DE714070C - Vorrichtung zum Abfuellen von rueckverfluessigter Kohlensaeure - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Abfüllen von rückverflüssigter Kohlensäure Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abfüllen von aus Trockeneis rückverflüssigter Kohlensäure unter Abkühlen der flüssigen Kohlensäure auf -dem Wege vom Rückverflüssiger zum Abfüllgefäß und bezweckt die Vereinfachung und Verbilligung der Anlage und des Betriebes. Dies wird erfindungsgemäß .dadurch erreicht, daß die Abfülleitung in einem isolierten, mit Kühlmittel gefüllten Speicherbehälter angeordnet ist. Hierdurch wird :der Vorteil erreicht, .daß bei im wesentlichen ununterbrochenem Abfüllbetrieb die anfängliche Tiefkühlung des den Speicher erfüllenden Kühlmittels genügt, vorausgesetzt natürlich, daß er gegen Kälteverluste hinreichend isoliert ist, weil .die während des Abfüllens auftretende Abkühlung zufolge teilweiser Expansion des Kohlendioxyds im Rückverflüssiger bzw. in der Abfülleitung völlig hinreicht, um die natürlichen Wärmeverluste der Speicherflüssigkeit zu kompensieren.
• Zur erstmaligen Tiefkühlung der Speich.erflüssi:gkeit wird in an sich bekannter Weise die bei der Rückverflüssigung gebundene Schmelzwärme ausgenutzt. Zu diesem Zweck steht gemäß einer Ausbildungsform der Erfindung :der Speicherbehälter mit einem im Rückverflüssiger angeordneten Wärmeaustauscher durch Zu- und Ableitungen für das Kühlmittel in Verbindung. Es bildet sich hierbei nach Art- eines Thermosiphons ein Kühlmittelkreislauf aus. Gemäß einer abgeänderten Ausbildungsform der Erfindung kann aber auch der Gasraum des Rückverflüssi.gers mit dem Austrittsende der Abfülleitung durch eine absperrbare Gasrückführleitung verbünden sein. In diesem halle findet die Tiefkühlung der Speicherflüssigkeit durch die anfängliche Verdampfung der flüssigen Kohlensäure in der Abfülleitung selbst statt, während der gebildete Dampf durch .die Gasrückführleitung in den Rückverflüssiger zurückströmt und dort wieder kondensiert.
• In der Zeichnung ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. i bezeichnet den zur Rückverflüssigung des Trockeneises dienenden Hochdruckbehälter, den isolierten Speicherbehälter, der beispielsweise mit Sole gefüllt ist. 3 die als Rohrschlange ausgebildete Abfülleitung, 5,den Abfüllstand. Mit io und 1a sind Manometer und mit 4., 6 bis 9 u_nd 13 bis i5.Aibsperrventile bezeichnet.
• Der Betrieb der Vorrichtung gestaltet sich wie folgt: Der Hochdruckbehälter i ist ein bekannter Druckverflüssigungsbehälter für beliebige größere Mengen Trockeneis. Die Verschlußöffnung ist so bemessen, daß das Trockeneis ohne Zerkleinerung in Normalblöcken von i8o mm Durchmesser eingefüllt werden kann. Nach Einbringen der nach Größe des Behälters sich richtenden Menge Trockeneis wird der Hochdruckbehälter i durch seinen selbstdichtenden Schraubverschluß i i verschlossen, wobei das Ventil ;, welches als Entlüftungsventil dient, geöffnet bleiben muß. Nach Aufbringen des Verschlußdeckels wird Ventil geschlossen. Sodann werden die Ventile .1 und 6 bz-w. 6" geöffnet, das noch vom vorherigen Arbeitsgang in der Schlange befindliche Gas strömt sodann in den Hochdruckbehälter zurück und kondensiert zum Teil an dem kalten Trockeneis. Durch äußere Wärmeeinstrahlung, die man durch einen Ventilator oder eine Heizung begünstigen kann, steigt die Temperatur und damit der Druck in dein Hochdruckbehälter an, bis der Trippelpunkt bei -- 56° und 5,28 Atm. erreicht ist. Sodann gebt das Trockeneis aus denn festen in #len flüssigen Aggregatzustand über, die Temp°-ratur bleibt nun so lange konstant, bis alles Trockeneis geschmolzen ist. Die unter der Temperatur des Trippelpunktes stehende Flüssigkeit fließt nach dein Gesetz der kommunizierenden Röhren durch die untere Verbindungsleitung über Ventil .. ' in die Rohrschlänge 3, da inan der in der Rohrschlange verdampfenden Flüssigkeit die Möglichkeit -nibt, über die ober; Verbindungsleitung durch Ventil 6 zurückzuströmen. Zweckmäßigerweise wird span, wie in der Zeichnung dar--,-.stellt, den den Hochdruckbehälter i etwas höher legen als die in dein Soletank 2 befindliche Rohrschlange 3.
• Die unter der tiefen Temperatur von etwa --- 7o° in die Rohrschlange einströmende fliissige Kohlensäure bewirkt nun, daß die Solemenge, welche die Rohrschlange umgibt, ebenfalls sehr tief leerabgekühlt wird. Man kann diese Tiefkühlung der Sole auch dadurch erreichen, daß man in den Hockdr uckbehälter eine Soleschlange 16 legt, die mit dein Soletank in Verbindung steht und nach dein Thermosiphonprinzip arbeitet. Auf diese Weise wird die Scliinelzwärme des Trockeneises zur Kühlung der Sole ausgenutzt. Selbstverständlich muß man als Sole eine Flüssigkeit verwenden, die bei -So' nicht gefriert. Damit der Solespeicher seinen Kälteinhalt möglichst lange hält, ist er nach allen Seiten hin mit einer starken Isolation umgeben.
• Die Temperatur der noch in dein Hochdruckbehälter verbliebenen flüssigen Kohlensäure steint durch äußere Wärmeeinstrahlung weiter an und damit in Abhängigkeit hiervon auch der Druck. Schließlich wird im Hochdruckbehälter die ka.umteinperatur erreicht.
• Die in der Rohrschlange 3 befindliche flüssige Kohlensäure hat infolge der sie umgebenden Sole eine tiefere Temperatur und Jamit auch einen niedrigeren Dämpfdruck. Bei Öffnen des Systems an einer Stelle wird die stärkste Verdampfung naturgemäß an tler Stelle der höchsten Temperatur eintreten, vorausgesetzt, daß die Ventile.., 6 und 6" geöffnet sind. Ob nun das System geöffnet oder ein zusätzlicher Raum von niedrigerem Druck als dein in dem System herrschenden hinzugeschaltet wird, ist belanglos. Es muß nur die .Reihenfolge: Behälter mit Kohlensäure vogi Zimmertemperatur, kalte Rohrschlange und aufzufüllender Behälter so gewählt werden, daß die im Behälter i verdampfende Kohlensäure die in Schlange 3 befindliche abgekühlt Kohlensäure vor sich her in den zugeschalteten Abfüllbehälter preßt. Die in dein Soletank z liegende Rohrschlange 3 muß so groß bemessen sein, daß die aus dem Hochdruckbeh iilter i nachfließende warme Flüssigkeit sich auf ihrem Wege durch die Rohrschlange al-)-kühlt und die Temperatur der Sol: annimmt. Infolgedessen wird ein ständiger Drucküberschuß in dem Hochdruckbehälter i sein, der die kalte Flüssigkeit zwingt, in die angeschlossenen Abfüllbehälter, z. B. rlie normalen Stahlflaschen, zu fließen.
• Man hat bereits vorgeschlagen, einen "feil der kalten Flüssigkeit abzuzweigen und durch Heizung einen Druckiiberscliuli zu schaffen. Doch haben sich bei dieser Anordnung nicht unbeträchtliche Schwierigkeiten ergeben, die darin bestehen, daß die kalte Kohlensäure, sobald sie in die Heizschlange eintritt, verdampft und durch die starke Verdampfung verhindert, daß weitere Kohlensäure nachfließt. Man ist ferner gezwungen, den Hochdruckbehälter, wenn man das verflüssigte Gas nicht sofort in kaltem Zustande abzufüllen beabsichtigt, zu isolieren, und die eben "üschilderten Schwierigkeiten beim Übertreten der kalten Flüssigkeit in die Heizschlange sind aus diesem Grunde unvermeidbar.
• Es ist auch bekannt. heim Abfüllen vr@ii flüssigem Ammoniak aus Lagerbehältern in Versandflaschen das verflüssigte Gas vor dein Eintritt in die Versandflaschen wieder abzukühlen. Trotz dieser Abkühlung werden hierbei die Verluste als über das normale Mal hinausgehend bezeichnet. Demgegenüber mußte es überraschen, daß bei Anwendung des bekannten Verfahrens auf (las Abfüllen von rückverflüssigter Kohlensäure gzmä l-.3 vorliegender Erfindung die Verluste :ehr gering bleiben. Es kommt noch hinzu, daß ini Falle des Annnoniaks eine fremde Kältequelle zum Abkühlen erforderlich ist. @vährend beim Verfahren gemäß der Erfindung die volle Schmelzwärme des Trockeneises zur Verfügung steht.
• Zweckmäßigerweise wird man mehr a1 einen. z. B. zwei Hochdruckbehälter vorsehen. damit das in dein einen Behälter vom vorli:rgehenden Arbeitsgang noch befindliche Gas nicht bei der Neufüllung restlos verlorengeht. Verbindet man beide Hochdruckbehälter durch eine Rohrleitung und läßt das in dem ersten Behälter noch befindliche Gas in den anderen neu gefüllten Behälter einströmen, so wird ein Teil an den kalten Trockeneis kondensieren, und es wird sich in beiden Behältern ein wesentlich niedrigerer Druck als ohne Berücksichtigung -der Kondensation einstellen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Abfüllen von aus Trockeneis rückverflüssigter Kohlensäure unter Abkühlen der flüssigen Kohlensäure auf dem Wege vom Rückverflüssiger zum Abfüllgefäß., dadurch gekennzeichnet, daß die Abfülleitung in einem isolierten, mit Iiiihlinittel gefüllten Speicherbehälter angeordnet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbehälter mit einem im Rückverflüssiger angeordneten Wärmeausta.uscher in an sich bekannter Weise durch Zu- und Ableitungen für rlas Kühlmittel in Verbindung steht.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasraum des Rückverflüssigers mit dem Austrittsende der Abfülleitung in an sich bekannter Weise durch eine absperrbare Gasrückführleitung verbunden ist.