DE641250C

DE641250C - Two-stage rectification column

Info

Publication number: DE641250C
Application number: DEM123352D
Authority: DE
Original assignee: INDUSTRIEGASVERWERTUNG AG F; AG fuer Industrie Gas Verwertung
Current assignee: INDUSTRIEGASVERWERTUNG AG F; AG fuer Industrie Gas Verwertung
Priority date: 1932-04-23
Filing date: 1933-03-24
Publication date: 1937-01-25

Description

Zweistufige Rektifikationssäule Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen flüssiger Gase mit tiefliegendem Siedepunkt, und zwar insbesondere eine zweistufige Rektifikatonssäule zur Zerlegung der Luft in ihre Hauptbestandteile Stickstoff und Sauerstoff, unter gleichzeitiger und getrennter Ausscheidung der leichter und schwerer als die Hauptbestandteile siedenden anderen Bestandteile.Two-stage rectification column The invention relates to an apparatus for cleaning liquid gases with a low boiling point, in particular a two-stage rectification column to split the air into its main components Nitrogen and oxygen, with simultaneous and separate excretion of the lighter and heavier than the main constituents boiling other constituents.

Es ist vor Hinterlegung dieser Erfindung bereits eine zweistufige Rektifikationssäude zur Zerlegung von Luft bekanntgeworden, aus deren zwischen ihren beiden Säulen: angeordnetem Verdampferkondensator die nicht kondensierbaren Bestandteile der Luft abgeleitet werden. Diese ermöglicht noch keine restlose Zerlegung der Luft, da die schwerer als Sauerstoff siedenden Bestandteile der Luft von gewonnenem Sauerstoff nicht abgetrennt werden. Eine restlose Zerlegung ,wird aber gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß im mittleren Teil der oberen Säule -ein zweiter Verdampferkondensator angeordnet ist, in den aus dem unter ihm liegenden Teil der oberen Säule gasförmiger Sauerstoff geleitet und aus dem der Sauerstoff in flüssigem Zustand durch eine Leitung nach außen geleitet wird, während die schwerer siedenden Bestandteile in flüssigem Aggregatzustand aus der Verdampferseite des zwischen den beiden Säulen angeordneten Verdampferkandensators abgezogen werden.Before filing this invention, it is already a two-step process Rectification buildings for the separation of air became known, from their between their two columns: arranged evaporator condenser the non-condensable components be diverted from the air. This does not yet allow a complete breakdown of the air, because the constituents of the air that boil more heavily than oxygen are derived from extracted oxygen cannot be severed. A complete decomposition, however, is carried out according to the present Invention achieved in that in the middle part of the upper column -a second Evaporator condenser is arranged in the part of the below it upper column passed gaseous oxygen and from which the oxygen in liquid State is passed through a pipe to the outside, while the heavier boiling point Components in the liquid aggregate state from the evaporator side of the between the Evaporator condenser arranged on both columns can be withdrawn.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt veranschaulicht.On the accompanying drawing is an embodiment of the invention illustrated in longitudinal section.

Die Vorrichtung besteht aus zwei übereinander angeordneten Rektifikationssäulen 27 und 33. Komprimierte kalte Luft wird durch das Expansionsventil 26 der Zuleitung 25 in die Säule entspannt. Die Flüssigkeit sammelt sich in dem Verdampfer 28 im unteren Teil der Säule 27 an, in dem eine Heizschlange 28' angeordnet ist. Dampf steigt durch Säule 27 in den an ihrem oberen Ende befindlichen Kondensator 29, woselbst der weniger flüchtige Bestandteil dieser Dämpfe rückkondensiert und zurück in die Säule 27 geleitet wird. Flüssiger Stickstoff sammelt sich auf dem unterhalb des Kondensators 29 liegenden Teller 27", so daß die im Verdampfer 28 beßndliche Flüssigkeit einen hochprozentigen Säuerstof f darstellt. Nicht kondensierbarer Dampf .oder Verunreinigung, die flüchtiger als flüssiger Stickstoff sind, werden durch die vom oberen Ende des Kondensators 29 abgehende Leitung 37 abgezogen. Das im unteren Teil der Säule 27 befindliche ver-Hüssigte Gas,, das in der Hauptsache .aus flüssigem Sauerstoff und den weniger flüchtigen Verunreinigungen besteht, wird durch ein. vom Boden der Säule 27 abgehendes Rohr 30 in - den oberen Teil der Säule 33 geleitet. Zwecks endgültiger Reinigung des Gases ist ein zweiter Kondensator 40 innerhalb der" Säule 33 angeordnet. Unterhalb des Kondensators 4o befindet sich eine Trennwand 45 und .oberhalb desselben eine Trennwand 46. Die Räume unterhalb und @oberhalb des Kondensators .sind durch einen Kanal 44 miteinander verbunden, und es :sind außerdem oberhalb und unterhalb des Kondensators 4o Teller 33' bzw. 33" vorgesehen. Reiner gasförmiger Sauerstoff wird aus Säule 33 durch Rohr 5o in den Teil 4i des Kondensators 4o geleitet und in flüssigem Zustand aus dem unteren Teil42 des Kondensators 4o durch Leitung 5 t abgezogen.The device consists of two rectification columns 27 and 33 arranged one above the other. Compressed cold air is expanded through the expansion valve 26 of the feed line 25 into the column. The liquid collects in the evaporator 28 in the lower part of the column 27, in which a heating coil 28 'is arranged. Steam rises through the column 27 into the condenser 29 located at its upper end, where even the less volatile constituent of these vapors is recondensed and passed back into the column 27. Liquid nitrogen collects on the plate 27 ″ located below the condenser 29, so that the liquid in the evaporator 28 is a high percentage of oxygen. Non-condensable vapor or impurities that are more volatile than liquid nitrogen are removed from the top of the Condenser 29 discharged line 37. The liquefied gas located in the lower part of the column 27, which mainly consists of liquid oxygen and the less volatile impurities, is drawn through a pipe 30 extending from the bottom of the column 27 into - the upper part of the column 33. A second condenser 40 is arranged inside the column 33 for the purpose of final cleaning of the gas. Below the condenser 4o there is a partition 45 and above it there is a partition 46. The spaces below and above the condenser are connected to one another by a channel 44, and there are also plates 33 'and below the condenser 4o. 33 ". Pure gaseous oxygen is passed from column 33 through pipe 5o into part 4i of condenser 4o and is drawn off in the liquid state from lower part 42 of condenser 4o through line 5t.

Die als Ausgangsprodukt dienende komprimierte Luft kann Bestandteile enthalten, die flüchtiger oder weniger flüchtig als das zu erzielende flüssige Gas sind. Die flüchtigeren Bestandteile werden durch den Verdampfer 28 verdampft und durch Leitung 37 entfernt, s:o@ daß die verbleibende Flüssigkeit hauptsächlich Sauerstoff und Stickstoff und die weniger flüchtigen Bestandteile enthält. Diese Flüssigkeit wird in die .obere Säule 33 geleitet, wo, der Sauerstoff ausgewaschen wird und in die Konde'nsatorkammer 4o gelangt. Die ansteigende Flüssigkeit fließt über Kanal. 44 in den unteren Teil der Säule 33 und sammelt sich um den Kondensator 29 herum. Hier wird in dem Kondensatorverdampfer 29 ein Teil der Flüssigkeit verdampft, die jetzt ein hochkonzentrierter flüssiger Sauerstoff ist, der die weniger flüchtigen Bestandteile enthält. Der in dieser Kammer verdampfte Sauerstoff wird .durch Rohr 5o in den Kondensator 4o geleitet, aus dessen unterem Tei142 alsdann der vollkommen reine, flüssige Sauerstoff durch Rohr 51 abgeleitet wird. Die sich in der Kondensatorkammer 4o ansammelnde Flüssigkeit besteht aus einer Mischung von Sauerstoff und Stickstoff und weniger flüchtigen Bestandteilen,. Die in dieser Kammer stattfindende Verdampfung ist fraktioneller Natur; der flüchtigere Stickstoff geht durch die öffnungen 47 i den oberen Teil der Säule 33, in dem der Hauptteil des Stickstoffs über Leitung 34 aus dem oberen Teil der Säule 27 zugeleitet wird. Somit erfolgt die Kühlung des Kondensators 40 vermittels eines Kühlmittels, das einem anderen Teil des Herstellungskreislaufes entnommen ist.The compressed air used as the starting product can contain constituents contain that are more volatile or less volatile than the liquid gas to be achieved are. The more volatile components are evaporated by the evaporator 28 and removed through line 37, s: o @ that the remaining liquid is mainly oxygen and contains nitrogen and the less volatile components. This liquid is passed into the .obere column 33, where, the oxygen is washed out and in the condenser chamber 4o arrives. The rising liquid flows through the channel. 44 into the lower part of the column 33 and collects around the condenser 29. Here, part of the liquid is evaporated in the condenser-evaporator 29, which now a highly concentrated liquid oxygen is the less volatile Contains ingredients. The oxygen evaporated in this chamber is .through pipe 5o passed into the condenser 4o, from the lower part of which then the complete pure liquid oxygen is discharged through tube 51. Which is in the condenser chamber 4o accumulating fluid consists of a mixture of oxygen and nitrogen and less volatile components. The evaporation that takes place in this chamber is of a factional nature; the more volatile nitrogen passes through the openings 47 i the upper part of the column 33, in which the main part of the nitrogen is via line 34 is fed from the upper part of the column 27. Thus, the cooling of the Condenser 40 by means of a coolant that is another part of the manufacturing cycle is taken.

Claims

PATENT CLAIM: Two-stage rectification column for dismantling the Air into its main components nitrogen and oxygen, with simultaneous and separate excretion of the lighter and heavier boiling than the main components other components, their evaporator condenser arranged between their two columns has a discharge for the low-boiling impurities, characterized in that there is a second evaporator condenser in the middle part of the upper column (4z, 42) is arranged in the gaseous from the part of the upper column lying below it Oxygen passed and from which the oxygen in the liquid state through .ein Line (51) is passed to the outside, while the higher-boiling components in the liquid state from the evaporator side of the between the two columns arranged evaporator condenser (29) are withdrawn.