DE597593C - Verfahren zur Gewinnung sauerstoffreicher Gemische aus Luft - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung sauerstoffreicher Gemische aus Luft In dem Hauptpatent ist ein Verfahren zur Gewinnung sauerstoffreicher Gemische aus Luft beschrieben, bei dem das flüssige Produkt zur Erniedrigung des Kondensationsdruckes der zu zerlegenden Luft im Gleichstrom mit seinen Dämpfen verdampft wird. Bei diesem Verfahren ist nur das Verhältnis von Verdampfungs-und Zerlegungsdruck bestimmt, ihre absolute Höhe jedoch in weiten Grenzen beliebig veränderlich. Infolgedessen ist es möglich, mit einem Kondensationsdruck der Luft von etwa einer Atmosphäre zu arbeiten, wobei das verdampfende Kondensat unter Vakuum abgesaugt wird. Die zur Zerlegung der Luft notwendige Entropieverminderung wird unter diesen Bedingungen durch den Kältemaschinenprozeß gedeckt, daß die Luft etwa unter Atmosphärendruck in Wärmeaustausch mit Sauerstoff kondensiert, der unter geringerem als Atmosphärendruck siedet. Die zur Deckung der Kälteverluste notwendige Kältemenge müßte jedoch bisher bei dieser Arbeitsweise getrennt, z. B. durch eine gesonderte Luftverflüssigungsanlage, erzeugt werden, da die bei der Abdrosselung des gewonnenen flüssigen Sauerstoffes auf Unterdruck frei werdende Kältemenge hierfür viel zu klein ist.
• Vorliegende Erfindung ermöglicht es, die zur Deckung der Verluste nötige Kälte im Verlaufe des Verfahrens selbst zu gewinnen. Erfindungsgemäß wird die Luft mit einem geringen Überdruck von etwa 0,5 atü durch die Regeneratoren geleitet und erst vor Eintritt in den Kondensator zur Kältegewinnung in einer Turbine auf Atmosphärendruck expandiert. Um zu verhindern, daß sich bei der Abkühlung durch die Expansion ein Teil der Luft verflüssigt, wird ihre Eintrittstemperatur in die Turbine so hoch gewählt, daß bei der Expansion der Taupunkt nicht unterschritten wird.
• Das Verfahren wird folgendermaßen durchgeführt. Die Luft wird in einem Turbokompressor auf geringen Überdruck von etwa 0,5 atü verdichtet und hierauf in den Regeneratoren gekühlt. Vor dem Eintritt in den Kondensator wird die Luft in einer Turbine entspannt. Die Expansion der Luft von diesem geringen Überdruck auf etwa Atmosphärendruck reicht völlig aus, um die zur Deckung der Verluste notwendige Kälte zu liefern, da bei dieser Arbeitsweise nicht wie sonst nur ein Bestandteil durch Expansion Kälte erzeugt, sondern die Gesamtmenge der Luft verwendet wird.
• Um zu verhindern, daß bei der Expansion der Taupunkt unterschritten wird, schickt man die Luft mit ausreichend hoher Temperatur in die Turbine. Dieses Ziel wird, ohne Kälteverluste zu erleiden, auf folgenden Wegen erreicht. Entweder man kühlt die Luft in den Regeneratoren nur bis auf die zum Eintritt in die Turbine zulässige Temperatur ab, indem man den kalten Stickstoff oder Sauerstoff, durch deren Kälte die Luft gekühlt wird, vor Eintritt in die Regenerätoren durch Wärmeaustausch mit einer kleinen Menge komprimierter I:uft, die hierbei verflüssigt wird, vorwärmt, so daß die Kühlung der Luft entsprechend verringert wird. Eine andere Arbeitsweise besteht darin, daß man die Luft in üblicher Weise in den Regeneratoren bis an den Taupunkt kühlt, sie aber vor Eintritt in die Turbine in Wärmeaustausch mit komprimierter Luft so weit erwärmt, daß bei der anschließenden Expansion der Taupunkt nicht unterschritten wird. Letzteres Verfahren bietet den Vorteil, daß infolge der tieferen Kühlung der Luft die reversible Ausscheidung der Kohlensäure in den Regeneratoren verbessert wird.
• Aus der Turbine tritt die Luft in die Kondensatorseite eines Austauschers ein, in der ihre Kondensation und Zerlegung unter Rücklauf der Kondensate erfolgt. Die hierbei gewonnene sauerstoffreiche Flüssigkeit wird auf die Verdampferseite des Austauschers entspannt und dort unter Unterdruck abgesaugt. Um bei der Entspannung der sauerstoffreichen Flüssigkeit Verdampferverluste zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Flüssigkeit vor der Entspannung durch Wärmeaustausch z. B. mit dem kalten stickstoffreichen Gemisch zu unterkühlen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Gewinnung sauerstoffreicher Gemische aus Luft durch fraktionierte Kondensation und Rektifikation mit Gleichstromführung von Flüssigkeit und Dampf bei der Verdampfung des sauerstoffreichen Gemisches nach Patent 589 g16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensation der Luft unter Atmosphärendruck erfolgt und die zur Deckung der Kälteverluste der Zerlegungsvorrichtung notwendige Kälte durch arbeitsleistende Expansion der auf geringen Überdruck verdichteten Luft in einer Turbine auf Atmosphärendruck vor ihrem Eintritt in den Kondensator erfolgt.