EP1160527A1 - Mehrstöckiger Badkondensator - Google Patents

Mehrstöckiger Badkondensator Download PDF

Info

Publication number
EP1160527A1
EP1160527A1 EP00115783A EP00115783A EP1160527A1 EP 1160527 A1 EP1160527 A1 EP 1160527A1 EP 00115783 A EP00115783 A EP 00115783A EP 00115783 A EP00115783 A EP 00115783A EP 1160527 A1 EP1160527 A1 EP 1160527A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
condenser
bath
block
inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00115783A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alfred Dr. Dipl.-Ing. Wanner
Horst Dipl.-Ing. Corduan
Dietrich Dipl.-Ing. Rottmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE10027140A priority Critical patent/DE10027140A1/de
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to EP00115783A priority patent/EP1160527A1/de
Priority to TW090113024A priority patent/TW531431B/zh
Priority to PCT/EP2001/006206 priority patent/WO2001092798A2/de
Priority to CN01810383A priority patent/CN1432122A/zh
Priority to AU2001279637A priority patent/AU2001279637A1/en
Priority to EP01957815A priority patent/EP1287303A2/de
Priority to JP2002500169A priority patent/JP2003535300A/ja
Priority to KR1020027016288A priority patent/KR100765573B1/ko
Priority to US10/296,883 priority patent/US7152432B2/en
Publication of EP1160527A1 publication Critical patent/EP1160527A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J5/00—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
    • F25J5/002—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger
    • F25J5/005—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger in a reboiler-condenser, e.g. within a column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/02—Bath type boiler-condenser using thermo-siphon effect, e.g. with natural or forced circulation or pool boiling, i.e. core-in-kettle heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/10—Boiler-condenser with superposed stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/20—Boiler-condenser with multiple exchanger cores in parallel or with multiple re-boiling or condensing streams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/32—Details on header or distribution passages of heat exchangers, e.g. of reboiler-condenser or plate heat exchangers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S62/00—Refrigeration
    • Y10S62/902—Apparatus
    • Y10S62/903—Heat exchange structure

Definitions

  • the invention relates to a bath condenser with a condenser block, the Evaporation passages for a liquid and liquefaction passages for a Has heating medium and at least two vertically arranged one above the other Has circulation sections, the evaporation passages at the bottom End of a circulation section at least one inlet opening for the liquid and at least one outlet opening each at the upper end of a circulation section have, wherein a liquid reservoir is provided for each circulation section is in fluid communication with the inlet opening and the outlet opening of the Circulation section stands and has a gas discharge.
  • the heat exchanger is essentially in two different basic forms realized.
  • the liquid to be evaporated is over a Distribution system, which also forms a gas seal, in the top Evaporation passages initiated.
  • the liquid runs over the liquid film Heating surface down, partially evaporating.
  • the resulting gas and the Undevaporated residual liquid emerges from the bottom of the falling film evaporator.
  • the Liquid collects in the collecting space under the condenser, while the gas portion is being forwarded.
  • the condenser block In the case of a bath condenser, however, the condenser block is located in the Liquid bath from which liquid is to be evaporated. The liquid emerges from below in the evaporation passages of the condenser block and becomes partial evaporates against the heating medium flowing through the liquefaction passages.
  • the Density of the medium evaporating in the evaporation passages is less than the density of the surrounding liquid bath, which creates a siphon effect, so that liquid from the liquid bath into the evaporation passages flows.
  • the greater the immersion depth of the capacitor block in the Is liquid bath the higher the mean hydrostatic pressure in the Evaporation passages and the worse the liquid evaporates because the The boiling point of the liquid increases according to the vapor pressure curve.
  • the efficiency of a bath condenser can therefore be subdivided by Capacitor blocks into several superimposed sections, in the following Orbital sections are increased.
  • the advantage of such an arrangement is in the fact that the immersion depth is smaller for several circulation sections than for a single high capacitor block. The hydrostatic pressure in the Evaporation passages are reduced and the liquid can evaporate more easily.
  • a combined falling-film bath condenser is known from US Pat. No. 5,779,129 known. In the upper area it becomes more liquid like a falling film evaporator Oxygen flowing down partially evaporates.
  • the gallery shown with separation area is only feasible, if there is no further circulation section above the circulation section. Otherwise, the entry openings of the above are arranged by the gallery Circulation section covered.
  • the object of the present invention is therefore to provide a multi-storey bath condenser develop with as little liquid as possible with the withdrawn gas gets carried away.
  • circulation section is a section of the capacitor block referred to in which the function of a bath condenser or circulation evaporator is realized.
  • the bath condenser consists of at least two one above the other arranged circulation sections, each from its own Liquid storage container can be fed with liquid.
  • the liquid level in the Liquid storage container of the respective circulation sections opposite the Liquid level clearly with a single continuous condenser block be reduced.
  • the liquid passes over at the lower end of a circulation section Entry openings into the evaporation passages, flows upwards, evaporates partially and leaves the passages at the top of the circulation section suitable outlet openings.
  • the liquid portion in that from the passages escaping liquid-gas mixture flows on the one hand back to the Entry openings of this circulation section, on the other hand, depending on Liquid level in the liquid reservoir of the circulation section to the Inlet openings of the underlying circulation section to turn over there the evaporation passages to be knocked over.
  • the inlet into the gas discharge line and the Outlets from the circulation section spatially separated so that that from the Circulating section leaking liquid-gas mixture not directly into the gas discharge is led, but must first pass through a separation area.
  • the separating area can be a partially shielded one Be volume or be provided with elements that are multiple Force redirection of the gas flow.
  • the inlet into the gas discharge line should not be in the open Half volume in front of the side of the circulation section, in which the outlet opening located, be arranged.
  • the half volume is limited by the side with the Outlet openings and, as a rule, through two vertical and two horizontal Half-planes, each containing an edge of the peripheral section.
  • the inlet into the gas discharge must not be in the "shadow" of the Circulation section in front of the side with the outlet openings.
  • the risk of liquid being carried away can advantageously be reduced by that the inlet into the gas line is above the outlet of the Evaporation passages of the corresponding circulation section is located. That in that Circulated section of vaporized gas must go up before entering the gas line be redirected and climb a certain distance.
  • the volume between the Outlet opening from the circulation section and the inlet into the gas line serves as additional separation room, in which liquid entrained with the gas separates the gas stream.
  • the liquid storage container is preferably angled upwards trending floor realized with the lower end of the circulation section is connected and delimited by suitable side walls, so that a wedge-shaped Volume is formed.
  • the sloping floor extends up to the upper end of the circulation section and has above the Circulation section an outlet to a gas discharge.
  • the volume above the Circulation section serves as a separation room.
  • the space between the second "steps" of the folded sheets forms an additional pocket offset upwards against the liquid storage container, which serves as a separation room and with a Liquid reservoir is connected.
  • the inlet is located in the Gas discharge is not on the side of the condenser block, which is the exit openings has the evaporation passages.
  • the gas discharge in the area in front of the side opposite the gas outlet side or preferably in the area in front of a side adjacent to the gas outlet side to provide.
  • the liquid-gas mixture is also used in these arrangements before it enters the gas outlet, redirected, which makes the liquid easier to gas is separated.
  • the gas inlet is particularly preferably against the side as well as upwards Outlet openings arranged offset.
  • the capacitor block Preferably, at most two sides of the capacitor block with inlet and / or provide outlet openings.
  • the inlet is in the gas drain advantageously arranged above the circulation section.
  • the areas in front of the two Other vertical sides of the condenser block can then be removed from piping and other components are kept free, so that the bath condenser relative can be built compactly.
  • the condenser block there are two opposite sides of the condenser block each have inlet and outlet openings to the evaporation passages. In this case, it is particularly favorable if the Capacitor block mirror-symmetrical to the midplane between these two sides is constructed.
  • a more compact version of the bath condenser can be achieved in that all inlet and outlet openings are on the same side of the heat exchanger are located. Lines for connecting the inlet and outlet openings with each other and Liquid reservoirs are only on an outside of the condenser block necessary.
  • the inlet openings ih the evaporation passages of a circulation section and the Outlet openings from the evaporation passages of the arranged below Circulation section are located on opposite sides of the capacitor block.
  • a section of the capacitor block can be diagonally into the Transition zone from the entrance opening to the evaporation passages of the upper one Circulation section and in the transition zone from the passages to the outlet opening of the lower circulation section. The height of the capacitor block can be reduced in this way.
  • a circulation section has in the Rule rectangular side walls.
  • the collector at least covers the inputs and Exit openings of the side wall of the circulation section, but preferably the entire side wall of the circulation section. Through the walls of the collector and the Side wall of the circulation section is thus a shielded from the environment, except for the inlets and outlets provided for this, gas and liquid-tight Volume formed.
  • the bath condenser is in this variant laterally through the side walls of the Capacitor block or on the sides on which there are inputs and / or Outlet openings are limited by the outer walls of the collector. It is not separate container around the bath condenser is necessary, making the condenser becomes extremely compact. As a result, the material for the container wall is saved and the total length of the weld seams required for production is significantly reduced, which simplifies production. In addition, less for collectors Wall thicknesses are chosen as for the otherwise necessary container wall, since the Diameters of the collectors do not have to be made as large as that of one Container around the condenser block. This brings significant cost savings.
  • the capacitor block preferably has a rectangular cross section and is in introduced a round container.
  • the round container contains the Liquid storage container and the lines for carrying liquid from one Circulation section to the neighboring circulation section and the necessary Gas discharges.
  • the gas discharge or the inlet into the gas discharge and the Liquid lines are preferably around in the ring area between the Capacitor block and the container wall in front of one side of the capacitor block arranged which is adjacent to the block side with the outlet opening. That the Circulating section leaving liquid-gas mixture must along the annulus to be directed around the condenser block, removing liquid from the mixture separates.
  • the collector or container is on the border of two Circulating sections each divided into floors, with two adjacent floors above a liquid and a gas line are connected to one another on the flow side.
  • the height of the condenser block extending collector or container is corresponding the circulation sections divided into floors.
  • the delimitation of the floors against each other is preferably done by flat sheets or cranked floors. In particular, it is beneficial if the delimitation of the individual floors against each other except for gas and is liquid-tight, so that the volume of a floor as Liquid storage container can serve for the adjacent circulation section.
  • the liquid transport from one floor to the floor below is from Advantage ensured via an overflow pipe.
  • the floor of a floor is one Overflow pipe penetrated, the opening of which is above the bottom.
  • the one from the Circulation section flowing into this floor collects at the bottom of the Floor and only flows to the floor below when the The liquid level has reached the height of the opening of the overflow pipe. At Lower liquid level, the liquid is only in the upper of the two floors knocked over.
  • the liquid or gas pipes that connect two floors or Deriving gas from a floor preferably runs within the collector or inside the container. Both liquid and liquid are particularly preferred the gas pipe is housed inside the collector.
  • the bath condenser stays that way extremely compact.
  • a gas line is preferably provided which extends through all floors and in each floor has a gas inlet.
  • the bath condenser according to the invention can be used in particular as a main condenser a low-temperature air separation plant can be used advantageously.
  • Figures 1 and 2 show two sections through an inventive Bath condenser, which acts as the main condenser of a double column Air separation plant is used.
  • the main capacitor can either be in the Low pressure column of the double column can be arranged or, preferably, outside the Double column stand.
  • Figure 1 shows a section along the line B - B in Figure 2 and
  • Figure 2 shows a section along the line A - A of Figure 1.
  • the bath condenser consists of a capacitor block 1, which has a large number of parallel ones
  • Heat exchange passages 2, 8 includes, in which gaseous nitrogen in the Heat exchange with liquid oxygen is condensed, the oxygen evaporates.
  • the nitrogen passages 2 extend over the entire height of the Condenser blocks 1. Gaseous nitrogen is 4 through a feed line Nitrogen passages 2 supplied and as a liquid at the bottom of block 1 over Line 5 removed. The distribution of the gaseous nitrogen on the Nitrogen passages 2 take place via one connected to the condenser block 1 Collector / distributor 6. The one from the heat exchange passages of the condenser block 1 emerging liquid nitrogen is in an analogous manner in the discharge line 5 merged.
  • the oxygen passages 8 extend not over the entire length of the capacitor block 1, but are in 5 Circulating sections 7a to 7e divided.
  • Each circulation section 7a-e is perpendicular to the extending center plane of the capacitor block 1 constructed mirror-symmetrically.
  • Each of these two symmetrical halves consists of heat exchange passages 8, to the horizontal at the top and bottom of a circulation section 7 Connect running passages 9, 10 for the supply and discharge of liquid and gas in the oxygen passages 8 serve.
  • the entry and exit passages 9, 10 of the two symmetrical halves of a revolving section 7 each end on the same Side of the capacitor block 1.
  • the circulation sections 7a to 7e are all constructed identically.
  • the capacitor block 1 thus has two sides each closed by an end plate 11 and two opposite sides 12, in each of which for each circulation section 7a-e an inlet opening 9 for liquid oxygen and an outlet opening 10 for partially evaporated oxygen.
  • Capacitor blocks 1 are connected to half-cylinder shells 13, which cover the entire Cover side surfaces 12.
  • the half-cylinder shells 13 close with the vertical ones Edges of the parallelepiped capacitor block 1.
  • the two open up opposite sides of the capacitor block 1, through which Side walls 12 and the semicylinder shells 13 are limited spaces 14 above Course of the height of the capacitor block 1 is not connected.
  • the only Connection between the two rooms 14 is above the capacitor block 1, because the half-cylinder shells 13 are higher than the capacitor block 1 and in the Area above the capacitor block 1 are interconnected.
  • the Bath capacitor thus consists of a capacitor block 1, to which the both sides 12 connect two half-cylinder shells 13 and from one Capacitor block 1 and the two half-cylinder shells 13 spanning the head part 21a.
  • the spaces 14 delimited by the semi-cylindrical shells 13 are by plates 16 in several floors 15 a to 15 e divided.
  • the sheets 16 extend from the border between two circulation sections 7 to that on this side of the capacitor block 1 arranged half-cylinder shell 13.
  • Drain openings 17 through which liquid oxygen from one floor, e.g. 15b, in the floor below, e.g. 15c, can drain off.
  • the sheets 16 Gas shafts 18 connected by a sheet 16 to just below the one above lying sheet 16 are sufficient.
  • the gas shafts 18 are arranged in a line and practically form one common gas manifold, but between the top of each Gasschachts 18 and the overlying plate 16, a gap 19 remains, the Allows gas to enter the gas manifold from the respective floor 15.
  • the Sheets 16 run at least partially rising upwards, so that the annular gap 19 lies above the outlet openings 10 of the respective floor 15.
  • the sheets 16 are folded twice at right angles, so that between two sheets 16 a floor 15 is formed, which consists of two together connected rooms 20, 21.
  • the room 20c is at the level of the associated circulation section 7c and serves as a liquid reservoir.
  • the second space 21c is almost at the same height as the next higher one Circulation section 7b and forms a kind to the liquid reservoir 20c laterally and additional pocket at the top.
  • liquid oxygen is fed into the two via line 22 top floors 15a initiated.
  • the oxygen initially collects in the Storage container 20a, enters the oxygen passages 8 via the entry passages 9, is partially evaporated in indirect heat exchange with nitrogen and leaves the Condenser block 1 as a liquid-gas mixture via the outlet passages 10 to collect again in the storage container 20a. If the liquid level in the Storage container rises to the height of the outlet channels 10, liquid oxygen can via the connecting gap into the second space 21a, which serves as a separation space, flow.
  • the separating space 21a has drain openings 17 in its bottom through which Excess liquid oxygen from floor 15a to the floor below 15b can flow.
  • the drain openings 17 of two adjacent floors 15 are there staggered so that, for example, from the floor 15b dripping oxygen does not flow directly to the floor 15 d, but instead initially remains on floor 15c.
  • the drain openings 17 are preferably arranged at least as high as that Exit openings 10 of the associated floor 15 are located. It has turned out to be proved to be advantageous, the individual circulation sections 7 of the bath condenser immerse at least as far in the liquid bath that the liquid level in the Storage container 20 at least just below the lower edge of the outlet openings 10 lies. This results in total evaporation in the evaporation passages 8 excluded and a relocation of the passages 8 by high-boiling Components prevented.
  • the oxygen flowing into floor 15b collects again in the storage container 20b, is overturned in the circulation section 7b and partially evaporated. Excess Liquid in the storage container 20b then runs through the drain opening 17 into the floor 15c. The oxygen gas generated in the evaporation in the circulation section 7 flows with the liquid oxygen from the outlet openings 10 and is over the Gas shaft 18 derived. These processes are repeated on each floor 15.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the bath condenser according to the invention, in which the oxygen passages 8 only on one side of the capacitor block 1 and have outlet openings 9, 10.
  • the nitrogen passages not shown correspond to the passages 2 in Figure 2 and also extend over the total height of the capacitor block. Serving as a heat transfer medium, too condensing nitrogen gas is via a collector / distributor 6 in the Nitrogen passages distributed and at the bottom of the condenser block 1 in one Collector 5 merged and withdrawn as a liquid.
  • the capacitor block 1 On the oxygen side, the capacitor block 1 is divided into five circulation sections 7a-e, which in each case one entry and one exit area 9, 10 with horizontally running Slats and the actual heat exchange area 8 with vertical channels have. All inlet openings 9 and the outlet openings 10 lie on the same Side of the capacitor block 1.
  • Liquid storage container 20 On the open side 12 of the capacitor block 1 are also Liquid storage container 20 and separation spaces 21 are provided.
  • the upper edge of the overflow pipes 30 is level with the upper edge of the associated circulation section 7. This has the consequence that the oxygen passages 8 and the corresponding entry and exit passages 9, 10 are always completely in the Liquid bath.
  • the evaporation passages 8 are always liquid filled, causing a passage of the passages 8 by high-boiling components becomes absolutely impossible. Studies have shown that a Liquid level just below the outlet openings 9 such a laying the passages 8 reliably prevented.
  • a multi-storey bath condenser which as Main condenser of a rectification column used in an air separation plant becomes.
  • gaseous nitrogen is released from the top of the pressure column and liquid oxygen from the bottom of the low pressure column in indirect Heat exchange is brought about, whereby the nitrogen condenses and the oxygen be evaporated.
  • the bath condenser has a cuboid condenser block 1, which is one round container 50 is surrounded. Gaseous nitrogen is fed in at the head of the bath condenser via a feed line 4. A collector / distributor 6 distributed the nitrogen gas evenly on the liquefaction passages 2, which are spread over the extend the entire height of the capacitor block 1. At the bottom of the Condenser block 1, the condensed nitrogen is withdrawn via line 5.
  • the liquid oxygen to be evaporated is fed to the bath condenser via line 22 fed.
  • the oxygen passages 8 are divided into several circulation sections 7, in which each have a partial evaporation of oxygen. Excess liquid Oxygen is transferred to the next lower circulation section via overflow pipes 30 passed, the resulting oxygen gas by means of a gas collection tube 18th deducted. Structure and operation of the capacitor block 1 correspond so far exactly the capacitor block explained with reference to Figures 1 and 2.
  • a container is 50 ⁇ m in this embodiment the capacitor block 1 is provided.
  • the container 50 is at the interface between two circulation sections 7 divided by flat sheets 51 in floors 15.
  • the middle floors 15b - e each form an annular space around the associated one Circulation section 7b - e Only the top floor 15a and the bottom floor 15f can have a somewhat greater height than the respective circulation section 7a, 7f.
  • the Liquid discharge lines 30 and the gas discharge lines 18 are not on one of the Capacitor block sides 12 are arranged, in which the inlet and outlet openings 9, 10 of the evaporation passages 8 are located, but in the annular space 15 opposite the closed block sides 11.
  • the gas collecting tubes 18 of the individual floors 15 are arranged in a line so that the oxygen generated in each floor 15 can be discharged via a common line 18. Admission to the Gas collecting line 18 takes place in each case via an annular gap opening 19.
  • the gaseous oxygen can flow down in the gas manifold 18 and is then removed from the bath condenser via line 52 below. Excess Liquid that is not evaporated in the circulation sections 7 can from the lowest floor 15f together with the oxygen gas via the gas manifold 52 flow out.
  • the gaseous oxygen can also follow within the gas manifold 18 stream above. This is particularly advantageous if the cylindrical container 50 and the rectification column, which absorbs the vaporized oxygen, a structural one Form unity. Excess liquid that does not evaporate in the bath condenser has been, is then preferably as a liquid product from the bottom floor 15f deducted in terms of quantity so that the target liquid level is on the bottom floor 15f is kept constant.
  • the overflow pipes 30 for transferring liquid from one floor 15 to the bottom Floor 15 lying next to the gas manifold 18, which is in the middle the capacitor block side 11 is arranged.
  • the overflow pipes 30 are from the floor offset from each other to floor, i.e. once to the right and once to the left of the Gas discharge 18. Liquid oxygen cannot therefore flow from an overflow pipe 30 flow directly into the next overflow pipe 30.
  • FIGS. 8 to 11 show different views of a further embodiment of the bath condenser according to the invention shown.
  • the evaporation passages are again divided into several circulation sections 7 and on the capacitor block 1 are at the level of the circulation sections 7a-e each of liquid storage containers 20 attached.
  • the storage containers 20 are laterally and upwardly displaced Separation tank 21 on.
  • the structure of the bath condenser corresponds to this extent essentially the bath condenser according to FIG. 3, but the Inlet and outlet openings 9, 10 of the evaporation passages 8 on two opposite sides of capacitor block 1 and not all on the same Side of block 1.
  • the capacitor block 1 forms with the Liquid storage containers 20 and the separation spaces 21 in a plan view Hexagon, preferably an essentially equilateral hexagon.
  • the Capacitor block 1 has a rectangular cross section, the side 60, the parallel to the sheets that the evaporation passages 8 of the Separate liquefaction passages is significantly shorter than that perpendicular to the Sheet-oriented page 61 is.
  • the longer side 61 thus corresponds to the stack height the sheets.
  • each circulation section 7 is with the capacitor block 1 Liquid reservoir 20 connected. Only the lowest circulation section 7f does not need a storage container as it is in the sump bath of the associated one Separation column or a separate container 50 is located.
  • the Liquid reservoir 20 is preferably a small cuboid pocket formed, which is laterally attached to the associated circulation section 7 and covers at least the inlet openings 9 of the circulation section 7. Because of the low Size of the storage container 20, the weight of which becomes small when filled held so that no high demands are placed on the stability of the storage container 20 must be asked. This also leaves more space for the separation room 21.
  • the separating space 21 is located to the side of the storage container 20 and upwards transferred.
  • the cross section of the separating space 21 appears in the top view approximately as an isosceles triangle.
  • the two legs have the length of the above-mentioned equilateral hexagon. This version is advantageous good use of the circular cross section of the Container 50 in which the capacitor block 1 is located.
  • the spaces 18 between the one through the block 1 and the separating spaces 21 formed hexagonal body and the cylindrical container 50 serve as Gas discharge lines 18.
  • the inlet into the gas discharge lines 18 is located as in FIG. 8 is clearly visible above the outlet openings 10 of the respective Circulation section 7.
  • four identical blocks 70 form with the associated ones Liquid storage containers 20 and the associated separation spaces 21 in Outline almost equilateral octagon.
  • the stack height 61 of the individual blocks 70 is again higher than their width 60.
  • Two blocks are at a distance from each other Sheet width 60 opposite, so that the blocks 70 form a cross in plan view, in whose center a square with the side length of the sheet width 60 remains free.
  • each storage container 71 is connected to two blocks 70.
  • the lowest circulation sections 7f are on the other hand, with liquid from the bottom of the column or the container in which the bath condenser is fed.
  • the associated separating space 72 has approximately the shape of a in cross section Triangle, the legs of the outside of the L-shaped Liquid reservoir 71 are formed and the base of one side of the Octagon is formed.
  • the advantage of this arrangement is the good utilization of the circular cross-section with little construction effort.
  • the liquid is transferred from one circulation section 7 to the one below Circulation section 7 again passed through an overflow pipe 30.
  • the gap between the octagonal body and the cylindrical wall of the container 50, in to which the bath condenser is located serves as a gas discharge line 18.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Badkondensator mit einem Kondensatorblock (1), der Verdampfungspassagen (8) für eine Flüssigkeit und Verflüssigungspassagen (2) für ein Heizmedium besitzt und mindestens zwei vertikal übereinander angeordnete Umlaufabschnitte (7) aufweist. Die Verdampfungspassagen (8) besitzen jeweils am unteren Ende eines Umlaufabschnittes (7) mindestens eine Eintrittsöffnung (9) für die Flüssigkeit und jeweils am oberen Ende eines Umlaufabschnittes (7) mindestens eine Austrittsöffnung (10), wobei für jeden Umlaufabschnitt (7) ein Flüssigkeitsvorratsbehälter (15) vorgesehen ist, der in Strömungsverbindung mit der Eintrittsöffnung (9) und der Austrittsöffnung (10) des Umlaufabschnittes (7) steht und eine Gasableitung (18) besitzt. Der Einlass in die Gasableitung (18) befindet sich nicht in dem Bereich vor der Seite (12) des Umlaufabschnittes (7), in der die Austrittsöffnung (10) des Umlaufabschnittes (7) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Badkondensator mit einem Kondensatorblock, der Verdampfungspassagen für eine Flüssigkeit und Verflüssigungspassagen für ein Heizmedium besitzt und mindestens zwei vertikal übereinander angeordnete Umlaufabschnitte aufweist, wobei die Verdampfungspassagen jeweils am unteren Ende eines Umlaufabschnittes mindestens eine Eintrittsöffnung für die Flüssigkeit und jeweils am oberen Ende eines Umlaufabschnittes mindestens eine Austrittsöffnung besitzen, wobei für jeden Umlaufabschnitt ein Flüssigkeitsvorratsbehälter vorgesehen ist, der in Strömungsverbindung mit der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung des Umlaufabschnittes steht und eine Gasableitung besitzt.
Bei einer Tieftemperaturluftzerlegungsanlage mit einer Drucksäule und einer Niederdrucksäule wird flüssiger Sauerstoff aus der Niederdrucksäule gegen gasförmigen Stickstoff aus der Drucksäule in indirektem Wärmeaustausch in einem Wärmetauscher verdampft, wobei der Stickstoff kondensiert.
Der Wärmetauscher wird im wesentlichen in zwei verschiedenen Grundformen realisiert. Bei einem Fallfilmverdampfer wird die zu verdampfende Flüssigkeit über ein Verteilsystem, welches gleichzeitig einen Gasverschluss bildet, oben in die Verdampfungspassagen eingeleitet. Die Flüssigkeit läuft als Flüssigkeitsfilm über die Heizfläche nach unten, wobei sie teilweise verdampft. Das entstehende Gas und die nicht verdampfte Restflüssigkeit treten unten aus dem Fallfilmverdampfer aus. Die Flüssigkeit sammelt sich in dem unter dem Kondensator angeordneten Sammelraum, während der Gasanteil weitergeleitet wird.
Bei einem Badkondensator steht dagegen der Kondensatorblock in dem Flüssigkeitsbad, aus dem Flüssigkeit verdampft werden soll. Die Flüssigkeit tritt von unten in die Verdampfungspassagen des Kondensatorblockes ein und wird teilweise gegen das durch die Verflüssigungspassagen strömende Heizmedium verdampft. Die Dichte des in den Verdampfungspassagen verdampfenden Mediums ist geringer als die Dichte des umgebenden Flüssigkeitsbades, wodurch eine Siphonwirkung entsteht, so dass Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbad in die Verdampfungspassagen nachströmt. Je größer die Eintauchtiefe des Kondensatorblockes in dem Flüssigkeitsbad ist, desto höher wird der mittlere hydrostatische Druck in den Verdampfungspassagen und desto schlechter verdampft die Flüssigkeit, da die Siedetemperatur der Flüssigkeit entsprechend der Dampfdruckkurve ansteigt.
Der Wirkungsgrad eines Badkondensators kann daher durch Unterteilung des Kondensatorblocks in mehrere übereinander angeordnete Abschnitte, im folgenden Umlaufabschnitte genannt, erhöht werden. Der Vorteil einer derartigen Anordnung liegt darin, dass die Eintauchtiefe bei mehreren Umlaufabschnitten jeweils kleiner ist als bei einem einzigen hohen Kondensatorblock. Damit wird der hydrostatische Druck in den Verdampfungspassagen geringer und die Flüssigkeit kann leichter verdampfen.
Aus dem US-Patent US5,779,129 ist ein kombinierter Fallfilm-Badkondensator bekannt. Im oberen Bereich wird nach Art eines Fallfilmverdampfers flüssiger Sauerstoff, der nach unten strömt, teilweise verdampft. Darunter befindet sich ein Badkondensator, der in zwei Umlaufabschnitte unterteilt ist. Der obere der beiden Umlaufabschnitte ist über seinen gesamten Umfang von einer Art Galerie umgeben, die als Flüssigkeitsvorratsbehälter für diesen Umlaufabschnitt dient. Die Wände der Galerie sind etwas weiter als die Oberkante des entsprechenden Umlaufabschnittes nach oben gezogen, so dass das am oberen Ende aus dem Umlaufabschnitt austretende Gas die Galerie nicht sofort verlässt, sondern zunächst in der nach oben offenen Galerie aufsteigt. Während dieser Phase wird Flüssigkeit, die von dem Gas mitgerissen wird, zum Teil abgeschieden und sammelt sich im Flüssigkeitsbad am Boden der Galerie. Die gezeigte Galerie mit Abscheidebereich ist aber nur realisierbar, wenn sich oberhalb des Umlaufabschnittes kein weiterer Umlaufabschnitt befindet. Ansonsten werden durch die Galerie die Eintrittsöffnungen des darüber angeordneten Umlaufabschnittes abgedeckt.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, einen mehrstöckigen Badkondensator zu entwickeln, bei dem möglichst wenig Flüssigkeit mit dem abgezogenen Gas mitgerissen wird.
Diese Aufgabe wird durch einen Badkondensator der eingangs genannten Art gelöst, bei dem sich der Einlass in die Gasableitung nicht in einem halboffenen Volumen neben dem Kondensatorblock befindet, welches durch die Seite des Umlaufabschnittes, in der die Austrittsöffnung des Umlaufabschnittes angeordnet ist, und senkrecht zu der Seite ausgerichtete, jeweils einen Seitenrand beinhaltende Halbebenen begrenzt wird.
Mit dem Begriff "Umlaufabschnitt" wird ein Abschnitt des Kondensatorblocks bezeichnet, in dem die Funktion eines Badkondensators oder Umlaufverdampfers realisiert ist.
Erfindungsgemäß besteht der Badkondensator aus mindestens zwei übereinander angeordneten Umlaufabschnitten, die jeweils aus einem eigenen Flüssigkeitsvorratsbehälter mit Flüssigkeit gespeist werden. Durch die vertikale Unterteilung des Badkondensators kann der Flüssigkeitsstand in den Flüssigkeitsvorratsbehältem der jeweiligen Umlaufabschnitte gegenüber dem Flüssigkeitsstand bei einem einzigen durchgehenden Kondensatorblock deutlich reduziert werden.
Die Flüssigkeit tritt über am unteren Ende eines Umlaufabschnittes befindliche Eintrittsöffnungen in die Verdampfungspassagen ein, strömt nach oben, verdampft teilweise und verlässt die Passagen am oberen Ende des Umlaufabschnittes über geeignete Austrittsöffnungen. Der Flüssiganteil in dem aus den Passagen austretenden Flüssigkeits-Gas-Gemisch strömt zum einen zurück zu den Eintrittsöffnungen dieses Umlaufabschnittes, zum anderen, abhängig vom Flüssigkeitsstand im Flüssigkeitsvorratsbehälter des Umlaufabschnittes, zu den Eintrittsöffnungen des darunter liegenden Umlaufabschnittes, um dort wiederum über die Verdampfungspassagen umgeworfen zu werden.
Erfindungsgemäß werden nun der Einlass in die Gasableitung und die Austrittsöffnungen aus dem Umlaufabschnitt räumlich so getrennt, dass das aus dem Umlaufabschnitt austretende Flüssigkeits-Gas-Gemisch nicht direkt in die Gasableitung geführt wird, sondern zunächst einen Abscheidebereich durchlaufen muss. Der Abscheidebereich kann in seiner einfachsten Ausführung ein teilweise abgeschirmtes Volumen sein oder aber auch mit Elementen versehen sein, die eine mehrfache Umlenkung des Gasstromes erzwingen.
Erfindungsgemäß soll der Einlass in die Gasableitung nicht in dem offenen Halbvolumen vor der Seite des Umlaufabschnittes, in der sich die Austrittsöffnung befindet, angeordnet sein. Das Halbvolumen wird begrenzt durch die Seite mit den Austrittsöffnungen und, in der Regel, durch zwei senkrechte und zwei waagrechte Halbebenen, die jeweils eine Kante des Umlaufabschnittes beinhalten. Mit anderen Worten: Der Einlass in die Gasableitung darf nicht in dem "Schatten" des Umlaufabschnittes vor der Seite mit den Austrittsöffnungen liegen.
Dadurch wird ein direktes Ausströmen des Flüssigkeits-Gas-Gemisches aus dem Umlaufabschnitt in die Gasableitung vermieden. Das Flüssigkeits-Gas-Gemisch wird vor dem Eintritt in die Gasableitung umgelenkt, wodurch die Gasgeschwindigkeit und somit die Menge an mitgerissener Flüssigkeit mit dem verdampften Gas reduziert werden. Vor dem Eintritt des Gases in die Gasableitung wird so eine effektive Abscheidung der mit dem Gasstrom mitgenommenen Flüssigkeit erzielt. Der Flüssigkeitsstand in dem Flüssigkeitsvorratsbehälter bleibt so hoch, dass ein ordnungsgemäßer Betrieb des Umlaufabschnittes gewährleistet ist. Ein ausreichend hoher Flüssigkeitsstand ist insbesondere wichtig, um eine Totalverdampfung der Flüssigkeit in den Verdampfungspassagen auszuschließen, die zu einer Verlegung der Verdampfungspassagen durch schwersiedende Komponenten führen könnte.
Die Gefahr des Mitreißens von Flüssigkeit kann vorteilhaft dadurch reduziert werden, dass sich der Einlass in die Gasleitung oberhalb der Austrittsöffnung der Verdampfungspassagen des entsprechenden Umlaufabschnittes befindet. Das in dem Umlaufabschnitt verdampfte Gas muss, bevor es in die Gasleitung eintritt, nach oben umgelenkt werden und eine bestimmte Strecke aufsteigen. Das Volumen zwischen der Austrittsöffnung aus dem Umlaufabschnitt und dem Einlass in die Gasleitung dient als zusätzlicher Abscheideraum, in dem sich mit dem Gas mitgerissene Flüssigkeit aus dem Gasstrom abscheidet.
Der Flüssigkeitsvorratsbehälter wird bevorzugt durch einen schräg nach oben verlaufenden Boden realisiert, der mit dem unteren Ende des Umlaufabschnittes verbunden ist und durch geeignete Seitenwände begrenzt ist, so dass ein keilförmiges Volumen gebildet wird. Der schräg nach oben laufende Boden erstreckt sich bis über das obere Ende des Umlaufabschnittes hinaus und besitzt oberhalb des Umlaufabschnittes einen Auslass zu einer Gasableitung. Das Volumen oberhalb des Umlaufabschnittes dient als Abscheideraum.
Anstelle des schrägen Bodens ist es besonders vorteilhaft, an der Unterkante der Umlaufabschnitte ein Blech anzubringen, welches treppenförmig geknickt ist. Das Blech verläuft ausgehend vom unteren Ende des Umlaufabschnittes zunächst waagrecht, dann senkrecht nach oben, dann wieder waagrecht und schließlich senkrecht. Zwei derart gefaltete Bleche bilden eine erste unmittelbar an einen Umlaufabschnitt angrenzende Tasche, die den Flüssigkeitsvorratsbehälter darstellt. Vorzugsweise sind die Bleche so gefaltet, dass sich das senkrechte Teilstück des Bleches, welches eine Begrenzung des Flüssigkeitsvorratsbehälters repräsentiert, bis auf die Höhe der Austrittsöffnungen aus dem Umlaufabschnitt erstreckt.
Der Zwischenraum zwischen den zweiten "Stufen" der treppenförmig gefalteten Bleche bildet eine gegen den Flüssigkeitsvorratsbehälter nach oben versetzte Zusatztasche, die als Abscheideraum dient und über eine spaltförmige Öffnung mit dem Flüssigkeitsvorratsbehälter verbunden ist.
In einer weiteren günstigen Ausführungsform befindet sich der Einlass in die Gasableitung nicht auf der Seite des Kondensatorblocks, die die Austrittsöffnungen aus den Verdampfungspassagen aufweist. Es besteht die Möglichkeit, den Einlass in die Gasableitung in dem Bereich vor der der Gasaustrittsseite gegenüberliegenden Seite oder bevorzugt in dem Bereich vor einer der Gasaustrittsseite benachbarten Seite vorzusehen. Das Flüssigkeits-Gas-Gemisch wird auch bei diesen Anordnungen, bevor es in die Gasableitung eintritt, umgelenkt, wodurch die Flüssigkeit leichter vom Gas getrennt wird.
Besonders bevorzugt ist der Gaseinlass sowohl seitlich als auch nach oben gegen die Austrittsöffnungen versetzt angeordnet.
Vorzugsweise sind höchstens zwei Seiten des Kondensatorblocks mit Eintritts- und / oder Austrittsöffnungen versehen. In diesem Fall ist der Einlass in die Gasableitung von Vorteil oberhalb des Umlaufabschnittes angeordnet. Die Bereiche vor den beiden anderen senkrechten Seiten des Kondensatorblocks können dann von Rohrleitungen und anderen Bauteilen frei gehalten werden, so dass der Badkondensator relativ kompakt gebaut werden kann.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform befinden sich auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Kondensatorblocks jeweils Ein- und Austrittsöffnungen zu den Verdampfungspassagen. Besonders günstig ist es in diesem Fall, wenn der Kondensatorblock spiegelsymmetrisch zur Mittelebene zwischen diesen beiden Seiten aufgebaut ist.
Eine kompaktere Ausführung des Badkondensators lässt sich dadurch erzielen, dass sich alle Eintritts- und Austrittsöffnungen auf derselben Seite des Wärmetauschers befinden. Leitungen zur Verbindung der Ein- bzw. Austrittsöffnungen miteinander und Flüssigkeitsvorratsbehälter sind nur auf einer Außenseite des Kondensatorblocks notwendig.
Aus herstellungstechnischen Gründen kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn sich die Eintrittsöffnungen ih die Verdampfungspassagen eines Umlaufabschnittes und die Austrittsöffnungen aus den Verdampfungspassagen des darunter angeordneten Umlaufabschnittes auf entgegengesetzten Seiten des Kondensatorblocks befinden. Werden bei dem Kondensatorblock die Verbindungen der Eintrittsöffnung bzw. der Austrittsöffnung mit den jeweiligen Verdampfungspassagen durch schräg verlaufende Lamellen realisiert, so kann ein Abschnitt des Kondensatorblocks diagonal in die Übergangszone von der Eintrittsöffnung zu den Verdampfungspassagen des oberen Umlaufabschnittes und in die Übergangszone von den Passagen zur Austrittsöffnung des unteren Umlaufabschnittes geteilt werden. Die Bauhöhe des Kondensatorblocks kann so reduziert werden.
Wenn sich der Einlass in die Gasableitung oberhalb des Umlaufabschnittes befindet, ist es von Vorteil, wenn die Seite des Umlaufabschnittes, in der sich Ein- und / oder Austrittsöffnungen befinden, mit einem Sammler versehen ist, der eine Flüssigkeitszuleitung und die Gasableitung besitzt. Ein Umlaufabschnitt besitzt in der Regel rechteckförmige Seitenwände. Der Sammler deckt zumindest die Ein- und Austrittsöffnungen der Seitenwand des Umlaufabschnittes ab, bevorzugt jedoch die gesamte Seitenwand des Umlaufabschnittes. Durch die Wände des Sammlers und die Seitenwand des Umlaufabschnittes wird so ein gegen die Umgebung abgeschirmtes, bis auf die hierfür vorgesehenen Zu- und Ableitungen gas- und flüssigkeitsdichtes Volumen gebildet.
Der Badkondensator wird bei dieser Variante seitlich durch die Seitenwände des Kondensatorblockes bzw. auf den Seiten, auf denen sich Ein- und / oder Austrittsöffnungen befinden, durch die Außenwände der Sammler begrenzt. Es ist kein separater Behälter um den Badkondensator notwendig, wodurch der Kondensator äußerst kompakt wird. Hierdurch wird das Material für die Behälterwand eingespart und die Gesamtlänge der zur Herstellung nötigen Schweißnähte deutlich verringert, wodurch die Produktion vereinfacht wird. Zudem können für die Sammler geringere Wandstärken gewählt werden als für die ansonsten notwendige Behälterwand, da die Durchmesser der Sammler nicht so groß ausgeführt werden müssen wie die eines Behälters um den Kondensatorblock. Dies bringt eine deutliche Kostenersparnis.
Es hat sich bei der Anordnung des Einlasses in die Gasableitung jeweils oberhalb des Umlaufabschnittes als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Seiten von mehreren Umlaufabschnitten, insbesondere die gesamte Seite des Kondensatorblocks, in der sich Ein- und / oder Austrittsöffnungen befinden, mit einem Sammler abzudecken, der mit einer Flüssigkeitszuleitung und der Gasableitung versehen ist. In diesem Sammler ist für jeden Umlaufabschnitt ein geeigneter Flüssigkeitsvorratsbehälter vorgesehen.
Bevorzugt besitzt der Kondensatorblock einen rechteckigen Querschnitt und ist in einen runden Behälter eingebracht. Der runde Behälter beinhaltet die Flüssigkeitsvorratsbehälter und die Leitungen zur Führung von Flüssigkeit von einem Umlaufabschnitt zum benachbarten Umlaufabschnitt sowie die notwendigen Gasableitungen. Die Gasableitung bzw. der Einlass in die Gasableitung und die Flüssigkeitsleitungen werden vorzugsweise um in dem Ringbereich zwischen dem Kondensatorblock und der Behälterwand vor einer Seite des Kondensatorblocks angeordnet, die der Blockseite mit der Austrittsöffnung benachbart ist. Das den Umlaufabschnitt verlassende Flüssigkeits-Gas-Gemisch muss entlang des Ringraumes um den Kondensatorblock gelenkt werden, wobei sich Flüssigkeit aus dem Gemisch abscheidet.
Vorzugsweise sind der Sammler oder der Behälter an der Grenze zweier Umlaufabschnitte jeweils in Etagen unterteilt, wobei zwei benachbarte Etagen über eine Flüssigkeits- und eine Gasleitung strömungsseitig miteinander verbunden sind. Der sich über die Höhe von mehreren Umlaufabschnitten, bevorzugt über die gesamte Höhe des Kondensatorblocks erstreckende Sammler oder Behälter ist entsprechend den Umlaufabschnitten in Etagen unterteilt. Die Abgrenzung der Etagen gegeneinander erfolgt vorzugsweise durch ebene Bleche oder gekröpfte Böden. Insbesondere ist es günstig, wenn die Abgrenzung der einzelnen Etagen gegeneinander bis auf speziell hierfür vorgesehene Strömungsverbindungen gas- und flüssigkeitsdicht erfolgt, so dass das Volumen einer Etage als Flüssigkeitsvorratsbehälter für den angrenzenden Umlaufabschnitt dienen kann.
Der Flüssigkeitstransport von einer Etage zu der darunter liegenden Etage wird von Vorteil über ein Überlaufrohr sichergestellt. Der Boden einer Etage wird von einem Überlaufrohr durchsetzt, dessen Öffnung oberhalb des Bodens liegt. Die aus dem Umlaufabschnitt in diese Etage einströmende Flüssigkeit sammelt sich am Boden der Etage und fließt erst dann in die darunter befindliche Etage ab, wenn der Flüssigkeitsstand die Höhe der Öffnung des Überlaufrohres erreicht hat. Bei niedrigerem Flüssigkeitsstand wird die Flüssigkeit nur in der oberen der beiden Etagen umgeworfen.
Es hat sich auch als günstig erwiesen, den Gaseinlass der Gasleitung auf der der Austrittsöffnung der Verdampfungspassagen abgewandten Seite vorzusehen. Das aus der Austrittsöffnung austretende Gas wird dann in der Etage nochmals umgelenkt, bevor es in die Gasleitung eintritt, wodurch die Flüssigkeit leichter vom Gasstrom getrennt wird.
Die Flüssigkeits- oder die Gasleitungen, die zwei Etagen miteinander verbinden oder Gas aus einer Etage ableiten, verlaufen vorzugsweise innerhalb des Sammlers bzw. innerhalb des Behälters. Besonders bevorzugt sind sowohl die Flüssigkeits- als auch die Gasleitung innerhalb des Sammlers untergebracht. Der Badkondensator bleibt so äußerst kompakt.
Bevorzugt ist eine Gasleitung vorgesehen, die sich durch alle Etagen erstreckt und in jeder Etage einen Gaseinlass besitzt.
Der erfindungsgemäße Badkondensator kann insbesondere als Hauptkondensator einer Tieftemperaturluftzerlegungsanlage vorteilhaft eingesetzt werden.
Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:
Figur 1
einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Badkondensator entlang der Linie B - B in Figur 2,
Figur 2
einen Schnitt durch denselben Badkondensator entlang der Linie A - A in Figur 1,
Figur 3
einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung,
Figuren 4 bis 7
verschiedene Schnitte durch einen erfindungsgemäßen Badkondensator mit rundem Behälter,
Figuren 8 bis 11
eine alternative Ausführungsform des Badkondensators mit rundem Behälter und
Figuren 12 bis 14
eine weitere Abwandlung des erfindungsgemäßen Badkondensators mit rundem Behälter.
Die Figuren 1 und 2 zeigen zwei Schnitte durch einen erfindungsgemäßen Badkondensator, der als Hauptkondensator einer Doppelsäule einer Luftzerlegungsanlage eingesetzt wird. Der Hauptkondensator kann entweder in der Niederdrucksäule der Doppelsäule angeordnet werden oder, bevorzugt, außerhalb der Doppelsäule stehen. Figur 1 stellt einen Schnitt entlang der Linie B - B in Figur 2 und Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie A - A der Figur 1 dar. Der Badkondensator besteht aus einem Kondensatorblock 1, der eine Vielzahl von parallel verlaufenden Wärmeaustauschpassagen 2, 8 beinhaltet, in denen gasförmiger Stickstoff im Wärmeaustausch mit flüssigem Sauerstoff kondensiert wird, wobei der Sauerstoff verdampft.
Die Stickstoffpassagen 2 erstrecken sich über die gesamte Höhe des Kondensatorblocks 1. Gasförmiger Stickstoff wird über eine Zuleitung 4 den Stickstoffpassagen 2 zugeführt und als Flüssigkeit am unteren Ende des Blocks 1 über Leitung 5 abgezogen. Die Verteilung des gasförmigen Stickstoffs auf die Stickstoffpassagen 2 erfolgt über einen mit dem Kondensatorblock 1 verbundenen Sammler/Verteiler 6. Der aus den Wärmeaustauschpassagen des Kondensatorblocks 1 austretende flüssige Stickstoff wird in analoger Weise in die Abzugsleitung 5 zusammengeführt.
Die Sauerstoffpassagen 8 erstrecken sich im Gegensatz zu den Stickstoffpassagen 2 nicht über die gesamte Länge des Kondensatorblocks 1, sondern sind in 5 Umlaufabschnitte 7a bis 7e unterteilt. Jeder Umlaufabschnitt 7a - e ist zur senkrecht verlaufenden Mittelebene des Kondensatorblocks 1 spiegelsymmetrisch aufgebaut. Jede dieser beiden symmetrischen Hälften besteht aus Wärmeaustauschpassagen 8, an die sich am oberen und unteren Ende eines Umlaufabschnittes 7 horizontal verlaufende Passagen 9, 10 anschließen, die zur Zu- und Abführung von Flüssigkeit und Gas in die Sauerstoffpassagen 8 dienen. Die Ein- und Austrittspassagen 9, 10 der beiden symmetrischen Hälften eines Umlaufabschnittes 7 enden jeweils auf derselben Seite des Kondensatorblocks 1.
Die Umlaufabschnitte 7a bis 7e sind alle identisch aufgebaut. Der Kondensatorblock 1 besitzt somit zwei jeweils durch ein Abschlussblech 11 geschlossene Seiten sowie zwei gegenüberliegende Seiten 12, in denen sich für jeden Umlaufabschnitt 7a - e je eine Eintrittsöffnung 9 für flüssigen Sauerstoff und eine Austrittsöffnung 10 für teilverdampften Sauerstoff befindet.
Mit den beiden mit Ein- und Austrittsöffnungen 9, 10 versehenen Seiten 12 des Kondensatorblocks 1 sind Halbzylinderschalen 13 verbunden, die die gesamten Seitenflächen 12 abdecken. Die Halbzylinderschalen 13 schließen mit den senkrechten Kanten des quaderförmigen Kondensatorblocks 1 ab. Die beiden sich auf gegenüberliegenden Seiten des Kondensatorblocks 1 befindlichen, durch die Seitenwände 12 und die Halbzylinderschalen 13 begrenzten Räume 14 sind über den Verlauf der Höhe des Kondensatorblocks 1 nicht miteinander verbunden. Die einzige Verbindung zwischen den beiden Räumen 14 besteht oberhalb des Kondensatorblocks 1, da die Halbzylinderschalen 13 höher als der Kondensatorblock 1 sind und in dem Bereich oberhalb des Kondensatorblocks 1 miteinander verbunden sind. Der Badkondensator besteht also aus einem Kondensatorblock 1, an den sich an den beiden Seiten 12 zwei Halbzylinderschalen 13 anschließen sowie aus einem den Kondensatorblock 1 und die beiden Halbzylinderschalen 13 überspannenden Kopfteil 21a.
Die durch die Halbzylinderschalen 13 begrenzten Räume 14 sind durch Bleche 16 in mehrere Etagen 15 a bis 15 e unterteilt. Die Bleche 16 erstrecken sich von der Grenze zwischen zwei Umlaufabschnitten 7 bis zu der auf dieser Seite des Kondensatorblocks 1 angeordneten Halbzylinderschale 13. In den Blechen 16 befinden sich Ablauföffnungen 17, durch die flüssiger Sauerstoff von einer Etage, z.B. 15b, in die darunter liegende Etage, z.B. 15c, abfließen kann. Ferner sind mit den Blechen 16 Gasschächte 18 verbunden, die von einem Blech 16 bis knapp unterhalb des darüber liegenden Bleches 16 reichen.
Die Gasschächte 18 sind in einer Linie angeordnet und bilden so praktisch eine gemeinsame Gassammelleitung, wobei jedoch zwischen dem oberen Ende jedes Gasschachts 18 und dem darüber liegenden Blech 16 ein Spalt 19 verbleibt, der den Eintritt von Gas aus der jeweiligen Etage 15 in die Gassammelleitung ermöglicht. Die Bleche 16 verlaufen zumindest teilweise nach oben ansteigend, so dass der Ringspalt 19 oberhalb der Austrittsöffnungen 10 der jeweiligen Etage 15 liegt.
In dem in Figur 1 gezeigten Beispiel sind die Bleche 16 zweimal rechtwinklig gefaltet, so dass sich zwischen zwei Blechen 16 eine Etage 15 bildet, die aus zwei miteinander verbundenen Räumen 20, 21 besteht. Der Raum 20c befindet sich auf Höhe des zugehörigen Umlaufabschnittes 7c und dient als Flüssigkeitsvorratsbehälter. Der zweite Raum 21c liegt dagegen fast auf der gleichen Höhe wie der nächsthöhere Umlaufabschnitt 7b und bildet eine Art zum Flüssigvorratsbehälter 20c seitlich und nach oben abgesetzte Zusatztasche.
Im Betrieb des Badkondensators wird über Leitung 22 flüssiger Sauerstoff in die beiden obersten Etagen 15a eingeleitet. Der Sauerstoff sammelt sich zunächst in dem Vorratsbehälter 20a, tritt über die Eintrittspassagen 9 in die Sauerstoffpassagen 8 ein, wird im indirekten Wärmetausch mit Stickstoff teilweise verdampft und verlässt den Kondensatorblock 1 als Flüssigkeits-Gas-Gemisch über die Austrittspassagen 10, um sich wieder im Vorratsbehälter 20a zu sammeln. Wenn der Flüssigkeitspegel in dem Vorratsbehälter bis zur Höhe der Austrittskanäle 10 ansteigt, kann flüssiger Sauerstoff über den Verbindungsspalt in den zweiten Raum 21a, der als Abscheideraum dient, fließen.
Der Abscheideraum 21a besitzt in seinem Boden Ablauföffnungen 17, durch die überschüssiger flüssiger Sauerstoff von der Etage 15a in die darunter liegende Etage 15b fließen kann. Die Ablauföffnungen 17 zweier benachbarter Etagen 15 sind dabei versetzt zueinander angeordnet, so dass beispielsweise aus der Etage 15b abtropfender Sauerstoff nicht unmittelbar in die Etage 15 d weiterfließt, sondern zunächst in der Etage 15c verbleibt.
Die Ablauföffnungen 17 sind vorzugsweise mindestens so hoch angeordnet wie die Austrittsöffnungen 10 der zugehörigen Etage 15 liegen. Es hat sich nämlich als vorteilhaft erwiesen, die einzelnen Umlaufabschnitte 7 des Badkondensators mindestens soweit im Flüssigkeitsbad abzutauchen, daß der Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter 20 mindestens knapp unterhalb der Unterkante der Austrittsöffnungen 10 liegt. Dadurch wird eine Totalverdampfung in den Verdampfungspassagen 8 ausgeschlossen und eine Verlegung der Passagen 8 durch schwersiedende Komponenten verhindert.
Der in die Etage 15b abfließende Sauerstoff sammelt sich wieder im Vorratsbehälter 20b, wird im Umlaufabschnitt 7b umgeworfen und teilweise verdampft. Überschüssige Flüssigkeit im Vorratsbehälter 20b läuft über die Ablauföffnung 17 dann in die Etage 15c. Das bei der Verdampfung im Umlaufabschnitt 7 entstehende Sauerstoffgas strömt mit dem flüssigen Sauerstoff aus den Austrittsöffnungen 10 aus und wird über den Gasschacht 18 abgeleitet. Diese Vorgänge wiederholen sich in jeder Etage 15.
Durch die seitlich und nach oben versetzte Anordnung des Abscheideraumes 21 und den ringspaltförmigen Gaseinlass 19 in den Gasschacht 18 wird das Sauerstoffgas mehrfach umgelenkt, bevor es aus einer Etage 15 abgeführt wird. Bei diesen Umlenkungen wird die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Sauerstoffs so stark abgesenkt, dass dieser keinen oder kaum noch flüssigen Sauerstoff mitreißt. In dem Abscheideraum 21 wird also eine sehr gute Flüssigkeits-Gas-Trennung erzielt. Das durch die Gasschächte 18 aufsteigende Sauerstoffgas wird am oberen Ende des Badkondensators über eine in den Zeichnungen nicht zu sehende Sauerstoffabzugsleitung abgeführt.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Badkondensators, bei dem die Sauerstoffpassagen 8 nur auf einer Seite des Kondensatorblocks 1 Ein- und Austrittsöffnungen 9, 10 haben. Die nicht dargestellten Stickstoffpassagen entsprechen den Passagen 2 in Figur 2 und erstrecken sich ebenfalls über die gesamte Höhe des Kondensatorblocks. Das als Wärmeträger dienende, zu kondensierende Stickstoffgas wird über einen Sammler/Verteiler 6 in die Stickstoffpassagen verteilt und am unteren Ende des Kondensatorblocks 1 in einen Sammler 5 als Flüssigkeit zusammengeführt und abgezogen.
Sauerstoffseitig ist der Kondensatorblock 1 in fünf Umlaufabschnitte 7a-e unterteilt, die jeweils einen Ein- und einen Austrittsbereich 9, 10 mit horizontal verlaufenden Lamellen sowie den eigentlichen Wärmeaustauschbereich 8 mit vertikalen Kanälen besitzen. Alle Eintrittsöffnungen 9 und die Austrittsöffnungen 10 liegen auf derselben Seite des Kondensatorblocks 1.
An der offenen Seite 12 des Kondensatorblocks 1 sind ebenfalls Flüssigkeitsvorratsbehälter 20 und Abscheideräume 21 vorgesehen. Der Flüssigkeitsablauf zwischen den Etagen 15 erfolgt über Überlaufrohre 30. Die Oberkante der Überlaufrohre 30 liegt auf einer Höhe mit der Oberkante des dazugehörigen Umlaufabschnittes 7. Dies hat zur Folge, dass die Sauerstoffpassagen 8 und die entsprechenden Ein- und Austrittspassagen 9, 10 sich stets vollständig im Flüssigkeitsbad befinden. Die Verdampfungspassagen 8 sind immer mit Flüssigkeit gefüllt, wodurch eine Verlegung der Passagen 8 durch schwersiedende Komponenten absolut unmöglich wird. Untersuchungen haben gezeigt, dass bereits ein Flüssigkeitspegel knapp unterhalb der Austrittsöffnungen 9 eine derartige Verlegung der Passagen 8 zuverlässig verhindert.
In den Figuren 4 bis 7 ist ein mehrstöckiger Badkondensator dargestellt, der als Hauptkondensator einer Rektifikationssäule einer Luftzerlegungsanlage eingesetzt wird. In dem Badkondensator werden gasförmiger Stickstoff vom Kopf der Drucksäule und flüssiger Sauerstoff aus dem Sumpf der Niederdrucksäule in indirekten Wärmeaustausch gebracht, wobei der Stickstoff kondensiert und der Sauerstoff verdampft werden.
Der Badkondensator besitzt einen quaderförmigen Kondensatorblock 1, der von einem runden Behälter 50 umgeben ist. Die Zuspeisung von gasförmigem Stickstoff erfolgt am Kopf des Badkondensators über eine Zuleitung 4. Ein Sammler/Verteiler 6 verteilt das Stickstoffgas gleichmäßig auf die Verflüssigungspassagen 2, die sich über die gesamte Höhe des Kondensatorblocks 1 erstrecken. Am unteren Ende des Kondensatorblocks 1 wird der kondensierte Stickstoff über Leitung 5 abgezogen.
Der zu verdampfende flüssige Sauerstoff wird dem Badkondensator über Leitung 22 zugeführt. Die Sauerstoffpassagen 8 sind in mehrere Umlaufabschnitte 7 unterteilt, in denen jeweils eine Teilverdampfung des Sauerstoffs erfolgt. Überschüssiger flüssiger Sauerstoff wird über Überlaufrohre 30 in den nächstniedrigeren Umlaufabschnitt geleitet, das entstandene Sauerstoffgas mittels eines Gassammelrohres 18 abgezogen. Aufbau und Wirkungsweise des Kondensatorblocks 1 entsprechen insoweit genau dem anhand der Figuren 1 und 2 erläuterten Kondensatorblock.
Anstelle der Halbzylinderschalen 13 ist bei dieser Ausführungsform ein Behälter 50 um den Kondensatorblock 1 vorgesehen. Der Behälter 50 ist jeweils an der Grenzfläche zwischen zwei Umlaufabschnitten 7 durch ebene Bleche 51 in Etagen 15 unterteilt. Die mittleren Etagen 15b - e bilden jeweils einen Ringraum um den zugehörigen Umlaufabschnitt 7b - e Lediglich die oberste Etage 15a und die unterste Etage 15f können eine etwas größere Höhe als der jeweilige Umlaufabschnitt 7a, 7f besitzen.
Im Gegensatz zu den Badkondensatoren der Figuren 1 bis 3 sind die Flüssigkeitsableitungen 30 und die Gasableitungen 18 nicht auf einer der Kondensatorblockseiten 12 angeordnet, in denen sich die Ein- und Austrittsöffnungen 9, 10 der Verdampfungspassagen 8 befinden, sondern in dem Ringraum 15 gegenüber den geschlossenen Blockseiten 11. Die Gassammelrohre 18 der einzelnen Etagen 15 sind in einer Linie angeordnet, so dass der in jeder Etage 15 entstehende Sauerstoff über eine gemeinsame Leitung 18 abgeführt werden kann. Der Einlass in die Gassammelleitung 18 erfolgt jeweils über eine Ringspaltöffnung 19.
Der gasförmige Sauerstoff kann in der Gassammelleitung18 nach unten strömen und wird dann unten über Leitung 52 dem Badkondensator entnommen. Überschüssige Flüssigkeit, die in den Umlaufabschnitten 7 nicht verdampft wird, kann aus der untersten Etage 15f gemeinsam mit dem Sauerstoffgas über die Gassammelleitung 52 herausströmen.
Der gasförmige Sauerstoff kann aber auch innerhalb der Gassammelleitung 18 nach oben strömen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der zylindrische Behälter 50 und die Rektifikationssäule, die den verdampften Sauerstoff aufnimmt, eine bauliche Einheit bilden. Überschüssige Flüssigkeit, die im Badkondensator nicht verdampft worden ist, wird dann vorzugsweise als Flüssigprodukt aus der untersten Etage 15f mengenmäßig so abgezogen, dass der Flüssigkeits-Sollstand in der untersten Etage 15f konstant gehalten wird.
Die Überlaufrohre 30 zur Überführung von Flüssigkeit von einer Etage 15 zur darunter liegenden Etage 15 befinden sich neben der Gassammelleitung 18, die in der Mitte vor der Kondensatorblockseite 11 angeordnet ist. Die Überlaufrohre 30 liegen von Etage zu Etage versetzt gegeneinander, d.h. einmal rechts und einmal links von der Gasableitung 18. Flüssiger Sauerstoff kann daher nicht von einem Überlaufrohr 30 direkt in das nächste Überlaufrohr 30 weiterfließen.
In den Figuren 8 bis 11 sind verschiedene Ansichten einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Badkondensators gezeigt. Die Verdampfungspassagen sind wiederum in mehrere Umlaufabschnitte 7 unterteilt und an dem Kondensatorblock 1 sind auf Höhe der Umlaufabschnitte 7a - e jeweils Flüssigkeitsvorratsbehälter 20 befestigt. An die Vorratsbehälter 20 schließen sich seitlich und nach oben versetzte Abscheidebehälter 21 an. Flüssigkeitsseitig sind je zwei benachbarte Umlaufabschnitte 7 durch Überlaufrohre 30 verbunden. Der Aufbau des Badkondensators entspricht insoweit im wesentlichen dem Badkondensator gemäß Figur 3, wobei sich jedoch die Ein- und Austrittsöffnungen 9, 10 der Verdampfungspassagen 8 auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Kondensatorblocks 1 und nicht alle auf der gleichen Seite des Blocks 1 befinden.
Wie in den Figuren 9 und 11 zu sehen ist, bildet der Kondensatorblock 1 mit den Flüssigkeitsvorratsbehältern 20 und den Abscheideräumen 21 in der Draufsicht ein Sechseck, bevorzugt ein im wesentlichen gleichseitiges Sechseck. Der Kondensatorblock 1 besitzt einen rechtwinkligen Querschnitt, wobei die Seite 60, die parallel zu den Blechen, die die Verdampfungspassagen 8 von den Verflüssigungspassagen trennen, liegt, deutlich kürzer als die senkrecht zu den Blechen orientierte Seite 61 ist. Die längere Seite 61 entspricht somit der Stapelhöhe der Bleche. Um die erforderliche Stapelhöhe zu erreichen, kann es durchaus vorteilhaft sein, den Kondensatorblock1 als Kombination aus mehreren Einzelblöcken auszuführen.
Auf Höhe jedes Umlaufabschnittes 7 ist mit dem Kondensatorblock 1 ein Flüssigkeitsvorratsbehälter 20 verbunden. Lediglich der unterste Umlaufabschnitt 7f benötigt keinen Vorratsbehälter, da er sich im Sumpfbad der zugehörigen Trennkolonne oder eines separaten Behälters 50 befindet. Der Flüssigkeitsvorratsbehälter 20 wird vorzugsweise als kleine quaderförmige Tasche ausgebildet, die seitlich an dem zugehörigen Umlaufabschnitt 7 befestigt ist und zumindest die Eintrittsöffnungen 9 des Umlaufabschnittes 7 abdeckt. Durch die geringe Größe des Vorratsbehälters 20 wird dessen Gewicht im gefüllten Zustand klein gehalten, so dass keine hohen Anforderungen an die Stabilität des Vorratsbehälters 20 gestellt werden müssen. Zudem bleibt auf diese Weise mehr Platz zur Verfügung für den Abscheideraum 21.
Der Abscheideraum 21 liegt zu dem Vorratsbehälter 20 seitlich und nach oben versetzt. Der Querschnitt des Abscheideraumes 21 erscheint in der Draufsicht näherungsweise als gleichschenkliges Dreieck. Die beiden Schenkel haben die Länge des oben genannten gleichseitigen Sechsecks. Vorteilhaft an dieser Ausführung ist die bei geringem baulichem Aufwand gute Ausnutzung des kreisförmigen Querschnitts des Behälters 50, in dem sich der Kondensatorblock 1 befindet.
Die Zwischenräume 18 zwischen dem durch den Block 1 und die Abscheideräume 21 gebildeten sechseckigen Körper und dem zylindrischen Behälter 50 dienen als Gasableitungen 18. Der Einlass in die Gasableitungen 18 befindet sich, wie in Figur 8 gut zu erkennen ist, oberhalb der Austrittsöffnungen 10 des jeweiligen Umlaufabschnittes 7.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung, die im folgenden anhand der Figuren 12 bis 14 erläutert wird, bilden vier identische Blöcke 70 mit den zugehörigen Flüssigkeitsvorratsbehältern 20 und den zugehörigen Abscheideräumen 21 ein im Umriss nahezu gleichseitiges Achteck. Die Stapelhöhe 61 der einzelnen Blöcke 70 ist wiederum höher als deren Breite 60. Jeweils zwei Blöcke liegen sich im Abstand der Blechbreite 60 gegenüber, so dass die Blöcke 70 in der Draufsicht ein Kreuz bilden, in dessen Mitte ein Quadrat mit der Seitenlänge der Blechbreite 60 frei bleibt.
Vier im Querschnitt L-förmige Flüssigkeitsvorratsbehälter 71 auf der Außenseite des Kreuzes versorgen jeweils die vier sich auf gleicher Höhe befindenden Umlaufabschnitte 7 mit der zu verdampfenden Flüssigkeit, wobei jeder Vorratsbehälter 71 an zwei Blöcke 70 angeschlossen ist. Die untersten Umlaufabschnitte 7f werden dagegen mit Flüssigkeit aus dem Sumpf der Kolonne oder des Behälters, in dem sich der Badkondensator befindet, gespeist.
Der zugehörige Abscheideraum 72 hat im Querschnitt näherungsweise die Form eines Dreiecks, dessen Schenkel von der Außenseite des L-förmigen Flüssigkeitsvorratsbehälters 71 gebildet werden und dessen Basis von einer Seite des Achtecks gebildet wird. Vorteilhaft bei dieser Anordnung ist die gute Ausnutzung des kreisförmigen Querschnitts bei geringem baulichen Aufwand.
Die Flüssigkeit wird von einem Umlaufabschnitt 7 zu dem darunter angeordneten Umlaufabschnitt 7 wieder über ein Überlaufrohr 30 geleitet. Der Zwischenraum zwischen dem achteckigen Körper und der zylindrischen Wand des Behälters 50, in dem sich der Badkondensator befindet, dient als Gasableitung 18.

Claims (14)

  1. Badkondensator mit einem Kondensatorblock, der Verdampfungspassagen für eine Flüssigkeit und Verflüssigungspassagen für ein Heizmedium besitzt und mindestens zwei vertikal übereinander angeordnete Umlaufabschnitte aufweist, wobei die Verdampfungspassagen jeweils am unteren Ende eines Umlaufabschnittes mindestens eine Eintrittsöffnung für die Flüssigkeit und jeweils am oberen Ende eines Umlaufabschnittes mindestens eine Austrittsöffnung besitzen, wobei für jeden Umlaufabschnitt ein Flüssigkeitsvorratsbehälter vorgesehen ist, der in Strömungsverbindung mit der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung des Umlaufabschnittes steht und eine Gasableitung besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Einlass in die Gasableitung (18) nicht in einem halboffenen Volumen neben dem Kondensatorblock (1) befindet, welches durch die Seite (12) des Umlaufabschnittes (7), in der die Austrittsöffnung (10) des Umlaufabschnittes (7) angeordnet ist, und senkrecht zu der Seite (12) ausgerichtete, jeweils einen Seitenrand beinhaltende Halbebenen begrenzt wird.
  2. Badkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Einlass in die Gasableitung (18) oberhalb des halboffenen Volumens befindet.
  3. Badkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Einlass in die Gasableitung (18) auf der Höhe des darüber angeordneten Umlaufabschnittes (7) befindet.
  4. Badkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Einlass in die Gasableitung (18) in einem halboffenen Volumen neben dem Kondensatorblock (1) befindet, welches durch eine der Seite (12) des Umlaufabschnittes, in der die Austrittsöffnung des Umlaufabschnittes angeordnet ist, benachbarte Seite (11) des Kondensatorblocks (1) und zwei senkrecht zu der benachbarten Seite (11) ausgerichtete, jeweils einen senkrechten Rand der benachbarten Seite (11) beinhaltende Halbebenen begrenzt wird.
  5. Badkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Einlass in die Gasableitung (18) in einem halboffenen Volumen neben dem Kondensatorblock (1) befindet, welches durch die der Seite (12) des Umlaufabschnittes (7), in der die Austrittsöffnung (10) des Umlaufabschnittes (7) angeordnet ist, entgegengesetzte Seite des Kondensatorblocks (1) und zwei senkrecht zu der entgegengesetzten Seite ausgerichtete, jeweils einen senkrechten Rand der entgegengesetzten Seite beinhaltende Halbebenen begrenzt wird.
  6. Badkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass höchstens zwei Seiten (12) des Kondensatorblocks (1) mit Eintritts- (9) und / oder Austrittsöffnungen (10) versehen sind.
  7. Badkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich alle Eintritts- (9) und Austrittsöffnungen (10) auf derselben Seite (12) des Kondensatorblocks (1) befinden.
  8. Badkondensator nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Seite (12) des Kondensatorblocks (1), in der sich Ein- (9) und / oder Austrittsöffnungen (10) befinden, ein Sammler (13) mit einer Flüssigkeitszuleitung (22) und einer Gasableitung (18) angebracht ist, der die Seiten von mehreren Umlaufabschnitten (7), bevorzugt die gesamte Seite (12) des Kondensatorblocks (1), abdeckt.
  9. Badkondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammler (13) entlang der Grenze zweier Umlaufabschnitte (7) jeweils in Etagen (15) unterteilt ist, wobei zwei benachbarte Etagen (15) über eine Flüssigkeits- (17, 30) und eine Gasleitung (18) strömungsseitig miteinander verbunden sind.
  10. Badkondensator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Etagen (15) über ein Überlaufrohr (30) zum Flüssigkeitstransport miteinander verbunden sind.
  11. Badkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensatorblock einen rechteckigen Querschnitt besitzt und in einem runden Behälter angeordnet ist.
  12. Badkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Draufsicht der Kondensatorblock (1), die Flüssigkeitsvorratsbehälter (20) und mit den Flüssigkeitsvorratsbehältern (20) verbundene Abscheideräume (21) ein Sechseck bilden.
  13. Badkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Draufsicht der Kondensatorblock (1), die Flüssigkeitsvorratsbehälter (20) und mit den Flüssigkeitsvorratsbehältern (20) verbundene Abscheideräume (21) ein Achteck bilden.
  14. Verwendung eines Badkondensators nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als Hauptkondensator einer Tieftemperaturluftzerlegungsanlage.
EP00115783A 2000-05-31 2000-07-21 Mehrstöckiger Badkondensator Withdrawn EP1160527A1 (de)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10027140A DE10027140A1 (de) 2000-05-31 2000-05-31 Mehrstöckiger Badkondensator
EP00115783A EP1160527A1 (de) 2000-05-31 2000-07-21 Mehrstöckiger Badkondensator
TW090113024A TW531431B (en) 2000-05-31 2001-05-30 Multi-storey bath condenser
AU2001279637A AU2001279637A1 (en) 2000-05-31 2001-05-31 Multistoreyed bath condenser
CN01810383A CN1432122A (zh) 2000-05-31 2001-05-31 多层浴用冷凝器
PCT/EP2001/006206 WO2001092798A2 (de) 2000-05-31 2001-05-31 Mehrstöckiger badkondensator
EP01957815A EP1287303A2 (de) 2000-05-31 2001-05-31 Mehrstöckiger badkondensator
JP2002500169A JP2003535300A (ja) 2000-05-31 2001-05-31 多段浴凝縮器
KR1020027016288A KR100765573B1 (ko) 2000-05-31 2001-05-31 다층으로 된 바스 콘덴서
US10/296,883 US7152432B2 (en) 2000-05-31 2001-05-31 Multistory bath condenser

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10027140 2000-05-31
DE10027140A DE10027140A1 (de) 2000-05-31 2000-05-31 Mehrstöckiger Badkondensator
EP00115783A EP1160527A1 (de) 2000-05-31 2000-07-21 Mehrstöckiger Badkondensator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1160527A1 true EP1160527A1 (de) 2001-12-05

Family

ID=26005920

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP00115783A Withdrawn EP1160527A1 (de) 2000-05-31 2000-07-21 Mehrstöckiger Badkondensator
EP01957815A Withdrawn EP1287303A2 (de) 2000-05-31 2001-05-31 Mehrstöckiger badkondensator

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP01957815A Withdrawn EP1287303A2 (de) 2000-05-31 2001-05-31 Mehrstöckiger badkondensator

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7152432B2 (de)
EP (2) EP1160527A1 (de)
JP (1) JP2003535300A (de)
KR (1) KR100765573B1 (de)
CN (1) CN1432122A (de)
AU (1) AU2001279637A1 (de)
DE (1) DE10027140A1 (de)
TW (1) TW531431B (de)
WO (1) WO2001092798A2 (de)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7082182B2 (en) * 2000-10-06 2006-07-25 The University Of North Carolina At Chapel Hill Computed tomography system for imaging of human and small animal
US6496529B1 (en) 2000-11-15 2002-12-17 Ati Properties, Inc. Refining and casting apparatus and method
US8155262B2 (en) * 2005-04-25 2012-04-10 The University Of North Carolina At Chapel Hill Methods, systems, and computer program products for multiplexing computed tomography
US7803212B2 (en) 2005-09-22 2010-09-28 Ati Properties, Inc. Apparatus and method for clean, rapidly solidified alloys
US7578960B2 (en) * 2005-09-22 2009-08-25 Ati Properties, Inc. Apparatus and method for clean, rapidly solidified alloys
EP1837614A1 (de) * 2006-03-23 2007-09-26 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Verdampfen einer sauerstoffangereicherten Einsatzflüssigkeit und Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
US8189893B2 (en) * 2006-05-19 2012-05-29 The University Of North Carolina At Chapel Hill Methods, systems, and computer program products for binary multiplexing x-ray radiography
WO2008121630A1 (en) 2007-03-30 2008-10-09 Ati Properties, Inc. Melting furnace including wire-discharge ion plasma electron emitter
US8748773B2 (en) 2007-03-30 2014-06-10 Ati Properties, Inc. Ion plasma electron emitters for a melting furnace
WO2009012453A1 (en) * 2007-07-19 2009-01-22 The University Of North Carolina At Chapel Hill Stationary x-ray digital breast tomosynthesis systems and related methods
FR2920867A1 (fr) * 2007-09-12 2009-03-13 Air Liquide Colonne de separation d'air incorporant un vaporiseur condenseur
US7798199B2 (en) 2007-12-04 2010-09-21 Ati Properties, Inc. Casting apparatus and method
US8600003B2 (en) * 2009-01-16 2013-12-03 The University Of North Carolina At Chapel Hill Compact microbeam radiation therapy systems and methods for cancer treatment and research
US8747956B2 (en) 2011-08-11 2014-06-10 Ati Properties, Inc. Processes, systems, and apparatus for forming products from atomized metals and alloys
US8358739B2 (en) 2010-09-03 2013-01-22 The University Of North Carolina At Chapel Hill Systems and methods for temporal multiplexing X-ray imaging
EP2503270A1 (de) 2011-03-22 2012-09-26 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Sauerstoffprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102011113668A1 (de) 2011-09-20 2013-03-21 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102011113671A1 (de) 2011-09-20 2013-03-21 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
WO2013041229A1 (de) 2011-09-20 2013-03-28 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur tieftemperaturzerlegung von luft
DE102013017590A1 (de) 2013-10-22 2014-01-02 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Gewinnung eines Krypton und Xenon enthaltenden Fluids und hierfür eingerichtete Luftzerlegungsanlage
US9782136B2 (en) 2014-06-17 2017-10-10 The University Of North Carolina At Chapel Hill Intraoral tomosynthesis systems, methods, and computer readable media for dental imaging
US10980494B2 (en) 2014-10-20 2021-04-20 The University Of North Carolina At Chapel Hill Systems and related methods for stationary digital chest tomosynthesis (s-DCT) imaging
WO2016146238A1 (de) 2015-03-13 2016-09-22 Linde Aktiengesellschaft Destillationssäulen-system, anlage und verfahren zur erzeugung von sauerstoff durch tieftemperaturzerlegung von luft
DE102015009563A1 (de) 2015-07-23 2017-01-26 Linde Aktiengesellschaft Luftzerlegungsanlage und Luftzerlegungsverfahren
CN108592678B (zh) * 2018-05-21 2023-09-01 杭州中泰深冷技术股份有限公司 一种多级式外虹吸板翅式换热器及其方法
JP7356334B2 (ja) * 2019-12-17 2023-10-04 大陽日酸株式会社 多段液溜式凝縮蒸発器、該多段液溜式凝縮蒸発器を備えた空気分離装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2064065A7 (en) * 1969-10-01 1971-07-16 Linde Ag Condenser evaporator for oxygen and - nitrogen prodn
FR2237158A1 (en) * 1973-07-03 1975-02-07 Teal Procedes Air Liquide Tech Heat exchanger module for several different coolants - esp. for gas liquefaction comprises one drum per coolant
US4606745A (en) * 1984-05-30 1986-08-19 Nippon Sanso Kabushiki Kaisha Condenser-evaporator for large air separation plant
US5775129A (en) * 1997-03-13 1998-07-07 The Boc Group, Inc. Heat exchanger
US5779129A (en) 1997-01-24 1998-07-14 Fellowes Manufacturing Company Container having a box blank with removably attached lid blank

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO164128C (no) * 1988-04-29 1990-08-29 Telavaag Energiteknikk A S Varmeveksler tilknyttet en vannavloepsledning.
US5222549A (en) * 1988-07-04 1993-06-29 Japan Oxygen Co., Ltd. Condenser/evaporator
FR2650379B1 (fr) * 1989-07-28 1991-10-18 Air Liquide Appareil de vaporisation-condensation pour double colonne de distillation d'air, et installation de distillation d'air comportant un tel appareil
FR2665755B1 (fr) * 1990-08-07 1993-06-18 Air Liquide Appareil de production d'azote.
DE19605500C1 (de) * 1996-02-14 1997-04-17 Linde Ag Vorrichtung und Verfahren zum Verdampfen einer Flüssigkeit
FR2796137B1 (fr) * 1999-07-07 2001-09-14 Air Liquide Vaporiseur-condenseur a bain a plaques brasees et son application a un appareil de distillation d'air
FR2798598B1 (fr) * 1999-09-21 2002-05-24 Air Liquide Vaporiseur-condenseur a bain et appareil de distillation d'air correspondant

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2064065A7 (en) * 1969-10-01 1971-07-16 Linde Ag Condenser evaporator for oxygen and - nitrogen prodn
FR2237158A1 (en) * 1973-07-03 1975-02-07 Teal Procedes Air Liquide Tech Heat exchanger module for several different coolants - esp. for gas liquefaction comprises one drum per coolant
US4606745A (en) * 1984-05-30 1986-08-19 Nippon Sanso Kabushiki Kaisha Condenser-evaporator for large air separation plant
US5779129A (en) 1997-01-24 1998-07-14 Fellowes Manufacturing Company Container having a box blank with removably attached lid blank
US5775129A (en) * 1997-03-13 1998-07-07 The Boc Group, Inc. Heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
AU2001279637A1 (en) 2001-12-11
DE10027140A1 (de) 2001-12-06
KR20030007786A (ko) 2003-01-23
US20050028554A1 (en) 2005-02-10
WO2001092798A2 (de) 2001-12-06
US7152432B2 (en) 2006-12-26
JP2003535300A (ja) 2003-11-25
KR100765573B1 (ko) 2007-10-09
CN1432122A (zh) 2003-07-23
TW531431B (en) 2003-05-11
WO2001092798A3 (de) 2002-04-04
EP1287303A2 (de) 2003-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1160527A1 (de) Mehrstöckiger Badkondensator
EP1287302B1 (de) Mehrstöckiger badkondensator
DE2402807A1 (de) Kuehlturm mit geneigtem duennfilmbett
DE19605500C1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Verdampfen einer Flüssigkeit
DE3122197A1 (de) Waermeaustauscher
WO2006021315A1 (de) Gewickelter wärmetauscher
DE1930347C3 (de) Plattenwärmetauscher
DE2828942C2 (de) Kondensator
DE2545061A1 (de) Vorrichtung zur temperaturveraenderung von fluiden, insbesondere zur kuehlung von fluessigkeiten und kondensation von daempfen durch luft
DE69933202T2 (de) Fallfilm-Verdampfer als Kondensationsverdampfer
DE2222269A1 (de) Rektifizierturm oder -kolonne
DE60110328T2 (de) Wärmetauscher mit mehrfachen Wärmeaustauschblöcken mit Flüssigkeitsendkammer mit gleichmässiger Verteilung und Verdampfer-Kondensator mit demselben
DE1949609C3 (de) Kondensatorverdampfer für einen Doppelsäulenrektifikator
DE102007003437A1 (de) Mehrstöckiger Badkondensator im Flüssigkeitsbad
DE19905060A1 (de) Kondensator mit gelöteten Platten und dessen Anwendung bei Luftdestillationsdoppelsäulen
DE60006321T2 (de) Verdampferkondensor mit hartgelöteten Platten und deren Verwendung in einer Luftdestillationsvorrichtung
DE2524080C3 (de) Wärmeübertrager, in dem ein dampfförmiges Medium unter Wärmeabgabe an ein anderes Medium kondensiert
DE3519694A1 (de) Taupunktkuehler
DE19939294A1 (de) Mehrstöckiger Umlaufkondensator
EP1283401A1 (de) Mehrstöckiger Kondensator-Verdampfer
DE7421870U (de) Waermeaustauschgeraet
DE1901475A1 (de) Vorrichtung zum Verteilen einer Zweiphasenstroemung auf Plattenwaermeaustauscher
DE4321250A1 (de) Rohrbündel-Wärmetauscher
DE3014831A1 (de) Kaskadenverdampfer fuer kondensations-trocknungsvorrichtungen
DE3041754C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Withdrawal date: 20011207