DE543684C - Verfahren zum Zerlegen von Gasgemischen - Google Patents

Description

Bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent 490 878 liegt als Beispiel das Zerlegungsverfahren nach Patent 167 931 zugrunde, wobei ²/₃ der zu zerlegenden Luftmenge ohne nennenswerten Überdruck durch die Kältespeicher in den Rektifikator eingeblasen werden, während ¹^ auf Kondensationsdruck verdichtet werden muß.

Das hat aber nur Gültigkeit für solche Fälle, wo nur Sauerstoff mit 47 0/0 und weniger gewonnen werden soll; wenn dagegen technisch reiner Sauerstoff verlangt wird, dann müssen von der zu zerlegenden Luft ⁴/₅ der Menge auf einen Druck von 4 atü verdichtet werden, um die nötige Waschflüssigkeit zu erhalten. V₅ kann dann mit einem Überdruck von einigen Zehnteln Atmosphären eingeblasen werden.

Nun besitzt aber diese verdichtete Luft die Eigenschaft, daß sie mehr Kälte bei ihrer Abkühlung in den Kältespeichern von -(- 20⁰ bis zur Verflüssigungstemperatur (174⁰ bei 4' atü) aufnehmen kann als die gleiche Menge Stickstoff, der im Kältetausch zur verdichteten Luft herausgeleitet wird, bei seiner Erwärmung von — 17 4⁰ bis etwa -j- 20⁰ abgeben kann.

Dies ist in dem vom idealen Gaszustand abweichenden Verhalten der verdichteten Luft begründet, und zwar ist dieser Unterschied 8°.

Dazu kommt noch der Kälteverlust im Regenerator mit etwa 3⁰. Wenn man also die auf 4 atü verdichtete Luft bis — 174⁰ abkühlen will, muß der herausgeleitete Stickstoff um 8-(-3= ii° kälter in den Regenerator unten eintreten, als die verdichtete Luft unten austritt.

Diese große Temperaturdifferenz von ii° bringt aber den schweren Nachteil mit sich, daß dadurch die restlose Beseitigung des aus der Luft in den Regeneratoren abgesetzten Kohlensäurereifes auf dem Wege der Sublimation sehr behindert wird.

Wenn die Sublimationswirkung vollkommen genug verlaufen soll, dann darf die Temperaturdifferenz nicht mehr als 5⁰ betragen, wenn möglich aber nur 3⁰.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren, die Temperaturdifferenz dadurch so klein wie möglich zu gestalten, daß etwa 3 bis 4 0/0 der Gesamtluftmenge, in einer Expansionsmaschine bis — 175° abgekühlt, in die Zerlegungsapparatur geleitet und durch die Regeneratoren zusätzlich heräusgeleitet werden, durch welche man die auf 4 atü verdichtete Druckluft hineinschickt. Damit kann nicht nur der Temperaturunterschied bis auf etwa 3⁰ ausgeglichen, sondern es können auf diese Weise auch die Kälteverluste der gesamten Apparatur gedeckt werden, denn man führt

Claims (1)

1. dabei der verdichteten Luft etwa 2,5 cal Kälte je Kubikmeter zu, die sich dann beim Entspannen von 4 atü auf den Druck der oberen Rektifikationssäule auf Grund des Joule-Thompson-Effekts in flüssige Luft umsetzen.

   Erfahrungsgemäß genügt dieser Kältezusatz zum Ausgleich der Kälteverluste, zumal durch die zusätzlich im tiefgekühlten Zustand von außen in die Apparatur eingeführte und durch die Kältespeicher herausgeleitete Luft die Oberflächenkälteverluste in den Kältespeichern direkt gedeckt werden, ebenso wie die unvermeidlichen Verluste beim Kältetausch zwischen der Luft und dem Stickstoff. Zur Tiefkühlung der von außen zusätzlich in die Apparatur eingeleiteten Luft wird diese auf hohen Druck verdichtet, mit einer Ammoniakkältemaschine bis — 4o'^J vorgekühlt und sodann in einer Kaltdampfmaschine unter Leistung äußerer Arbeit entspannt, wobei sie sich bis — 17 5⁰ und tiefer abkühlen läßt. An Stelle von Luft kann auch von dem ausgeschiedenen Stickstoff ein Teil auf diese Weise außerhalb der Zeiiegungstemperatur tiefgekühlt und zusätzlich in die Apparatur eingeleitet werden.

   Das hier beschriebene Verfahren läßt sich natürlich auch für die Zerlegung anderer Gasgemische als Luft anwenden.

   Verfahren zum Zerlegen von Gasgemischen unter Vorkühlung derselben im Kältespeicher - Umschalt - Wechselbetrieb nach dem Hauptpatent 490 878, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermöglichung einer restlosen Beseitigung des in den Kältespeichern ausgefrorenen Reifes durch Sublimation und zur Deckung der Kälte-Verluste zusätzlich ein kleiner Teilbetrag des Gasgemisches oder der Zerlegungsprodukte desselben oder auch ein anderes Gas im tiefgekühlten, unverflüssigten Zustand unmittelbar in die Tieftemperaturzone der Apparatur eingeleitet und durch die Kältespeicher herausgeführt wird, wobei diese zusätzlich eingeleitete Gasgemischmenge an der Zerlegung teilnehmen kann oder nicht.