DE522068C

DE522068C - Verfahren zur Verhinderung der Reifbildung beim Betrieb von Gaszerlegungsanlagen mitKaeltespeichern im Umschaltwechselbetrieb

Info

Publication number: DE522068C
Application number: DE1930522068D
Authority: DE
Original assignee: Gesellschaft fuer Lindes Eismaschinen AG
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1929-04-19
Filing date: 1930-02-07
Publication date: 1931-03-30
Also published as: NL31736C; FR694035A; US1989190A; DE604119C; DE513683C; BE377118A; DE543684C; BE369658A; GB246172A; DE555818C; US2048076A; GB352570A; GB355257A; US1945634A; FR710425A; GB371966A; NL38758C; DE534555C

Description

In dem Hauptpatent 490 878 ist der Betrieb mit den vier Kältespeichern so gedacht, daß in einem Speicherpaar abwechselnd nur Druckluft-Sauerstoff und im zweiten Paar nur Gebläseluft-Stickstoff verkehrt.

Nach einem neuen Vorschlag soll nun durch die Druckluftkältespeicher abwechselnd auch Gebläseluft und durch die Gebläseluftspeicher abwechselnd auch Druckluft eingeleitet werden, während die Zerlegungsprodukte ebenfalls im Wechselbetrieb herauszuführen sind. Die Schaltung wird dazu in der Weise geändert, daß jeder Kältespeicher mit drei Umschaltventilen ausgerüstet wird, und zwar mit einem für Druckluft, mit einem für Gebläseluft und mit einem für Stickstoff oder Sauerstoff, während bei der Betriebsart nach dem Hauptpatent nur je ein Umschaltventil für jedes Speicherpaar, nämlich für Druckluft-Sauerstoff und Gebläseluft-Stickstoff, vorgesehen war.

Diese neuartige Betriebsweise besitzt den großen Vorteil, daß sich in den Kältespeichern kein Eis und kein Reif aus dem Wasserdampf und Kohlensäuregehalt der Luft ansetzen kann, weil derselbe von den ausströmenden Zerlegungsprodukten sublimiert wird, wenn das Volumen der letzteren größer ist als das der eingeleiteten Luft oder eines anderen zu zerlegenden Gasgemisches.

Bei dem unter Kondensationsdruck von 1,5 bis 3 atü eingeleiteten Anteil des Gasgemisches war dies schon bisher der Fall, nicht aber beim anderen Teil, der nur mit 0,1 atü als Gebläseluft einströmte. Um eine restlose und sichere Beseitigung des Reifes zu erzielen, soll das ausziehende Gasvolumen mindestens um 50 % größer sein als das einziehende.

Bei der Gebläseluft ist dies nicht der Fall, dafür aber bei der Druckluft im überreichlichen Maße, nachdem diese auf 1,5 bis 3 atü verdichtet eingeleitet wird.

Mit dem wechselweisen Einblasen von Druckluft und Gebläseluft durch ein und denselben Speicher erreicht man daher leicht einen mittleren Volumenunterschied zwischen dem einziehenden Gasgemisch und den ausziehenden Zerlegungsprodukten von mehr als SO %· _

Wenn Sauerstoff mit mehr als 47 % O₂ Gehalt gewonnen werden soll, dann wird der gewonnene Sauerstoff durch ein drittes Kältespeicherpaar herausgeführt, durch welches aber dann der Einfachheit wegen abwechselnd nur Druckluft eingeleitet wird. Aus den anderen beiden Speicherpaaren zieht dann nur Stickstoff ab. Da die entnommene Sauerstoffmenge in diesem Fall nur etwa ¹I₆ der einzuleitenden Gesamtluftmenge, der Konden-

sationsdruck dabei aber mindestens 3 atü beträgt, so wird dabei für die anderen zwei Speicherpaare trotzdem noch der erforderliche Volumenunterschied von 50 % zwischen dem einziehenden Gasgemisch und der ausziehenden Stickstoffmenge erreicht, während er im dritten Speicherpaar 300 %', beträgt.

In beiliegender Zeichnung ist das neue Verfahren in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.

Die Einrichtung besteht aus den drei Kältespeicherpaaren a' und a", V und b" für wechselweisen Betrieb mit Druckluft-Gebläseluft und Stickstoff, c' und c" für den Verkehr von Druckluft und Sauerstoff, den Umschaltventilen für Druckluft D, für Gebläseluft G, für Stickstoff IV, für Sauerstoff 0, den Rückschlagklappen r, s₃ t, u, Vj w und den KaItluftumschaltventilen k.

Die Speicher c' und c" sind mit der Verdampferseite des Kondensators und mit dier Kondensatorseite des Verdampfers durch Rückschlagklappen verbunden, die Speicher a', a", b', b" mit der Kondensatorseite des Verdampfers und mit dem Rektifikator der Zerlegungsapparatur, (Kondensator-Verdampfer und Rektifikator sind, weil für das Wesen der Erfindung unerheblich, absichtlich nicht in die Zeichnung mit aufgenommen, um die Übersichtlichkeit nicht zu stören.)

Auf der Kondensatorseite des Verdampfers besteht! ständig ein Überdruck von 3 Atm., im Rektifikator dagegen nur ein solcher von 0,1 Atm. Damit nun bei der wechselweisen Beschickung der Speicher a', a", b', b" die Druckluft nicht in den Rektifikator abströmen kann, sind vier Abschlußventile k vorgesehen, welche abwechselnd geschlossen werden, wenn der betreffende Speicher mit Druckluft beschickt wird, so daß aus dem jeweils mit Druckluft betriebenen Kältespeicher das eingeleitete Gasgemisch seinen Weg immer nur nach der Kondensatorseite des Verdampfers nehmen muß, während gleichzeitig auf der anderen Seite die Gebläseluft durch das geöffnete Umschaltventil k in den Rektifikator strömen kann. Die Rückschlagklappen r, s, t, U₁ ό und w haben die Aufgabe, das Übertreten von Druckluft oder Gebläseluft in diejenigen Speicher zu verhindern, durch welche jeweils die Zerlegungsprodukte ausziehen.

Der Drucklufteintritt, der Gebläselufteintritt, der Stickstoff- und der Sauerstoffaustritt sind mit Pfeilen bezeichnet, desgleichen die Strömungsrichtungen in den unteren Leitungen.

Die Umschaltventile werden durch Druckliiftzeitschaltung gesteuert, indem ein auf den Ventilspindeln aufgesetzter Kolben im Zylinder durch Druckluft abwärts bewegt und damit der Ventilschluß bewirkt wird, während das öffnen durch Federspannung erfolgt.

Wenn am Speicher a' das Druckluftventil D geöffnet ist, dann sind an diesem alle anderen geschlossen, und am Speicher a" ist auch nur das Stickstoffventil IV offen. Am Speicher V ist in dieser Zeit oben nur das Gebläseventil G und unten das Ventil k und am Speicher b" nur das Stickstoff ventil IV geöffnet.

Bei der ersten Umschaltung schließen sich „₀ diese Ventile alle, und dafür öffnet sich am Speicher a' das Stickstoffventil N, auf Speicher a" das Gebläseluftventil g, auf V das Stickstoffventil IV, auf b" das Druckluftventil D und unten das Ventil k. Bei der nächsten Umschaltung schließen sich diese Ventile wieder, und es öffnen sich auf a' das Gebläseventil G, auf a" wieder das Stickstoffventil N, auf b' das Druckluftventil P und auf b" wieder das Stickstoffventil IV sowie unten das Ventil k.

Bei der dritten Umschaltung schließen sich diese Ventile wieder, und es öffnen sich auf a! das Stickstoffventil IV, auf a" das Druckluftventil Ό, auf b' das Stickstoffventil IV, auf b" das Gebläseventil G und unten das Ventil k.

Daneben wechselt in den Speichern c' und c" der Drucklufteintritt mit dem Sauerstoffaustritt ab. Hier findet kein Wechsel mit der Gebläseluft statt, deshalb besitzen diese beiden Speicher auch nur zwei Umschaltven tileD und 0.

Die Druckluftumschaltventile sind als Teleskoptellerventile mit Druckentlastungskegel ausgeführt, wobei auf dem Hauptventilteller ein zweiter (aber wesentlich kleinerer) Ven- , tilversehluß aufgesetzt ist, der sich zuerst öffnet und damit den Druckausgleich herstellt, worauf sich dann erst der hierdurch entlastete Hauptventilteller öffnen kann.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Verhinderung der Reifbildung beim Betrieb von Gaszerlegtmgsanlagen mit Kältespeichern im Umschaltwechselbetrieb nach Patent 490 878 durch Sublimation, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Speicher, durch welche ein Teil des zu zerlegenden Gasgemisches ohne nennenswerten Überdruck eingeleitet wird, nach erfolgter Abkühlung durch die kalten und trockenen Zerlegungsprodukte abwechselnd mit dem anderen, höher verdich-. teten Anteil des Gasgemisches und umgekehrt beschickt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen