoff die Abkühlung der zur Herstellung dieser 23 kg Sauerstoff notwendigen Luft nicht sehr weit treiben kann.In the lower part of Ä , however, a heat source is required, which is formed by the tubular boiler B, which is used to evaporate the pure, i.e. nitrogen-free oxygen, as required by technology and the residue remaining in the lower part of the rectification column Liquid is formed. Compressed air is introduced here, which has previously been freed from carbon dioxide and moisture. \ This air which has been compressed in the container B at about 4 kg of printing has been heated by this compression. You j first cool it in G with cold water! from which is fed at S ". From G reaches the compressed air in a tube chiller F whose tubes they lapped while these gaseous, but very cold oxygen of about 93 0 abs. Temp, are flowed through, which consists Ä at Ox It should be remembered that the air contains 23 parts by weight of oxygen to about Tj parts of nitrogen, and it follows immediately that the recovery of the cold content of 23 kg of oxygen is the cooling of the air necessary for the production of this 23 kg of oxygen can't go very far.

Die in F abgekühlte und immer noch unter Druck stehende Luft gelangt schließlich zum Röhrenbündel von E, während sich in diesen Röhren flüssiger Sauerstoff von 93 ° abs. Temp, als letzter Ablauf aus der Kolonne^' befindet. Infolge ihres Drucks kann die Luft, anstatt sich bei 83 ° abs. Temp, zu verflüssigen, bei etwa 990 abs. Temp, verflüssigt werden. Der flüssige Sauerstoff von 93 ° abs. Temp, kann sie also kondensieren, indem er : selbst verdampft wird. Dieser reine Sauerstoffdampf liefert einerseits den ununterbrochen bei Ox abgeleiteten gasförmigen Sauerstoff und ruft anderseits den Siedevorgang auf allen Platten der Kolonne AA' hervor.The air cooled in F and still under pressure finally reaches the tube bundle of E, while in these tubes there is liquid oxygen of 93 ° abs. Temp, as the last outflow from the column ^ 'is located. As a result of its pressure, the air, instead of being at 83 ° abs. Temp, to be liquefied, at about 99 0 abs. Temp, to be liquefied. The liquid oxygen of 93 ° abs. Temp, so it can condense by: being vaporized by itself. This pure oxygen vapor supplies, on the one hand, the gaseous oxygen continuously diverted at Ox and, on the other hand, causes the boiling process on all plates of the column AA ' .

Der bei Ox abgezogene gasförmige Sauerstoff gelangt nach Durchgang durch die Kühler F, G und den Zähler M' zum. Gasometer. The gaseous oxygen withdrawn at Ox reaches the after passing through the coolers F, G and the counter M '. Gasometer.

Die in E hergestellte, unter Druck stehende flüssige Luft wird nicht ohne weiteres durch Vermittlung einer selbsttätigen Reinigungsvorrichtung e zur Zuführungsplatte α geleitet, sondern man benutzt ihren Druck, um ihre Gesamtmenge in die Röhrenkammer von /110 steigen zu lassen. Sie stellt die flüssige Luft dar, die vorher,, als ergänzendes Verflüssigungsmittel für den Stickstoffrücklauf erwähnt worden ist.The pressurized liquid air produced in E is not simply conducted to the feed plate α by means of an automatic cleaning device e , but its pressure is used to let its total amount rise into the tube chamber of / 110. It represents the liquid air previously mentioned as a supplemental liquefier for the nitrogen return.

In 7 beginnt die flüssige Luft zu sieden und geht dabei zum Teil unter Anreicherung an Stickstoff in Gasform über, und zwar in dem Verhältnis, das notwendig ist, um die Verflüssigung des Stickstoffs zu vollenden. Der gesamte Überschuß bleibt in flüssigem Zustände, und die Flüssigkeit und das Gas gelangen zusammen zur Zuführungsplatte a. In FIG. 7, the liquid air begins to boil and, in the process, turns into gaseous form with enrichment in nitrogen, specifically in the ratio that is necessary to complete the liquefaction of the nitrogen. All of the excess remains in a liquid state, and the liquid and gas come together to the feed plate a.

Man ersieht ohne weiteres, daß man, wenn man das Verhältnis des Stickstoffrücklaufs im oberen Teil von A vermehrt, hierdurch die Menge der in I verdampften flüssigen Luft steigert, während das im unteren Teile von Ä durch die Erwärmung in B hervorgerufene Sieden konstant bleibt. Es ist also in A, wie dies unbedingt notwendig ist, eine Menge von Rektifizierdampf vorhanden, dieOne can readily see that if the ratio of the nitrogen return in the upper part of A is increased, the amount of liquid air evaporated in I is increased, while the boiling caused in the lower part of A by the heating in B remains constant. So there is a lot of rectifying steam in A, as is absolutely necessary, which

ίο genau um die weitere Menge zu verdampfen- ; den flüssigen Stickstoffrücklaufs vermehrt wird. Der Vorgang verläuft also glatt und selbsttätig, ohne daß eine mühsame Regelung j notwendig ist. ;ίο exactly to evaporate the further amount-; the liquid nitrogen return is increased. So the process goes smoothly and automatically, without laborious regulation j being necessary. ;

Zum Zwecke des Ersatzes der Ausstrah- : lungsverluste ist neben der Rektifizierkolonne ein Röhrenkühler U angeordnet, in dessen ' Röhrenkammer man flüssige Luft umlaufen läßt, die von der zu ihrer Herstellung dienen-For the purpose of replacing the radiation losses, a tube cooler U is arranged next to the rectification column, in whose tube chamber liquid air is circulated, which is used for its production.

ao den Kompressionspumpe herkommt. Die I flüssige Luft tritt bei y ein, und die sehr kalte I verdampfte Luft tritt bei u aus und gelangt von dort wieder zur Verflüssigungspumpe. j Andererseits leitet man durch ein Rohr ν ao the compression pump comes from. The I liquid air enters at y , and the very cold I vaporized air exits at u and returns from there to the condensing pump. j On the other hand, one passes ν through a pipe

as eine gewisse Menge Dampf aus der Rektifizier- ■ kolonne ab, die in einer Höhe entnommen ! wird, wo bereits ein ziemlich hoher Sauerstoffgehalt vorhanden ist. Diese Dämpfe können also bei einer absoluten Temperatur verflüssigt werden, die höher liegt, als diejenige der flüssigen Luft, ohne daß eine Kompression erforderlich ist. Sie verflüssigen sich und gelangen in flüssigem Zustande auf ■ dieselbe Platte zurück, wo sie entnommen :as a certain amount of steam from the rectifier ■ column from that taken at a height! becomes where there is already a fairly high oxygen level is available. These vapors can therefore be liquefied at an absolute temperature that is higher than that of liquid air without the need for compression. They liquefy and come back in a liquid state on the same plate, where they are taken:

worden sind. Um die so erzielte Abkühlung zu messen, bringt man in der gewünschten Höhe ein empfindliches Zeiger thermometer t an, nach dem man die zusetzliche Kältezufuhr regelt.have been. In order to measure the cooling achieved in this way, a sensitive pointer thermometer t is attached at the desired height, according to which the additional cold supply is regulated.

Der Sauerstoff enthält ebenso wie der Stickstoff gewisse Verunreinigungen. Es sind dies das Argon, das bei — 1870 = 86° abs. Temp, siedet, also bei einer Temperatur ι zwischen dem Siedepunkten des Sauer- ILike nitrogen, oxygen contains certain impurities. These are the argon, which at - abs 187 0 = 86 °. Temp, boils, so at a temperature between the boiling point of Sauer- I

W Stoffs und des Stickstoffs, ferner das Kryp- ' ton und das Xenon, die erheblich weniger flüchtig sind als Sauerstoff.W substance and nitrogen, furthermore the cryp- ' clay and xenon, which are considerably less volatile than oxygen.

Die Entfernung dieser drei Verunreini- j gungen läßt sich sehr leicht erzielen, wenn man auf die Theorie von Barbet über die un- ; unterbrochene Alkoholrektifizierung zu- ! rückgreift. Es ergibt sich nämlich, daß das j Argon, das von den oberen Platten durch j die Rückläufe verdrängt und aus dem unteren jThe removal of these three impurities can be achieved very easily if one on the theory of Barbet about the un-; interrupted alcohol rectification! falls back. Namely, it turns out that the j argon that is released from the upper plates by j the returns are displaced and from the lower j

Teil der Vorrichtung durch den Siedevor- | gang ausgetrieben wird, sich auf einer mittleren Platte ansammeln muß. Man braucht also nur in der Höhe seiner größten Konzentration einen Hahn Ar anzubringen, der innen mit einem eingetauchten Knierohr versehen ist, damit man Flüssigkeit und kein Gas abzieht. Man stellt den Hahn so ein, daß etwa V4 bis 1^3 Prozent abgezogen wird, so daß man weder in dem Sauerstoff noch in dem Stickstoff eine Spur von Argon findet.Part of the device through the boiling | gang is driven out, must accumulate on a central plate. So you only need to attach a tap Ar at the height of its greatest concentration, which is provided with an immersed elbow pipe on the inside, so that liquid and not gas can be drawn off. The cock is set so that about V 4 to 1 ^ 3 percent is drawn off, so that no trace of argon is found in either the oxygen or the nitrogen.

Das Krypton und das Xenon werden fortgesetzt in den unteren Teil der Rektifiziervorrichtung und in den Röhrenkörper B gedrängt und sammeln sich dort an, wenn man den gasförmigen Sauerstoff bei Ox abzieht, d. h. einige Platten über den untersten Teil der Vorrichtung. Eine störende Zunahme ihrer Menge wird verhindert, indem man ununterbrochen bei X eine kleine Flüssigkeitsmenge entnimmt, die je nach dem Ergebnis der Untersuchung des Sauerstoffs, der chemisch rein sein muß, wiederum V4, V2 oder sogar 1 Prozent betragen kann. Die drei Verunreinigungen Argon, Krypton und Xenon werden also entfernt, ohne daß eine besondere Kondensation oder ein sonstiger Kunstgriff notwendig ist.The krypton and xenon continue to be forced into the lower part of the rectifying device and into the tubular body B and accumulate there when the gaseous oxygen is withdrawn at Ox , ie a few plates above the lowest part of the device. A disruptive increase in their amount is prevented by continuously withdrawing a small amount of liquid at X which, depending on the result of the examination of the oxygen, which must be chemically pure, can in turn be V 4 , V 2 or even 1 percent. The three impurities argon, krypton and xenon are thus removed without the need for special condensation or any other trick.

Die so gestaltete Vorrichtung ist also vollkommen anpassungsfähig und kann alle hinsichtlich Reinheit und sonstiger Beschaffenheit der zu erzielenden Produkte gestellten Anforderungen erfüllen. Der reine Stickstoff und Sauerstoff geht, nachdem er auf die Außentemperatur gebracht ist, durch Gaszähler M, M, mittels deren man das Verhältnis dieser Gase sehr genau regeln kann.The device designed in this way is therefore completely adaptable and can meet all requirements with regard to purity and other properties of the products to be achieved. The pure nitrogen and oxygen, after it has been brought to the outside temperature, goes through gas meters M, M, by means of which the ratio of these gases can be regulated very precisely.

Es ist daran zu erinnern, daß die zu komprimierende Luft zuerst vollständig von ihrer Kohlensäure befreit werden muß, indem man sie durch eine Lösung von Ätznatron oder Soda treten läßt, und dann von ihrer Feuchtigkeit, indem man sie durch Schwefelsäure von 50—55° Be treten läßt.It is important to remember that the air to be compressed is completely exhausted first Their carbonic acid must be freed by passing them through a solution of caustic soda or soda, and then of its moisture by letting it pass through sulfuric acid at 50-55 ° Be.

Die Vorrichtung wird durch Manometer, elektrische oder andere Thermometer und Kälteisolierungsmittel, die sehr wirksam sein müssen, vervollständigt.The device is controlled by pressure gauges, electrical or other thermometers and Cold insulation agents, which must be very effective, completed.

Die in Abb. 1 dargestellte Gesamtanordnung für die Verflüssigung des Stickstoffrücklaufs stellt nur ein Beispiel dar.The overall arrangement shown in Fig. 1 for the liquefaction of the nitrogen return is only an example.

Ein anderes Beispiel ist in Abb. 2 schematisch dargestellt.Another example is shown schematically in Fig. 2.

Durch die Kompressionspumpe / wird der Stickstoff unter etwas höheren Druck gebracht als bei dem vorigen Beispiel. Das aus dem oberen Teil der Kolonne austretende doppelte Stickstoffvolumen tauscht seinen Kältegehalt mit demselben in / beispielsweise auf 5 bis 6 kg Druck stark komprimierten Stickstoff aus. Der in H abgekühlte komprimierte Stickstoff ist noch gasförmig. Anstatt ihn wie bei der vorigen Anordnung zu verflüssigen, leitet man ihn in die Röhrenkammer von E, wo er restlos verflüssigt wird. Da das Gewicht dieses Stickstoffs größer ist als das der gemäß Abb. 1 in E eingeleiteten Luft, ergibt sich eine stärkere Ver-The compression pump / presses the nitrogen slightly higher than in the previous example. The double volume of nitrogen emerging from the upper part of the column exchanges its cold content with the same nitrogen strongly compressed in / for example to 5 to 6 kg pressure. The compressed nitrogen cooled in H is still gaseous. Instead of liquefying it as in the previous arrangement, it is fed into the tubular chamber of E, where it is completely liquefied. Since the weight of this nitrogen is greater than that of the air introduced into E according to Fig. 1, there is a greater

gasung des Sauerstoffs, also eine stärkere Siedefähigkeit der Rektifiziervorrichtung und daher eine bessere Raffinierung.gassing of oxygen, so a higher boiling capacity of the rectifying device and therefore better refinement.

Der in E vollständig verflüssigte Stickstoff geht durch den Abscheider e und steigt von dort nach n, wo er zu der obersten Platte der Kolonne tritt und einen reichlichen Stickstoffrücklauf liefert. Bei e findet die Entspannung des flüssigen Stickstoffs stattThe nitrogen completely liquefied in E passes through separator e and rises from there to n, where it goes to the top plate of the column and provides an ample nitrogen return. At e , the expansion of the liquid nitrogen takes place

ίο und infolgedessen die selbsttätige Vergasung, vermöge deren man bei N die leichten Gase Neon, Wasserstoff und Helium abziehen kann.ίο and consequently the automatic gasification, by virtue of which one can subtract the light gases neon, hydrogen and helium at N.

Der pasteurisierte Stickstoff wird wiederum in flüssigem Zustande bei m abgezogen. Er wird in B vergast, wo er eine annähernd gleiche Menge Luft verflüssigt, die von hier durch den Abscheider T zur Speisestelle der Rektifizierkolonne gelangt. Der Stickstoff setzt seinen Weg durch die Austauschvorrichtungen C und D und dann zum Zähler M fort.The pasteurized nitrogen is again drawn off in the liquid state at m . It is gasified in B , where it liquefies an approximately equal amount of air, which from here passes through the separator T to the feed point of the rectification column. The nitrogen continues on its way through exchangers C and D and then to meter M.

Beim Abziehen des gasförmigen Sauerstoffs bei Ox ändert sich nichts, abgesehen davon, daß die Luft, die den Kältegehalt des bei Ox austretenden reinen Sauerstoffs aufnimmt, nur noch einen äußerst geringen Überdruck von höchstens 0,2 kg hat und daher keines Wasserkühlers mehr bedarf. P und G sind zwei Austauschvorrichtungen, und der reine Sauerstoff entweicht durch den Zähler M. Die in G und F abgekühlte Luft, die aber nicht verflüssigt werden kann, steigt nach Q auf und ergänzt dort die Speisung der Vorrichtung. Es findet also eine gemischte Speisung statt, indem bei P etwa 3/4 der erforderlichen Menge als flüssige Luft eintreten, während der Rest als sehr stark abgekühlte aber gasförmige Luft durch Q eintritt.When the gaseous oxygen is withdrawn at Ox nothing changes, apart from the fact that the air, which absorbs the cold content of the pure oxygen escaping from Ox , only has an extremely low overpressure of at most 0.2 kg and therefore no longer needs a water cooler. P and G are two exchange devices, and the pure oxygen escapes through the meter M. The air cooled in G and F , but which cannot be liquefied, rises to Q and supplements the supply of the device there. There is thus a mixed feed by about 3/4 of the necessary amount as liquid air to enter at P, while the remainder cooled to be very strong but enters gaseous air through Q.

Wie aus dem Vorhergehenden ersichtlich, ist eine sehr große Anzahl von Wärmeaustauschvorrichtungen erforderlich, und diese Vorrichtungen müssen sehr kräftig wirken, damit der Kältegehalt der austretenden reinen Gase zugunsten der in die Vorrichtung zwecks Verflüssigung und Rektifizierung eintretenden Frischluft ausgenutzt wird.As can be seen from the foregoing, there are a very large number of heat exchange devices required, and these devices must act very vigorously so that the cold content of the exiting pure gases in favor of those entering the device for liquefaction and rectification Fresh air is used.

Die Abb. 3 der Zeichnung zeigt beispielsweise in senkrechtem Schnitt die Bauart eines Austauschkörpers, der das erwähnte Ergebnis ermöglicht.Fig. 3 of the drawing shows the design, for example, in a vertical section an exchange body that enables the result mentioned.

Das außerordentlich lange Röhrenbündel ist nicht gradlinig. In einem kleinen Abstand von jeder der Röhrenplatten 1 und 2 sind die \ Röhren 3 nach der Mitte hingeführt, so daß sie in einen Zylinder 4 passen, dessen Querschnitt erheblich geringer ist als der der Röhrenplatten. Infolgedesssen wird von dieser Stelle ab der Durchtrittsquerschnitt für die Gase sehr viel kleiner und daher ihre Geschwindigkeit größer. Die Grenze wird erreicht, wenn man die Röhren so eng zu- ; sammenlegt, daß sie sich berühren; alsdann wird der Durchtrittsquerschnitt erheblich kleiner als der des Röhreninneren.The extraordinarily long bundle of tubes is not straight. In a small distance from each of the tube plates 1 and 2, the \ tubes 3 are guided to toward the center, so that they fit into a cylinder 4, whose cross section is considerably smaller than that of the tube plates. As a result, from this point onwards, the passage cross-section for the gases becomes very much smaller and therefore their speed increases. The limit is reached when you close the tubes so tightly ; collapse so that they touch; then the passage cross-section is considerably smaller than that of the interior of the tube.

Wenn man einen größeren Durchtrittsr querschnitt haben will, so lötet man auf die ! Röhren 3 in gewissen Abständen einen ■ Kupferdraht oder einen kleinen Kupferstreifen 5 auf, dessen Stärke so berechnet ist, . daß alle Röhren gleichen Abstand voneinander haben. Die Anbringungsstellen dieser Befestigungsringe werden versetzt, damit sich niemals zwei von ihnen berühren können, wodurch der Abstand der Röhren verdoppelt werden würde. Hiermit ist also das Mittel gegeben, um den Gasen genau die gewünschte Geschwindigkeit außerhalb der Röhren zu geben. Es h'eibt noch ein baulicher Kunstgriff erforderlich, um diese Anordnung zu ermöglichen. Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden, von denen die folgende in der Zeichnung dargestellt ist.If you want a larger passage cross-section, you solder on it ! Tubes 3 a copper wire or a small copper strip at certain intervals 5, the strength of which is calculated as. that all tubes are equidistant from each other to have. The attachment points of these fastening rings are offset so that can never touch two of them, which doubles the distance between the tubes would be. This gives the means to get the gases exactly the one you want To give speed outside the tubes. There is still a structural trick required to enable this arrangement. This can be achieved in several ways, one of which is the following is shown in the drawing.

Man zieht zunächst das ganze Rohrbündel in den engen Zylinder 4 ein, indem man die Rohre etwa 50 cm über den unteren Flansch 6 hervorstehen läßt. Die Enden der Rohre 3 werden durch Erhitzen von Hand biegbar gemacht. Man bringt alsdann die Röhrenplatte ι an und setzt die Röhren reihenweise eine nach der anderen in die Löcher der Platte ein. Der Abstand, um den jedes Rohr aus der Platte herausragt, wird auf etwa 2 bis 3 cm gebracht, und die Röhren werden dann in bekannter Weise eingewalzt. Hierauf kann man die Platte und die Röhren in den erweiterten Teil 7 des Mantels einschieben und nietet dann den Rand der Röhrenplatte an seiner bestimmten Stelle fest. *°oThe whole tube bundle is first drawn into the narrow cylinder 4 by the The pipes protrude about 50 cm above the lower flange 6. The ends of the tubes 3 are made bendable by heating by hand. Then bring the tubular plate ι and put the tubes in rows one after the other in the holes of the Plate a. The distance by which each tube protrudes from the plate is approx Brought 2 to 3 cm, and the tubes are then rolled in in a known manner. On that the plate and the tubes can be pushed into the enlarged part 7 of the jacket and then rivets the edge of the tube plate in place. * ° o

Der Röhrenmantel hört hierbei bei 8 auf, und der ganze obere zylindrokonische Teil ist davon getrennt. Der Mantel 4 endet in einem mit Gewinde versehenen aufgelöteten Bronzering 9. Ein Flansch 10 wird auf 9 auf geschraubt. Sobald der Flansch 10 über dem Ring 9 hinübergeschraubt ist, kann er auf dem Zylinder 4 verschoben werden. Gleichzeitig wird es möglich, den ganzen zylindrokonischen Teil 11 oben auf 4 zu verschieben, bis alle Röhren um 60—80 cm herausragen.The tube jacket ends here at 8, and the entire upper cylindro-conical part is separated from it. The jacket 4 ends in a threaded, soldered bronze ring 9. A flange 10 is screwed onto 9. As soon as the flange 10 is above the Ring 9 is screwed over, it can be moved on the cylinder 4. Simultaneously it becomes possible to move the entire cylindro-conical part 11 on top to 4, until all tubes protrude 60-80 cm.

Alsdann wiederholt sich der für die Röhrenplatte 1 am unteren Ende beschriebene Vorgang. Die Platte 2 wird angelegt, und die Rohre werden Reihe für Reihe in sie einge- X15 setzt, indem man sie einige Zentimeter überstehen läßt. Man walzt dann die Rohre ein, und nachdem dies geschehen ist, zieht man den ganzen zylindrokonischen Teil 11 hoch und bringt ihn sogar in eine etwas höhere als die richtige Stellung. Der Flansch 10 wird dann wieder an seine Stelle gebracht und soThe process described for the tube plate 1 at the lower end is then repeated. The plate 2 is applied, and the pipes are sets row by row into it einge- X1 5, by allowing them to survive a few centimeters. The tubes are then rolled in, and after this has been done, the entire cylindro-conical part 11 is pulled up and even brought into a somewhat higher position than the correct one. The flange 10 is then put back in place and so on

Claims (9)

weit aufgeschraubt, daß er mit der Oberseite von 9 abschneidet. Man bringt den Teil 11 mit dem Flansch lo zur Berührung, indem man die Verbindungsbolzen anzieht. Man braucht dann nur noch den Rand der Röhrenplatte 2 an den Mantel anzunieten, und das Röhrenbündel ist fertig. Die vollständige Dichtung an den äußeren Seiten der beiden Röhrenplatten ι und 2 wird in üblicher Weise ίο durch ein Zinnlötbad hergestellt. Es ist ersichtlich, daß die Gase, die durch einen Rohrstutzen 12 eintreten, sich leicht gleichförmig zwischen den Rohren verteilen können, da die Rohre an dieser Stelle ziemlich weit voneinander entfernt sind. Die Gase drängen sich dann zusammen, um in den sehr engen Kanälen umzulaufen, die in dem verengerten Teil des Mantels von den Röhren freigelassen werden. ■ Patent-Ansprüche:screwed wide so that it cuts off with the top of 9. The part 11 is brought into contact with the flange lo by tightening the connecting bolts. You then only need to rivet the edge of the tube plate 2 to the jacket, and the tube bundle is ready. The complete seal on the outer sides of the two tube plates ι and 2 is made in the usual way ίο by a tin solder bath. It can be seen that the gases entering through a pipe socket 12 can easily distribute themselves evenly between the pipes, since the pipes are quite far apart at this point. The gases then crowd to circulate in the very narrow channels that are cleared by the tubes in the narrowed portion of the jacket. ■ Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von reinem Sauerstoff und Stickstoff in einem einzigen Arbeitsgang, dadurch gekennzeichnet, daß die zu zerlegende Luft einer ununterbrochenen Rektifizierung in einem Kolonnenapparat derart unterworfen wird, daß zwecks vollständiger Entfernung der Edelgase der aus dem oberen Teil der Kolonne entweichende .Stickstoff nach Verflüssigung durch Entspannung von den darin enthaltenen seltenen Gasen befreit und in flüssigem Zustande oben in die Rektifizierkolonne eingeleitet wird, auf deren oberen Platten er durch wiederholtes Sieden der Rückläufe gereinigt und in flüssigem Zustande an einer der obersten Platten abgezogen wird, während das Argon in flüssigem Zustande an der Stelle seiner höchsten Konzentration in der Nähe der Mitte der Kolonne abgezogen und der Sauerstoff im unteren Teil der Kolonne zwecks Entfernung der darin enthaltenen seltenen Gase teilweise in flüssigem Zustande abgezogen, der reine Sauerstoff dagegen in Gasform an einer etwas höheren Stelle abgeleitet wird.1. Process for the production of pure oxygen and nitrogen in one single operation, characterized in that the air to be broken down is an uninterrupted rectification in one Column apparatus is subjected in such a way that for the purpose of complete removal of the noble gases from the upper Part of the column escaping nitrogen after liquefaction by expansion freed from the rare gases contained therein and in a liquid state above in the rectifying column is initiated, on the upper plates of which he is repeated Boiling the return flows is cleaned and drawn off in a liquid state on one of the top plates, while the Argon in the liquid state withdrawn at the point of its highest concentration near the center of the column and the oxygen in the lower part of the column for the purpose of removing the rare gases contained therein partly in withdrawn in the liquid state, the pure oxygen, on the other hand, is discharged in gaseous form at a slightly higher point. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil des in die Rektifizierkolonne zurückgeleiteten flüssigen Stickstoffs, etwa die Hälfte, in reinem Zustande von einer der obersten Platten der Kolonne in flüssigem Zustande abgeleitet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that only a part of the liquid nitrogen returned to the rectification column, about half, in the pure state of one of the uppermost plates of the column is derived in the liquid state. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinheit des abgezogenen Stickstoffs durch die Umlaufsgeschwindigkeit geregelt wird, die der Stickstoff durch Veränderung des Ganges der den gasförmigen Stickstoff; zwecks Verflüssigung komprimierenden Pumpe erhält.3. The method according to claim 1, characterized in that the purity of the withdrawn Nitrogen is regulated by the rate of circulation, which the nitrogen by changing the course of the gaseous nitrogen; receives compressing pump for the purpose of liquefaction. 4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolonne in ihrem oberen Teil mit einer Zuführung (n) für den als Rücklauf dienenden flüssigen Stickstoff und darunter mit einer Ableitung (m) für den reinen flüssigen Gebrauchsstickstoff, etwa in der Mitte mit einer Ableitung (Ar) für flüssiges Argon und in ihrem unteren Teil mit zwei Ableitungen versehen ist, durch deren eine (Ox1) flüssiger Sauerstoff mit dem Gesamtgehalt an Xenon und Krypton und durch deren andere höherliegende (Ox) reiner gasförmiger Sauerstoff abgezogen wird.4. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 to 3, characterized in that the column in its upper part with a feed (s) for the liquid nitrogen serving as reflux and underneath with a discharge line (m) for the pure liquid utility nitrogen, approximately in the middle with a discharge line (Ar) for liquid argon and in its lower part with two discharge lines, through one of which (Ox 1 ) liquid oxygen with the total content of xenon and krypton and through the other higher-lying (Ox) purer gaseous Oxygen is withdrawn. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ableitung (As) für den abdestillierten Stickstoff und der Zuführung (n) eine Vorrichtung (b) zur Abscheidung von Neon, Wasserstoff und Helium durch Entspannung des verdichteten Stickstoffs eingeschaltet ist.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that a device (b) for separating neon, hydrogen and helium by expanding the compressed nitrogen is switched on between the discharge line (As) for the distilled nitrogen and the feed (n). 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ableitung (Ox1) für den flüssigen Sauerstoff ein Hahn (X) zum Abziehen von xenon- und kryptonhaltigem Sauerstoff eingeschaltet ist.6. Apparatus according to claim 4, characterized in that in the discharge line (Ox 1 ) for the liquid oxygen, a tap (X) is switched on for drawing off xenon and krypton-containing oxygen. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß etwa in der Mitte der Kolonne eine Zweigleitung (v) vorgesehen ist, die einen Teil der Gase durch einen Hilfskühler (U) führt.7. Apparatus according to claim 4, characterized in that a branch line (v) is provided approximately in the middle of the column, which leads part of the gases through an auxiliary cooler (U) . 8. Wärmeaustauschvorrichtung für die \*orrichtungen nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bündel 1Oo sehr langer Röhren von sehr kleinem Querschnitt in der Mitte in einem engen Mantel liegt, der sich an beiden Enden zu Kammern von großem Querschnitt erweitert, in denen sich die Enden der Röhren jedes Bündels ausbreiten.8. Heat exchange device for the \ * orrichtungen according to claim 4 to 7, characterized in that a bundle of 1 Oo very long tubes of very small cross-section lies in the middle in a narrow jacket which widens at both ends to form chambers of large cross-section, in which the ends of the tubes of each bundle spread out. 9. Wärmeaustauschvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren in der Mitte der Vorrichtung in gewissen Abständen mit Ringen versehen sind, die sie in bestimmtem Abstande voneinander halten.9. Heat exchange device according to claim 8, characterized in that the tubes in the center of the device are ringed at intervals that keep them at a certain distance from each other. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.1 sheet of drawings.
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