DE4441920C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Stickstoff durch Tieftemperaturzerlegung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Stickstoff durch TieftemperaturzerlegungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Stickstoff durch Tieftemperatur
zerlegung von Luft durch zweistufige Rektifikation in einer Doppelsäule, die eine Druck-
und eine Niederdrucksäule aufweist, die untereinander in Wärmeaustauschbeziehung
stehen, wobei bei dem Verfahren Luft verdichtet, gereinigt, im Wärmetausch gegen
Zerlegungsprodukte abgekühlt und der Rektifikation zugeführt wird, mindestens eine
Stickstoff-Produktfraktion aus der Niederdrucksäule abgeführt und eine Stickstoffgas
fraktion aus dem oberen Bereich der Niederdrucksäule und eine sauerstoffangereicherte
Flüssigkeit aus dem unteren Bereich der Niederdrucksäule entnommen und mitein
ander in indirekten Wärmeaustausch gebracht werden, wobei die Stickstoffgasfraktion
mindestens teilweise kondensiert und die sauerstoffangereicherte Flüssigkeit minde
stens teilweise verdampft wird und dabei gebildetes Kondensat in die Niederdrucksäule
zurückgeführt wird.
Die Grundlagen der Tieftemperaturzerlegung von Luft im allgemeinen sowie der Aufbau
von Doppelsäulenanlagen im speziellen sind aus der Monographie "Tieftemperaturtech
nik" von Hausen/Linde (2. Auflage, 1985, Kap. 4.5) oder aus einem Aufsatz von Latimer in Che
mical Engineering Progress (Vol. 63, No. 2, 1967, Seiten 35 bis 59) bekannt. Die Wärme
austauschbeziehung zwischen Druck- und Niederdrucksäule einer Doppelsäule wird im
Regelfall durch einen Hauptkondensator realisiert, in dem Kopfgas der Drucksäule gegen
verdampfende Sumpfflüssigkeit der Niederdrucksäule verflüssigt wird.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sind aus der DE
35 28 374 A1 bekannt. Die Verwendung von sauerstoffreicher Flüssigkeit aus der Nieder
drucksäule zur Kopfkühlung der Niederdrucksäule ist an sich energetisch sehr günstig.
Dadurch wird auf vorteilhafte Weise zusätzlicher Rücklauf in der Niederdrucksäule er
zeugt und somit die Trennleistung verbessert. Um gleichzeitig das Funktionieren der
üblichen Wärmeaustauschbeziehung zwischen Druck- und Niederdrucksäule und die
Verdampfung der sauerstoffreichen Flüssigkeit aus der Niederdrucksäule gegen Stick
stoffgas vom Kopf der Niederdrucksäule sicherzustellen, ist es notwendig, bestimmte
Mindestdrücke in Druck- und Niederdrucksäule einzuhalten.
Diese Mindestbetriebsdrücke sind wiederum von der momentanen Zusammensetzung
der an den Wärmetauschprozessen beteiligten Fraktionen abhängig. Schon bei relativ
kleinen Betriebsstörungen können sich die Reinheiten dieser Fraktionen ändern, so daß
die Drücke nicht mehr ausreichen, um die Verdampfung in den Wärmeaustauschpro
zessen zu gewährleisten. Daher ist das bekannte Verfahren relativ instabil.
Wenn ein niedriger Produktabgabedruck für den Stickstoff aus der Niederdrucksäule
gewünscht ist, kann das Verfahren überhaupt nicht angewendet werden. Falls der Pro
duktabgabedruck höher als der Mindestbetriebsdruck für die Niederdrucksäule ist, kann
dies zwar durch einen entsprechend hohen Druck auf der Verdampfungsseite des Kopf
kondensators kompensiert werden; allerdings geht durch den hohen Druck des Restga
ses Druckenergie verloren, so daß das Verfahren in diesem Fall nicht wirtschaftlich
zufriedenstellend arbeitet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung der
eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sich eine hohe Stabilität im Betrieb ergibt und
der Anwendungsbereich derartiger Verfahren und Vorrichtungen
erweitert wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Stickstoffgasfraktion stromaufwärts des
indirekten Wärmeaustausches angewärmt, verdichtet und wieder abgekühlt wird und
daß bei dem indirekten Wärmeaustausch gebildetes Kondensat stromabwärts des
indirekten Wärmeaustauschs auf den Druck der Niederdrucksäule gebracht wird.
Durch den Stickstoffkreislauf, dessen oberes Druckniveau oberhalb des Niederdruck
säulendruckes liegt, wird der Druck auf der Verflüssigungsseite des Kopfkondensators
vom Druck der Niederdrucksäule abgekoppelt. Die Stickstoffgasfraktion wird dabei
vorzugsweise auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt, beispielsweise im Gegen
strom zu abzukühlender Einsatzluft. Sie wird anschließend in diesem warmen Zustand
ein- oder mehrstufig verdichtet und wieder auf Tieftemperatur abgekühlt. Der Wärme
entzug kann teilweise durch indirekten Wärmeaustausch mit anzuwärmenden Prozeß
strömen und/oder teilweise durch die Zufuhr externer Kälte ausgeführt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Druck auf der Verflüssigungsseite
unabhängig vom Druck der Niederdrucksäule gewählt werden, entweder durch eine
entsprechende Einstellung der Verdichterleistung oder durch Ansteuerung eines
Stellglieds zwischen Verdichter und Kopfkondensator. Beispielsweise bei sich ändern
der Konzentration in der sauerstoffangereicherten Flüssigkeit und damit variierender
Temperatur auf der Verdampfungsseite kann somit die Temperatur auf der Verflüssi
gungsseite nachgefahren werden. Damit ist es möglich, auch unter schwierigen
Umständen einen ununterbrochenen Betrieb des Kopfkondensators und infolge
dessen eine stabile Prozeßführung sicherzustellen.
Dabei ist es günstig, wenn die Stickstoffgasfraktion stromaufwärts des indirekten
Wärmeaustauschs arbeitsleistend entspannt wird. Dadurch kann derselbe Verdichter
kostengünstig sowohl für die Abkopplung des Kopfkondensators vom Niederdrucksäulen
druck als auch für die Gewinnung von Verfahrenskälte ausgenutzt werden.
Je nach dem Betriebsdruck und den sonstigen Parametern der Anlage kann die arbeits
leistende Entspannung der Stickstoffgasfraktion stromabwärts oder stromaufwärts der
Verdichtung der Stickstoffgasfraktion durchgeführt werden.
Zusätzlich oder alternativ hierzu kann Kälte erzeugt werden, indem eine Druckstickstoff
fraktion aus der Drucksäule und/oder beim Verdampfen der sauerstoffangereicherten
Flüssigkeit gebildetes Gas angewärmt und arbeitsleistend entspannt werden.
In allen Fällen ist es besonders vorteilhaft, wenn die bei der arbeitsleistenden Entspan
nung erzeugte Arbeit mindestens teilweise zum Verdichten der Stickstoffgasfraktion
eingesetzt wird.
In manchen Fällen kann es günstig sein, wenn der Druck des bei dem indirekten Wärme
austausch aus der Stickstoffgasfraktion gebildeten Kondensats stromaufwärts seiner
Einspeisung in die Niederdrucksäule erhöht wird. Dadurch kann die Verflüssigungsseite
des Kopfkondensators der Niederdrucksäule unter einem niedrigeren Druck als die
Niederdrucksäule betrieben werden. Die Druckerhöhung im flüssigen Zustand kann
durch Ausnutzung eines hydrostatischen Potentials oder durch eine Pumpe bewirkt
werden. Durch eine Ansteuerung der Pumpe oder eines nachgeschalteten Drosselven
tils kann die Einstellung des Drucks des Kondensats auf den Niederdrucksäulendruck
bewerkstelligt werden.
Im Rahmen der Erfindung kann die Trennleistung weiter verbessert werden, wenn
stromaufwärts des indirekten Wärmeaustauschs mit der sauerstoffangereicherten
Fraktion ein Seitenstrom der Stickstoffgasfraktion abgezweigt und in indirektem Wärme
austausch mit einer flüssigen Fraktion aus einem mittleren Bereich der Niederdruck
säule mindestens teilweise kondensiert wird. Diese Zwischenheizung kann entweder im
Inneren der Niederdrucksäule angeordnet sein oder mit aus der Niederdrucksäule
herausgeleiteter Flüssigkeit beschickt werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Stickstoff-Produktfraktion
und die Stickstoffgasfraktion als ein gemeinsamer Stickstoffstrom der Niederdruck
säule entnommen und angewärmt, wobei die Stickstoffgasfraktion stromabwärts der
Anwärmung vom gemeinsamen Stickstoffstrom abgezweigt und der Verdichtung
zugeführt wird. Durch die gemeinsamen Leitungen und Wärmetauscherpassagen
ergeben sich besonders niedrige Investitionskosten.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Gewinnung von Stickstoff durch
Tieftemperaturzerlegung von Luft gemäß Patentanspruch 11.
Fünf Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch
dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Hierbei zeigt
Fig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens und der
Vorrichtung gemäß der Erfindung und
Fig. 2 bis 5 Abwandlungen dieses Verfahrens und dieser Vorrichtung.
Verdichtete und in einer Molsiebstation gereinigte Luft 1 fließt durch einen Hauptwärme
tauscher 2 und wird über Leitung 3 in eine Doppelsäule 4, genauer in deren Drucksäule
5, eingespeist und dort in eine Kopffraktion und eine Sumpffraktion vorzerlegt. Letztere
wird nach Unterkühlung 9 über die Leitungen 8 und 10 in die Niederdrucksäule 6 einge
drosselt. Die Kopffraktion 7 wird mindestens teilweise durch einen Hauptkondensator 14
geführt, dort verflüssigt und wieder in die Drucksäule zurückgeleitet. Ein Teil des
Kondensats wird direkt vom Hauptkondensator oder - wie in Fig. 1 gezeigt - über einen
Anstich an der Niederdrucksäule über Leitung 15, Unterkühler 9 und Leitung 16 auf den
Kopf der Niederdrucksäule 6 aufgegeben. Ein anderer Teil 17 der Kopffraktion 7 kann
im Hauptwärmetauscher 2 angewärmt und als Hochdruckprodukt abgezogen werden.
Die Flüssigkeit im Sumpf der Niederdrucksäule 6 tritt über den Hauptkondensator 14 in
Wärmeaustausch mit der kondensierenden Kopffraktion der Drucksäule. Aus der
Niederdrucksäule 6 werden eine sauerstoffangereicherte Flüssigkeit 11, ein gasförmiger
Stickstoffstrom 12 und gegebenenfalls Flüssigstickstoff 13 entnommen. Der gasförmige
Stickstoffstrom wird über die Leitungen 18a und 18b und durch die Wärmetauscher 9,
31 und 2 geführt. Ein Teil wird über Leitung 19 unter etwa Umgebungstemperatur als
Stickstoff-Produktfraktion abgegeben. Ein anderer Teil 20 umfaßt die Stickstoffgasfrak
tion im Sinne der Erfindung.
Die Stickstoffgasfraktion wird in einem Kreislaufverdichter 21 und in einem Nachverdich
ter 22 komprimiert, im Hauptwärmetauscher 2 abgekühlt und unter einem höheren als
dem Niederdrucksäulendruck in die Verflüssigungsseite des Kopfkondensators 25
eingeführt (Leitung 24). Dort tritt sie in indirekten Wärmeaustausch mit gegebenenfalls
in 9 unterkühlter sauerstoffangereicherter Flüssigkeit aus dem Sumpf der Niederdruck
säule, welche dabei verdampft, über Leitung 29 abgezogen und vorzugsweise zur
Regenerierung der Molsiebstation eingesetzt wird. Das bei dem indirekten Wärmeaus
tausch gebildete Kondensat fließt über die Leitungen 26 und 16 in die Niederdrucksäule
6 zurück. Mittels des Drosselventils 27 wird sein Druck auf den Druck der Niederdruck
säule 6 gebracht. Der Druck auf der Verdampfungsseite des Kopfkondensators 25 wird
mittels des Drosselventils in Leitung 28 so eingestellt, daß der für die Regenerierung
des Molsiebs notwendige Überdruck vorhanden ist. Falls notwendig, kann die sauer
stoffangereicherte Flüssigkeit mittels einer Pumpe 30 gefördert werden.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird die Stickstoffgasfraktion 20 in den Verdich
tern 21 und 22 auf einen wesentlich höheren Druck gebracht, als für ihre Kondensation
im Kopfkondensator 25 notwendig ist. Dieses Druckgefälle wird in einer Entspannungs
maschine 23 für die Erzeugung von Kälte und mechanischer Energie ausgenutzt. Die
bei der arbeitsleistenden Entspannung in der Turbine 23 gewonnene Arbeit wird hier durch
direkte mechanische Kopplung auf den Nachverdichter 22 übertragen.
Bei dem Verfahren wird der Druck im Verdampfungsraum des Kopfkondensators 25
mittels der Pumpe 30 und dem Ventil in Leitung 28 so eingestellt, daß nach der Ver
dampfung und nach dem Durchgang durch die Wärmetauscher 9 und 2 (Leitung 29)
noch der für die Regenerierung des Molsiebs benötigte Überdruck vorhanden ist. Die
zur Verdampfung der sauerstoffangereicherten Flüssigkeit benötigte Menge an Stick
stoff wird als Stickstoffgasfraktion in den Verdichtern 21 und 22 so hoch verdichtet, daß
nach der Entspannung in der Turbine 23 einerseits der Kältebedarf für das Verfahren
gedeckt ist und andererseits der Turbinenaustrittsdruck ausreichend hoch ist, um die
Verdampfung der sauerstoffangereicherten Flüssigkeit gegen die kondensierende
Stickstoffgasfraktion 24 im Kopfkondensator 25 zu gewährleisten. Tabelle 1 zeigt
bevorzugte Zahlenbereiche und ein besonders bevorzugtes konkretes Zahlenbeispiel
für die Betriebsdrücke beim Verfahren nach Fig. 1.
Die weiteren Ausführungsbeispiele sind Abwandlungen des Verfahrens und der
Vorrichtung gemäß Fig. 1. Übereinstimmende Merkmale der verschiedenen Beispiele
tragen dieselben Bezugszeichen. Im folgenden werden lediglich deren abweichende
Merkmale der in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Beispiele im einzelnen beschrieben.
In Fig. 2 wird der Hochdruckstickstoff in Leitung 17 nicht als Hochdruckprodukt
abgeführt, sondern unter einer mittleren Temperatur in einer Turbine 123, die vorzugs
weise den Nachverdichter 22 antreibt, auf einen niedrigeren Druck arbeitsleistend
entspannt und anschließend im Hauptwärmetauscher 2 auf etwa Umgebungstempera
tur angewärmt. Da in der Regel die in Turbine 123 erzeugte Kälte für das Verfahren
ausreicht, kann auf die arbeitsleistende Entspannung der Stickstoffgasfraktion verzich
tet werden, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Die Stickstoffgasfraktion kann daher nach der
Nachverdichtung 22 ohne wesentliche Druckverminderung über Leitung 120 durch die
Wärmetauscher 2 und 31 zum Kopfkondensator 25 geführt werden. Unter Umständen
kann auf den Kreislaufverdichter 21 verzichtet werden.
Verfahren und Vorrichtung gemäß Fig. 3 unterscheiden sich von denjenigen nach
Fig. 1 durch die vertauschte Reihenfolge von Verdichtung und arbeitsleistender
Entspannung der Stickstoffgasfraktion. In Fig. 3 ist die Turbine 223 stromaufwärts der
Verdichtung 21, 22 angeordnet. Dazu wird die Stickstoffgasfraktion an einer mittleren
Stelle des Hauptwärmetauschers 2 vom gemeinsamen Stickstoffstrom 18 abgetrennt
und über Leitung 220 direkt dem Turbineneintritt zugeleitet. Der Turbinenaustritt ist über
eine zusätzliche Passage durch den Hauptwärmetauscher 2 und Leitung 20 mit dem
Eintritt des Verdichters 21 verbunden. Die Leitungen 220a und 24 führen ohne wesentli
che Druckverminderung durch die Wärmetauscher 2 und 31 zum Kopfkondensator 25.
Fig. 4 entspricht weitgehend Fig. 2, zeigt jedoch zusätzlich eine Zwischenheizung der
Niederdrucksäule 6. Dazu wird stromaufwärts des Kopfkondensators 25 ein Seitenstrom
432 der Stickstoffgasfraktion abgezweigt und in indirektem Wärmeaustausch 433 mit
der in einem mittleren Bereich der Niederdrucksäule herabfließenden flüssigen Fraktion
mindestens teilweise kondensiert. Dabei verdampft ein Teil der flüssigen Fraktion. Das
bei dem indirekten Wärmeaustausch im Zwischenverdampfer 433 gebildete Kondensat
wird über Leitung 434 an derselben Stelle wie das Kondensat 26 aus dem Kopfkonden
sator 25 in die Niederdrucksäule 6 eingedrosselt. Bei Bedarf kann der Zwischenver
dampfer 433 verflüssigungsseitig unter einem anderen Druck als der Kopfkondensator
25 betrieben werden.
Die in Fig. 4 gezeigte Zwischenheizung (432, 433, 434) der Niederdrucksäule 6 führt
zu einer verbesserten Rektifikation, indem das Rücklaufverhältnis im oberen Teil der
Niederdrucksäule erhöht wird. Sie kann auch auf alle anderen Varianten der Erfindung
übertragen werden, beispielsweise kann sie bei jedem der Ausführungsbeispiele
angewandt werden, insbesondere bei denjenigen der Fig. 1 und 3.
Die Vorrichtung nach Fig. 5 unterscheidet sich auf den ersten Blick von derjenigen
nach Fig. 4 lediglich durch die Pumpe 536 in Leitung 26, zwischen Kopfkondensator 25
und Drosselventil 27. Diese Pumpe ermöglicht es jedoch, bei dem Verfahren den Kopf
kondensator 25 (Kondensationsseite) unter einem niedrigeren Druck als die Nieder
drucksäule 6 zu betreiben und ist damit besonders vorteilhaft, wenn der Betriebsdruck
der Niederdrucksäule 6 höher ist als der für die Verdampfung der sauerstoffangereicher
ten Flüssigkeit im Kopfkondensator 25 benötigte Stickstoffdruck. Das Druckgefälle
zwischen Niederdrucksäule und Verflüssigungsseite des Kopfkondensators 25 kann bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren für die Kälteerzeugung in Turbine 23 ausgenutzt
werden. Bei dieser Variante kann in der Regel auf eine Pumpe in der Leitung 11 für die
sauerstoffangereicherte Flüssigkeit verzichtet werden. (Je nach Kältebedarf des
Verfahrens und Betriebsdruck der Doppelsäule 4 ist es hier auch möglich, auf den in der
Regel extern angetriebenen Kreislaufverdichter 21 zu verzichten. Da der Nachverdichter
22 ausschließlich durch die Turbine 23 angetrieben wird, braucht dann keinerlei Energie
von außen zugeführt werden, um die erfindungsgemäße Verdichtung der
Stickstoffgasfraktion 20 vorzunehmen.)
Besonders günstige Betriebsdrücke beim Verfahren nach Fig. 5 sind in Tabelle 2
aufgeführt.
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß Fig. 5 können analog zur Fig. 2 mit einer
Entspannungsmaschine 223 für Hochdruckstickstoff 17 aus der Drucksäule 5, mit einer
Turbinen-/Verdichterkonfiguration 223, 30, 21 nach Fig. 3 und/oder mit einer Zwi
schenheizung 433 der Niederdrucksäule 6 nach Fig. 4 ausgestattet werden.
Claims (11)
1. Verfahren zur Gewinnung von Stickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
durch zweistufige Rektifikation in einer Doppelsäule (4), die eine Druck- (5) und eine
Niederdrucksäule (6) aufweist, die untereinander in Wärmeaustauschbeziehung
(14) stehen, wobei bei dem Verfahren Luft verdichtet, gereinigt, im Wärmetausch
(2) gegen Zerlegungsprodukte abgekühlt und der Rektifikation (4) zugeführt wird,
mindestens eine Stickstoff-Produktfraktion (19) aus der Niederdrucksäule (6) abge
führt (12) und eine Stickstoffgasfraktion (20) aus dem oberen Bereich der Nieder
drucksäule (6) und eine sauerstoffangereicherte Flüssigkeit (28) aus dem unteren
Bereich der Niederdrucksäule entnommen (12; 11) und miteinander in indirekten
Wärmeaustausch (25) gebracht werden, wobei die Stickstoffgasfraktion (20) min
destens teilweise kondensiert und die sauerstoffangereicherte Flüssigkeit (11, 28)
mindestens teilweise verdampft wird und dabei gebildetes Kondensat (26) in die
Niederdrucksäule zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Stick
stoffgasfraktion (20) stromaufwärts des indirekten Wärmeaustausches angewärmt
(2), verdichtet (21, 22) und wieder abgekühlt (2) wird und daß bei dem indirekten
Wärmeaustausch (25) gebildetes Kondensat (26) stromabwärts des indirekten
Wärmeaustauschs auf den Druck der Niederdrucksäule gebracht wird (27).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stickstoffgasfrak
tion (20) stromaufwärts des indirekten Wärmeaustauschs (25) arbeitsleistend ent
spannt (23, 223) wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die arbeitsleistende
Entspannung (23) der Stickstoffgasfraktion stromabwärts der Verdichtung (21, 22)
der Stickstoffgasfraktion durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die arbeitsleistende
Entspannung (223) der Stickstoffgasfraktion stromaufwärts der Verdichtung (21, 22)
der Stickstoffgasfraktion durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Druckstickstofffraktion (17) aus der Drucksäule (5) entnommen, angewärmt (2) und
arbeitsleistend entspannt (123) wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim
Verdampfen der sauerstoffangereicherten Flüssigkeit gebildetes Gas (29) ange
wärmt und arbeitsleistend entspannt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
bei der arbeitsleistenden Entspannung (23; 123; 223) erzeugte Arbeit mindestens
teilweise zum Verdichten (22) der Stickstoffgasfraktion eingesetzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Druck des bei dem indirekten Wärmeaustausch (25) aus der Stickstoffgasfraktion
gebildeten Kondensats (26) stromaufwärts seiner Einspeisung in die
Niederdrucksäule (6) erhöht (536) wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
stromaufwärts des indirekten Wärmeaustauschs (25) mit der sauerstoffangereicher
ten Fraktion (11, 28) ein Seitenstrom (432) der Stickstoffgasfraktion abgezweigt
und in indirektem Wärmeaustausch (433) mit einer flüssigen Fraktion aus einem
mittleren Bereich der Niederdrucksäule (6) mindestens teilweise kondensiert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stickstoff-Produktfraktion (19) und die Stickstoffgasfraktion (20) als ein gemeinsa
mer Stickstoffstrom (12, 18) der Niederdrucksäule (6) entnommen und angewärmt
(2) werden, wobei die Stickstoffgasfraktion (20) stromabwärts der Anwärmung vom
gemeinsamen Stickstoffstrom (18) abgezweigt und der Verdichtung (21, 22) zuge
führt wird.
11. Vorrichtung zur Gewinnung von Stickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
mit einer Doppelsäule (4), die eine Drucksäule (5), eine Niederdrucksäule (6) und
einen Hauptkondensator (14) aufweist, mit einem Luftverdichter, einer Reinigungs
einrichtung, einem Hauptwärmetauscher (2) mit Passagen für Luft (1) und Zerle
gungsprodukte (17, 18, 29), mit einer Stickstoff-Produktleitung (19) und mit einer
Stickstoffgasleitung (20, 24), die beide mit der Niederdrucksäule (6) verbunden
sind, mit einer Leitung (11, 28) für sauerstoffangereicherte Flüssigkeit, die mit dem
unteren Bereich der Niederdrucksäule (6) verbunden ist und zur Verdampfungsseite
eines Kopfkondensators (25) führt, dessen Verflüssigungsseite einerseits mit der
Stickstoffgasleitung (24) und andererseits über eine Kondensatleitung (26) mit der
Niederdrucksäule (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stickstoff
gasleitung (29) stromaufwärts des Kopfkondensators (25) durch einen Wärme
tauscher (2) und durch einen Verdichter (21, 22) führt, und daß in der Kondensatlei
tung (26) eine Einrichtung zur Einstellung des Drucks (27) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4441920A DE4441920C1 (de) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Stickstoff durch Tieftemperaturzerlegung |
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