DE554005C

DE554005C - Verfahren zur Kondensation von Daempfen aus Luft und Gasen

Info

Publication number: DE554005C
Application number: DEF68885D
Authority: DE
Original assignee: Gesellschaft fuer Lindes Eismaschinen AG
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1929-07-28
Filing date: 1929-07-28
Publication date: 1932-07-06
Also published as: FR636707A; GB356889A; GB308228A; FR36575E; FR38824E; NL30736C; GB294354A

Description

Verfahren zur Kondensation von Dämpfen aus Luft und Gasen Nach Patent 486 549 geht die Ausscheidung der Dämpfe in einem mit einer Kälteflüssigkeit berieselten Kondensator kontinuierlich vor sich, während der Kältetausch zwischen dem Frischgas und dem Trockengas im Kältespeicher-Umschalt-Wechselbetrieb erfolgt.
Das von Dämpfen zu befreiende Gas (Frischgas) wird dabei abwechselnd durch einen der beiden Kältespeicher eingeleitet, gibt in diesem seine Wärme ab und kommt gekühlt im Berieselungskondensator an, aus dem es dann von Dämpfen befreit als Trockengas durch den anderen Kältespeicher wieder herausgeleitet wird, nachdem es in diesem seine Kälte abgegeben hat, worauf dann umgeschaltet und das Frischgas durch den zweiten Speicher eingeleitet wird, aus welchem vorher das Trockengas herausgeleitet wurde.
Nun muß aber durch den ersten Kältespeicher stets so lange Frischgas eingeblasen werden, bis dieser vollständig warm geblasen ist, damit die aus den Dämpfen im Kältespeicher sich ansetzende Feuchtigkeit wieder abgetrocknet wird, ehe die Umschaltung erfolgt, um durch diesen Kältespeicher wieder das Trockengas herausleiten zu können.
In der Zeit nun, in welcher sich im Frischgas-Kältespeicher auch am unteren (kalten) Ende das Warmblasen bemerkbar macht, bis zu seiner restlosen Erwärmung, muß die Abkühlung des Gases im Kondensator vor sich gehen.
Das Gas nimmt also Kälte sowohl aus dem ersten (Frischgas-) Kältespeicher als auch aus dem Berieselungskondensator auf, kann aber diese von zwei Stellen aufgenommene Kälte nur im zweiten (Trockengas-) Kältespeicher abgeben, was aber dessen Aufnahmefähigkeit übersteigen muß. Demgemäß geht hierbei die vom Gas im Kondensator zusätzlich aufgenommene Kälte zum größten Teil verloren.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren, diesen Kälteverlust dadurch zu vermeiden, daß durch besondere Ausbildung des Kondensators die kalte Berieselungsflüssigkeit im Kondensator wieder erwärmt wird und von dem abgekühlten und getrockneten Gas im Teilstrom abgezweigt wird, der zum Wiederabkühlen der Berieselungsflüssigkeit dient, so daß die durch den Trockengas-Kältespeicher austretende Gasmenge kleiner ist als die im Frischgas-Kältespeicher abzukühlende Gasmenge. Dann ist es möglich, den Frischgas-Kältespeicher vollständig warm zu blasen, ohne daß durch den Trockengas-Kältespeicher Kälte nach außen getragen wird.
Der Kondensator erhält zu diesem Zweck eine Reihe von Eintrittsstutzen in verschiedener Höhe für das Frischgas, und der Betrieb geht in der Weise vor sich, daß, solange das Frischgas vollständig kalt aus dem Frischgas-Kältespeicher in den Kondensator tritt, dasselbe ungefähr in die Mitte desselben eingeleitet wird. Mit fortschreitender Erwärmung des unteren Endes des Frischgas-Kältespeichers wird das Gas stufenweise immer tiefer in den Kondensator eingeleitet, so daß dieser an seinem unteren Ende nur von vollständig erwärmtem Gas durchströmt wird. Das untere Kondensatorende bleibt also immer warm, und die oben im Kondensator aufgegebene Berieselungsflüssigkeit tritt stets auf Außentemperatur erwärmt unten aus dem Kondensator aus. Wäre dies nicht der Fall, dann könnte der abgezweigte Teilstrom des gekühlten Gases seine Kälte an die Lauge nur unvollkommen abgeben. Um aber zu erreichen, daß die Lauge den Berieselungskühler am unteren Ende stets im Zustand der atmosphärischen Temperatur verläßt, darf das aus den Regeneratoren kommende Frischgas nicht am unteren Ende des Berieselungskühlers eingeleitet werden, solange es noch kalt aus dem Regenerator kommt, sondern erst dann, wenn es während der Warmblaseperiode unten bereits warm aus dem jeweiligen Frischgasgenerator austritt.
In beiliegender Zeichnung ist das Verfahren durch eine zur Durchführung desselben geeignete Einrichtung schematisch dargestellt.
Sie besteht aus den beiden Kältespeichern b' und b", dem Berieselungskondensator f, dem Umschaltventil c und dem Umschaltschieber s.
Das Frischgas mit Außentemperatur tritt durch das Umschaltventil c in den Kältespeicher b' ein, wird in demselben abgekühlt und von Dämpfen befreit und tritt dann durch den Umschaltschieber s zunächst durch den obersten Eintrittsstutzen (Pfeil x) des Berieselungskondensators in diesen ein.
Durch den Kältespeicher b' wird nun so lange Frischgas eingeleitet, bis sich derselbe an seinem unteren Ende bis auf Außentemperatur oder so weit, als es der Prozeß erfordert, erwärmt hat und die vorher ausgeschiedene Feuchtigkeit von den Flächen des Kältespeichers b' wieder vollständig abgetrocknet ist.
Mit fortschreitender Erwärmung des aus dem Kältespeicher b' zum Kondensator f strömenden Gases wird dasselbe durch den Umschaltschieber s stufenweise immer tiefer in denselben eingeleitet (Pfeil 2, 3, 4, 5) und kühlt sich nun in diesem an den von oben her mit kalter Berieselungsflüssigkeit benetzten Flächen desselben ab.
Abgekühlt und von Dämpfen befreit tritt es oben aus dem Berieselungskondensator aus und wird in den zweiten Kältespeicher b" geleitet, in dem es seine Kälte abgibt und denselben wieder erwärmt und getrocknet durch das Umschaltventil c verläßt.
Die unten aus dem Kondensator erwärmt austretende Berieselungsflüssigkeit wird von den aus dem Gas ausgeschiedenen Dämpfen in bekannter Weise durch Regenerieren befreit. Zu diesem Zwecke wird ein Teil oder auch die gesamte Flüssigkeit durch den (nicht dargestellten) Regenerator geleitet.
Von dem am oberen Ende des Berieselungskondensators f austretenden kalten trockenen Gas wird ein Teil abgezweigt und im Gegenstrom zu der erwärmten Berieselungsflüssigkeit in die Trockengasleitung geführt. Dieses Gas gibt dabei seine Kälte im Gegenstromtauscher p an die Berieselungsflüssigkeit ab.
Durch eine besondere Kälteerzeugungsanlage wird die Berieselungsflüssigkeit im Nachkühler y noch auf die zur Ausscheidung der Dämpfe erforderliche Temperatur nachgekühlt und dann wieder am oberen Ende des Kondensators d zur erneuten Berieselung aufgegeben.
Nach der vollständigen Wiedererwärmung des Kältespeichers b' wird die Frischgaszufuhr zu diesem durch das Umschaltventil c unterbrochen und das Frischgas jetzt in den mit Kälte aufgeladenen Kältespeicher b" geleitet, worauf der Prozeß in umgekehrter Richtung beginnt. Das abgekühlte Frischgas wird wieder zunächst durch den obersten Eintrittsstutzen (Pfeil z) des Berieselungskondensators f in diesen eingeführt und tritt mit zunehmender Erwärmung des unteren Endes des Kältespeichers b" durch den Umschaltschieber s stufenweise immer weiter unten in den Kondensator d ein (Pfeil 2, 3, 4, 5).
Das Umschaltventil c wird durch Druckluft und der Umschaltschieber s mittels einer Druckflüssigkeit von einer (nicht dargestellten) Schaltmaschine aus bedarfsgemäß gesteuert.
Die Rückschlagklappen na bewirken, daß das Gas stets zwangsläufig seinen Weg von unten nach oben durch den Berieselungskondensator nehmen muß.
Die ausgezogenen Pfeile zeigen den Gasweg während der ersten, dritten, fünften usw. Blaseperiode, die gestrichelten den umgekehrten während der zweiten, vierten, sechsten usw. an.
Als Kälteflüssigkeit kommt entweder Sole, Lauge, Alkohol oder Toluol, je nach der erforderlichen Tieftemperatur zum Ausscheiden der betreffenden Dämpfe, zur Anwendung.
In der Kälteflüssigkeit löst sich in der Regel die Flüssigkeit und der Reif aus den ausgeschiedenen Dämpfen und muß dann durch Regenerieren derselben in bekannter Weise von dieser getrennt werden.
Die Kondensation von Dämpfen aus Luft und Gasen absorbiert stets Kälte, und zwar erstens durch die nie ganz vermeidlichen Kälteverluste und insbesondere aber durch die Kondensation selbst.
Diese verbrauchte Kälte muß durch eine besondere Kälteerzeugungsanlage wieder ersetzt werden.
Bei der Ausscheidung von Wasserdampf aus Luft und Gasen kann dies in sehr wirtschaftlicher Weise mit einer Ammoniakkältemaschine bewerkstelligt werden, denn hier wird die Ausscheidung meist nicht unter- 3o' vor sich gehen, bei der Ausscheidung von Benzoldämpfen aus dem Koksofengas oder aus Schwelgasen dagegen muß bis - 6o' gekühlt werden und bei der Kohlensäureausscheidung noch weiter bis - ioo° und darunter.
In diesen Fällen muß die Zusatzkälte durch Entspannen verdichteter Luft oder eines sonstigen Gases erzeugt werden, was mit einem höheren Kraftbedarf verbunden ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Kondensation von Dämpfen aus Luft und anderen Gasen durch Kühlung des Gases und Verflüssigung der Dämpfe in einem Berieselungskondensator unter Kälterückgewinnung in Kältespeichern mit Umschaltwechselbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß das durch den jeweiligen Frischgas-Kältespeicher hindurchgeleitete Frischgas zuerst an einer höheren Stelle in den Berieselungskondensator eingeleitet und nach Maßgabe der fortschreitenden Erwärmung des Frischgas-Kältespeichers stufenweise immer tiefer dem Berieselungskondensator zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß die im Berieselungskondensator erwärmte Kühlflüssigkeit durch einen Teil des im Frischgas-Kältespeicher abgekühlten Gases in einem Gegenstrom-Wärmetauscher wieder zurückgekühlt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Berieselungskondensator mit mehreren in verschiedener Höhe liegenden Gaseintrittsstutzen für das vom Frischgas-Kältespeicher kommende Gas versehen ist, durch die das Gas durch ein Steuerungsorgan nacheinander eingeleitet wird.