DE533277C - Tiefkuehlverfahren zur Zerlegung von Kokereigas, Leuchtgas oder anderen brennbaren Gasgemischen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
10. SEPTEMBER 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 533277 KLASSE 26 c GRUPPE

Tiefkühlverfahren zur Zerlegung von Kokereigas, Leuchtgas oder anderen brennbaren Gasgemischen

Zusatz zum Patent 513

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. März 1930 ab Das Hauptpatent hat angefangen am 10. August 1929.

In dem Patent 513 234 ist ein Tiefkühlverfahren zur Zerlegung von Kokereigas, Leuchtgas oder anderen brennbaren Gasgemischen geschützt, bei welchem das von Kohlensäure, Wasserdampf und Acetylen nicht befreite Gas unter Druck unmittelbar in periodisch gewechselten Kälteregeneratoren gekühlt wird, durch welche abwechselnd das Gas und die z. B. von den Gegenstromkühlern kommenden kalten Zerlegungsprodukte hindurchgehen. Durch dieses Verfahren wird erreicht, daß die Zerlegungsprodukte die während der vorhergehenden Periode in den Speichermassen des Regenerators in fester Form aus dem Frischgas ausgeschiedenen Bestandteile wieder verdampfen und fortlaufend entfernen. Die praktische Ausführung des Verfahrens hat aber gezeigt, daß sowohl die Kondensation als auch die Wiederverdampfung besonders der tiefsiedenden Gasbestandteile und derjenigen Verunreinigungen, die in kleinster Konzentration im Gas vorhanden sind, unvollständig ist. Die Vollständigkeit der Abscheidung wird durch die Höhe der Temperatur begrenzt, welche am kalten Ende des Kältespeichers herrscht; und alles, was unter dieser Temperatur an Verunreinigungen auskondensiert,, gelangt in den Gegenstromwärmeaustauscher bzw. in den eigentlichen Gaszerlegungsapparat. Ferner wird von den in feiner Verteilung ausgeschiedenen Verunreinigungen ein Teil Stets als Staub zu kälteren Teilen' des Wärmespeichers und zur Zerlegungseinrichtung getragen, was zur vorzeitigen Verstopfung von hinter den Regeneratoren eingeschalteten Gegenstromkühlern oder zur Ansammlung von schädlichen Stoffen (Kohlendioxyd oder Acetylen) in einer hinter den Regeneratoren befindlichen Zerlegungsapparatur, z. B. einer ^₀ Rektifikationssäule, führen kann.

Zu den vorgenannten Gründen für die schlechte Wirksamkeit der Abscheidung tritt, wie hier angestellte Untersuchungen und Berechnungen ergeben haben, noch die in der Besonderheit des Kältespeicherbetriebes

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Ernst Karrvat in Großhesselohe b. München.

liegende Erscheinung, daß gerade am kalten Ende des Regenerators die Verhältnisse für die Wiederverdampfung der Verunreinigungen besonders ungünstig liegen.
Beim Kältespeicher ist nämlich die Differenz zwischen den während der Kalt- und Wärmeperiode auftretenden Mittelwerten der Temperaturen der Speichermasse am kalten Ende des Speichers erheblich größer als in ίο seiner Mitte. Deshalb wird auch die relative Dampfdrucksenkung der im Speicher liegenden festen Verunreinigungen am kalten Ende des Speichers während der Kaltblasperiode besonders groß im Vergleich zur Speichermitte, was mit einer Erschwerung der Wiederverdampfung der Verunreinigungen gleichbedeutend ist. Für den Dauerzustand des Speicherbetriebes gilt ferner das Gesetz: Die absolute Höhe der Temperaturen von Warm- und Kaltgsas nimmt angenähert linear gegen das kalte Ende des Speichers ab, und die Differenzen zwischen den zeitlichen Mitteltemperaturen von Warm- und Kaltgas bleiben längs des ganzen Regenerators gleich.

Aus den Gasgesetzen und der Gestalt der Dampfdruckkurven der kondensierten Stoffe geht hervor, daß die Aufnahmefähigkeit des Gases für den Dampf der Verunreinigungen am kalten Ende bei tiefen Temperaturen stärker herabgesetzt wird als in der Mitte bei höheren Temperaturen, und dies bedeutet für die Praxis eine weitere Erschwerung der Wiederverdampfung eines abgeschiedenen Kondensates am kalten Ende des Austauschers. Eine mögliche Abhilfe bestände in einer Drucksteigerung des zu kühlenden Gasgemisches. Dabei werden entsprechend der Partialdruckerhöhung die Verunreinigungen in der Hauptmenge bei höherer Temperatur im Speicher abgeschieden. Doch ist dieses Mittel kostspielig.

Die vorliegende Erfindung gibt nun die Mittel an, um das Auftreten von Ablagerungen an dem kalten Ende des Regenerators zu verhindern und um die Verunreinigungen restlos aus dem behandelten Gasgemisch zu entfernen. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß der Kälteregenerator außer mit dem kältespeichernden Mittel noch mit einem Adsorptionsmittel versehen. Die Anordnung des Adsorptionsmittels geschieht vorzugsweise nur in dem Teil des Kältespeichers, in dem die zur Bindung der Verunreinigungen durch Adsorption erforderliche Temperatur herrscht.

Für die Durchführung des Adsorptionsverfahrens wäre an sich der Aufbau des Regenerators im betreffenden Temperaturgebiet aus hochporösen Stoffen von hohem Wärmeleitvermögen das zweckmäßigste. Da ein Adsorptionsmittel solcher Art aber nicht zur Verfugung steht, kann auch ein solches von geringem Wärmeleitvermögen, z.B. Silica Gel oder aktive Kohle, auf einem metallischen Träger in dünner Schicht aufgetragen werden, oder es können metallische Schichten mit Schichten des Adsorptionsmittels abwechseln, oder es kann ein Gemenge von Adsorptionsmittel und Metall den Kälteregenerator bilden.

Die Temperatür, bei der die quantitative Absorption erfolgt, liegt stets höher als die Temperatur, bei der der auszuscheidende Stoff beim gleichen Gasdruck allein durch Kühlung abgeschieden, werden kann. Das Adsorptionsmittel kann also auch für eine restlose Ausscheidung der Verunreinigungen mehr der Regeneratormitte genähert werden, wo günstigere Verhältnisse für die Wiederverdampfung anzutreffen sind als am kalten Ende. Ein Mitreißen staubförmig abgeschiedener Verunreinigungen wird durch die feinere Körnung des Adsorptionsmittels verhindert. Die Art des Wärmeaustauschbetriebes, insbesondere das Umschalten der Kältespeicher, wird in gleicher Weise wie bei dem Verfahren des Hauptpatentes 513234 durchgeführt. Gleichzeitig erfolgt dabei die Regenerierung des Adsorptionsmittels durch die darüber geleiteten kalten Zerlegungsprodukte.

Die besonderen Vorteile des neuen Verfahrens sind: Erstens Erleichterung der Wiederverdampfung ausgeschiedener Kondensate durch die Möglichkeit, Kondensation und Wiederverdampfung der auszuscheidenden Verunreinigungen ohne eine Drucksteigerung des behandelten Gemisches im Kältespeicher in höheren Temperaturgebieten vorzunehmen. Zweitens restlose Ausscheidung der Verunreinigungen im Kältespeicher. Drittens Vermeidung des Mitreißens von staubförmigen Kondensaten in die Zerlegungsapparatur. Von Vorteil ist auch, daß eine besondere Umschaltvorrichtung für den Betrieb der Adsorptionseinrichtung nicht erforderlich ist, da dieselbe beim Kältespeicherbetrieb ohnehin schon vorhanden ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Tiefkühlverfahren zur Zerlegung von Kokereigas, Leuchtgas oder anderen brennbaren Gasgemischen nach Patent 513 234, dadurch gekennzeichnet, daß die umschaltbaren Kälteregeneratoren außer mit dem kältespeichernden Mittel noch mit einem Adsorptionsmittel versehen sind.

2. Tiefkühlverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorptionsmittel nur in dem Teil der Regenera-

toren angeordnet wird, in dem die zur Bindung der Verunreinigungen durch Adsorption erforderliche Temperatur herrscht.

3. Tiefkühlverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Kältespeicher, in dem eine Adsorption stattfindet, aus einem Gemenge von Adsorptionsmittel (Kieselsäure-Gel) und Metall (Eisen) hergestellt wird.