Rozklad mieszanin gazów przez skrapla¬ nie i oczyszczanie, np. powietrza, na mie¬ szanine 45% tlenu i praktycznie czysty azot wymaga, nawet przy zastosowaniu najdo¬ skonalszych ze znanych obecnie sposobów, zuzycia ilosci energji, prawie szesciokrotnie wiekszej od ilosci, potrzebnej wedlug obli¬ czenia teoretycznego, przy zalozeniu pro¬ wadzenia przebiegu w sposób odwracalny.Blizsze zbadanie w rozmaitych okresach pracy wedlug tego sposobu stosunku sku¬ tecznej pracy energji do pracy teoretycznej doprowadza do wniosku, iz najwieksza czesc nadwyzki energji w porównaniu z teorja po¬ chlania przebieg wlasciwego oczyszczania; gdyby przeto nawet uskutecznic bez strat wszystkie zabiegi sprezania, rozprezania i wymiany ciepla, to strata energji, potrzeb¬ nej do rozkladu, przewyzszalaby jeszcze wielokrotnie najmniejsza ilosc teoretycz¬ na. Przyczyny powyzszego nalezy szukac w tern, ze podczas oczyszczania praktycznego istnieje we wszystkich nieledwie czesciach kolumny rektyfikacyjnej znaczna róznica temperatur pomiedzy parami a cieczami, krazacemi w kierunkach wzajemnie prze¬ ciwnych, gdy w idealnym sposobie teore¬ tycznym te róznice temperatur winny byc nieskonczenie male.Przedmiot wynalazku niniejszego stano¬ wi sposób rozkladania mieszanin, który po¬ zwala na dowolne zmniejszenie tych róznictemperatury i, co za tem idzie, na zblize¬ nie" sie do idealnego sposobu teoretycznego w stopniu, jaki jest uwazany dotychczas za nieosiagalny.Wedlug wynalazku z powietrza otrzy¬ muje sie znanemi sposobami skraplania czastkowego lub calkowitego oraz oczy¬ szczania — ciecz o dowolnej zawartosci tle-'; nu. Ciecz ta nastepnie ulega odparowaniu, oddajac w calosci zimno parowania podda¬ wanemu sprezaniu powietrzu; powstajaca przytem pa*ra kra^yw1 kiefuoku równole¬ glym do parujacej cieczy.Sposób niniejszy jest wyjasniony szcze¬ gólowo na przykladzie Wytwarzania 45% tlenu z powietrza przez skraplanie czastko¬ we z odplywem zwrotnym sposobem Clau- de'a. Zimna, potrzebnego do tego rozkladu, dostarcza ponowne parowanie cieczy, usku¬ teczniane po skropleniu jej. Dotychczas jed¬ nak prowadzone bylo odparowywanie cie¬ czy w kapieli, otaczajacej skraplacz.Skoro w urzadzeniu tem wytwarza sie 45%-wy tlen, to pary, .wydzielajace sie z kapieli, winny zawierac naogól równiez 45% tlenu. Odpowiednio do zawartosci, w równowadze z ta mieszanina gazowa, ciecz wzbogaca sie do 77% tlenu i wrze wskutek tego przy —85,2° bezwzglednych pod ci¬ snieniem 1 at.W tej to wlasnie temperaturze znajdu¬ je sie kapiel, podczas gdy w skraplaczu o odplywie zwrotnym temperatura maleje stale od chwili doplywu powietrza w mia¬ re, jak zmniejsza sie zawartosc tlenu. Nie¬ ma zatem mozliwosci zrównac temperatury w wyparniku i skraplaczu, co znowu stano¬ wi niezbedny warunek idealnego oczyszcza¬ nia.Odparowywanie natomiast uskutecznia sie w taki sposób, ze w wyparniku wywo¬ luje sie spadek temperatury, calkowicie od¬ powiadajacy spadkowi temperatury w skraplaczu. Osiaga sie to przez wlewanie do skraplacza wytworzonej mieszaniny i kie¬ rowanie par, powstajacych przy odparowa¬ niu, w te sama strone co ciecz, przy zacho¬ waniu przytem równowagi jej temperatury i skladu. Ostatnie krople cieczy paruja wte¬ dy, gdy mieszanina doplywa do konca wy- parnika, umieszczonego naprzeciw wlotu.::, W ten sposób wywoluje sie w wyparni- jsu dowolny spadek temperatury, przyczem ;teptperatura wzrasta w miare wzrostu za¬ wartosci tlenu od chwili doplywu miesza¬ niny (tlen 45% zaczyna wrzec przy 80°), az do odplywu (85° jest temperatura wrzenia plynu o 77% tlenu, pozostajacego w równo¬ wadze fazowej z gazem koncowym, zawie¬ rajacym 45% tlenu). Ten spadek tempera¬ tury odpowiada calkowicie spadkowi w skraplaczu z odplywem zwrotnym, w któ¬ rym znajduje sie ta sama mieszanina, a za¬ wartosc tlenu wzrasta w tym samym kie¬ runku i w ten sam sposób. Róznica tempe¬ ratur pomiedzy skraplaczem a wyparni- kiem jest w ten sposób niemal jednakowa na calej dlugosci wymiennicy ciepla tak, ze przy tym tylko sposobie po raz pierwszy u- dalo sie otrzymac te nadzwyczaj imala-róz- nice temperatur przez nadanie odpowied¬ nich wymiarów powierzchniom wymiennie cieplnych i zblizyc sie niewatpliwie do ideal¬ nego sposobu teoretycznego.Skraplanie azotu sposobem dawniej¬ szym, przy stosowaniu kapieli w —85,2°, wymagalo teoretycznie preznosci 2,35 at, do której przynajmniej nalezalo nastepnie do¬ prowadzic podlegajace rozkladowi powie¬ trze. Wedlug wynalazku niniejszego juz po¬ czatek wrzenia mieszaniny, zachodzacy przy —80,8°, nadaje sie do rozpoczecia skraplania azotu. Wystarcza tu wiec dopro¬ wadzic powietrze tylko do preznosci 1,5 at, co zapewnia znaczna oszczednosc pracy.Ponowne odparowywanie cieczy w pra¬ dzie równoleglym do jej pary z wymiana cieplna z gazem surowym jest juz znane.Uzywano juz mianowicie tego sposobu do rozdzielania mieszanin gazowych w rodza¬ ju gazów z koksowni o tak wysokiej róznicy temperatur wrzenia rozmaitych skladników:, — 2 —ze ponowne odparowywanie i zgeszczanie .skladników najmniej lotnych . jest bardzo trudne w kapieli ze wzgledu na wzbogace¬ nie czesci najbardziej lotnych. Z tego wzgle¬ du nie myslano dotychczas o zastosowaniu tego sposobu do rozkladu powietrza, gdyz w danym razie trudnosci te nie istnieja.Stosujac, zgodnie z wynalazkiem niniej¬ szym, odparowywanie o pradzie równole¬ glym przy rozkladzie powietrza, otrzymuj e sie zupelnie inny wynik, a mianowicie Wy¬ równanie w sposób gruntowny róznic tem¬ peratury i preznosci miedzy mieszaninami parujacemi i skraplajacemi sie. Wynik ten Jest zupelnie nowy i nie mozna bylo prze- .widziec, iz ten sposób prowadzi do wytwa¬ rzania z powietrzamieszanin, obfituj acych w tlen, w sposób prosty, przy zuzyciu ener- gji,.której ilosc ze wzgledów wyzej wska¬ zanych jest znacznie mniejsza, niz to bylo potrzebne dotychczas.Wyzszosc niniejszego sposobu, polega¬ jaca na mozliwosci oczyszczania powietrza przy bardzo niskich preznosciach, nabiera szczególniejszej donioslosci, jezeli mozna bedzie dokonac równiez wymiany ciepla po¬ miedzy rozkladanem powietrzem i czynni¬ kami jego rozkladu przy bardzo malej stra¬ cie preznosci, ; Jest to mozliwe przy zastosowaniu za¬ sobników zimna, wymienianych co pewien czas. Tylkoskojarzenie takiego sposobu wy¬ miany ciepla ze sposobem rozkladu pozwa¬ la na wyzyskanie wszystkich jego korzysci.Preznosc, przy której zachodzi rozklad, i ponowne odparowywanie sa sprzezone ze soba warunkami temperatury, wskazanemi wyzej, lecz mozna wybrac dowolnie ich wartosc bezwzgledna. Mozna zatem usku¬ teczniac skraplanie pod cisnieniem atmosfe- rycznem lub nieco nizszem, a ponowne od¬ parowywanie cieczy, bogatej w tlen, pod ci¬ snieniem dowolnem, czyli w sposób odwrot¬ ny, niz zazwyczaj, zwykle bowiem odparo¬ wywanie uskutecznia sie pod cisnieniem at- mosferycznem, a skraplanie — pod cisnie- niem wyzszem. Poniewaz ilosc odparowy¬ wana jest mniejsza, dzieki wzbogaceniu, niz ilosc wzietego powietrza, uzyskuje sie w ten sposób oszczednosc pracy sprezania.To uzycie niskich preznosci staje sie mozli¬ we dzieki zastosowaniu zasobników zimna, które wymienia sie co pewien czas. Zimne powietrze sprezone mozna uzyskac podczas rozkladu przez rozprezenie (z wytwarza¬ niem pracy) zewnetrznej mieszaniny gazo¬ wej, bogatej w azot w pozostalosci; siaro- plin, po^lczac gdy w czasie rozkladu pod ci¬ snieniem atmosferycznem zimna nalezy do¬ starczac w inny sposób zapomoca odrebne¬ go urzadzenia do skraplania powietrza.Mozna wyzyskac sposób niniejszy do wytwarzania tlenu czystszego, wydobywa¬ jac tlen z powietrza przez dwustopniowa rektyfikacje mieszanin, zawierajacych po¬ nad 45% tlenu, i uzywajac cieczy, bogatej w tlen, otrzymanej w ten sam sposób, co ciecz 45% .Odparowujac te ciecz, mozna o- trzymac sposobem opisanym tlen 45%-wy, polaczony z tlenem* wytworzonym w pierwszym zabiegu rozkladu.;JTjt , Inny sposób polega na zupelnem skro¬ pleniu czesci powietrza, pozostajacej wwy- njianie cieplnej z mieszanina, bogata w tlen, i wprowadzeniu jej nastepnie do przyrzadu rektyfikacyjnego. W tym przypadku prze¬ bieg mozna prowadzic w sposób nieco od¬ mienny. Wprowadza sie mianowicie powie¬ trze do czesci górnej skraplacza, ciecz zas, majaca ulec odparowaniu, kieruje sie do czesci dolnej, t. j. do wyparnika, przyczem szybkosc krazenia i rozdzialu sa obliczane w ten sposób, ze powstajace pary unosza ze soba ku górze ciecz jeszcze niewyparowana.Uzyskuje sie w ten sposób znaczne ko¬ rzysci z punktu widzenia konstrukcyjnego.Wskazany przebieg mozna równiez sto¬ sowac do innych mieszanin gazowych i roz¬ kladac je w ten sam sposób.Szczególnie praktyczny wydaje sie tu skraplacz rurowy z odplywem zwrotnym i wyparnikiem o pradach równoleglych, ww pierwszym zabiegu, poddaje sie odparo¬ wywaniu w pradach równoleglych bogatsza w tlen ciecz, otrzymana przez jej dalsze oczyszczanie przy jednoczesnem skraplaniu powietrza. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze skraplanie powietrza odbywa sie podczas powrotu czesci skroplonej w kie¬ runku przeciwnym do par nieskroplonych, przyczem zachodzi rektyfikacja, podczas gdy ciecz odparowywana plynie zgóry na- dól na skraplacz z odplywem zwrotnym. 6. Sposób wedlug zastrz. 1 i 4, zna¬ mienny tern, ze ciecz odparowywana plynie w wymiennicy zdolu do góry tak, aby byla unoszona ku górze przez opary, podczas gdy skraplane powietrze krazy w wymien¬ nicy zgóry nadól. 7. Urzadzenie do wykonywania sposo¬ bu wedlug zastrz. 1 — 5, znamienne tern, ze posiada skraplacz rurkowy, w którym skra¬ planie zachodzi nazewnatrz, a odparowy¬ wanie wewnatrz rurek, przyczem odparo¬ wywana ciecz rozprowadza sie jednostajnie po wszystkich rurkach.Mathias Franki.Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy.Dmk l. Bflfitflwafctago i 9ki* Waf&zawa, których, w przeciwienstwie do urzadzenia znanego, skraplanie odbywa sie nazewnatrz, a odparowywanie — wewnatrz rurek, przy¬ czem odpowiedni przyrzad rozprowadza ciecz jednostajnie po -wszystkich rurkach. PL