DE676616C - Verfahren zur Erzeugung von unter Druck stehendem gasfoermigem Sauerstoff - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung von unter Druck stehendem gasfoermigem Sauerstoff

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DE676616C DEM135635D DEM0135635D DE676616C DE 676616 C DE676616 C DE 676616C DE M135635 D DEM135635 D DE M135635D DE M0135635 D DEM0135635 D DE M0135635D DE 676616 C DE676616 C DE 676616C
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Description

  • Verfahren zur Erzeugung von unter Druck stehendem gasförmigem Sauerstoff Bei Luftzerlegungsanlagen zur Gewinnung von Sauerstoff und Stickstoff wird der flüssige Sauerstoff durch den Druck, der im Nieder-.druckteil des Apparats etwa @o,5 atü beträgt, in die Sauerstoffverdarnpfungsschlange gedrückt, wo die Verdampfung des flüssigen Sauerstoffes stattfindet. Am warmen Ende der Sauerstoffverdampferschlange ist h1 der Regel ein Gasbehälter mit schwimmender Glocke nachgeschaltet, in welchem der Sauerstoff vor seiner Komprimierung auf hohen Druck aufgespeichert wird.
  • In vielen Fällen, besonders bei der Eigenversorgung von Betrieben mit Sauerstoff, wird nur eile Druck bis to atü. desselben benötigt, so daß eigentlich jede höhere Kompression unnötige Ausgaben darstellt. Die technische Durchbildung von Sauerstofferzeugungsanlagen für den eigenen Bedarf ist heute bereits so weit vorgeschritten, daß ein periodischer Betrieb wirtschaftlich ist, weshalb das AufsrPeichern sehr großer Sauerstoffmengen aus Gründen der sicheren Versorgung nicht mehr notwendig erscheint.
  • Es sind bereits Verfahren bekannt, bei welchen. die Verdampfung des Flüssigsauerstoffes unter Druck durch Beheizung mit einem Teil der zu zerlegenden Luft stattfindet.
  • Der flüssige Sauerstoff wird aus der Trennsäule in besondere Verdampfer geleitet, die wechselweise an dem Sauerstoffzufluß abgesperrt werden. In diesen Gefäßen wird er durch Wärmeaustausch mit einer mit komprimierter Luft beschickten Heizschlange verdampft, wobei die verdichtete Luft sich abkühlt bzw. verflüssigt, und durch die Verdampfung unter Druck gesetzt. Es wird also zwar auch die Verdarnpfungskälte des flüssigen Sauerstoffs durch Übertragung, auf die zu verflüssigende Luft für den Zerlegungsvorgang nutzbar gemacht. Das bekannte Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß nicht nur ein auf wechselseitigem Betrieb umschaltbarer Verdampfer erforderlich wird, sondern daß auch die durch den jeweils zur Verdampfung unter Druck geschalteten Behälter hindurchgehende Luftmenge genau reguliert werden muß. Absperrventile, Wechselventile und Regulierventile machen dieses Verfahren kompliziert. Ferner besteht die große Gefahr unzulässiger Drucküberschreitungen bei zu starker Beheizung. Die vorliegende Erfindung verhindert diese Nachteile dadurch, daB der in Behälter abgefüllte Sauerstoff durch Eintreiben eines Preßgases unter den gewünschten Enddruck gesetzt und dann unter diesem Druck in den eigentlichen Wärmeaustauscher geleitet und verdampft wird und daß am warmen Ende des Wärmeaustauschers, also am Austritt des unter Druck verdampften Sauerstoffes, ein automatisches Druckreglerventil entgegengeschaltet ist. Bei Entnahme von Sauerstoff aus der Verbrauchsleitung wird also automatisch ein geringer Überdruck auf der Primärseite des Reglers entstehen und die Förderung von -flüssigem Sauerstoff und dessen Verdampfung einsetzen, während bei einem Nachlassen des Verbrauches ebenso auch die Förderung nachläßt und bei Aufhören des Verbrauches schließlich ebenfalls die Förderung aufhört. Es sind weiterhin Verfahren bekannt, bei denen der flüssige Sauerstoff mittels einer Flüssigkeitspumpe, die von außen angetrieben wird, auf Druck gebracht und dann unter Druck im Wärmeaustauscher verdampft wird. Auch hier erfolgt die Übertragung der Verdampfungskälte an die abzukühlende und zu verflüssigende Luft im Wärmeaustauscher.
  • Die Flüssigkeit wird jedoch vor dem Eintritt in den Verdampfer auf den gewünschten Enddruck gebracht, und zwar dadurch, daß zwischen Virratsbehäiter und Verdampfer eine besindere Flüssigkeitspumpe angebracht ist. Die Verwendung der Flüssigkeitspumpe unter sehr tiefen Temperaturen macht jedoch Schwierigkeiten und beeinträchtigt die Betriebssicherheit. Die vorliegende Erfindung vermeidet auch diesen Nachteil. Nach der Erfindung wird der in flüssiger Form gewonnene Sauerstoff weder durch Verdampfung komprimiert noch durch mechanische Mittel auf Druck zwecks späterer Verdampfung gebracht, sondern die Vorratsbehälter für den flüssigen Sauerstoff stehen mit einer fremden Leitung oder einem Behälter konstanten Druckes in Verbindung, der ein Druckgas einführt und damit den gewünschten hohen Druck erzeugt, durch den der Flüssigsauerstoff in den Wänneaustauscher gepreßt wird, um dort durch die entgegenströmende zu verflüssigende Luft verdampft zu werden.
  • Hierfür werden erfindungsgemäß ein oder mehrere umschaltbar eingerichtete Vorratsbehälter für flüssigen Sauerstoff angeordnet, und zwar am besten in direkter Verbindung mit dem Luftzerlegungsapparat. Nach Füllung eines Vorratsbehälters mit flüssigem Sauerstoff wird die Sauerstoffzufuhr zu diesem abgesperrt und auf den zweiten Behälter eingeschaltet. Da in dem gefüllten Behälter eine sehr tiefe Temperatur herrscht und der Flüssigsauerstoff nur langsam unter Selbstkompression verdampfen würde, wird ein von außen kommender Druck zum Herausdrücken des flüssigen Sauerstoffes zur Hilfe genommen, beispielsweise kann der Druck der zweiten Stufe des Luftkompressors dazu benutzt werden. Durch öffnen. eines Ventils wird der Behälter unter Druck gesetzt und der darin befindliche flüssige Sauerstoff in die Verdampferschlange, welche mit der Gegenstromschlange für die abzukühlende Luft zusammengewickelt ist, .leineingedrückt. Am warmen Ende der Gegenstromschlange ist ein Vorratsbehälter nachgeschaltet, der imstande ist, die verdampfte Menge flüssigen Sauerstoffes im gasförmigen Zustand aufzunehmen.
  • In die Leitung zwischen Verdampferschlange und Vorratsbehälter ist ein einstellbares Regelventil eingeschaltet zu dem Zweck, die Verdampfung des Flüssigsauerstoffes regeln zu können, da andernfalls die Verdampfung des flüssigen Sauerstoffes je nach dem Druck im Vorratsbehälter ungleichmäßig vor - sich gehen würde.
  • Die Zeichnung stellt einen Luftzerlegungs apparat bekannter Bauart dar, der mit den umschaltbaren Vorratsbehältern für den flüssigen Sauerstoff zweckentsprechend verbunden ist. Es zeigen A den Luftzerlegungsapparat, B und B1 die Vorratsbehälter für flüssigen und C den Vorratsbehälter für gasförmigen Sauerstoff. Der im unteren Teil des Zer- legungsapparats sich ansammelnde flüssige Sauerstoff fließt durch Leitung D dem Flüssigsauerstoffbehälter B oder B1 zu,. von denen stets einer auf Verdampfung und einer zum Aufspeichern der Flüssigkeit geschaltet ist. In der Zeichnung ist angenommen, daß der Behälter B auf Aufspeichern und BI auf Verdampfen geschaltet ist; Ventil E ist dann offen und Ventil G und F geschlossen, während Ventil E1 geschlossen und Ventil G, und F1 offen sind. Die Höhe der Flüssigkeit in den Behältern kann an dem Flüssigkeitsanzeiger-H und Hl beobachtet und dementsprechend der Schaltwechsel vorgenommen werden. Durch die Leitung I( wird jeweils der auf Verdampfen geschaltete Behälter unter Druck gesetzt, so daß der flüssige Sauerstoff durch die Leitung M der Verdampferschlange im Gegenstromaustauscher des Zerlegungsapparats zugeführt wird und hier verdampft. Durch das Regelventil V, das am warmen Ende der Sauerstoffleitung angeordnet ist, können der Verdampferdruck und die jeweilige Menge dem Betrieb angepaßt werden. Vom Regelventil V strömt dann der Sauerstoff in den Vorratsbehälter C, der mehrfach angeordnet sein kann. Von hier strömt dann der gasförmige Sauerstoff über Ventil und Leitung O mit dem jeweiligen Leitungsdruck direkt zu den Verbrauchsstellen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Erzeugung von unter Druck stehendem gasförmigem Sauerstoff beim Betrieb von Luftzerlegungsanlagen durch Verdampfen des flüssig aus der Trennsäule abgezogenen Sauerstoffes in Wärmeaustausch mit komprimierter Luft, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Sauerstoff in einem oder mehreren Vorratsbehältern durch die in einem Luftkompressor erzeugte Druckluft ;unter Druck gesetzt und dann in den Gegenstromwärmeaueauscher der Luftzerlegungsanlage geleitet wird. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratsbehälter für den flüssigen Sauerstoff durch den Druck der zjveiten Stufe des Luftkompressors der Luftzerlegungsanlage unter Druck gesetzt werden. 3. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeicluiet, daß der Sawerstoffverdampferschlange unter Zwischenschaltung eines einstellbaren Regelventils ein V-)rratsbehälter für den verdampften Sauerstoff nachgeschaltet ist.
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