DE507799C - Gasverfluessigungsverfahren - Google Patents

Gasverfluessigungsverfahren

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    • F25J2270/90External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration

Description

  • Gasverflüssigungsverfahren In dem Hauptpatent ist vorgesehen, die Expansionsmaschine mit einem Druck von etwa 15 Atm. zu betreiben, die Luft aber beim kritischen Druck von q.o Atm. zu verflüssigen, also mit zwei verschiedenen Drücken (Mitteldruck und Hochdruck) zu arbeiten. Dabei soll der Kälteinhalt des Auspuffs der Expansionsmaschine unterhalb einerTemperatur von -Ioo° in der Verflüssigungsabteilung und von - Ioo° aufwärts in der Vorkühlabteilung des Verflüssigers verwertet werden.
  • In der Vorkühlabteilung sind für die Gewinnung eines Kilogramms flüssiger Luft von atmosphärischer Temperatur q. kg Betriebsluft der Expansionsmaschine von 15 Atm. und 1,5 kg Verflüssigungsluft von q.o Atm., zusammen also 5,5 kg vorzukühlen. Dieser Luftmenge von 5,5 kg steht aber nur eine Auspuffmenge der Expansionsmaschine von q. kg und eine Abdampfmenge von o,5 kg (welche beim Entspannen der bei q.o Atm. verflüssigten Luft auf atmosphärischen Druck entsteht) zur Verfügung, weil die im flüssigen Zustand entnommene Luft fehlt.
  • Gegenstand der Erfindung ist nun, diese Fehlmenge zwischen der Verflüssigungsabteilung und der Vorkühlabteilung des Verflüssigers mit einer Temperatur von - Ioo° zuzuführen, um den thermischen Ausgleich in der Vorkühlabteilung zu schaffen. Zu diesem Behufe wird aus der ersten Stufe des dreistufigen Luftkompressors etwa 2/1o der Gesamtleistung entnommen, während die anderen 8/1o in der zweiten Stufe auf 15 Atm. verdichtet und etwa 6/1o in der Expansionsmaschine entspannt werden, der Rest von 2/1u aber auf 4o Atm. weiterverdichtet und dann verflüssigt wird.
  • Die aus der ersten Stufe mit 3 bis q. Atm. Überdruck entnommenen 2/1o der Luftmenge werden nun mit einer Ammoniak- oder Kohlensäurekältemaschine bis -- 50° vorgekühlt und dann in einer Expansionsmaschine auf 0,25 Atm. Überdruck entspannt, wobei sich die Luft auf - Ioo° abkühlt, und worauf sie zwischen der Verflüssigungs- und Vorkühlabteilung in den Luftverflüssiger als Ersatz der Fehlmenge eingeleitet wird.
  • Der Abdampfkälteinhalt derflüssigen Luft wird in einer dritten Abteilung des Luftverflüssigers, welche als Nachkühler der flüssigen Luft bezeichnet werden soll, verwertet. Die bei 4oAtm. verflüssigte Luft ist noch zu warm, um sich bei atmosphärischem Druck im flüssigen Zustand halten zu können, es wird daher stets ein Teil davon verdampfen, wenn sie entspannt wird. Dieser Abdampf hat eine Temperatur von -1g3° und eignet sich daher besonders gut zum Nachkühlen der flüssigen Luft, ehe man sie entspannt. In beiliegender Zeichnung ist das neue Verfahren durch ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Der Luftverflüssiger a besitzt drei Abteilungen, eine Vorkühlabteilung I, eine Verflüssigungsabteilung II und eine Nachkühlabteilung III. Die Vorkühlabteilung ist nochmals unterteilt in eine (kleinere) Hochdruckabteilung Ia (4o Atm.) für die zu verflüssigende Luft und in eine (größere) Mitteldruckabteilung Ib für die Betriebsluft der Hauptexpansionsmaschine (i5 Atm.). In der Abteilung II und III ist der Druck stets 4o Atm. Diese Drücke sind nur innerhalb der Rohre vorhanden, außerhalb derselben besteht nur der Auspuffgegendruck von etwa 0,25 Atü.
  • Die Luft von 5o Atm. Überdruck tritt durch Leitung i bei c in die Vorkühlerunterabteilung ia ein, bei c' in die Verflüssigungsabteilung II und bei c" in die Nachkühlabteilung III über, um durch das Ventil d entspannt und als Gemisch von flüssiger Luft und Abdampf in den Abscheider f geleitet zu werden, in welchem sich die Flüssigkeit vom Abdampf scheidet, die dann bei g entnommen werden kann, während der Abdampf, der sich beim Entspannen der Flüssigkeit von 4o Atm. bildet, durch das Ventil h in die Nachkühlabteilung III geleitet wird, um dort seine Kälte zum Teil an die flüssige Luft von 4o Atm. abzugeben und sich dann mit dem Auspuff k, welcher durch Leitung 2 aus der Hauptexpansionsmaschine m kommt, im Raum n zu vereinigen und mit diesem zusammen in der Abteilung II die Verflüssigung zu bewirken.
  • Oberhalb der Abteilung II wird nun bei o Luft von - ioo° eingeleitet, die durch Leitung 3 aus der Nebenexpansionsmaschine kommt.
  • Von da ab wird sowohl der Abdampf als auch der Auspuff der Hauptexpansionsmaschine und die Zusatzluft aus der Nebenexpansionsmaschine zu 1/6 - durch den Vorkühler ja und zu 4/5 durch den Vorkühler Ib geleitet, um dann bei y durch Leitung 5 wieder vom Kompressor s angesaugt zu werden.
  • Nachdem aber % der vom Kompressor im verdichteten Zustand gelieferten Luftmenge in Form von flüssiger Luft aus dem Kreislauf entnommen wurde, fehlt dieselbe auf der Saugseite, und es muß daher in die Saugleitung wieder eine entsprechende Luftmenge eingeleitet werden, was durch das Gebläse t geschieht.
  • Aus der ersten Stufe des Kompressors s werden nun 2/1o der Nebenexpansionsmaschine p durch Leitung ¢ mit 3 bis 4Atm. Überdruck zugeleitet, nachdem dieser Teil der Kompressorluft mit einer (nicht dargestellten) Ammoniakkältemaschine auf - 50° vorgekühlt wurde. Die Nebenexpansionsmaschine p pufft durch Leitung 3 in den Raum zt des Verflüssigers rz aus.
  • Aus der zweiten Kompressorstufe werden etwa '/1o der Gesamtluft des Kompressors mit Leitung 6 in die Abteilung Ib des Verflüssigers geleitet und mit Leitung ,7 bei w auf - ioo° vorgekühlt in die Hauptexpansionsmaschine na geführt, um aus dieser bei k in den Raum zt des Verflüssigers a auszupuffen. Die restlichen 21o der Kompressorluft werden in der dritten Stufe auf 4o Atm. verdichtet und in Abteilung Ia auf - ioo° vorgekühlt, um dann in Abteilung II verflüssigt und in Abteilung III nachgekühlt zu werden.
  • Das Verfahren kann unter Wegfall der Nebenexpansionsmaschine und ohne Ammoniakkältemaschine durchgeführt werden, wenn die auf - ioo° abzukühlende Luftmenge aus 16 Atm. Überdruck ohne Vorkühlung in der Hauptexpansionsmaschine entspannt wird. Zu diesem Behufe wird dann die Hauptexpansionsmaschine doppeltwirkend ausgeführt und die nicht vorgekühlte Luftmenge von 16 Atm. aus der Leitung 6 durch Leitung 8 entnommen und auf der Kolbenstangenseite z der Expansionsmaschine na entspannt, wodurch sie sich bis etwa - ioo° abkühlt und dann mit Leitung 9 in den Raum zt geleitet wird, während die auf - ioo° vorgekühlte Drucklufthauptmenge an der oberen Kolbenseite entspannt und dabei bis - i75° gekühlt wird. In der Zeichnung ist diese Gestaltung mit punktierten Linien angegeben.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Gasverflüssigungsverfahren, bei dem das auf hohen Druck verdichtete zu verflüssigende Gas mit auf niedrigeren Druck verdichtetem und dann in einer Expansionsmaschine entspanntem Gas in Wärmeaustausch gebracht wird, nach Patent 505 900, dadurch gekennzeichnet, daß von einer fremden Kältequelle gekühltes Gas sowohl das zu verflüssigende Gas als auch das zur Expansionsmaschine strömende Gas unter gleichzeitiger Mischung mit dem Auspuff der Expansionsmaschine kühlt.
DEF65592D 1928-03-11 1928-03-11 Gasverfluessigungsverfahren Expired DE507799C (de)

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