PL61614B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 61614 KI. 12 i, 13/06 MKP C 01 b, 13/06 Opublikowano: 5.1.1971 UKD 661.931.05 Wspóltwórcy wynalazku: Ryszard Neneman, Marek Langiewicz, Henryk Brett, Tadeusz Latawiec Wlasciciel patentu: Centralne Biuro Konstrukcyjne Przemyslu Spozyw¬ czego „Spomasz", Warszawa (Polska) Kolumna gazowa do elektrolizerów do produkcji wodoru lub tlenu Przedmiotem wynalazku jest kolumna gazowa do elektrolizerów do produkcji wodoru lub tlenu, oddzielajaca gaz od lugu, chlodzaca lug i gaz oraz oczyszczajaca gaz.Znane urzadzenia, spelniajace funkcje kolumny bedacej przedmiotem wynalazku, stanowia oddziel¬ ne chlodnice gazu i lugu, wykonane w ksztalcie poziomych lub pionowych zbiorników, usytuowa¬ nych nad blokiem elektrolizera. Male powierzchnie wymiany ciepla, zarówno chlodnic gazowych jak i lugowych oraz niewlasciwy ich wzajemny sto¬ sunek, jak równiez brak urzadzen do wstepnego bezprzeponowego chlodzenia gazów — wplywaja na niska sprawnosc energetyczna tego typu urza¬ dzen.Dotychczasowe chlodnice nie sa ponadto wypo¬ sazone w urzadzenia oczyszczajace gaz. Usytuowa¬ nie chlodnic nad blokiem elektrolizera utrudnia jego montaz i demontaz, pogarsza obsluge. Kazde z wymienionych urzadzen wchodzacych w sklad kolumny gazowej ma zlozona budowe, wymaga osobnego polaczenia z elektrolizerem, jest trudne do uszczelnienia.Celem wynalazku jest skonstruowanie kolumny gazowej do elektrolizerów pozbawionej wymienio¬ nych wad.Istota wynalazku polega na skonstruowaniu pio¬ nowej wolnostojacej kolumny gazowej laczacej w swoim wnetrzu chlodnice gazów i lugu, przy czym chlodnice gazu wyposazono w labiryntowe 10 15 30 przegrody krazkowe, prostopadle do kierunku prze¬ plywu osrodka chlodzonego zas do wstepnego bez¬ przeponowego chlodzenia lugu i gazu, kolumne wy¬ posazono w kolektor zbudowany w postaci spiral¬ nej rury o przekroju zmniejszajacym sie propor¬ cjonalnie do wydatku i posiadajacy w dnie otwory przeznaczone do wprowadzenia do kolumny mie¬ szaniny lugu z gazem.Ponadto kolumna wedlug wynalazku na górnym walcu, pod kolpakiem, wyposazona jest w znana w urzadzeniach destylacyjnych pólke kolpakowa z woda dejonizowana, na której odbywa sie osta¬ teczne schlodzenie i czyszczenie gazu.Usytuowanie obu chlodnic gazu i lugu w dwóch czesciach tej samej pionowej kolumny jest istotna nowoscia a jednoczesnie zastosowanie chlodnicy gazu wyposazonej w labiryntowy uklad przegród krazkowych, kolektora spelniajacego role mieszal¬ nika lugu do wstepnego bezprzeponowego chlo¬ dzenia gazu oraz pólki kolpakowej z woda dejo¬ nizowana — pozwala na znaczne uproszczenie bu¬ dowy i osiagniecie optymalnych warunków pracy urzadzenia.Urzadzenie wedlug wynalazku jest pokazane w przykladowym wykonaniu na rysunku, na któ¬ rym fig. 1 przedstawia schemat calej kolumny w widoku z boku, fig. 2 przedstawia kolektor do wprowadzenia mieszaniny gazu z lugiem do ko¬ lumny w widoku z góry i w przekroju 4—4 ozna¬ czonym na fig. 1, a fig. 3 — przedstawia szczegól 61614^ ** .to 61614 3 zamocowania chlodnicy w obu kolumnach w prze¬ kroju bocznym.Kolumna gazowa sklada sie z dwóch walców, mniejszego dolnego walca 1 i górnego walca 2 o wiekszej srednicy, zalozonych na siebie i zamo- 5 cowanych. Górny walec 2 jest przykryty kolpa¬ kiem 3. W poblizu miejsca polaczenia obu walców, na wysokosci przekroju oznaczonego 4—4 na fig. 1, znajduje sie kolektor 5 przymocowany do plaszcza górnego walca 2. Kolektor zgodnie z fig. 2 stanowi 10 rure o zmniejszajacym sie proporcjonalnie do wy¬ datku przekroju prostokatnym, której zewnetrzna sciane stanowi plaszcz walca górnego 2. W dolnej scianie kolektora 5 wykonane sa otwory 6 przezna¬ czone na splywanie lugu z gazem. Kolektor jest 15 zakonczony króccem 7.W dolnym walcu 1 znajduje sie chlodnica 8, skladajaca sie z kilku wspólsrodkowych wezownic polaczonych szeregowo.W górnym walcu 2 o srednicy wiekszej od sred- 20 nicy walca dolnego 1, znajduje sie chlodnica czte- rosekcyjna 9 przeznaczona do chlodzenia gazu wy¬ dostajacego sie z mieszaniny gazu z lugiem wpro¬ wadzonej do kolektora 5. Chlodnica czterosekcyjna 9 sklada sie z rur zawalcowanych w dnach sito- 25 wych. Dla nadania gazom najbardziej korzystnych predkosci i kierunku zastosowano uklad przegród krazkowych 10 usytuowanych miedzy dnami sito¬ wymi.Miedzy walcem górnym 2 a kolpakiem 3 znaj- 30 duje sie pólka kolpakowa 11 przykrywajaca walec górny 2 i umozliwiajaca z jednej strony wyplyw gazu schlodzonego poprzez otwory 12 a z drugiej strony poprzez przelew 13, o regulowanym wznio¬ sie i przewód 14 doplyw wody dejonizowanej do 35 lugu. Kolpak 3 posiada wylot do odprowadzenia chlodzonego gazu poprzez odpowiednie zawory do zbiornika nie pokazanego na rysunku. W dolnej czesci walca górnego 2 wewnatrz kolektora 5 znaj¬ duje sie specjalne przewezenie 15 zapewniajace 40 jednakowe wahania poziomu mieszaniny lugu i gazu w zespole kolumn wodorowej i tlenowej.Na fig. 3 pokazano konstrukcje polaczenia chlodnicy 8 i chlodnicy czterosekcyjnej 9 z prze¬ wodami doprowadzajacymi i odprowadzajacymi 45 wode chlodzaca majaca na celu umozliwienie od¬ laczenia i wyjecia chlodnicy z walca do remontu.Glównym elementem konstrukcyjnym jest lacznik 16 wkrecany koncem gwintowanym w obudowe chlodnicy 9 lub 8 i uszczelniony uszczelka 17. Na 50 scianie walca górnego 2 przyspawana jest dlawi¬ ca 18 uszczelniona sznurem azbestowym 19 przez docisk dlawika 20. Nakretka zlaczna 21 znajdujaca sie na niegwintowanym zakonczeniu lacznika 16 jest przeznaczona do polaczenia z przewodem do- 55 prowadzajacym lub odprowadzajacym wode chlo¬ dzaca.Stosunek powierzchni chlodzacych chlodnicy ga¬ zu— Fg do powierzchni chlodnicy lugu — Fe zostal ustalony dla wodoru w granicach 8 do 12, a dla 6o •tlenu w granicach 2,5 do 3,6, natomiast sumarycz¬ na wielkosc powierzchni chlodnicy na 1 Nm8 prze¬ plywajacego przez nie gazu wynosi dla wodoru 0,37 do 0,56 m2/l Nm8, a dla tlenu 0,24 do 0,36 m2/lm8. 65 Sposób dzialania kolumny jest nastepujacy. Po napelnieniu urzadzenia lugiem, przy czym poziom lugu w kolumnie nie powinien przekraczac wyso¬ kosci 22, a poziom wody dejonizowanej, znajduja¬ cej sie na pólce kolpaka 11 nie powinien przekra¬ czac poziomu 23 okreslonego syfonowym jej dzia¬ laniem, wlacza sie wode do chlodnic 8 i 9. Z chwi¬ la uruchomienia urzadzenia, mieszanina lugu i ga¬ zu zostaje doprowadzona króccem 7 do kolektora 5, gdzie nastepuje jej wstepne przetrzymanie, ozie¬ bienie oraz rozdzial faz.Lug wraz z gazem zostaje odprowadzony otwora¬ mi 6 znajdujacymi sie w dnie kolektora 5, przy czym gaz poprzez warstwe lugu przeplywa zgodnie z ru¬ chem strzalek do góry do chlodnicy czterosekcyj¬ nej 9, natomiast lug podlega ostatecznemu schlo¬ dzeniu przez chlodnice 8. Gaz po przejsciu chlod¬ nicy czterosekcyjnej 9 wydostaje sie przez otwory 12 w pólce kolpakowej 11 i przechodzi poprzez war¬ stwe wody dejonizowanej, gdzie sie ostatecznie schladza i oczyszcza, pod kolpak 3, skad przechodzi do nie pokazanego na rysunku zbiornika. Lug po schlodzeniu wchodzi do obiegu grawitacyjnego lub wymuszonego polaczonego z elektrolizerem. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Kolumna gazowa do elektrolizerów do pro¬ dukcji wodoru lub tlenu skladajaca sie z polaczo¬ nych ze soba pionowych walców dolnego i górnego przykrytego kolpakiem, posiadajaca u podstawy kazdego walca, krócce, konieczne do polaczenia z blokiem elektrolizera, zródlem wody chlodzacej i zbiornikiem gazu, znamienna tym, ze w walcu dolnym (1) znajduje sie chlodnica (8) przeznaczo¬ na do chlodzenia lugu a w walcu górnym (2) chlodnica (9) zaopatrzona w labiryntowy uklad przegród krazkowych (10) dla wymuszenia osiowo- -symetrycznego przeplywu gazu, zas w poblizu miejsca polaczenia obu walców posiada kolektor (5) zbudowany w postaci spiralnej rury o przekroju zmniejszajacym sie proporcjonalnie do wydatku i posiadajacy w dnie otwory (6) przeznaczone do wprowadzenia do kolumny mieszaniny lugu z ga¬ zem.

2. Kolumna wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze ma na górnym walcu (2) pod kolpakiem (3) pólke (11) zaopatrzona w otwory (12), na której znajduje sie warstwa wody dejonizowanej o poziomie na wysokosci (23) okreslonej syfonowym dzialaniem przykrywek otworów (12) oraz ma przelew (13) o regulowanym wzniosie, sluzacy do regulowania tego poziomu oraz do regulowania doplywu wody dejonizowanej przez przewód (14) do lugu znaj¬ dujacego sie w walcu dolnym (1).

3. Kolumna wedlug zastrz. 1 i 2, znamienna tym, ze dla laczenia chlodnic z przewodami zewnetrz¬ nymi, ma urzadzenia skladajace sie z laczników (16), wkreconych czesciami gwintowanymi w scia¬ ny chlodnicy (8) i chlodnicy (9), uszczelnionych na scianach walców dolnego (1) i górnego (2) dlawika¬ mi (20) i uszczelkami (19) i posiadajacych do po¬ laczenia z przewodami zewnetrznymi nakretki zlaczne (21).KI. 12 i, 13/06 61614 MKP C 01 b, 13/06 ha 5 PL PL