DE854048C - Verfahren zur Verhuetung der Verunreinigung von Gasen in gaszerlegungs- bzw. Reinigungsanlagen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Verhütung der Verunreinigung von Gasen in Gaszerlegungs- bzw. Reinigungsanlagen

  Die l@ rtin@lung hctritft ein Verfahren zur Ver-

  hütung clei \'ei-unreiiiigting von Gasen in Gas-

  zerlegungs- oder Reinigungsanlagen infolge Lässig-

  keit tiitdicltter :\hsherrorgane. Diese kann zu einer

  1<istigen @'crttni-eitiigung von reinen Gaszerlegungs-

  produkten führen, die z. B. in Tiefkühlanlagen ge-

  w#)niten werden und unter niedrigerem Druck

  stellen als (las zu -zerlegende Gemisch.

  Zum Abkühlen der durch Druck und Kälte zu

  zerlegenden Gasgemische werden z. B. in der Tief-

  tempcrattirtechnik nicist Kältespeicher benutzt, die

  in der Fig. i und 2 mit i und 2 bezeichnet sind.

  Durch diese Speicher geht abwechselnd das zu zer-

  legende Gasgemisch z. ß. in Fig. i Luft (über die

  "Feile 10. 3, t3, 20) bzw. deren Zerlegungsprodukte,

  z. 11. Sauerstoff (über dic Teile 21, 12, 6, 22). Meist

  wird für jedes reine Zerlegungsprodukt ein Kälte-

  speicherpaar vorgesehen. Am oberen Ende der

  Kältespeicher befinden sich gesteuerte Ventile 3

  bis E.. am unteren Ende in der Regel Rückschlag-

  ventile t i bis 14. Für das zu zerlegende Gemisch

  sind die Ventile an der rechten Hälfte des Speichers,

  für (las Zerlegungsprodukt auf der linken Hälfte

  des Speiclicis dargestellt. Die Absperrungen :ifnen

  oder schließen den Weg für das zu kühlende

  Gasgemisch bzw. für das anzuwärmende Zer-

  leguitgshi-odukt. z. B. Sauerstoff (wie gezeichnet)

  bzw. Stickstoff (nicht gezeichnet), durch die

  Kältespeicher. Während das Zerlegungs-

  produkt durch den Regenerator strömt. sind

  die Absperrungen am gleichen Speicher für Glas

  zu zerlegende Gasgemisch geschlossen. Dit, _\b-

  sperrtingen sind nicht immer restlos dicht. Kleine Mengen komprimierten, unzerlegten Gases können sich infolgedessen dein Zerlegungsprodukt bei niederem Druck beimischen. Selbst kleine Mengen von unzerlegtem Gemisch können auf diese Weise Zerlegungsprodukte von sehr hoher Reinheit empfindlich verunreinigen. Während z. B. im dargestellten Fall der Fig. i der Sauerstoffstrom alle Leitungen zwischen den Punkten 21, 12, 6, 22 ständig durchströmt, stagniert das in den Leitungsteilen zwischen Punkt 31 und 3 bzw. 32 und i i sowie das zwischen Speicher und Absperrorganen in den Leitungsteilen 28 und 30 befindliche Gas. Letztere Leitungsteile sind noch mit Luft a-,is der vorhergehenden Strömungsphase vor der Umschaltung gefüllt. Diese Luft, zusammen mit derjenigen, welche durch die etwa undichten Absperrungen ,4 und 14 tritt, sucht in die Hauptsauerstoffleitung in 2 überzutreten. Desgleichen sucht die durch etwaige Undichtigkeiten von 3 und i i tretende Luft sich bei 31 bzw. 32 dem Hauptsauerstoffstrom beizumischen. Fach der Umschaltung (durch gestrichelte Pfeile angedeutcte Strömungsrichtung) gilt dasselbe für die Leitungsteile 27 und 29 sowie die Leitungsteile zwischen 31 und 6 bzw. 32 und 12. Ist diese Zumischung zum Hauptgasstrom erst einmal erfolgt, ist jede Abhilfe praktisch unmöglich. Diese muß daher vorher einsetzen.
• Gegenstand vorliegender Erfindung sind daher lfaßnahmen und Vorkehrungen zur Behebung dieser Nachteile. Das durch die undichten Absperrorgane, z. B. 3, 4, 11, 14, hindurchtretende verunreinigende Gas wird erfindungsgemäß auf der gefährdeten Seite an einer nicht im Hauptgasstrom liegenden Stelle der vom Absperrorgan ausgehenden Leitung, z. B. bei 7, 10, 15, 18, 25, als Teilstrom gegebenenfalls zusammen mit einer gewissen Menge reinen Gases entnommen, bevor eine Zumischung der Verunreinigungen zum Hauptstrom erfolgen kann. Der Teilstrom soll mindestens ebenso groß, zweckmäßig größer sein, als es der Lässigkeit der Ventile entsprieht. Im letzten Fall tritt zusätzlich ein Teil des zu schützenden Gases aus dem Hauptstrom in den gefährdeten Leitungsteil und zusammen mit den Verunreinigungen aus. Nach llriisclialtung erfolgt entsprechend die Entnahme der Teilströme bei den Ventilen 8, 9, 24, 17, 16 in der Richtung der gestrichelten Pfeile.
• Zur Sicherung der Fraktionen höchster Reinheit, die in Gaszerlegungsanlagen, z. B. mit umschaltbaren Kältespeichern, gewonnen werden, entnimmt man also einen Teilstrom aus dem von den Umschaltorganen ausgehenden Leitungsteil auf der Seite der reinen Fraktionen. Die Bedingung, daß die Menge des zu entnehmenden Teilstromes mindestens so groß, zweckmäßig aber größer ist als die durch die Lässigkeit der Ventile einströmende Gasmenge, wird dadurch erfüllt, daß man die Zusammensetzung des Teilgasstromes auf irgendeine bekannte Art mißt und die Teilstrommenge Beinentsprechend regelt. Entspricht die Zusammensetzung des Teilstromes dem Gas auf der Rohgasseite des Absperrorgans, so kann unter Umständen

  die Entnahrnemenge zu klein :ein. Ein Gemisch aus

  beiden Gasen, z. B. aus Rohgas und reiner Fraktion.

  gewährt eine größere Sicherheit gegen Verunrei-

  nigung der reinen Fraktion.

  Die Regulierung der Teilstronimenge ist denkbar

  einfach dadurch möglich, claß man das Entnahme-

  ventil für den Teilstrom mehr oder weniger weit

  öffnet. Bei weiterem Öffnen tritt ein größer werden-

  der Teil der reinen Fraktion mit dein unreinen Gas

  aus und verhütet auf diese Weise jegliche Verunrei-

  nigung der reinen Fraktion.

  Um gegen Druckschwankungen bzw. größere

  Gasverluste bei höherem Druck gesichert zu sein,

  kann die Teilstromentnahme über gesteuerte oder

  Rückschlag- bzw. Rohrbruchventile erfolgen. Die

  Rückschlag- bzw. Rolirbruclivetitile schließen z. 13.

  bei dem Druck des Rohgases.

  Man kann den Teilstrom weniger wertvoller oder

  warmer Gase im einfachsten Fall in die Atniospliiil-e

  führen. Gegebenenfalls kann ein Gebläse die kalten,

  ein anderes die warmen Teilströme sammeln und

  an einer Stelle ähnlicher Temperatur bzw. Zu-

  sammensetzung einblasen. Im Fall einer Gaszerle-

  gungsanlage wird durch die Aufnahme der Teil-

  ströme lediglich die Trennsäule etwas mehr als

  normal belastet. Notfalls können die Teilströme,

  besonders aus warmen Entnahmestellen, zusammen

  mit dem Rohgas vorn 1Zolis;asverdicliter angesaugt

  werden.

  Besonders wichtig ist diese Ausführungsweise

  des Verfahrens für den Fall. daß die Entnahme

  dieser Teilströme am kalten Ende des Kälte-

  speichers erfolgt, die somit erfindungsgemäß ohne

  Kälteverluste und ohne Gasverlust wieder verwertet

  werden. Man kann ferner die Eritnahmenienge

  über ein durch eine Analysenvorrichtung gesteuer-

  tes automatisch betätigtes Ventil regeln, das je nach

  der Zusammensetzung des Teilstromes mehr oder

  weniger geöffnet wird. `Vertvollere reinere oder

  kalte Gase führt man erfindtiligsgemäß in denjeni-

  gen Teil, z. B. eines Tretinci-s einer Gaszerlegungs-

  anlage oder einer sonstigen Anlage, wo dem Teil-

  strom ähnliche Gaszusammensetzungen auftreten.

  Eine weitere Möglichkeit zur Ausführung des

  erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, claß

  man die Absperr- oder Umschaltorgane, z. B. Ven-

  tile oder Klappen, über die eine solche Verunreini-

  gung eintreten könnte, doppelt vorsieht. Beispiels-

  weise können die Umschaltorgane der Kältespeicher

  doppelt angeordnet und hintereinandergeschaltet

  werden, so daß zwischen ihnen ein Gasstrom ent-

  nommen werden kann, dessen :Menge derjenigen der

  durch die undichten Absperrorgane getretenen Ver-

  unreinigungen entspricht. Den Raum zwischen

  beiden Umschaltorganen kann inan mit der :'#,tmo-

  sphäre verbinden, spülen oder aus ihm Gas entnef-

  men. Die Spülung kann z. B. mit einer reinen

  Fraktion der Gaszerlegungsanlage, die der zu

  schützenden Fraktion mindestens ähnlich ist, vor-

  genommen werden.

  Will man die Größe der Verunreinigung nur fest-

  stellen, um danach Abhilfsmaßnahmen treffen zti

  können, so genügt auch eine Messung der Geschwin-

  digkeit des Druckanstieges im 'Zaum zwischen dem

  Paar der _\lispcrrtirgane oder die Messung der Aus-

  tritt;gcscIminrligkeit des durchgelassenen Gases.

  Damit in Zeiten des höheren Druckes keine

  ülx#rnt:ißig hole Gasmenge aus den Teilstrom-

  tritt, können diese mit nicht ge-

  zeiclinet( ii Hini ichtungen versehen werden, z. B.

  siig;namiteu hohrbruchventilen, welche bei über-

  Druck infol-e der größeren Strönitings-

  gc@cli@inulIgkcit s@liließen und z. 13. durch geeignete

  Federn gegen einen schwachen Druck orten gehal-

  teil werden.

  Die Fig. _ zc igt die Anordnung doppelter Um-

  schaltorganc :in h:iltespeichern mit Entnahme- bzw.

  Spülorganen z\\ isclien den Doppelorganen sowie

  slic Rücklcittitwen für die "f eilstriitne zum Zer-

  ltgungsal>l@arat. 1)ie l "nlsclialtorgane 33 bis 36, die

  jeweils dopprlt attgtvir<Inct _sind, bestehen ini vor-

  liegenden Vall atis l 'rnsclialtveiitileii. zwischen

  denen (litIcilstrvmicntnahmewentile 3 j bis .4o an-

  s:u(l. 'artsprechend sind zwischen den

  dolil@eltcn hücl;scülagl;lappen -1r bis 1.4 die Teil-

  stromeiitn@tlitneN-eritiie d6 und .45 hzw. Klappen .48

  und -4; ati::c@ir@lnet. Die von den genannten Teil-

  stroinentnahmeventilen bzw. Klappen abgehenden

  Lcituttgcri führen (lie Undichtigkeiten bzw. die

  tlurclgclas.atien Gase in den \iederdruckteil 5o des

  Zcrlcgungsal@l@arates bei 54 ein, dessen Drucksäule

  4o im übrigen über f_cittittg 20 init Luft beauf-

  schlagt wird. Der 1>ci 5r entnommene Sauerstoff

  tritt flu#r l.eltnn@@ -i itn gezeichneten Fall filier

  C%rtis>t°ll;lalil,e 53 durch deu Pegenerator 2 zur

  Saucrstiitiaustrittsleitnng 22. Ein Teilstrom kann

  z.13. nach entsprechender Drosselung der Klappe

  bei ;= eiitiiomiinen Werden und über die \'etttlle f3;

  bzw. 64 Lzw. nach Umschaltung über Ventile 63

  bzw. 66 zur Spülung der Zwischenräume verwendet

  werden. Die mit Verunreinigungen verntischb:n

  Gase werden in der beschriebenen U'eise über

  Ventil 4(> bzw. Klappe .M7 hzw. nach Umschaltung

  filier Ventil 45 liz@w. Klappe 48 an einer geeigneten

  Stelle der '.\ icefertlrticksättle 3o bei 54 eingeführt.

Claims (1)

1. PATLNTANSYRÜCHE; i. \"erfahren zur Verhütung der Verunreini- guii`> wtm ( lasch in Gaszerlegungs- bzw. Reini- gun@sanlagen Irrfolge der Lässigkeit undichter \lisl@t#rrorgane gegeit andere unter höherem Druck stehende (aase, dadurch gekennzeichnet, daß auf der gefiilii-deten Seite an einer nicht ini 1 fauptgasstrom des zti schützenden Gases liegenden Stelle der vom Absperrorgan aus- gehenden Leitung bzw. vor der Zumischung der Verunreinigung zum Hauptstrom ein Teil- strom entnommen wird, dessen Menge min- destens so groß ist, als der Lässigkeit der Ven- tile entspricht. z. Verfahren nach Anspruch r. dadurch ge- kennzeichnet, daß man zur Sicherung der Frak- tionen an höchster Reinheit, die in Gaszerle- gtingsanlagen mit umschaltbaren Kältespeichern gewonnen werden, einen Teilstrom aus den von den Umschaltorganen ausgehenden Leitungs- teilen auf der Seite der reinen Fraktion ent- nimmt. 3. Verfahren nach Anspruch r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme des Teil- stromes über gesteuerte oder Rückschlag- oder lZohrl>rticliventile erfolgt. 4.. \-erfahren nach Anspruch r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom in die Atino- spliäre geführt wird. 3. -erfahren nach Anspruch t bis .1, dadurch gekerinz;ichnet, daß die Entnahme des Teil- stronies Tiber durch die Gaszusammensetzung desselben gesteuerte Ventile erfolgt. 6. Verfahren nach .Anspruch r bis .4, dadurch gekennzeichnet, tlaß der Teilstrom reicher oder I;alter Gase in denjenigen Teil eines Trenners einer Gaszerlegungs- oder einer sonstigen An- lage geführt wird, wo dein Teilstrom ähnliche Gaszusammensetzungen auftreten. 7. Verfahren nach Anspruch r his 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilströme gemeinsam ntl;,r getrennt durch ein oder mehrere Gebläse auf den in der Einspeisestelle herrschenden Druck gefördert werden. S. Verfahren nach Anspruch r bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom zwischen paarweise angeordneten Absperrorganen erit- nt)nlnien `.wird. t). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge- kennzeichnet, daß eine kleine 'Menge reinen Spiilgases durch den Raum zwischen den paar- weise angeordneten Absperrorganen geschickt wird. ro. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge- kennzeichnet, daß zur Feststellung der Größe der Undichtigkeit die Geschwindigkeit des Druckanstieges zwischen den nach Anspruch angeordneten Absperrorganen oder die Ge- schwindigkeit der durchgelassenen Gasmengen gemessen wird.