Wiadomo, ze w zwyklych przyrzadach do oddzielania czesci skladowych powietrza przez skroplenie, plynny tlen, zbierajacy sie na spodzie kolumny rektyfikacyjnej, w cze¬ sci zwanej parownikiem, zostaje tam wyparo¬ wany pod dzialaniem powietrza sciesnionego, które sie skrapla. Okolo V5 tlenu w ten spo¬ sób odparowanego podnosi sie w kolumnie rektyfikacyjnej w celu stopniowej zamiany splywajacej cieczy na plynny tlen; pozostala zas ]/r, tlenu, odpowiadajaca ilosci tlenu, za¬ wartego w przerabianem powietrzu, zostaje odprowadzona, bezposrednio z przyrzadu i stanowi jeden z produktów fabrykacji. Pod¬ noszace sie do góry gazy, stopniowo ulegaja¬ ce zmianie podczas ich podnoszenia sie w ko¬ lumnie rektyfikacyjnej przy zetknieciu sie z cieczami, wychodna z niej w czesci górnej i zawieraja znaczna ilosc azotu.Lecz wskutek zwlaszcza zawartosci argo¬ nu proces nie odbywa sie w rzeczywistosci tak prosto.Argon, którego punktj wrzenia jest bardzo zblizony do punktu wrzenia tlenu, oddziela sie oden bardzo trudno i dla otrzymania bardzo czystego tlenu, coraz bardziej poszukiwanego w przemysle, nalezy odprowadzic wraz z a- zotem bardzo znaczna ilosc argonu, który pociaag za soba czesc tlenu z przerabianego powietrza. Z tego wynika zmniejszenie wy¬ dajnosci tlenu i mniejsza czystosc azotu.We francuskim patencie firmy L'Air Liqui- de, za M° 437013, opisany jest sposób zara¬ dzenia tej ostatniej wadzie i otrzymania bar¬ dzo czystego tlenu bez szkody dla czystosci azotu. Srodek ten polega na odplywie plynne-gojlenu, odpowiadajacego V5 ilosci, o której byla mowa powyzej, do osobnego zbiornika (fig. 1 rysunku), gdzie tlen zostaje rozdzielo¬ ny przez rektyfikacje i odparowanie na nie¬ znaczna czesc, zawierajaca prawie caly azot i argon i czesc glówna, utworzona z bardzo czystego tlenu. Pierwsza czesc, odprowadza¬ na osobno przez rurociag W, nie bedzie prze¬ to zanieczyszczac swym tlenem i argonem a- zotu, wytwarzanego w"glównej kolumnie rek¬ tyfikacyjnej. Stosownie do celów, opisanych W powyzszym patencie, system w którym przerabiane powietrze sprezone skrapla sie przy posredniem zetknieciu sie z plynnym tle¬ nem poddanym odparowaniu, moze byc do¬ wolnym i np. dla odparowania tlenu moze byc zastosowana wezownica (fig. 2).Lecz sposób ten nie usuwa poprzednio wy¬ mienionej wady niezadawalniajacej wydajno¬ sci czystego tlenu, poniewaz znaczna czesc tego gazu wchodzi do W, zmieszana z azo¬ tem i argonem.Nadto z ogólnego punktu widzenia, co do rozdzialu powietrza na jego czesci skladowe, sposób ten nie pozwala na'otrzymanie argonu rzeczywiscie uwolnionego od azotu, gdyz mie¬ szanina gazowa, która mozna otrzymac w W, zawiera prawie caly azot z poczatkowej mie¬ szaniny, przelanej do dolnej kolumny rekty¬ fikacyjnej.Sposób, stanowiacy przedmiot niniejszego wynalazku, dopelnia powyzszy sposób przez przerobienie tlenu, zawierajacego azot i ar¬ gon, Jw taki sposób zeby zatrzymac tlen, któ¬ ry stara sie odplyrtac wraz z azotem i argo¬ nem przez W i otrzymac pierwsza czesc, skla¬ dajaca sie z prawie czystego tlenu, druga czesc, zawierajaca caly azot i ostatnia czesc, skladajaca sie glównie z argonu, a na- dewszystko prawie wolna od azotu.W tym celu plynny tlen, wytworzony w zwyklej kolumnie rektyfikacyjnej, zawieraja¬ cy prawie caly argon z przerabianego powie¬ trza oraz troche azotu, zostaje poddany do¬ datkowemu procesowi skroplenia i rektyfika¬ cji, w którym pewna czesc mieszaniny trzech gazów, zawierajaca znaczna ilosc argonu, przebiega proces okrezny. Gaz ten zostaje sprezony, nastepnie skroplony, by byc zuzyt¬ kowany jako ciecz rektyfikujaca pare zanie¬ czyszczonego tlenu plynnego. Ta ostatnia ciecz opuszcza sie wraz z ciecza osiagnieta przez rektyfikacje dodatkowa w panwie rek¬ tyfikacyjnej widocznej na fig. 1 i 2, co zwiek¬ sza czystosc tlenu, podczas gdy argon, stano¬ wiacy glówne zanieczyszczenie tlenu plynne¬ go uchodzi, pociagajac bardzo nieznaczna ilosc tlenu do górnej czesci baterji, sluzac do rektyfikacji dodatkowej, w stanie gazowym z argonem procesu dodatkowego. Co sie tyczy azotu, zawartego w plynnym tlenie, poczatko¬ wo nieczystym, to ten odchodzi wraz z argo¬ nem z dwóch poprzednich procesów; lecz mozna wybrac objetosc gazu, zawierajacego znaczna ilosc argonu, przebiegajacego za¬ mkniety proces okrezny o tyle dostatecznie, by mala czesc azotu, która byla zawarta w przerabianym nieczystym tlenie plynnym i która znajduje sie w wiekszosci w odchodza¬ cym argonie, tworzyla tylko praktycznie nie¬ znaczna czesc tego argonu. Z tej to mieszani¬ ny, obfitujacej w argon, lecz zawierajacej bardzo malo azotu, bierze sie dla zebrania nazewnatrz taka ilosc argonu, jaka zostaje doprowadzona przez nieczysty tlen plynny z kolumny glównej; pozostala mieszanina, nie- odprowadzona nazewnatrz i wykonywujaca zamkniety obieg, zostaje na nowo sprezona, skroplona i cofnieta zpowrotem dla wytwo¬ rzenia z jednej strony cieczy obfitujacej w ar¬ gon, która sluzy znowu jako ciecz rektyfiku¬ jaca, jak to powiedziano powyzej, a z drugiej strony dla utworzenia pozostalosci, zlozonej w najwiekszej czesci z azotu, który zostaje odprowadzony nazewnatrz, co czyni niepo- trzebnem takze gromadzenie tego ostatniego w czasie procesu.Dla zlozenia gazu procesu dodatkowego, zostaje zuzytkowany poprostu podczas uru¬ chomienia tego procesu, gaz wydany przez nieczysty tlen plynny, wychodzacy z baterji glównej; gazy, te zostaja zgeszczone i skro¬ plone w procesie dodatkowym, opisanym po¬ przednio, i daza do wzbogacenia mieszaniiy — 2 —w argon, przez znany dobrze sposób samo¬ oczyszczania, polegajacy na wzbogacenia mieszaniny gazowej w jej najbardziej lotna czesc skladowja, które to wzbogacenie zostaje osiagniete przez przemycie gazów zapomoca cieczy, pochodzacych z ich ponownego skro¬ plenia. Ma sie rozumiec, ze podczas tego dzia¬ lania, gaz nie jest odprowadzany nazewnatrz i argon zostaje zebrany tylko wówczas, gdy jego zawartosc bedzie dostatecznie zwiek¬ szona.Figura 3 rysunku przedstawia sposób wy¬ konania urzadzenia do rozkladu powietrza we¬ dlug niniejszego wynalazku. Czesc górna u- rzadzenia przedstawia glówna kolumne rek¬ tyfikacyjna zwykla, przeznaczona do rozkla¬ du powietrza zapomoca znanych srodków.Przerabiane powietrze sprezone i uprzednio ochlodzone w wymiennikach ciepla, nie przed¬ stawionych na rysunku, zostaje'doprowadzo¬ ne do dolnej czesci K, gdzie zostaje skroplone i podniesione do kolumny rektyfikacyjnej, czesc /zas powietrza zostaje skroplona w dol¬ nej wezownicy S w drugiej czesci urzadzenia, jak to bedzie opisane ponizej, i nastepnie pod¬ niesiona w stanie cieklym przez rure T". To powietrze zapomoca znanych srodków zosta¬ je rozdzielone w glównej kolumnie rektyfika¬ cyjnej na gaz, obfitujacy w azot i uchodzacy do górnej czesci glównej kolumny, i na mie¬ szanine plynna, obfitujaca w tlen, lecz zawie¬ rajaca jeszcze argon i azot, która sie zbiera w parowniku /(.Druga czesc przyrzadu, stanowiaca wla¬ snie przedmiot niniejszego wynalazku, jest dodatkowa kolumna rektyfikacyjna ze zbior¬ nikiem G, baterja F do czesciowego skrople¬ nia i cofania cieczy, wezownica skraplajaca S, wymiennikiem ciepla E i sprezarka C. W tych to róznych czesciach kolumny dodatkowej odbywa sie wspomniany poprzednio rozklad mieszaniny plynnej, obfitujacej w tlen, lecz zawierajacej jeszcze argon i azot, zebrane w parowniku /C.W tym celu przerabiana plynna mieszanina przelewa sie przez rure^T z glównej kolumny rektyfikacyjnej z panwi na panew w kierunku przeciwnym do podnoszacych sie gazów, wzbogacajac sie w tlen. Odplyw jej do pa- rownikja G zostaje wynagrodzony przez skro¬ plenie w wezownicy S równowaznej ilosci po¬ wietrza sprezonego, które zostaje doprowa¬ dzone, jak to powyzej opisano, w stanie plyn¬ nym przez T" do kolumny glównej.Gazy wychodzace przez W z górnej czesci kolumny dodatkowej, po przejsciu przez wy¬ miennik ciepla E zostaja sprezone w C i po przejsciu w odwrotnym kierunku przez tenze wymiennik ciepla skraplaja sie czesciowo zpowrotem w baterji rurowej F, zanurzonej w parowniku G. Otwór kurka H, reguluje sie w ten sposób, ze niewielka ilosc gazu, powstala po tern skropleniu, odprowadzana przez //, sklada sie glównie ze wszystkiego azotu, za¬ wartego w gazach wychodzacych w W z ko¬ lumny dodatkowej, podczas gdy wytworzona ciecz jest praktycznie uwolniona od azotu i zawiera przeto glównie argon z niewielka ilo- sci)a tlenu.Ciecz ta zostaje odprowadzona przez rure T do górnej czesci kolumny dodatkowej; za¬ uwazono, ze gdy, pominawszy nieznaczne straty, istnieje równowaga miedzy ciecza, - wytworzona w baterji F i gazem, ulotnionym nazewnatrz przez te baterje i podnoszacym sie w kolumnie rektyfikacyjnej, to nie istnieje zedne ograniczenie dla ilosci cieczy, prze¬ plywajacej przez V, ani tern samem dla ilosci gazu, przechodzacego przez W, E, C i F/\ to jest wlasnie ten zamkniety obieg dodatkowy, wykonywany bez konca przez jedna i tez sa¬ ma ilosc gazu, o którym mówiono powyzej.Ilosc tego gazu moze byc przez to bez porów¬ nania wieksza, niz ilosc poddanej dzialaniu cieczy przelewanej przez 71 tak, ze zjawiska rektyfikacji w kolumnie dodatkowej sa glów¬ nie wywolywane przez pierwsza ciecz i w bar* dzo nieznacznym; stopniu przez ciecz przele¬ wana przez T. Ciecz zas ta otrzymana w F, sklada sie glównie z argonu z niewielka iloscia tlenu, jak to widac z powyzszego. Z tego wy¬ nika, ze przez dobrze znane dzialanie zjawisk saomoczyszczania, wspomnianych powyzej gazy, uchodzace w W, wzbogacaja sie od — 3 —chwili uruchomienia coraz wiecej w najbar¬ dziej lotna czesc skladowa systemu, to jest w argon.Co sie zasf tyczy azotu, zawartego w mie¬ szaninie, przelewanej przez T, to wskutek znacznie wiekszej jego lotnosci zbiera sie on prawie calkowicie u góry kolumny dodatko¬ wej w W, ilosc jego pozostaje tam bardzo nieznaczna wskutek stosunkowo znacznej ilo¬ sci mieszaniny obfitujacej w argon i tlen z o- biegu dodatkowego i równiez wskutek ciagle¬ go jego odprowadzania przez kurek H, jako pozostalosci gazowej w baterji F. Z tego wy¬ nika, ze gazy odprowadzane przez W, jezeli zawieraja w rzeczywistosci zawsze azot, to zawieraja go w nadzwyczaj malej ilosci, mniej niz 1$ i tworz|a przeto mieszanine obfi¬ tujaca w argon i praktycznie swobodna od azotu. Gdy proces jest w toku, mozna odpro¬ wadzac przez kurek Y czesc tej mieszaniny, obfitujacej w argon, odpowiadajacej doklad¬ nie calej ilosci argonu, wprowadzanemu przez T i stanowiacemu jeden z produktów fabry¬ kacji.Widzimy; wiec, ze przerabiana plynna mie¬ szanina tlenu, argonu i azotu, zostaje rozdzie¬ lona zapomoca powyzszego procesu na jedna czesc, zawierajaca praktycznie cala ilosc azo¬ tu i uchodzaca przez //, druga czesc, zlozona z praktycznie czystego tlenu i pobierana przez U i wreszcie trzecia czesc zlozona z miesza¬ niny, obfitujacej w argon i zawierajacej co¬ kolwiek tlenu oraz praktycznie swobodna od azotu, i pobierana przez Y.Dzieki temu sposobowi unika sie znacznej straty tlenu, powstajacej przy zastosowaniu sposobu wedlug patentu francuskiego za J^ 437013, wspomnianego powyzej.Rozumie sie, ze jezeli odparowanie gazów, krazacych w kolumnie rektyfikacyjnej jest nalezycie zabezpieczone ilosciowo przez roz¬ puszczanie w plynnym tlenie sprezonego po¬ nownie gazu, z wyjatkiem odprowadzonych ilosci azotu i argonu, to odparowanie tler.u, stanowiacego jeden z produktów fabrykacji i który uchodzi przez U, musi byc wywolane w wezownicy S kosztem czesci przerabianego powietrza. 4/6 tego powietrza zostaje skro¬ plone w rurociagu K, K' glównej kolumny i okolo V5 w rurociagu S zbiornika G, skad o- trzymana ciecz przechodzi przez T" do ko¬ lumny glównej, dla uzupelnienia odplywu tle¬ nu plynnego przez rure T. PL