PL8222B1 - rozdzielania trudno skraplajacych sie mieszanin gazowych podwójnych lub wielokrotnych, zwlaszcza powietrza. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy odmiany dotychcza¬ sowego sposobu oddzielania trudno skra¬ plajacyoh sie mieszanin gazowych, zwla¬ szcza powietrza, w kilku stopniach przy sta¬ lem lub zmiieninem sprezeniu na róznych stopniach. Wedlug fananych dotad sposobów splókuje sie w poszczególnych kolumnach rozdzielczych wznoszacy sie prad gazu luib pary zapomoca plynnego azotu natomiast wedlug S(posiabu w mysl wynalazku tylko w pierwisizym stopniu lub w pierwszej kolum¬ nie, z której wylatuje czysty azot gaiziowy (latwo wrzacy), stosuje sie azot ciekly; w drugiej kolumnie, z której u dolu uplywa czylsty azot, sitosuje sie tlen ciekly lub mieszanine ciekla tlenu i azotu, Stosow¬ nie dio tego zmienia sie tez kierowanie ga¬ zów lub par z jednej kolumny do drugiej.Ten sposób zastosowany jest przy gazo¬ wych mieszaninach potrójnych i wielokrot¬ nych przyczetm osiaga sie to, ze w (pierw¬ szej kolumnie przy myciu azotem cieklym podczas pracy ciaglej ustala sie jako grani¬ ce czysty azot ,gazowy, tuz pod skrapla¬ czem pierwlszej kolumny, a w drugiej ko¬ lumnie przez plókanie tlenem cieklym lub mieszanina ciekla tlenu z azotem, ustala sie jako granice czysty tlen gazowy wtpiroat ponad wyparnica drugiej kolumny, przy- czem pary zawierajace tlen mozna skiero¬ wac samoczyninie zpowrotem do pierwszej kolumny.Istota wynalazku bedzie objasniona na roznych kolumnach dwustopniowych o ci- stiiem^Hstalen^?!^ ^ Fig. 1 objasnia w zarysie sposób plóka¬ nia tlenem cieklym w drugiej kolumnie za¬ miast stosowanego dotad azotu cieklego.Powietrze sprezone, oczyszczone i wstepnie oziebione w jakims znanym lecz nieuwidoczmionym wymienniku ciepla wpro¬ wadzone jest przewodem 3, które odpowia¬ da sprezeniu w kolumnie rozdzielcze) 1, gdzie saczacy sie azot ciekly rozklada sie na czysty azot gazowy ulatujacy prze¬ wodem 7 i miesizanma gazowa bogata w a- zot, która wprowadza sie i skrapla w wy¬ parnicy 8 ogrzewanej azotem o wysokiem sprezeniu, doprowadzanym wezownica 6.Z wypartnky 8 skierowana jest miesza¬ nina wezownica 6 do wyparnicy 9 drugiej kolumny, gdfcie zlbiierajaca sie ciekla mie¬ szanine gazowa, bogata w azot ogrzewa eie.Wezownica 6 konczy sie w przewodzie 10, w którym wznosi sie ciekly wysokoHprezny azot i zapomoca stosowinego zaworu 11 roz¬ preza sie do skraplacza 12, umieszczonego nad druga kolumna 2. Skraplacz 12 jest polaczony zapomoca stosownej rury 13 ze skraplaczem 14 ponad kolumna / tak, ze w obu skraplaczach 12 i 14 znajduje sie azot ciekly. Gazowa mieszanina bogata w azot wylatuje z wyparnicy 8 przewodem 15 i za posrednictwem chlodnicy 16 przeprowadza sie ja przez aizot ciekly skraplacza 12 dru¬ giej kolumny 2 tak, ze mieszanina skrapla sie w chlodnicy wezowej 16; ciekla miesza¬ nina bogata w azot wprowadzona jest do kolumny 2 wpoblizu jej srodka. Azot ga¬ zowy wylatujacy z górnej czesci kolumny / mozna w celu wydzielenia zawartego w nim jeszcze tleniu wprowadzic rurka 17 /do wy¬ parnicy 14 tak, ze azot skrapla sie w chlod¬ nicy wezowej 18 i w stanie cieklym wpro¬ wadzony jest znowu do kolumny /.Czysty prawie azot wydziela sie z ko¬ ltunmy 1 przez rure 7. Pary azotu wznosza¬ ce sie w wypamicach 13 i 14 moga wylaty¬ wac przewodami 4. Tlen gaaowy pwmstttfe- cy w dolnej wyparnicy 9 kolumny 2 skiero¬ wany jest przez rurke 19 i chlodnice 20 do wyparnicy 12, tak, ze w stanie cieklym wprowadzony jest znowu zgóry do kolumny 2 i uzyty do zmywania wznoszacych sie par. Bogate jeszcze W tlen pary górnej cze¬ sci kolumny 1 prowadzone sa przewodem 21 do wyparnicy 14, przyczem skraplaja sie w chlodnicy 22 i stosownie do zmiesza¬ nia wprowadzone sa w odpowiedniem miej¬ scu do kolumny i; czysty tlen gazowy moz¬ na odbierac z dolnej wyparnicy 9 kolum¬ ny 2.Wykonanie innego sposobu, uwidocznio¬ ne na fig. 2 rózni sie od poprzedniego (fig. 1) tylko tern, ze rurka 19 prowadzi z .naj¬ wyzszej czesci kolumny 2 gazy bogate w tlen do chlodnicy 20 i zpowrotem do kolumny 2 w celu (plókania, a pary ponad wyparnica 8 nie isa przepuszczone przez chlodnice 8, lecz pomijaja ja i dostaja sie bezpotsrednio do dolnej lub srodkowej 'czesci drugiej ko¬ lumny 2. Oprócz tego obie wyparnice 12 i 14 maja przewód wspólny 4 dla wylatuja¬ cego azotu.Zamiast uzycr dwukrotnie raz wgórze azot ciekly, drugi raz ponizej tlen ciekly lub mieszanine ciekla tlenu i azotu, mozna tez sposób ten ulepszyc przez trzykrotne zuzywanie, mianowicie raz wgópze azot ciekly, potem nizej mieszanine ciekla tlenu i azotu, a potem jeszcze trzeci raz w ko¬ lumnie majacej to samo prawie sprezenie, przyczem obojetne jesit, czy kolumna jest jedjno- lub dwudzielna. Sposób ten obja¬ sniono w zarysie na przykladzie wykonania ¦z jedna kolumna (fig. 3). W górnej czesci kolumny a zwanej tez kolumna wzmacnia¬ jaca, do plókania sluzy jak zwykle azott ciekly; Dolna czesc b, zwana tez kolumna odciagajaca rozpada sie na górna czesc c i dolna clf pod która znajduje sie wyparnica 8. Przez ta ostatnia przepuszczona jest we¬ zownica 6, w której znajduje sie azot wy¬ sokoprezny, ogrzewajacy ciecz, znajdujacasie Wv wyparnicy 8 i skraplajacy sie, We- zowmica 6 konczy sie w rurce 10, w której azot skroplony wznosi pie do umieszczone¬ go nad kolumna skraplacza 12 i rozpreza sie w nam przez zawór 11. Azot sluzacy do ptókania mozna wprowadzac do kolumny wzmacniajacej a zapomoca przylacza 23 odgaleziajacego (sie od rurki 10. Przylacze 23, zaopatrzone w zawór odprezajaca 24 oznaczone linjaimi kreskowanemi, jezeli jednak niema przylacza 23, to jako azot plóczkowy (moze sluzyc azot tworzacy sie w kolumnie wzmacniajacej i prowadzony w stanie gazowym rurka 17 do chlodnicy 18, w których sie skrapla. Azot ciekly wpuszczony jest do kolumny wzmacniaja¬ cej a mieszaninie gazowa tlenu i azotu wpro¬ wadza sie w stosownem miejscu miedzy czesciami c, cx kolumny odciagajacej b rur¬ ka 25 dio wyparnicy 12, umieszczonej w chlodnicy 26, gdzie mieszanina gazowa skrapla sie, a skroplona skierowana jest rurka 27 do kolumny rozdzielczej i sluzy do zmywania wznoszacych sie par. Tlen ga¬ zowy wznoszacy sie wskutek ogrzewania w wyparnicy prowadzony jest rurka 28, za¬ opatrzona w izawór odprezajacy 31 do skraplacza 12 przez wezownice 29, skad skroplony tlen rurka 30 moze sie dostac do koihinmy odjciajgajaiceij cL. Do rurki 28 moze dochodzic przylacze 32, zaopatrzone w za¬ wór 33. do kolumny odctiajga,jacej c1, a to w razie, gdyby takze czesc cx kolumny odcia¬ gajacej miala byc zasilana ciecza plóczko- wa. Czysty azot gazowy mozna odbierac rurka la czysty tlen gazowy z rurki 5 ko¬ lumny, W przykladzie wykonania wedlug fig, 4 z dwiema obok siebfe ustawionemi kolum¬ nami, azot wysokoprezny, dochodzacy w kierunku strzalkii wprowadzany do wezow- nfcy chlodnicy 6 Ogrzewa ciecz, znajdujaca •sie iz (aaopatraoffiym w zawór dlawiacy 11 p«zew©dziei/0t z którego azot ciekly roz- . ptseza*!sie ;do wyparnicy 12, umieszczonej naudkolumna 2. Azot; gajowy wznoszacy sie W górnej czesci kolumny 2, prowadzony jest rurka 19 plony dio kolumny wzmacniajacej a ko¬ lumny 2. Czysty tlen ciekly tworzacy sie w wyparnicy 9 kolumny 2 prowadzony jest rurka 35 z zaworem 36 do skraplacza 14 u- mieszezonego nad kolumna. Czysty azot ga¬ zowy, powstajacy w ^górnej czesci kolumny / dostaje sie rurka 17 do chlodnicy 18, a stad skroplony wraca do kolumny 1; Z najwyzszej czesci kolumny 2 dostaje sie gazowa mieszanina tlenu i azotu przewo¬ dem 34, do dolnej czesci kolumny l9f gdzie wprowadzone jest oczyszczone swieze po¬ wietrze pod niskiem cisnieniem przewodem 3. Powstajace w wyparnicy 8 pary tlenowo- azotowe chwyta przewód 37 i odprowadza rurka 36 do czesci odciagajacej kolumny 2.Kolumna 2 daje czysty tlen ciekly, który przez zawór 11 odpreza sie do cisnienia atmosferycznego. Natomiast kolumna 1 daje azot w postaci pary, ulatujacy rurka 7. Wskutek tego przewodem 34 w kolumnie 1 i przewodem 30 w kolumnie 2 -przeplywa¬ ja pary azotu zawierajace tlen o wspólnem cisnieniu. Pary azotu powstajace wskutek ogrzewania chlodnicy 20 dbstaja sie do miejsca odbioru 4; w przewody 7 sa wsta¬ wione zawory 38a i 386, w celu umozliwie¬ nia miarkowania wylatujacych ilosci par a- zotu. Pary tlenu, powstajace w skraplaczu 14 moga wylatywac rurka 5. Obydwie ko¬ lumny mozna tez ustawic nad soba zamiast obokl. Powyzszy przebieg pracy o cisnie¬ niu okolo 6—10 atm ma te zalete, ze wyla¬ tujacy przy cisnieniu 6—10 atm malo prez¬ ny azot z wymiennika ciepla o temperaturze okolo —10 do —75°C, zezwala na odzyski¬ wanie pracy prtzez rozprezenie z podgrzewa¬ niem lub bez i to mianowicie przy calkowi- tem prawie odzyskiwaniu tlenu, doprowa¬ dzonego z powietrza malopreznego.Wedlug bilansu cieplnego, przy pod¬ grzaniu do 350°C, nalezy przy zapotrzebo¬ waniu mocy na 1 m3 96% tlenu zmniejszyc do (0,6 KM na godzine. Rozdzielanie boga- — 3 —tych w tlen par, które mozna odbierac ponad wypamica tlenu lub takze z dolnej czesci kolumny odciagajacej, mozna przeprowa¬ dzic zapomoca wstecznego biegu cieczy z ponownem wprowadzeniem cieklego azotu wzglednie ubogiej w tlen mieszaniny azotu u glowicy urzadzenia wstecznego biegu cie¬ czy, do pierwszej czesci kolumny rozdziel¬ cze.) i to do gómeij czesci (kolumna wzmac¬ niajaca). W kazdym razie powinno sie u- zyskac samoczynnie czysty tlen ciekly wzglednie gazowy przez bieg wsteczny cie¬ czy bogaitych w tlen i dostateczne jego o- gnzewamia zapomoca wyisidkopreznego azo¬ tu do /prowadzacej ten azot 'wezownicy, na¬ tomiast azot zawierajacy jeszcze male ilo¬ sci tlenu i znajdujacy sie w górnej czesci kolumny, mozna uzyc do wyrobu azotu czystego. Uzyskana w ten sposób korzysc polega na tern, ze w rozdzielonein urzadze¬ niu Iz, obiegiem azotu i tlenu mozna uzyskac równoczesnie tlen i azot, dostatecznie czy¬ ste do celów technicznych. Wazne jest prtzy- tem i to, ze miarkowanie odbywa sie samo¬ czynnie, bez zastosowania zaworów luib in¬ nych czesci sterujacych, glównie przez dJzialanie ogrzewania i oziebiania. Co naj¬ wyzej dla dokladnego nastawiania mozna wbudowac w stosownem miejscu przyrzad dlawikowy, aby uczynic zadosc wahaniom zapotrzebowania.Taka odmiane przebiegu uwidacznia fig. 5. Powiebze atmosferyczne, podlegajace rozkladowi wlatuje rurka 3 do kolumny i.Wysokoprezny azot Igazowy doprowadzony jest przez chlodnice 6, w której sie skrapla, przez wyparnice 8 i 9 do drugiej, nieco krótszej kolumny 2 i zapomoca rurki 10, zaopatrzonej w zawór dlawiacy 11, roz¬ preza go sie do skraplacza 14 znajdujacego sie w górnym koncu kolumny 1. W wypar- nicy 8 zbiera sie mieszanina cfekla, zawie¬ rajaca kolo 60—80% tlenu. Pary mieszani¬ ny powstajace, wskutek dzialania czynni¬ ków ogrzewajacych azot wysokoprezny wznosza sie po wiiekszej Czesci W kolumnie 1% a czesciowo przedostaja sie rurka 23 do wyiparnicy 9 krótsizej kolumny 2, która mozna okreslic jako wsteczny bieg cieczy* Bogate w tlen pary skraplaja sie czesciowo i zbieraja na dnie wyparnicy 9, przyczem przez rektyfikacje ciecz .uwalnia sie od azo¬ tu calkowicie. Zebrany tlen ciekly rozpre¬ za sie do cisnienia normalnego przez prze¬ wód 46 i zawór 47 wstecznego biegu cieczy 2 i doistaje sie przeiwodem 48 przez wy¬ miennik ciepla do miejsc uzytku lub do sprezarki tlenu. Rurki 40 dzialaja rektyfi¬ kujaco, natomiast celem rurek 41 jest skra¬ planie ubogich w tlen gazów, które groma¬ dza sie ostatecznie w zbiorniku 49 by opu¬ scic je -pod dzialaniem wlasnego ciezaru do górnej czesci kolumny 1 rurka 50, jakkol¬ wiek cisnienie w zbiornikach 40 i 47 jest ta¬ kie samo jak w kolumnie /.Zamiast obiegu tlenu wzglednie mieszaniny bogatej w tlen mozna rzecz uproscic w tym kierunku, ze¬ by obieg pewnego skladnika, mianowicie latwo wrzacego (wiec dla powietrza azot) calkowicie sodjpada a pracuje sie tylko obie¬ giem mieszaniny bogatej w skladnik trud¬ no wrzacy, wiec dla powietrza mieszanina bogata w tlen wzglednie mozliwie tlenem czystym.Taki obieg mozna wprost stosowac w znanych dotad sposobach rozdzielania z dwiema kolumnami rozdzielczemu oraz do jednostopniowych kolumn z kolejnem skra¬ planiem i parowaniem.Przebieg pracy objasnia w zarysie wy¬ konanie wedlug fig. 6 i 7. Przylaczem 3 (fig. 6) wprowadza sie do kolumny 1, mie¬ dzy kolumna wzmacniajaca a i kolumna spedzajaca 6 oczyszczone powietrze o nie- wielkiem sprezeniu, t* j, cisnieniu 4 atm i wyzej, po wstepnem jego oziebieniu zapo¬ moca nieuiwidlocznionego wymiennika prze- ciwpradowego do temperatury nasycenia.Przy puszczaniu w ruch zawór 51 jest ce¬ lowo zamkniety, a cala ilosc powietrza ma¬ lo preznego lub jego wieksza czesc, ode¬ brana przewodami 52 lub 53 i przewodem -*- 4 -54 z fozidzielaoza-^po przepuszczeniu przez wymiennik przeciwpradowy i sprezone w sprezarce wysokiego cisnienia—prowadzo¬ ne jest przez wymiennik zapomoca przewo¬ du wysokiego sprezenia 55 przez wyparni- ce tlenu 8* Toprzewód sprezenia wysokie¬ go 6 ma 'ksztalt spirali której powierzchnie nalezy tak obliczyc, zeby inozliwe bylo wy¬ tworzenie par tlenu potrzebnych d3a ko¬ lumny i do obiegu tlenu. Wytworzony tlen ciekly wzglednie mieszanina ciekla wytwo¬ rzona przy rozpoczeciu rozpreza sie przez zawór dlawikowy 56 do cisnienia rozdziela¬ cza i wprowadza do kolumny odciagajacej miedzy 6 i c. Utworzona cieicz zbiera sie w wyparnicy 8 i po rozprezeniu zapomoca za¬ woru 33 do cisnienia atmosferycznego kie¬ ruje sie ja do skraplacza 12 ponad kolu¬ mna wzmacniajaca. W rurkach 57, 58 i 59 skraplaja sie czesciowo zawarte tam gazy sprezone. Uzyskana ciecz dostaje sie cze¬ sciowo z ruiki 57, czesciowo z uksztaltowa¬ nego zbiornika 60 i z rurek przelewowych 61 do glowicy kolumny wzmacniajacej 2, przyczem opada i wymienia azot ciekly na tlen gazowy. Gdy wypanuica 8 i skraplacz 12 ®a wystarczajaco napelnione ciecza i wskutek tego urzadzenie rozdzielcze jest gotowe do pracy, to otwiera sie zawór 51, a wolna od azotu pare wzglednie technicz¬ nie czysty azot pod cisnieniem rozdzielacza prowadzi sie przez rurki 59 ze zbiornika 60 przez wymiennik, poczern po wymianie ciepla uzyty jest w poszczególnych przy¬ padkach zawór dlawikowy 62 tak, ze w roz¬ dzielaczu utrzymuje sie cisnienie a pary azotu ulatuja poza zaworem 51 o cisnieniu prawie atmosferycznem.Przez rurki 52, 53 i 54 wysysa sie jed¬ nak tylko taka ilosc *pary tlenu wzglednie pary bogatej w tlen, jaka jest konieczna do utrzymania ruchu ciaglego.Sposób pracy wedlug fig. 7 jest taki sam jak wedlug fig. 1. Przewód wysokiego ci¬ snienia 35 jest tylko yeszeze skierowany z wyparnicy 8 do zbiornika parowania 60 po- nad kolumna wzmacniajaca, aby,tu odpa¬ rowac czesc zbierajacej sie tam cieczy Tlen ciekly odpreza sie a potem ze spirali wpuszczolnej w iprzewód 63 i przez zawór dlawikowy 64 do przestrzeni miedzy a i b lub ponizej do cisnienia rozdzielacza i wprowadza sie do kolumny 1. Techniczne zalety jakie sa uzyisklanie przy tym sposo¬ bie z obiegiem /tlenu polegaja na tern, ze z powodu niskiego punktu krytycznego tlenu (-11009C do —118°C wobec azotu —146°C)nie potrzeba tak bardzo oziebiac przedwstepnie jak w pracy z obiegiem azo¬ tu wysokopreznego; mozna tez wiecej tle¬ nu odparowywac z wyparnicy i mozna tu wprowadzac tlen w stanie cieklym nii to jest konieczne przy uzyskaniu technicznie czystego tlenu t. j. nie potrzeba stosowac z wyparnicy tlenu cieklego przy uzyskaniu azotu wolnego. Przytem bddzielanie tech¬ nicznie czystego azotu w kolumnie wzmac¬ niajacej nie napotyka na trudnosci wskutek nadmiernego doprowadzania wznoszacych isie par tlenu, bo ciekla pare tlenu od¬ biera wysokoprezna sprezarka tlenu, wreszcie wiskutek wiekszej, róznicy tem¬ peratur miedzy wysokopreznym tle¬ nem a przybywajacym tlenem z wypar¬ nicy (36 wzglednie 28°) mozna uzyskac te sama wymiane ciepla wobec obiegu azotu z odpowiednio mniejsza powierzchnia prze¬ nikania ciepla.Aby otrzymac jednoczesnie mozliwie czysty azot i tlen, prowadzi sie pare prze¬ plywajaca przetz skraplacz, a azot ciekly o- grzewany jest biegiem wstecznym, nato¬ miast pozostala ciecz azoto-tlenowa wpro* wadza sie zgóry do kolumny rozdzielczej pod cisnieniem. Okazalo sie celowem, zeby skropliny ze skraplacza zbierac pnzyna}- mniej z dwóch miejsc lub wiecej i przepro¬ wadzic je z drugiego stopnia do pierwsze¬ go, oraz z trzeciego do drugiego i t. d.i cze¬ sciowo lub calkowicie. Ogrzewanie odby¬ wa sie przytem nie w ostatniem miejscu zbiorczem, zawierajacam prawie czysty — 5 -izot ciekly, lecz w miejscu zawieraj acem jeszcze wiecej tlenu. Celem ogrzewania jest tutaj odparowanie wiekszej czesci azo¬ tu juz w pierwszym stopniu zbiorczym, aby móc ciecz ibogatsiza |W tlen wprowadzac zpo¬ wrotem zigóry do kolumny rozdzielczej.Przy równoczesnem otrzymywaniu moz¬ liwie czystego azotu i tlenu (przy rozdzie¬ laniu powietrza) jest konieczne aby w skra¬ placzu iskraplalo sie wiecej azotu a w wy¬ parnicy (wydzielalo wiecej tlenu niz tego wymaga teorja. Warunek ten spowodowal, ze nawet w kolumnie o dwóch stopniach ci¬ snienia nie mozna uzyskac równoczesnie czystego azotu i tlenu. Jezeli otrzymywany jest azot czysty, to odplywajacy tlen za¬ wiera tylko 85% do 95% tlenu.Nadmiar cieklych skroplin odprowadza¬ ny jest z ostatniego zbiornika, gdzie sie gromadzi czysty azot ciekly (jezeli przera¬ biane jest powietrze) i uzywa go sie do na¬ pedu osobnego iskraplacza tlenu, aby nad¬ miar par -.tlenu wytworzonych w wyparnicy w celu uzyskania czystego azotu cieklego oczyscic powtórnie w osobnym przedziale kolumny ii w ten sposób czysty tlen ciekly wprowadzic znowu do wyparnicy, przy uzy¬ ciu osobnej kolumny z tlenem i zeby ladu¬ nek skraplacza wzbogacony w azot, w po¬ staci gazu lub jako ciekle skropliny, albo czesciowo gazowe a czesciowo ciekle wpro¬ wadzic zpowrotem do kolumny azotowej w srodkowej jej czesci ponizej glowicy.W ten sposób pracuja pomagajac sobie wzajemnie obydwa zespoly cieplne zazwy¬ czaj przeciwdzialajace sobie, umozliwiajac równoczesne otrzymywanie czystego sklad¬ nika latwo wrzacego (azotu).Fig. 8 ma wyjasnic przebieg pracy roz¬ dzielania powietrza na tlen i azot. Powie¬ trze wysokoprezne wzglednie jako jego na¬ miastka wysokoprezny azot dostaje sie po przejsciu nieuwidocznionego wymiennika ciepla dowolnego rodzaju, do kolumny / przez rurke 65 do wyparnicy 8, w której przeprowadzona jest rurka ze skretami.Rurka 65 skierowana jest z górnego konca wyparnicy 8 poza kolumna 1 do górnej cze¬ sci kolumny, która przebiega w wielu skre¬ tach i zewnatrz kolumny prowadzi do srod¬ kowej czesci kolumny /, gdzie skroplony gaz (powietrze wzglednie azot wysokoprez¬ ny) rozpreza sie przez zawór 66. Tlen cie¬ kly zbierajacy sie na dmie wyparnicy 8 roz¬ preza sie zapomoca zaworu 68 a przez rur¬ ke 69 do skraplacza 12, umieszczonego w górnej czesci kolumny 1. Tlen ciekly wy¬ parowuje a rurka 5 wylatuje czysty tlen gazowy. Azot wylatujacy w górnej czesci kolumny 1 skrapla sie w rurkach 70 i opa¬ da po wiekszej czesci do zbiornika 71; czesc zbierajacego sie cieklego azotu wraca runka przelewowa 72 do kolumny /. Inna czesc cieklego azotu powstala w skrapla¬ czu opada do zbiornika 73, skad czesc pod dzialaniem wlasnego ciezaru splywa przez rutke 74. Pary azotu powstajace w zbior¬ niku 73 z azotu cieklego wznosza isie w rur¬ kach 75 i rurka 4 wylatuje azot gazowy pod cisnieniem, wskutek czego moze byc u- zyty do pracy.Azot ciekly wracajacy rurka 74 prowadzi sie przez zawór 76 do kolumny tlenowej, otaczajacej górna czesc kolumny 1 lub do skraplacza tlenu 78, kltóry jest cze¬ sciowo napelniony perelkami! szklanemi.W tym drugim skraplaczu powstaje dziala¬ nie rektyfikacyjne. Pary azotu skierowane sa przelewami 79 do wnetrza kolumny /, natomiast ciecz opada rurka 80 zpowrotem do wyparnicy 8. Rurka 7 odplywa azot bez cisnienia do miejsc uzytku. Powyzszy spo¬ sób mozna tez przeprowadzic w istniejacych urzadzeniach, które moga byc w tym celu przebudowane z latwoscia i bez wielkich kosztów.Na fig. 9 uwidoczirfiono odmiane tego sposobu. Ciekly azot rozprezony pod cisnie¬ niem kolumny gromadzi sie w górnej jej czesci zapomoca przegrody 81; czesc roz¬ preza sie do cisnienia atmosferycznego przez zawór 32 do srodkowego skraplacza 83 i wylatuje rurka 84. Przez rurke 85, od- — 6 —galeziajaca sie od przewodu 69, mozna od¬ bierac tlen ciekly. Ilosc otrzymywanego tlenu miarkuje zawór 86. Prz^z rurke 87 umieszczona w dolnej czesci skraplacza wraca ciecz do kolumny /.Jezeli tlen ciekly, sluzacy do plókania wprowadza sie do dolnej kolumny lub ko¬ lumny odciagajacej, albo nieco nizej, pod¬ czas gdy azot parujacy lub ciekly ma sie dostac w górze do kolumny wzmacniajacej, to wprowadzanie tlenu cieklego w dotych¬ czasowy sposób — gdzie pary tlenu prze¬ znaczone do skroplenia odbiera sie wysoko ponad wyparnica tlenu li— przedstawia techniczne trudnosci utrzymania równowagi miedzy górna i dolna czescia kolumny, zwiekszajace sie jeszcze wskutek zastoso¬ wanej w posrodku wyparnicy pomocni¬ czej.Oprócz tego nie jest zachowany zwiazek miedzy obiegiem azotu a wydajnoscia ozie¬ biania, która jest konieczna do pokrycia strat. W celu unikniecia tych wad opu¬ szczone jest odjparowamie posrednie, które Uskutecznione jest zapomoca azotu wyso¬ kopreznego tylko w dlolneij wyparnicy, przyczem uzyskany azot ciekly odpreza sie do-cisnienia rozdzielacza w najwyzszej czesci kolumny wzmacniajacej. Azot prze¬ znaczony do skroplenia w isknaplaczu prze¬ prowadzony jest z przestrzeni ponad tle¬ nem cieklym wyparnicy dolnej do skrapla¬ cza, tu jest skraplany a potem skierowany nie ponad wyparnice, lecz znowu do jego wylotu ponad poziomem cieczy w wyparni¬ cy. Wskazane jest przytem podzielenie wy¬ parnicy na dwie polaczone z soba czesci, które odbieraja pary iz ponad czesci bogat¬ szej w tlen, a ciecz moze odplywac do dru¬ giej czesci, aby uwolniwszy sie od malych ilosci azotu mogla doplywac do drugiej czesci. To umozliwia ustalenie równowagi w kolumnie, zwlaszcza jednak w tern miej¬ scu miedzy obu czesciami kolumny, gdzie do kolumny rozdzielczej wprowadzone jest swieze powietrze maloprezne z wymien¬ nika, przyczem ustalenie to nastepuje, gjdSy tylko powierzchnie skraplacza dla tlenu plóczajcego i azotu doprowadzone sa do ta¬ kiego stosunku jaiki ódlpowiada warunkom równowagi w tern miejscu. Takie miarko¬ wanie jest najlatwiejsze, gdy ilosc azotu wysokopreznego jest nieco za wielka, a ca¬ la ilosc azotu plóczacego moze byc u góry dostarczona, W tym przypadku mozna pe¬ dzic skraplacz cala iloscia tlenu cieklego po odprezeniu i te sama ilosc tlenu ciekle¬ go o cisnieniu kolumny rozdzielczej zawra¬ cac do wylotu w ten sposób, zeby ilosc tle¬ nu, odpowiadajaca calej ilosci wysokoprez¬ nego azotu odparowac w wyparnicy osiaga¬ jac przez to równowage w kolumnie. Pozo¬ stale ilosci azotu wysokopreznego nalezy miarkowac od czasu do czasu przez dodatek azotu i tlenu iplóczacego przez ustosunko¬ wanie powierzchni skraplacza. Takie miar¬ kowanie moze byc wykonane przez nasta¬ wianie wysokosci poziomu cieczy w wypar¬ nicy i przez wielkosc jej powierzchni.Zasadnicza rzecza jest to, ze tlen ciekly wraca do wylotu iw celu unikniecia zaburze¬ nia rólwnowagi, niezaleznie od tego, czy tlen jest odbierany z wyparnicy lub w do- wolnem miejscu, w stanie czystym lub w mieszaninie gazowej i prowadzi z powro¬ tem jako ciecz. Najkorzystniej jest przy otrzymywaniu tlenu cieklego prowadzic pa¬ ry tlenu wprost z wyparnicy do skrapla¬ cza, a stad tlen ciekly przeprowadzac zno¬ wu zpowrotem do wyparnicy, aby umozli¬ wic w dolnej czesci kolumny TOadzielczej obieg tlenu odpolwiadajacy górnemu obie¬ gowi azotu, przyczem jednak skraplacz za¬ silany jest azotem cieklym.Przebieg pracy objasniaja wykonania uwidocznione w zarysie na fig, 10, 11 ii 12.Wedlug fig, 10 obieg azotu otrzymany jest zapomoca powierzchniowego skrapla¬ nia w osobnym skraplaczu azotowym zapo¬ moca rozprezenia azotu wysokopreznego.Do obiegu tlenu sluzy zwykly skraplacz 12, napedzany zapomoca rozprezonego tlenu - 7 —cieklego. W rurce 88 mozna odbierac czy¬ sty tlen gazowy. Wysokoprezny azot skie¬ rowany jest rurka 194 przez wyparnice 8, a zapomoca zaworu 195 rozpreza sie go w skraplaczu 196 umieszczonym w górnej czesci kolumny /. Tlen ciekly zbierajacy sie na dnie wyparnicy 8 rozpreza sie przez rur¬ ke 197 i zawór 198 do skraplacza tlenu 199.Wedlug fig. 11 obieg azotu przeprowa¬ dzony jest bez osobnego skraplacza zapo¬ moca (skraplania natryskowego, natomiast skraplacz tlenu jest nieznacznie zmieniony, mianowicie tylko przy prowadzeniu skra¬ planych par tlenu.Czesci lotne tlenu wznoszace sie nad skraplaczem 199 doprowadizone sa zpowro- tem do wyparnicy 8 przez rurki 200.Wedlug fig. 12 czesc azotu cieklego, odpowiadajaca ilosci tlenu, odgaleziona jest z rozdzielacza, a po rozprezeniu zuzyt¬ kowana jest do uruchomiania skraplacza tlenu. W urzadzeniu na fig. 12 uskutecznio¬ no te zmiane w ten isposób, ze gazy wzno¬ szace sie w wyparnicy 8 dostaja sie rurka 201 do zbiornika 206 powyzej kolumny 1, w której pomieszczono skraplacz 202. Czesc par skrapla sie, natomiast pary unoszace azot wprowadzone sa rurka 203, na której znajduje isie zawór 207 miarkujacy ilosc przeplywajacego gazu, do górnej czesci ko¬ lumny 1. Rurka 204 wylatuje rozprezony azot gazowy do miejisic uzytku. Tlen ciekly odlprowadzony jesit rurka 205 ze zbiornika 206 zpowrotem do wyparnicy 8. Na dnie wyparnicy 8 zbierajacy sie tlen ciekly do¬ staje sie rutfka 797 i przez zawór 198 do wymiennika.Obieg tlenu mozna tez spowodowac przeiz krazenie tlenu cieklego stosujac pom¬ pe rurowa Duibiona.Na fig. 13 uwidoczniono sposób plókania tlenem lub ciekla mieszanine tlenu i azo¬ tu w drugiej kolumnie i to przy róznych sprezeniach w obu kolumnach, postawio¬ nych obok siebie. Kazda kolumna rozdziel¬ cza, skladajaca sie z kolumny wzmacniaja¬ cej i odlciagajaicej, otrzymuje w kazdym stopniu pod skraplaczem 12 i 14 po jednej wyparnicy, a na dole tuz u dna kolumny od¬ ciagaj acej (kolumna tlenowa) jeszcze po jednej wyparnicy. Urzadzenie to sluzy do tego celu, aby odparowywac nadmiar azo¬ tu i zeby w wyparnicy tlenu mógl sie zbie¬ rac czysty tlen ciekly wzglednie dosc ubogi w azot.PowKietrze maloprezne oziebione przed wlotem w nieuwidocznionym wymienniku, prowadzone jest rurka! 89, przeksztalcona w wezówmice, która miesci sie w wyparnicy 90 pod skraplaczem natryskoiwym kolumny azotowej 2. Powietrze maloprezne skrapla¬ ne jest czesciowo w wezowmicy grzejniko¬ wej i dostaje sie rurka 89 do srodkowej czesci kolumny 1. Na dnie tej kolumny zbiera sie w wyparnicy 8 ciecz, która ogrze¬ wana jest powietrzem wysokopreznem pro- wadzonem wezownica grzejnikowa 91. Po¬ tem ciecz rozprezona skierowana jest przez zawór 92 i rurke 93 do skraplacza 14, a wy¬ tworzona tu para wypada przewodem 94 do dolnej czesci kolumny azotowej 2. Po¬ nad wlotem rurki 94 do kolumny 2 znaj¬ duje sie kolumna wzmacniajaca 95 pedzo¬ na azotem cieklym, a Iw niej wznoszacy sie tlen gazowy spotyka sie ze splywajacym azotem.Pod kolumna odciagajaca rozdzielacza 2 znajduje sie wyparriica 9, która ogrzewana jest wezownica grzejnikowa 6 zapomoca przeplywajacej przez inia maloprezaiej pa¬ ry azotu z kolumny wzmacniajacej 6 roz¬ dzielacza 1 tak, ze tlen ciekly zbierajacy sie w wyparnicy 9 wyparowuje. Przyla¬ czem 96 wylatuja pary tlenu i po przejsciu wymiennika dostaja sie do miejsc uzytku.Azot skroplony w wyparnicy 9 skierowany jest rurka 97 do zaworu dlawikowego 98t a po rozprezeniu do wyparnicy 12, gdzie ciekly azot czesciowo paruje a czesciowo dostaje sie do kolumny wzmacniajacej 95 i sluzy do oziebiania, podczas gdy pare azo- — 8 —towa odprowadza sie przewodem 4 do wy¬ miennika i do miejsca uzytku.Pod skraplaczem kolumny niedoprezmej 6 znajduje sie wypamica 98, w której jest rurka 99, prowadzaca wysokoprezne po¬ wietrze luib azot i jest przeksztalcona w wy- parnicy na wezownice, skierowana do dol¬ nej wyparnicy 8 ulozona w niej w zwojach wezowych, a zewnatrz kolumny /, dostaje sie do srodkowej jej czesci powietrze wyso¬ koprezne, zbierajace sie w stanie cieklym w wezownicach grzejnikowych, dostaje sie po rozprezeniu zapomoca zaworu 100 do kolumny odciagaj acej rozdzielacza 1; przy uzyciu azotu wysokopreznego rozpreza go sie w górnej czesci kolumny wzmacniajacej b, oznaczonej linjami kroplkowanemi. Pary azotowe ponad kolumna wzmacniajaca wznosza sie w wezownicy skraplacza 101, tu sie skraplaja i jako ciecz azotowa zle¬ waja sie zpciwrotem do kolumny wzmacnia¬ jacej. Poniewaz w d^vtuJs:topniowym sposo¬ bie rozdzielania, gdzie w jednym stopniu pracuje sie z wiekiszem sprezeniem niz w drugim, oddzielone skladniki — jak z po¬ wietrza tlen i azot prowadzi sie bez nad- preznosci do miejsca uzytku, wiec ich pier¬ wotna enengja preznosci nie moze byc zu¬ zytkowana do odzyskania pracy mechanicz¬ nej.Oprócz tego praca przy cisnieniu atmo- sferycznem w drugim stopniu ma jeszcze te wade, ze przeprowadzenie nalezytego skraplania a panowania w obu (stopniach przedstawia techniczne trudnosci.Poprawe mozna osiagnac w ten sposób, ze w obu stopniach rozdzielczych pracuje sie z nadjwyzka preznosci, natomiast prez¬ nosc w drugim stopniu otrzymuje sie po¬ nizej ,preznosci pierwszego stopnia. Ze wzgledu na mala filosc tlenu wobec azotu przy irozdzielaniu powietrza, upraszcza sie bieg pracy przez wypuszczanie uzyskane¬ go tlenu pod cisnieniem, i odprowadza sie go jak dotad przy cisnieniu atmosferycz- nem tak, ze cieplo parowania czystego tle¬ nu odbieranego w stanie cieklym z kolumny tloczacej mozna spozytkowac przy skrapla¬ niu gazu sprezonego.Osiaga sie przez to te korzysc, ze ciecz zbierajaca sie w flbyt wielkiej ilosci w roz¬ dzielaczu iprowadfeona jest z przestrzeni tlocznej do osobnegio skraplacza i mozna ja uzyc nalezycie podczas biegu pracy, co do¬ tad bylo niemozliwe z powodu niskiej tem¬ peratury azotu, odplywajacego przy cisnie¬ niu atmosferycznem.Na fig. 14 uwidoczniono zarys najprost¬ szy kolumny rozdzielczej, sluzacej do prze¬ prowadzenia tego sposobu. Do dolnej ko¬ lumny 1 doprowadzone jest rurka 103 swie¬ ze powietrze, które sie skrapla i przez za¬ wór 104 rozpreza sie w srodkowej czesci ko¬ lumny 1. Zbierajaca sie w wyparnicy 8 cie¬ kla midsizanina tlenu i azotu rozpreza sie w rurce 105 zapomoca zaworu 106 w czesci odciagajacej kolumny 2. Azot gazowy wydostajacy sie z górnej cze¬ sci kolumny 1 prowadzony jest rur¬ ka 107 przez wyparnice 9 kolumny 2, azot skroplony dostaje sie zpowrotem do górnej czesci kolumny 1, gdlzie sie zbiera w zbiorniku 108. Czesc azotu cieklego prowa¬ dzona jest rurka 109 do górnej czesci ko¬ lumny 2 i rozprezona zapomoca zaworu 110, wbudowanego w te rurke. Czesc azotu cieklego, przelewajaca sie ze zbiornika 108 splywa zpowrotem do kolumny 1. Tlen gazowy mozna odbierac isprezony przez rur¬ ke 111 i zawór 112, natomiast rurke 113 i przez zawór 114 odciaga sie czysty azot ga¬ zowy. Przez to otrzymuje sie te korzysc, ze przy ruchu ciaglym zmniejszaja sie zmia¬ ny procentowej zawartosci wylatujacego tlenu i azotu, co daje /wieksza pewnosc stalosci ruchu.Fig. 15 uwidocznia odmiane urzadzenia rozdzielczego fig. 14. Tok pracy jest w ten spcsób zmieniony, ze skraplacz azotu 115 nie .jest napedzany tlenem cieklym, lecz azo¬ tem cieklym, wprowadzonym dlo drugiego — 9 —stopnia. Przez to winno sie uzyskac, ze spre¬ zenie w pierwszym stopniu moze byc zni¬ zone i nie póttizebuije byc o wiele wyzsze niz w dotychczasowych kolumnach dwustop¬ niowych,. Parowanie tleniu cieklego w dolnej czesci drugiego stopnia sprezenia usku¬ tecznione jeslt z tego samego powodu przy pomocy mieszaniny sprezanych gaizów tle¬ nu i azotu, które odbierane sa z pierwszego stopnia sprezenia w odpowiedniem miejscu miedzy dnem a glowica i to mianowicie w miejscu wlloitu swliezego powietrza lub poni¬ ze1] tego miejsca, natomiast otrzymana ciecz wprowadza sie znowu zpowrotem do kolum¬ ny pierwszej. Te ciecz mozna przez nurke 117 i przez zawór 118 rozprezyc calkowicie lub czesciowo w drugiej kolumnie i tam ja rektyfikowac dalej. W tym razie nie trzeba rozpuszczac tlen sprezony i w stanie gazo¬ wym do kioluimny 2, lecz mozna rozprezyc w skraplaczu do cisnienia atmosferycznego i spozytkowac pomocniczo do skraplania azotu sprezonego dla pierwszego stopnia sprezenia.Najkorzystniej odbywa sie ten sposób rozdzielania przy zastosowaniu osobnego obiegu aziotu. Fig. 16 uwidacznia w zarysie kolumne rozdzielajaca, sluzaca do przepro¬ wadzenia takiego sposobu. Azot obu stopni sprezenia wyprowadza sie wedlug tego z rozdzielacza oddzielnie, a po wyj sciu z wy¬ miennika prowadzi do miejsc uzycia lub do rozprezarki, przyczem azot maloprezny rozpreza sie celowo nie w osohnem urza¬ dzeniu, lecz wspólnie w drugim stopniu rozprezarki dla aziotu o wyzszem sprezeniu.Oczyszczone i oziebione wstepnie powietrze o sredniiem sprezeniu rozpreza sie zapomo¬ ca zaworu 120 w dolnej czesci kolumny 2.W wyparnicy 9 tej kolumny 2 powstajapa mieszanina ciekla tlenu i azotu rozpreza sie w górnej czesci kolumny 1 przez rurke 121 zapomoca zaworu 122. Do tej czesci wpro¬ wadza sie tez rurka 123 powietrze mniej sprezone. Tlen ciekly zbierajacy sie w wy¬ parnicy 8 kolumny 1 rozpreza sie przez rurke 124 zapomoca zaworu 125 do skra¬ placza 126, umieszczonego nad kolumna 2, podczas gdy tworzaca sie czesc gazowa tle¬ nu cieklego skierowana jest rurka 127 do miejsc uzytku. Wysokoprezny azot prze¬ prowadza sie runka 128 przez obie wyparni- ce 8 i 9 kolumny 1 do opalania, azot ciekly rozpreza sie zapomoca zaworu 129 do zbior¬ nika 130, który jest odpowiednio uksztalto¬ wany w górnej czesci kolumny 2. Pary azo¬ towe wznoszace sie z tego zbiornika 130 ii z kolumny 2 dolstaja sie do skraplacza 131, w którym sie czesciowo skraplaja. Czesc ciekla opada do kolumny 2 i zpowrotem do zbiornika 130, z którego czesc azotu cie¬ klego rozpreza sie rurka 132 zapomoca za¬ woru 133 do najwyzszej czesci kolumny 1.Czesci azotu, powstale w stanie gazowym w skraplaczu 131 wylatuija rurka 134 zao¬ patrzona w zawór 135 do miejsc uzytku, do którego odprowadza sie tez czyste pary azotowe kolumny 1 rurka 136 z zaworem 137. Jeszcze wieklsze uproszczenie otrzymac mozna aastdsawujac w pofwyzszym przebie¬ gu pracy zasade wstecznego obiegu cieczy tak jak uwidoczniono na fig. 17.Azot wylatujacy ze sprezarki wysokiego sprezenia przeprowadza sie rurka 138 przez wyparnice 8 i przez zawór 139 rozpreza w zbiorniku 140. Azot sluzacy do ogrzewania wstecznego biegu cieczy pierwszego stop¬ nia skierowany jest ze zbiornika 140 zapo¬ moca rurki 141 i zaworu 142 do odgalezie¬ nia 143 z zaworem 144 i do skraplacza 145, z którego azot lotny z górnej czesci kolum¬ ny 1 lakierowany jest rurkami 147 i 143 do skraplacza 145. Mieszanina ciekla tlenu i azotu, zbierajaca sie w wyparnicy 8 roz¬ preza sie zapomoca rutki 148 i zaworu 149 do osrodkowej czesci kolumny 1. Tlen cie¬ kly powistajacy u dolu skraplacza 150 do¬ staje sie rozprezony rurka 152 z zaworem 151 w skraplaczu 163, z którego tlen lotny wylatuje przylaczem 154. W tym razie, gdy ma byc uzyskany równoczesnie czysty tlen i azot sprezony tak przy jednostopniowym — 10 —jako tez w podzielanym toku pracy przy jedmakowem lub przy róznych sprezeniach w poszczególnych oddzialach urzadzenia rozdzielczego, okaizalo sie, ze przez zasto¬ sowanie obiegu azotu lub przez bogate zasi¬ lanie azotem cieklym, mozna uzyskac w kazdym razie azot czysty — podczas roz- dzielanfia powietrza — lecz otrzymany obok niego tlen nie moze byc zupelnie czysty, poniewaz wykazuje zawsze domieszke azo¬ tu od 10% do 15%.Aby uniknac tej wady tak w jednostop- niowym toku pracy z obiegiem azotu, jak tez w znanych przebiegach o dwu stopniach sprezenia nalezy w wyparndcy, w której zbiera sie tlen ciekly lub ciekla mieszanina bogata w tlen, prciwadzic ciecz okolo jednej lub kilku wezownic wyparnicy tak,, ze ciecz splywajaca z kolumny rozdzielczej i boga¬ ta w azot przeplywa poszczególne skrety wezownicy grzejnikowej lub wezownic od zewnatrz do wewnatrz lub tez odwrotnie od wewnatrz do zewnatrz, przyczem w pierw¬ szym przypadku cieoz splywajaca z ko¬ lumny zbiera slie na obwodzie wyparnicy, a w drugim przypadku w srodku, lecz bez¬ posrednio jiie moze przedostac sie nigdlziie indziej, podczas gdy pary wywiazujace sie w róznych miejscach wyparnicy maja po¬ laczenie z przestrzenia par pod kolumna rozdzielcza. Celem tego prowadzenia jest tq, zeby w ostatnim miejscu cieczy plynacej mozna zbierac tlen czysty i przeprowadzac go w stanie cieklym do jakiegos zwyklego skraplacza z azotem iplóczacym lub tlenem a tam oddzielnie od zawartosci kolumny odparowywac go talk, ze pary bogatsze w azot i pocihodlzace z samej kolumny nie mo¬ ga sie z nim mieszac przez dyfuzje.Sposób wywfolania powyzszego przeply¬ wu cieczy z wyparnicy jest obojetny dla toku pracy. Mozna to np. osiagnac przez kilkakrotne odwracanie! kierowanie pradu cieczy tak, jak to zaznaczono w zarysie na figi 18 dla kilku wezownic w wyparnicy przy pracy o jednym stopniu sprezenia z obiegiem azotu. Ciecz zawierajaca jeszcze nieco azotu i zbierajaca isie nad wypamica plynie tu od zewnatnz do wewnatrz, poczem wylewa sie iw srodku jako czysty tlen cie¬ kly.Na fig. 18 uwidoczniono przyklad tego pomyslu. Powietrze o sredniej preznosci plynac w kierunku strzalki rurka 156, która zwojami otacza zbiornik 157 i w stanie cieklym znowu iwylewa sie, .poczem przez zawór dlawiacy 158 prowadzi sie je do srodkowej czesci kolumny. Gazowy azot wysokoprezny dostaje sie w kierunku strzalki przez rurke 159 do zewnetrznego zbiornika 161 pfokryjwy 162, która jest oto^ czona wezowo rurka 159. W tym czasie azot wysokoprezny skrapla sie w rurce 159 i zapomoca izajwaru 160 rozpreza sie w naj¬ wyzszej czesci kolumny. Powietrze wdmu- chane jest w kierunku strzalki rurka 163 do wyparnicy 8, w której ta rurka przebiega wezowo. Powietrze wdmuchane skrapla sie w rurce 163 i zapomoca zaiworu 164 rozpre¬ za sie w srodkowej czesci kolumny roz* dzielozej. Bardzo czysty tlen ciekly powsta¬ jacy w zbiorniku 165 odjprawadza sie rurka 166 i przez zawór 167 do miejsc uzytku.Stasowanie obiegu azotu staje sie zbed¬ ne tak w jedino^lub wielodzielnych kolum¬ nach o stalem lub zmiennem sprezeniu, je¬ zeli potrzebne oie(plo dostarczane jest albo zapomoca osobnego ogrzewania pewna iloscia czynnika napednego wzglednie ja¬ kiegos jego skladnika lub przy uzyciu isia- mej rozdzielanej mieszaniny, stosujac male •oziebienie wstepne, stosownie do zapotrze¬ bowania ciepla. Nadmiar zimna bedacy wskutek tego do rozporzadzenia nie moze byc poza wymiennikiem stracony dla toku pracy; nalezy go zastosowac o ile moznosci do oziebiania mieszaniny swiezej,. Jezeli nawet w ten sposób dzielnosc termiczna nieco sie zmniejszy, to jednak wskutek: unikniecia osobnej sprezarki azotu urza¬ dzenie tak sie technicznie upraszcza, a ruch staje sie tak przejrzysty, ze calkowita — 11 —dzielnosc gospodarcza nalezy uwazac za wyzsza niz w dotychczasowych sposobach pracy; Jest tu pozadane i celowe, aby przy uzyskaniu mozliwie czystego skladnika trudnowrzacego, wiec przy rozdzielaniu po¬ wietrza—tlenu, wlaczac ttt kolejne jego od¬ parowywanie w wyparnicy u dolu, jak to zaznaczono jw zarysach przykladów Wyko¬ nania. Wymiennik i urzadzenie wymiany, opuszczone jako ogólnie iznane.Tokpracy objasniaja fig. 19 — 22.W wykonaniu uwiidocznionem w zarysie na fig. 19 powietrze wysokoprezne o tem¬ peraturze okolo 30 — 50°C z cziebiacza do¬ staje sie do wymiennika, gdzie sie nieco oziebia, a petem .stosunkowo jeszcze cieple wilatuje do wyparnicy tlenu, aby tlen ciekly mozna bylo kolejno odparowywac czescio¬ wo a czesciowo skraplac. Potem powietrze wysokoprezne zapomoca rurki 168 i zawo¬ ru 169 rozpreza sie w dolnej wyparnicy po¬ wietrza cieklego 170 i to przy sprezeniu wyzszetm niz w wyparnicy 8. Sprezenie w tej ostatniej powinno wykazywac najmniej 4 atm nadcisnienia, wiec winno wynosic 5 atm, aby w skraplaczu 171 rozprezony tlen ciekly mógl skraplac sie wgórze ko¬ lumny z azotem sprezonym. Uzyskany tu czysty, gazowy azot sprezony prowadzony jest w znany sposób przez wymiennik na- zewnatrz, uzywajac go ipotem do pracy w rozprezarce.Pary powstajace w wyparnicy 170 ply¬ na przez przyrzad biegu wstecznego 171, w którym mieszanina ciekla bogata w tlen plynie do wyparnicy 170, podczas gdy w zbiorniku 772 zbiera sie prawie czysty azot.Ten ostatni rozprezany jest zapomoca rur¬ ki 173 i zaworu 174 do górnej czesci kolum¬ ny rozdzielczej, a ciecz zbierajaca sie w wyparnicy 170 rozpreza sie w srodkowej lub dolnej czesci kolumny rozdzielczej za¬ pomoca rurki 175 i zaworu 176. Czysty tlen ciekly, zbierajacy sie w wyparnicy 8 roz- preza sie przez rurke 777 i zawór 178 do górnej wyparnicy, a zawarte tu .pary tlenu wylatuja- przez wymiennik nazewnatrz do miejsc uzytku.Na fig. 20 uwidoczniono pojedyncza ko¬ lumne o sprezeniu stalem, której azot spre¬ zony przed wlotem do wymiennika rozpre¬ za sie w skraplaczu 179, a potem dopiero jako gaz wylatuje z wymiennika, podczas gdy tlen ciekly otrzymany u dolu w wypar¬ nicy tlenu 8 rozpreza sie w skraplaczu 179 i wylatuje nazewmatrz przez wymiennik.Powietrze wysokoprezne dostaje sie z oziebiacza do przestrzeni 180 wzglednie 181, w której znajduje sie wezownica wy¬ sokoprezna 182 dla azotu lub takaz we¬ zownica 183 dla powietrza, skierowanego przez wyparnice 8; tam azot wzglednie po¬ wietrze skrapla sie, a wskutek wiekszej ciezkosci wlasciwej otrzymanej cieczy splywa ona ^ezowtnica 184 znowu do prze¬ strzeni 180 wzglednie 181, gdzie pod dzia¬ laniem cieplego jesizcze stosunkowo po¬ wietrza wysokopreznego zamienia siew tych przestrzeniach znowu w pary. Po¬ wierzchnie i predkosc przeplywu mozna tak obrac, ze dodatek pary potrzebnej w wy¬ parnicy 8 moze byc ustalony. Powietrze wysokoprezne z przestrzeni 180 wzglednie 181, odciagniete rurka 185 oziebia sie od¬ powiednio w wymienniku i skrapla w wy¬ parnicy 8, a potem rozpreza przez zawór 186 do srodkowej lub dolnej czesci kolumny rozdzielczej. Azot wylatujacy ze skrapla¬ cza 179 przez wymiennik o cisnieniu prawie atmosferycznem, wydostaje sie z wymien¬ nika z nadmiarem zimna i jest uzyty dó oziebiania swiezego powietrza wysokoprez¬ nego.Powyzsze urzadzenie nadaje sie szcze¬ gólnie do malych zakladów, w których nie kladzie sie nacisku na odzyskanie energji roboczej azotu tlocznego do kolumny, albo tez do ukladów duzej wydajnosci, które maja nadmiar sily taniej.Wazna zaleta techniczna tego sposobu pracy jest tof ze wbrew wszystkim dawniej¬ szym sposobom praca jest prawie stala — 12 —przez zastosowanie samoczynnego regulato¬ ra sprezenia, nawet gdy zmienia sie ilosc swiezej mieszaniny gazowej.W wyzszym istopniu dotyczy to pracy kdumny rozdzielczej pokazanej na fig. 21, 22, które uwidoczniaja dwudzielne kolumny 6 roznem sprezeniu. Ogrzewanie dodatko¬ we odbywa sie w urzadzeniu fig. 21 w wy- parnicy 9 kolumny niskiego sprezenia za- pomoca azotu malo i sredniopreznego,-skie¬ rowanego z kolumny do wezownic grzejni¬ kowych 187 i 188, splywajacego do kolumny czesciowo w wyparnicy 8 pod dzialaniem powietrza wysoko i sredniopreznego z mie- szagiina ciekla z wyparnicy 8 do kolumny niskiego sprezenia zapomóca rurki 189 oraz zaworu 190 i tam calkowicie odparowywa¬ nej.Wreszcie urzadzenie wedlug fig. 22 pra¬ cuje tak tsamo a rózni sie od poprzedniego (fig. 21) tylko tern, ze srodkowa i dodatko¬ wa wezownica grzejnikowa 191 jest zasta¬ piona przez wyparnice rurofwa 192 a w dol¬ nej wyparnicy 8 znajduja sie dwie wezow- nice wyparnicy, mianowicie jedna wezowni¬ ca grzejnikowa na powietrze wysokoprezne 193, druga na powietrze srednioprezne 194.Do nalezytego przeprowadzenia powyzsze¬ go sposobu nalezy, aby kolejne parowania w wyparnicy 9 kiolummy niskiego isprezenia moglo miec wydatne zastosowanie. Po¬ wierzchnia poszczególnych wezownic grzej¬ nikowych jest obliczona wedlug normal¬ nej ilosci powietrza wysokopreznego wzglednie wedlug ilosci wprowadzanego powietrza malo i wysokopreznego, w celu umozliwienia stalej pracy w bardzo szero¬ kich granicach. Nacbniar zimna spozytko¬ wany jest tak jak w urzadzeniach wedlug fig. 19 i 20 do zamrazania swiezego po¬ wietrza, w celu unikniecia znaczniejszych strat zimna.Przy tym sposobie pracy uwzglednione jest takize to, ze przy rozprezaniu cieczy czesc jej musi odparowac w celu oziebienia cieczy do temperatury wrzenia. PL PL

Claims (21)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. :. Sposób rozdzielania trudno skrapla¬ jacych sie mieszanin gazowych podwójnych lub wielokrotnych, zwlaszcza ' powietnza, znamienny tern, ze zamiast cieklego sklad¬ nika latwowrzacego uzyty .jest do plókania ciekly skladnik trudnowrzacy lub ciekla mieszanina skladnika latwo—i trudlno- wrzacego.

2. Sposób (wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze do pókania uzyte sa wiecej iniz dwie ciecze, z których jedna jest ciekly skladnik latwowrzacy, druga—mieszanina skladnika trudno—i latwowrzacego, trze¬ cia—ta sama mieszanina oraz czysty sklad¬ nik trudnowrzacy.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze pary bogate w skladnik trudno¬ wrzacy, wytwarzajace sie podczas rozdzie¬ lania przy dowolnej preznosci nad wypar- nica lub w dolnej czesci kolumny spedza¬ jacej, rozdzielaja sie na czysty, ciekly skladnik trudnowrzacy przy pomocy ogrze¬ wania jego w wyparnicy i na pary skladni¬ ka latwowrzacego, ubogie w skladnik trud¬ nowrzacy, a te ostatnie wskutek skrople¬ nia i wlasnego (ciezaru Splywaja sa¬ moczynnie u góry zpowrotem do ko¬ lumny wzmacniajafcej rozdzielacza, pod¬ czas gdy sprezony (ciekly stadnik trudnowrzacy rozpreza sie do normalnego cisnienia w skraplaczu lub w przestrzeni oziebiajacej i w postaci pary wydostaja sie przez wymiennik.

4. Sposób wedlug zastrz. 1 i 3, zna¬ mienny tern, ze dó wytwarzania zimna do¬ datkowego uzyte sa nie czesci skladnika latwowrzacego (z powietrza azotu), lecz za¬ biera sie tylko trudnowrzacy skladnik mie¬ szaniny (z powietrza tlen) lub czesc jego z kolumny rozdzielczej w postaci gazowej, poczem spreza sie go wysoko, skrapla a po¬ tem rozpreza do srodkowej lub dolnej cze¬ sci rozdzielacza w tym celu, aby móc w wyparnicy odparowac wiecej skladnikatrudnowraacego (z powietrza wiecej tlenu), niz to jest konieczne do uzyskania wypar¬ nicy technictznie czystego, cieklego skladni¬ ka tmdnowrzajoego bez przesizkody dla od¬ dzielanego technicznie czystego skladnika laftwowrzaoago w kolumnie wzmacniajacej.

5. Sposób wedlug zastaw, 1, znamien¬ ny 4emf ze przy rozdzielaniu w jednej ko- teanme tak iw kolumnie wzmacniajacej jak iw kolumnie spedzajacej daje sie po jed¬ nali* skraplaczu vb góry i co jednej wypar- \ nicy u dolu, w tym celu, aby nadmiar cie¬ czy pomad kolumna wzmacniajaca odparo- -wac w nizej lezacej¦, osobnej wyparnicy a zapomoca skraplacza u góry kolumny spe¬ dzajacej skroplic nadmiar skladnika trud¬ nowrzacego i zapobiec w ten sposób, aby zawiele cieklego skladnika latwowrzacego nie splywalo do kolumny wzmacniajacej.

6. Sposób wedlug zastrz. 1 i 5, zna¬ mienny tern, ze pod skraplaczem w kilku miejscach zbiorczych gromadza sie skropli- ny i czesciowo lub tez (Calkowicie odipriowa- dzane sa z jednego miejjsca zbiorczego do najblizszego poprzedniego, przyczem ogrze¬ wanie odbywa sie tylko w pierwszem iniej- scu zbiorczem, a czysty ciekly nadmiar skladnika latwowrzacego odprowadza sie z ostaitniego miejsca zbiorczego — i to po odprezeniu — do napedu osobnego skrapla¬ cza skladnika latwowrzacego, aby jego nad¬ miar odprowadzony z wyparnicy wprowa¬ dzic tam yw wiekszej czesci zpowrotem ja¬ ko ,tazy®ty, ciekly skladnik trudnowrzacy, a resizte doprowadzic do srodkowej czesci kolumny wzmacniajacej do dalszej prze¬ róbki

7. Sposób wedlug zastrz. 5 i 6, zna¬ mienny tern, ze w skraplaczu skladnika tiradtaowrzacego wznoszace sie pary jego poddaje rektyfikacji zapomoca splywaja¬ cej cieczy i to pod preznoscia kolumny wzmacniajacej.

8. Sposób wedlug zasitrz. 1 — 7, zna¬ mienny tern, ze te ilosc skladnika latwo¬ wrzacego, 'która sluzy do napedu skraplacza skladnika trudnowrzacego odprowadza sie przez wymiennice ciepla aazeiwinatrz pod postacia gazu, aby móc wyzyskac jego zimno, i .

9. - Sposób wedlug zaistrz. 5— 8, zna¬ mienny tern, ze ciecz skladnika latwowrza¬ cego, wytwarzajaca sie przez rozprezenie poza zaiworem spozyitkowuje sie równiez do napedu skraplacza dla skladnika trudno¬ wrzacego.

10. Sposób wedlug zasttrz. 1, znamien¬ ny tern, ze plókanie skladnikiem latwowrza- cym i trudnowrzacym odbywa sie w obiegu kolowym celem /osiagniecia równowagi w kolumnie rozdzielczejj, a odbiór gazowego skladnika latwowrzacego i powrotne pro¬ wadzenie cieklego skladnika laitwownzace- go odbywa sie mozliwie w najwyzszem miejscu kolumny wzmacniajapej, natomiast odbiór gazowego skladnika trudnowrzacego i powrotne prowadzenie cieklego skladnika trudnowrzacego odbywa sie w najnizszem miejscu kolumny spedzajacej tak, ze odbiór i odprowadzanie uskutecznia sie stale w tern samem miejscu pochodzenia,

11. Sposób wedlug zastrz. 1 i 10, zna¬ mienny tern, ze celem najprostszego osia¬ gniecia równowagi w kolumnie rozdzielczej wyrównywa sie mozliwie stosunek ilosci ga¬ zowej mieszaniny dlo ilosci kolowego obie¬ gu wysokopreznego skladnika latwowrza¬ cego z dana zawartoscia skladnika trudno¬ wrzacego w gazowej (mieszaninie i z zawar¬ toscia skladnika trudnowrzacego w cieklej mieszaninie, bedacej z poprzednia w równo¬ wadze.

12. Sposób wedlug zastrz. 10 i 11, zna¬ mienny tenn, ze skraplacz dla skladnika trudnowrzacego wystarcza o ile moznosci dla calej ilosci tmdnowinzaeego skladnika mieszaniny gazowej o malem sprezeniu.

13. Sposób wedlug zastrz,. 10 — 12, zaiamiemiy iem, ze skladnik trudnowrzacy odbywa ^obieg kolcwy z miejsca najbogat- StZegO' w ten sMadnik w dolnej wyparnicy jakio pary do uwiicszczon^o wyzej skrapla- - 14 -cza, a stad jaiko ciecz wraca do wyparnicy, aby w ten sposób móc spowodowac stale postepujace oczyszczanie cieczy i par skladnika trudiiowrzacego,

14. Sposób wedlug zastrz. 10 — 13, znamienny tern, ze ciecz skladnika trudno- wrzacego bierze udzial w obiegu z wypanii- cy do skraplacza i stad zpowrotem dio wy- parmicy skladnika trudinowrzacego.

15. Sposób wedlug zastrz. 1 i 5, zna¬ mienny tern, ze w kolumnach rozdzielczych, podzielonych na dwa stopnie sprezania, pracuje sie w jednym iz obu stopni lub w obydwóch dla kolumny spedzajacej i wzmacniajacej jednego lub obu stopni spre¬ zenia nietylko ze zwyklem górnem skrapla¬ niem i dolnem odparowaniem, lecz takze z odparowaniem u góry pod kazdem skraplaniem.

16. ; Sposób wedlug zastrz. 1, w zasto¬ sowaniu do wielokrotnych stopni rozdzialu, znamienny tern, ze w pierwszym stopniu oraz w drugim pracuje sie iz wiefcazem spre¬ zeniem, natomiast w drugim stopniu spre¬ zenie jest nizsze niz w pierwszym, w tym celu, aby skladnik latwowrzacy, odchodza¬ cy z wiekiszem sprezeniem, mozna w ca¬ losci lub czesciowo rozprezyc w rozprezarce bez podgnzania, uzyskujac w ten sposób prace i dostateczny spadek temperatury do wstepnego oziebienia i zamrazania swiezo sprezonej mieszaniny gazowej, lub do uzy¬ skania wiekszej pracy uzytkowej.

17. Sposób wedlug zastrz, 1 i 16, zna¬ mienny tern, ze wiecej sprezony skladnik latwowrzacy pierwszego, wyzszego stopnia sprezenia skrapla sie zapomoca cieklego skladnika latwowrzacego drugiego stopnia mniej sprezonego i uzywa go w tym prze¬ biegu do rektyfikacji.

18. Sposób wedlug zastrz. 16 i 17, zna¬ mienny tem, ze niezbedne uzupelnienie zim¬ na daje nie wysokoprezna mieszanina ga¬ zowa, lecz wysokoprezny /skladnik latwo¬ wrzacy.

19. Sposób wedlug zastrz. 16 — 18, znamienny tem,ze sprezony pierwszy sklad¬ nik latwowrzacy skrapla (sie w dwóch! skra¬ placzach, z których jeden oziebiony jest cieklym skladnikiem trudnowrzacym; roz¬ prezonym do cisnienia atmosferycznego, a drugi cieklym rozprezonym skladnikiem latwowrzacym aby zmniejszyc cisnienie pierwszego stopnia i móc je zblizyc do cisnienia drugiego stopnia. x

20. Sposób wedlug zaistnz. 1 — 19, zna¬ mienny tem, ze ciecz splywajaca do wypar¬ nicy z kolumny rozdzielczej i uboga w skladnik latwowrtzaey skierowana przez wezownice wyparnicy z jednego konca na drugi, przyczem wywiazujace sie pary wy¬ latuja do kolumny rozdzielcze), poczem zbiera sie i wyparowuje czysty, ciekly skladnik latwowrzacy, 21. Sposób wedlug zastrz. 20, znamien¬ ny tem, ze przy wiekszej ilosci wyparnic ciecz parujaca odprowadzana jest przymu¬ sowo z ostatniej z nich, lecz bardziej celo¬ wo z wszystkich wyparnic. 22. Sposób wedlug izastrz. 1 — 21, zna¬ mienny tem, ze do wytwarzania wiekszej ilosci par podczas rozdzielania mieszanin stosowane jest ogrzewanie dodatkowe za¬ pomoca wysokopreznej mieszaniny gazowej i takiej ze mieszaniny o sredniej preznosci, wprowadzajac swieza mieszanine galowa, przeznaczona do rozdzielenia, do wymien¬ nika nieznacznie tylko oohlodizona albo tez wprowadza sie od zewnatrz dodatkowe cie¬ plo do jednej lub wiecej wyparnic. 23. Sposób wedlug izastrz. 22, znamien¬ ny tem, ze dodatkowe i zwykle ogrzewanie odbywa sie w wyparnicy skladnika trudno- wrzacego przez kolejne wyparowywanie. 24. Sposób wedlug zastrz. 22 i 23, znamienny tem, ze dla zwiekszenia stalosci przebiegu preznosc w kolumnie i w wezow- nicach grzejnikowych jest nastawiana za¬ pomoca samoczynnych regulatorów, Ru doli Ferdinan d Mewes. Rudolf Karl Eduard Mewes. Zastepca: Dr. inz. M. Kryzan, rzecznik patentowy.Bg.l. -15 Fia.2 Do opisu patentowego Nr 8222. Ark. i. 1—H-25Pig-4. HM ,?£=$ vJaJI i) Do opisu patentowego Nr 8222. Ark. 2. Fig.5.Piff.6. Fig-7. SL. 6* . -y JDo opisu patentowego Nr 8222. Ark. 3. 3rt_ 69 to-\\ ?S~X \jss &* 66 80SM y Fig.9. *4 (?=& 66 ¦65 6$. I IL-J nmLs. 7 <**. ^ V^ n SS »-fl "Xi r** 65 J 69 A 165 s-.-\ Do opisu patentowego Nr 8222. Ark. 4. Z01 m^u ty; i K II C- 1 1 L—\ "Rff.12. 205 K (95Fig.13. Do opisu patentowego Nr 8222. Ark. 5. //« £¦ V r/s Jfl_ jinr"Fiv Fig.14. w b106 Do opisu patentowego Nr 8222. Ark. 6. 1/27Fig,17. Do opisu patentowego Nr 8222. Ark. 7.Fig. 19 Do opisu patentowego Nr 8222. Ark. 8. Pig.

21. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL PL