DE1137054B

DE1137054B - Vorrichtung zum Ausfrieren von Bestandteilen aus einem Gasgemisch

Info

Publication number: DE1137054B
Application number: DEN19994A
Authority: DE
Inventors: Johannes Van Der Ster; Albert Teunis Bloem
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1960-05-07
Filing date: 1961-05-04
Publication date: 1962-09-27
Also published as: IT649844A; CH399502A; GB974089A; OA00724A; BE603458A; NL251342A; ES267124A1; US3220167A; NL110751C

Description

INTERNAT. KL. F 25 j

DEUTSCHES

PATENTAMT

N19994Ia/17g

ANMELDETAG: 4. MAI 1961

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 27. SEPTEMBER 1962

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausfrieren von Bestandteilen aus einem Gasgemisch.

Es ist oft erwünscht, z. B. bei Lufttrennanlagen und bei Kaltgaskühlmaschinen, die auf ihrem sehr kalt werdenden Kopf Gas kondensieren können, das zugeführte Gasgemisch, bevor es zerlegt oder kondensiert wird, von Bestandteilen, wie Wasserdampf und Kohlensäure, zu befreien, welche sich bei Abkühlung auf höhere Temperaturen als die, bei denen die Zerlegung oder Kondensation stattfindet, in Form von Eis oder Schnee niederschlagen und störend sein können, weil sie Kanäle, z. B. in Wärmeaustauschern, verstopfen oder das Kondensat verunreinigen können, was sich z. B. bei flüssig gemachter Luft durch eine ungewünschte Trübung zeigt.

Zu diesem Zweck sind bereits mehrere Vorrichtungen entwickelt worden.

Es ist eine Vorrichtung bekannt zum Ausfrieren von Bestandteilen aus einem Gasgemisch mit einer gasdurchlässigen Wand aus Gaze, welche in der Gasgemischströmung angeordnet und deren eine Endfläche mit einer Kühlvorrichtung verbunden ist, so daß die Bestandteile sich als Schnee auf der Wand ablagern.

Es stellt sich überraschenderweise heraus, daß es mit einer solchen Vorrichtung möglich ist, auf der Gaze eine gegen die Anströmrichtung des zu reinigenden Gases stetig anwachsende Schneeschicht aufzubauen, die in solchem Maße spröde ist, daß sogar bei ziemlich großer Stärke der Strömungswiderstand in der Schneeschicht unterhalb eines zulässigen Wertes bleibt. Die abzutrennenden Bestandteile lagern sich dabei nicht nur auf der Schneeschicht, sondern auch in der Schneeschicht ab, ohne diese sofort zu verstopfen.

Die erwähnte Eigenschaft besteht jedoch nur dann, wenn die gasdurchlässige Wand, nachstehend kurz Gaze genannt, gut gekühlt wird. Es muß deshalb ein kontinuierlicher Kältetransport zwischen einer anderen Kältequelle als dem Gas selber und der Gaze erfolgen, derart, daß auch in der Schneeschicht über deren Stärke dauernd ein Temperaturgradient aufrechterhalten wird.

Hierbei zeigt es sich nun aber, daß, wenn bereits eine Schneeschicht gebildet ist, sich die gesamte Kohlensäure im Schnee in der unmittelbaren Nähe der Gaze ablagert. Dann bestimmt der Widerstand dieser Schicht, die nur einige Millimeter stark ist, endgültig die Belastbarkeit der Gaze.

Um dieser Schwierigkeit zu begegnen, ist bei der bekannten Ausfriervorrichtung gemäß der Erfindung Vorrichtung zum Ausfrieren von Bestandteilen aus einem Gasgemisch

Anmelder:

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Zoepke, Patentanwalt, München 5, Erhardtstr. 11

Beanspruchte Priorität: Niederlande vom 7. Mai 1960 (Nr. 251 342)

Johannes van der Ster und Albert Teunis Bloem,

Eindhoven (Niederlande), sind als Erfinder genannt worden

auf der Wand eine weitere gasdurchlässige Wand angebracht, welche in Strömungsrichtung vor der ersterwähnten Wand und zusammen mit dieser Zwischenräume bildet.

Diese weitere gasdurchlässige Wand kann bestehen aus:

1. einer Anzahl Gazeschichten, die lose um die eigentliche schneeauffangende Gaze gewickelt sind,

2. einer gröberen Gaze als die eigentliche schneeauffangende Gaze, die in einem gewissen Abstand von der letzteren gehalten wird,

3. einer Filzschicht, z. B. aus Glaswolle oder Regeneratormasse, die aus Draht besteht,

4. einer Schicht durcheinanderliegender dünner Metalldrähte, z. B. Metallwolle,

5. einer Schicht, deren eine Seite glatt ist und deren andere Seite mit einem Flor herausragender, dicht aufeinanderliegender Drahtteile versehen ist, z. B. Metallpolgewebe,

6. einem Gewebe, wie Glastuch.

Besonders günstige Ergebnisse wurden erzielt, wenn die weitere Wand aus in Zickzackform gefalteter Gaze besteht.

Auch ist es möglich, eine Schicht zu verwenden, die durch Aufrollen eines Bandes aus Gaze gebildet wird.

209 658/89

Bei der Ausfriervorrichtung nach der Erfindung erhält man eine Tiefenwirkung vor der Gaze, bevor das anströmende Gas die Gaze passiert hat. Das anströmende Gas wird vorgekühlt, bevor es die eigentliche Gaze erreicht. Dabei ergibt sich, daß sich anfangs auf der eigentlichen Gaze ziemlich grobe Schneekristalle bilden, die zwischen sich einen größeren Raum belassen, in dem sich weiter bildender Schnee gespeichert wird. Von Vorteil ist, daß keine grobe Nebelbildung im anströmenden Gas auftritt, weil das Gas nicht unmittelbar mit äußerst kalten Teilen der Wand in Berührung kommt. Diese könnte eine schnelle Verstopfung der eigentlichen Gaze herbeiführen. Die Kälte dieser Teile wird mittels der weiteren gasdurchlässigen Wand durch Wärmeleitung gegen die Anströmrichtung des Gases gleichmäßig in der Schneeschicht verteilt. Die Schneebildung wird überdies infolge dieser Schicht schneller eingeleitet.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch im Längsschnitt eine Ausfriervorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Teil der Gaze mit einer an ihr angeordneten Hilfsgaze und

Fig. 4 schaubildlich eine zickzackförmig gefaltete Gaze.

Nach Fig. 1 ist eine Wand 1 aus Gaze um die die Wärme gut leitenden Stäbe 2 herum angeordnet, die an ihren oberen Enden mit einem gut leitenden Block 3 verbunden sind, der mittels einer Stange oder eines Bolzens 4 mit einer Kältequelle verbunden ist, z. B. dem nicht gezeichneten Kältekopf einer Kaltgaskühlmaschine. Die Gaze 1 wird außerdem dadurch gekühlt, daß ihr unterer Rand in ein Bad 5 aus flüssigem Gas eintaucht.

Zu reinigendes Gas strömt zu in Richtung der Pfeile ρ und ab in der Richtung der Pfeile q zu einer nicht gezeichneten Abfuhr.

Nach der Erfindung ist auf der Wand 1 eine weitere gasdurchlässige Wand 8 angebracht, welche in Strömungsrichtung vor der Wandl und zusammen mit dieser Zwischenräume bildet.

Die Zeichnung zeigt hierfür zwei Ausführungsformen.

Nach Fig. 3 sind auf der Gazewand 1 Stäbe 2 aus gut wärmeleitendem Material, wie Kupfer, z. B. mit einer Stärke von 3 mm angeordnet, die eine Wand 7 aus gröberer Gaze von der Gazel entfernt halten. Die Maschenweite der groben Gaze ist z. B. etwa zweimal größer als die der Wand 1.

In dem Raum zwischen den Wänden 1 und 7 wird bei anströmender Luft insbesondere Kohlensäure aufgefangen und zunächst eine Schneeschicht mit ziemlich grober Struktur aufgebaut.

Besonders gute Ergebnisse wurden dadurch erhalten, daß um die Wand 1 herum in Zickzackform gefaltete Gase 8 gewickelt wird. Auch diese kann grobe Gaze mit einer Maschenweite von z. B. 4 mm sein (Fig. 4).

Bei dieser Ausführung wächst die Schneeschicht besonders auf der Außenseite der Zickzackgaze an. In der Zickzackgaze verbleibt dadurch ein größerer Raum zum Ablagern der Kohlensäure, so daß deren Widerstand niedrig bleibt und die Gaze stärker belastet werden kann als dies ohne Anwendung der Zickzackgaze möglich ist. Die Temperaturgrenze, bei der Kohlensäure sich abzulagern beginnt, liegt, wie sich gezeigt hat, bei —143° C.

Ein besonderer Vorteil dieser Ausführung ist, daß die freie Konvektionsströmung abnimmt und daß das Kondensat des durch die Gaze geführten Gasgemisches in der Anlaufzeit, wenn die Schneeschicht aufgebaut wird, schneller rein wird.

An Stelle dieser in Zickzackform gefalteten Gaze kann auch eine Schicht verwendet werden, die durch das Aufrollen eines Bandes oder Streifens aus Gaze gebildet wird. Wenn die Stäbe 2 mit der Gazewand 1 eine flache Ebene bilden, kann die Mittellinie einer solchen Gazerolle senkrecht zu dieser Ebene stehen. Auch dann ist eine wärmeleitende Wirkung gegen die Anströmrichtung des Gases gewährleistet.

Die Betriebszeit einer Ausfriervorrichtung mit einer solchen Gaze 8, d. h. die Zeit, die bis zur Entfernung der gebildeten Schneeschicht 9 erforderlich ist, weil der Strömungswiderstand der Schicht zu groß geworden ist, erweist sich als ausreichend lange, denn sie beträgt etwa 5 bis 7 Tage.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Ausfrieren von Bestandteilen aus einem Gasgemisch mit einer gasdurchlässigen Wand aus Gaze, welche in der Gasgemischströmung angeordnet und deren eine Endfläche mit einer Kühlvorrichtung verbunden ist, so daß die Bestandteile sich als Schnee auf der Wand ablagern, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Wand (1) eine weitere gasdurchlässige Wand (7,8) angebracht ist, welche in Strömungsrichtung vor der Wand (1) und zusammen mit dieser Zwischenräume bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Wand aus in Zickzackform gefalteter Gaze (8) besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1100 058.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen