DE19905060A1 - Kondensator mit gelöteten Platten und dessen Anwendung bei Luftdestillationsdoppelsäulen - Google Patents

Kondensator mit gelöteten Platten und dessen Anwendung bei Luftdestillationsdoppelsäulen

Info

Publication number
DE19905060A1
DE19905060A1 DE19905060A DE19905060A DE19905060A1 DE 19905060 A1 DE19905060 A1 DE 19905060A1 DE 19905060 A DE19905060 A DE 19905060A DE 19905060 A DE19905060 A DE 19905060A DE 19905060 A1 DE19905060 A1 DE 19905060A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
corrugated sheet
outlet box
box
channel
condenser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19905060A
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Yves Lehmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
Publication of DE19905060A1 publication Critical patent/DE19905060A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J5/00Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
    • F25J5/002Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D5/00Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0003Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by using heat-exchange surfaces for indirect contact between gases or vapours and the cooling medium
    • B01D5/0015Plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D5/00Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0078Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation characterised by auxiliary systems or arrangements
    • B01D5/009Collecting, removing and/or treatment of the condensate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04406Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
    • F25J3/04412Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system in a classical double column flowsheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J5/00Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
    • F25J5/002Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger
    • F25J5/005Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger in a reboiler-condenser, e.g. within a column
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0062Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
    • F28D9/0068Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements with means for changing flow direction of one heat exchange medium, e.g. using deflecting zones
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/02Bath type boiler-condenser using thermo-siphon effect, e.g. with natural or forced circulation or pool boiling, i.e. core-in-kettle heat exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/32Details on header or distribution passages of heat exchangers, e.g. of reboiler-condenser or plate heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0033Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cryogenic applications
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S62/00Refrigeration
    • Y10S62/902Apparatus
    • Y10S62/903Heat exchange structure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Kondensator mit gelöteten Platten, umfassend einen Austauscherkörper, der zumindest einen Kondensationskanal mit flacher Form aufweist, der zwischen zwei etwa vertikalen, parallelen Platten liegt, wobei der Kanal über den wesentlichen Teil seiner Höhe ein ggfs. als Abstandshalter wirkendes Wellblech zum Austausch von Wärme enthält, das ungefähr vertikale Erzeugende hat, einen Einlaßkasten für ein zu kondensierendes Gas, der am oberen Ende des Kanals liegt, einen Auslaßkasten für die Kondensationsflüssigkeit, der am unteren Ende des Kanals liegt, ein ggfs. als Abstandshalter wirkendes Verteiler­ wellblech, dessen Erzeugende und die Richtung der Erzeugen­ den des Wärmaustauschwellblechs einen Winkel einschließen und das die Kondensationsflüssigkeit vom unteren Ende des Wärmeaustauschwellblechs zu dem Auslaßkasten führt.
Die Erfindung ist z. B. bei Haupt-Verdampfer/Kondensatoren von Luftdestillationsdoppelsäulen anwendbar.
Kryogene Kondensatoren mit gelöteten Platten haben ein brei­ tes Anwendungsgebiet. Sie bewirken im allgemeinen die Kon­ densation eines in dem Wärmeaustauschkörper von oben nach unten strömenden ersten Fluids durch Verdampfung eines zweiten Fluids, das in an die Kondensationskanäle angrenzen­ den Kanälen strömt.
Bei bestimmten Anwendungen enthält das Gas, das kondensiert wird, einen geringen Anteil an Bestandteilen mit niedrigem Siedepunkt, sog. "nichtkondensierbare" Bestandteile, die bei der Temperatur, bei der der Austauscher betrieben wird, nicht kondensiert werden können. Bei Haupt-Verdampfer/Kon­ densatoren von Destillationsdoppelsäulen ist das konden­ sierte Fluid Stickstoff und die nichtkondensierbaren Be­ standteile sind Wasserstoff, Helium und Neon.
Wenn das zu kondensierende Gas in dem Austauscherkörper von oben nach unten strömt, werden die nichtkondensierbaren Bestandteile durch die Strömungsgeschwindigkeit der gebilde­ ten Flüssigkeit nach unten mitgenommen, und dann durch die Verteilerwelle zu dem Auslaßkasten gelenkt. Letzterer umfaßt im allgemeinen im unteren Bereich ein Rohr zur Entnahme von Flüssigkeit, das an einer Flüssigkeitsbarriere mündet, und im oberen Bereich ein Rohr zu Entnahme eines bestimmten Teils der die nichtkondensierbaren Bestandteile enthaltenden Gasphase.
In der Praxis ist es jedoch schwierig, die nicht kondensier­ baren Bestandteile vollständig zu entnehmen, denn in dem unteren Teil der Kondensationskanäle ist der untere Bereich des Verteilerwellblechs, die in die von dem Auslaßkasten am weitesten entfernte Wärmeaustauschzone mündet, manchmal mit Flüssigkeit überflutet. Die nichtkondensierbaren Bestand­ teile enthaltendes Gas staut sich dann in dieser Zone, was den Wirkungsgrad des Kondensators erniedrigt und den Wärme­ austausch aus dem Gleichgewicht bringt. Da die Sammelzonen für nichtkondensierbare Bestandteile weniger zur Verdampfung der Flüssigkeit beitragen, konzentriert sich der Austausch von Wärme daher auf die anderen Bereiche des Kondensators.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kondensator mit gelöteten Platten bereit zustellen, der die Entnahme der nichtkondensierbaren Bestandteile begünstigt.
Diese Aufgabe ist bei einem Kondensator mit gelöteten Plat­ ten der einleitend genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß, im Querschnitt betrachtet, der Bereich des Auslaßkastens, der zwischen dessen niedrigsten Punkt und einer an diesen Kasten angeschlossenen Auslaßleitung für Flüssigkeit liegt, unterhalb des niedrigsten Punktes des Verteilerwellblechs liegt.
Der Kondensator nach der Erfindung kann mindestens eines der folgenden Merkmale aufweisen:
  • - das Verteilerwellblech hat Erzeugende, die vom unteren Ende des Wärmeaustauschwellblechs zu dem Auslaßkasten abfallen;
  • - der Auslaßkasten ist gegenüber dem Austauscherkörper vollständig seitlich versetzt und die Platten er­ strecken sich bis auf die Höhe des niedrigsten Punktes des Auslaßkastens nach unten;
  • - der Kanal umfaßt in dem unteren, von dem Auslaßkasten entfernten Bereich ein ggfs. als Abstandshalter wir­ kendes Wellblech zur Versteifung mit gegebenenfalls einem Aufbau und/oder einer Wellenlänge und/oder einer Orientierung, der und/oder die sich von den entspre­ chenden Merkmalen des Verteilerwellblechs unterschei­ det;
  • - das ggfs. als Abstandshalter wirkende Wellblech und das Verteilerwellblech sind aus dem selben Wellblech gefertigt;
  • - der Auslaßkasten umgreift eine untere Kante des Aus­ tauscherkörpers und ist mit diesem Körper entlang ei­ ner oberen Linie, die an einer Seitenfläche des Kör­ pers liegt und entlang einer unteren Linie, die an der Unterseite des Körpers liegt, verbunden;
  • - der Auslaßkasten ist mit dem Austauscherkörper entlang einer oberen Linie, die an einer Seitenfläche des Kör­ pers liegt, und entlang einer unteren Linie, die an der selben Seitenfläche oder auf der entsprechenden unteren Kante des Körpers liegt, verbunden;
  • - der Auslaßkasten ist mit dem Austauscherkörper entlang zweier Linien verbunden, die an der Unterseite des Körpers liegen, wobei eine der Linien gegebenenfalls auf einer unteren Kante des Körpers liegt;
  • - der Auslaßkasten ist mit Entnahmeleitungen für Flüs­ sigkeit, die nahe an dessen untersten Punkt abzweigt, und mit einer Entnahmeleitung für Gas versehen, die nahe an dessen obersten Punkt abzweigt;
  • - der Auslaßkasten ist mit einem Leitungssystem zur Ent­ nahme von Flüssigkeit versehen, dessen Achse neben der Hauptachse des Auslaßkastens gegenüber dem Körper ver­ läuft;
  • - das Leitungssystem hat eine ungefähr vertikale Achse und
  • - das Leitungssystem erstreckt sich nach oben bis über den Auslaßkasten hinaus, um eine Entnahmeleitung für Gas zu bilden.
Die Erfindung hat des weiteren zum Gegenstand:
  • - einen Verdampfer/Kondensator für eine Luftdestilla­ tionsdoppelsäule zur Verdampfung von Sauerstoff durch Kondensation von Stickstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatorteil des Verdampfer/Kondensators dem oben definierten entspricht;
  • - eine Doppelsäule zur Destillation von Luft, gekenn­ zeichnet durch einen solchen Verdampfer/Kondensator; und
  • - ein Verfahren zur Kondensation eines Fluids in einem Kondensator mit gelöteten Platten, umfassend einen Austauscherkörper, der mindestens einen Kondensations­ kanal mit flacher Form umfaßt, der zwischen zwei etwa vertikalen parallelen Platten liegt, wobei der Kanal über den wesentlichen Bereich seiner Höhe ein ggfs. als Abstandshalter wirkendes Wellblech zum Wärmeaus­ tausch umfaßt, das etwa vertikale Erzeugende hat, ei­ nen Einlaßkasten für ein zu kondensierendes Gas, der am oberen Ende des Kanals liegt, einen Auslaßkasten für die Kondensationsflüssigkeit, der am unteren Ende des Kanals liegt, ein Verteilerwellblech, dessen Er­ zeugende und die Richtung der Erzeugenden des Wärme­ austauschwellblechs einen Winkel einschließen und die die Kondensationsflüssigkeit vom unteren Ende des Wär­ meaustauschwellblechs zu dem Auslaßkasten lenkt, da­ durch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsspiegel ständig auf einer Höhe gehalten wird, die unterhalb des niedrigsten Punktes des Verteilerwellblechs liegt.
Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeich­ nung schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine Destillationsdoppelsäule nach der Erfindung;
Fig. 2 den Verdampfer-Kondensator dieser Doppelsäule;
Fig. 3 einen des unteren Teils des Verdampfer-Kondensa­ tors längs eines Kondensationskanals für Stick­ stoff; und
Fig. 4-6 analoge Ansichten weiterer Ausführungsformen.
Die Doppelsäule in Fig. 1 hat abgesehen von ihrem Haupt- Verdampfer/Kondensators 2 einen üblichen Aufbau und umfaßt eine Mitteldrucksäule 3, auf der eine Niederdrucksäule 4 angeordnet ist. Die zu destillierende Luft wird unter einem mittleren Druck von 5 bis 6 bar absolut in den Sumpf der Säule 3 eingeleitet. "Reiche Flüssigkeit" LR (sauerstoffan­ gereicherte Luft), die am Boden dieser Säule entnommen wird, wird in einem Druckminderventil 5 auf einen niedrigen Druck von etwa 1,2 bar absolut entspannt und auf einer mittleren Höhe der Säule 4 eingeleitet. "Arme Flüssigkeit" (nahezu reiner Stickstoff) wird am Kopf der Säule 3 entnom­ men und nach Entspannung in einem Druckminderventil 6 in den Kopf der Säule 4 eingeleitet.
Die Säule 4 erzeugt im Kopf ein Restgas (Rohstickstoff), das über eine Leitung 7 entnommen wird. Im Sumpf der Säule 4 sammelt sich Flüssigsauerstoff als Bad 8. Gasförmiger Pro­ duktionssauerstoff wird oberhalb des Bades 8 über eine Leitung 9 entnommen und gasförmiger, unter dem mittleren Druck stehender Stickstoff wird am Kopf der Säule 3 über eine Leitung 10 entnommen.
Der Verdampfer-Kondensator 2 mit gelöteten Platten dient der Kondensation von unter mittlerem Druck stehendem Stickstoff durch Verdampfung von unter niedrigem Druck stehendem, flüssigem Sauerstoff. Wie in Fig. 2 dargestellt, umfaßt er einen Austauscherkörper mit der Form eines allgemeinen Parallelepipeds aus einem Stapel rechteckiger, vertikaler und paralleler Platten 11, zwischen denen ggfs. als Ab­ standshalter wirkende Wellbleche 12 zum Austausch von Wärme und Verteilerwellbleche 13 liegen. Die Platten 11 begrenzen eine große Anzahl an flachen Kanälen. Diese sind abwechselnd Kanäle 14 zur Kondensation von Stickstoff und Kanäle 15 zur Verdampfung von Sauerstoff.
Die Kanäle 15 sind seitlich über ihre gesamte Höhe mittels Abstandshalterstegen 16 verschlossen und nach oben und nach unten offen. Die Kanäle 14 sind über ihren gesamten Umfang mittels Abstandshalterstegen 16 verschlossen, abgesehen von zwei Stellen: oben an einer Seite des Austauscherkörpers (in Fig. 2 links) und unten an der anderen Seite des Körpers. Die Stege 16 sind in den Fig. 3 bis 6 nicht dargestellt.
An diesen zwei Stellen liegen also eine obere horizontale Reihe von Durchlässen zum Einlaß von gasförmigem Stickstoff und eine untere horizontale Reihe von Durchlässen zum Auslaß von flüssigem Stickstoff. Die erste Reihe ist von einem Ein­ laßkasten 17 für gasförmigen Stickstoff und die andere Reihe von einem Auslaßkasten 18 für flüssigen Stickstoff über­ deckt. Diese Kästen bestehen jeweils aus drei miteinander verschweißten Blechen: aus einem halbzylindrischen Haupt­ blech 19 mit horizontaler Achse (s. Fig. 3), das sich über die gesamte Dicke des Austauscherkörpers erstreckt, und aus zwei Endblechen mit halbkreisförmiger Grundfläche, wie aus dem Stand der Technik bekannt.
Wie in Fig. 1 dargestellt, taucht der Verdampfer-Kondensa­ tor in das Flüssigsauerstoffbad 8 im Sumpf der Säule 4 ein. Die Kästen 17 und 18 stehen über Leitungen 21 bzw. 22 mit dem Kopfraum der Säule 3 in Verbindung. Diese Leitungen - durchqueren abgedichtet die obere Haube 23 der Säule 3.
Anhand Fig. 3 wird nun der Aufbau des unteren Bereichs eines jeden Kondensationskanals 14 beschrieben.
Über den wesentlichen Bereich seiner Höhe umfaßt der Kanal 14 ein gelochtes Wellblech 12 zum Austausch von Wärme. Diese hat vertikale Erzeugende und endet an einer geneigten Linie 24, die bis auf eine Höhe oberhalb des Kastens 18 ansteigt. Auf dieser Höhe ist der obere Rand 25 des Blechs 19 mit der angrenzenden Seitenfläche des Austauscherkörpers ver­ schweißt.
Der untere verbleibende Raum des Kanals 14 enthält ein gegebenenfalls gelochtes Wellblech 26, dessen Erzeugende mit einem positiven und kleinen Winkel, z. B. mit etwa 10-20°, in Richtung des Kastens 18 abfallen. Dieses Wellblech ist von der Linie 25 bis zur den niedrigsten Punkt der Linie 24 durchquerenden Erzeugenden 27 des Wellblechs ein Auslaß­ verteilerwellblech 13, das das zweiphasige, am unteren Ende des Wellblechs 12 ankommende Fluid über die gesamte Breite des Kanals 14 zu dem Kasten 18 leitet.
Das Blech 19 erstreckt sich nach unten bis auf eine Höhe unterhalb des unteren Punktes A der Erzeugenden 27, d. h. des Wellblechs 13. Der untere Rand 28 des Blechs 19 ist über die gesamte Länge mit der unteren horizontal angrenzenden Kante des Austauscherkörper verschweißt.
Dadurch kann der Kasten dem mittleren Druck des Stickstoffs standhalten. Der Bereich 26 des Wellblechs, der unterhalb der Erzeugenden 27 liegt, bildet einen trapezförmigen Tot­ raum 29, der ausschließlich zum Beabstanden und Halten der planen und vertikalen Platten, unabhängig vom Stickstoff­ druck, dient.
Des weiteren tritt ein Rohr 30, dessen Achse X-X die Achse Y-Y des Blechs 19 schneidet, schräg nach unten aus dem Kasten 18 aus. Der untere Punkt 31 des Schnittkreises dieses Rohrs und des Blechs 19 befindet sich etwas oberhalb des Randes 28. Ein weiteres Rohr 32 tritt nahe an dem oberen Punkt des Blechs 19 aus und mündet über ein Druckminderven­ til 33 in die Leitung 7 (Fig. 1).
Im Betrieb trennen sich die nichtkondensierbaren Bestand­ teile, die leichte Gase sind, in der Mitteldrucksäule 3 zur selben Zeit wie Stickstoff von Sauerstoff. In dem Verdam­ pfer-Kondensator 2 führt das Wellblech 13 das zweiphasige, aus flüssigem Stickstoff, gasförmigen Stickstoff und nicht­ kondensierbaren Bestandteilen bestehende Fluid zu dem Kasten 18 und die Flüssigkeit sammelt sich in dem unteren Bereich desselben an und fließt über das Rohr 30 ab. Der Spiegel der Flüssigkeit stellt sich so ein, daß er etwas oberhalb des Punktes 31 liegt. Wegen des Flüssigkeitstaubeckens 34, das am unteren Ende dieses Rohres liegt (Fig. 1), strömt in dem Rohr 30 kein Gas. Wegen des Wellblechs 29 liegt der Flüssig­ keitsspiegel unterhalb des niedrigsten Punktes A der Erzeu­ genden 27.
Folglich ist das Verteilerwellblech 13 nie geflutet, nicht einmal teilweise, so daß sich kein Hindernis für das zwei­ phasige Fluid aufbaut. Auf diese Weise können die nichtkon­ densierbaren Bestandteile über das Rohr 32 entnommen werden, uzw. mit einem vorbestimmten Stickstoffdurchfluß.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von der vorgenannten nur durch Entnahmemittel für Fluide, die neben dem Kasten 18 liegen. Die Rohre 30 und 32 sind durch ein einziges Rohr 35 ersetzt, dessen Achse X-X gegenüber der Achse Y-Y vom Austauscherkörper weg versetzt ist. Die Achse X-X steht in dem dargestellten Beispiel nahezu senkrecht.
Dadurch vergrößert sich der Überlappungsbereich des Rohres 35 und des Blechs 19 und die Menge an entnommener Flüssig­ keit kann erhöht werden. Dadurch sinkt der Flüssigkeits­ spiegel in dem Austauscherkörper. Dadurch wird besser ver­ mieden, daß in dem Verteilerwellblech 13 Flüssigkeit vor­ liegt, selbst bei einem Auslaßkasten mit kleinen Abmessun­ gen.
Bei der in Fig. 5 dargestellen Ausführungsform schneidet die Erzeugende 27 die untere horizontale Kante des Austau­ scherkörpers, so daß der Totraum 29 eine dreieckige Form hat. Das Blech 19 erstreckt sich, ausgehend von dessen oberen Rand 25, über drei Viertel eines Zylinders und um­ schließt dabei die Kante des Austauscherkörpers und der entgegengesetzte Rand 36 des Blechs 19 ist mit der Unter­ seite des Austauscherkörper verschweißt. Bei dieser Anord­ nung kann der Kasten an jedem Ende durch ein etwa kreis­ förmiges Blech verschlossen sein, das am Ende des Blechs 18 und entlang eines Viertelkreises mit der korrespondierenden äußeren Platte 11 verschweißt ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist der Auslaßkasten 18 mit im wesentlichen halbzylindrischer Form komplett unter­ halb des Austauscherkörpers angeordnet. Er hat einen Rand 36, der wie oben mit der Unterseite des Körpers verschweißt ist, wogegen der andere Rand 37 mit einer unteren Kante des Körpers verschweißt ist. Die Auslaßöffnungen für flüssigen Stickstoff und Gas bilden eine Reihe entlang dieser unteren Kante und grenzen an den Rand 37. Das Wellblech 13 umfaßt ein erstes, schräges, oberes Wellblech 13 A mit dreieckiger Form, wobei dessen Erzeugende 27 den untersten Punkt A der Erzeugenden 36 schneidet, und ein zweites, unteres in den Kasten 18 mündendes Verteilerwellblech 13 B mit vertikalen Erzeugenden und ebenfalls dreieckiger Form. Zudem hat der Totraum 29 wiederum eine dreieckige Form.
Diese Ausführungsform ermöglicht es ebenfalls, den Flüssig­ keitsspiegel in dem Kasten 18 unterhalb des Verteilerwell­ blechs 13 zu halten, uzw. bei einem Auslaßkasten mit gerin­ gen Abmessungen.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines eingetauchten Verdampfer-Kondensators beschrieben, bei dem die Kanäle für Kühlfluid (Sauerstoff) nach oben und nach unten offen sind, um eine aufsteigende Konvektionsbewegung dieses Fluids zu erzeugen. Jedoch ist die Erfindung auch auf alle anderen Kondensatortypen anwendbar, insbesondere auf Verdampfer- Kondensatoren mit fallendem Film, wie z. B. in der EP-A-0 130­ 122 beschrieben.
Die Ausbildung des Totraums 29 ist stets unabhängig von dem Verteilerwellblech 13, und zwar mit einem beliebigen Wellenabstand und beliebiger Orientierung.

Claims (17)

1. Kondensator mit gelöteten Platten, umfassend einen Austauscherkörper, der zumindest einen Kondensations­ kanal (14) mit flacher Form aufweist, der zwischen zwei parallelen, ungefähr vertikalen Platten (11) liegt, wobei dieser Kanal über den wesentlichen Teil seiner Höhe ein ggfs. als Abstandshalter wirkendes Wellblech (12) zum Austausch von Wärme, das ungefähr vertikale Erzeugende hat, enthält, einen Kasten (17) zum Einlaß von zu kondensierendem Gas, der am oberen Ende des Kanals liegt, einen Kasten (18) zum Auslaß der Kondensationsflüssigkeit, der am unteren Ende des Kanals liegt, ein ggfs. als Abstandshalter wirkendes Verteilerwellblech (13), dessen Erzeugende mit der Richtung der Erzeugende des Wärmeaustauschwellblechs einen Winkel einschließen und das die Kondensations­ flüssigkeit vom unteren Ende des Wärmeaustauschwell­ blechs (12) zu dem Auslaßkasten (18) führt, dadurch gekennzeichnet, daß, im Querschnitt betrachtet, der Teil des Auslaßkastens (18) der zwischen dessen nied­ rigsten Punkt (28) und dem (31) einer mit diesem Kas­ ten verbundenen Leitung zum Auslaß von Flüssigkeit (30; 35) liegt, vollständig unterhalb des niedrigsten Punktes (A) des Verteilerwellblechs (13) liegt.
2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerwellblech (13) Erzeugende hat, die vom unteren Ende des Wärmeaustauschwellblechs (12) zu dem Auslaßkasten (18) abfallen.
3. Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Auslaßkasten (18) gegenüber dem Aus­ tauscherkörper seitlich versetzt angeordnet ist, und daß sich die Platten (11) nach unten bis auf die Höhe des niedrigsten Punktes (28) des Auslaßkastens (18) erstrecken.
4. Kondensator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kanal in einem von dem Auslaßkasten (18) entfernten, unterhalb des Kanals (14) liegenden Bereich ein ggfs. als Abstandshalter wirkendes Well­ blech zur Versteifung (28) umfaßt, die gegebenenfalls einen Aufbau und/oder eine Wellenlänge und/oder eine Orientierung hat, der und/oder die sich von den ent­ sprechenden Merkmalen des Verteilerwellblechs (13) unterscheidet.
5. Kondensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Versteifungswellblech (28) und das Verteiler­ wellblech (13) aus dem selben Wellblech hergestellt sind.
6. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkasten (18) eine untere Kante des Austauscherkörpers umgreift und mit diesem Körper entlang einer oberen Linie (25), die an einer Seitenfläche des Körpers liegt und entlang einer unteren Linie (36), die an der Unterseite des Körpers liegt, verbunden ist.
7. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkasten (18) mit dem Aus­ tauscherkörper entlang einer oberen Linie (25), die an einer Seitenfläche des Körpers liegt, und entlang ei­ ner unteren Linie (28), die an der selben Seitenfläche oder auf einer entsprechenden unteren Kante des Kör­ pers liegt, verbunden ist.
8. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkasten (18) mit dem Aus­ tauscherkörper entlang zweier Linien (36, 37), die an der Unterseite des Körpers liegen, verbunden ist, wo­ bei eine dieser Linien gegebenenfalls auf einer unter­ en Kante des Körpers liegt.
9. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkasten (18) mit einer Entnahmeleitung (29) für Flüssigkeit, die nahe an des­ sen niedrigsten Punkt austritt, und einer Leitung zur Entnahme von Gas (31) versehen ist, die nahe an dessen obersten Punkt austritt.
10. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkasten (18) mit einem Leitungssystem (35) zur Entnahme von Flüssigkeit ver­ sehen ist, dessen Achse (X-X) neben der Hauptachse (Y- Y) des Auslaßkastens gegenüber dem Körper verläuft.
11. Kondensator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem (35) eine ungefähr vertikale Achse (X-X) hat.
12. Kondensator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (35) sich nach oben über den Aus­ laßkörper (18) hinaus ersteckt, um eine Gasentnahme­ leitung zu bilden.
13. Kondensator mit gelöteten Platten, umfassend einen Austauscherkörper, der zumindest einen Kondensations­ kanal (14) mit flacher Form aufweist, der zwischen zwei ungefähr vertikalen, parallelen Platten (11) liegt, wobei dieser Kanal über den wesentlichen Teil seiner Höhe ein ggfs. als Abstandshalter wirkendes Wellblech zum Austausch von Wärme (12), das ungefähr vertikale Erzeugende hat, umfaßt, einen Kasten (17) zum Einlaß eines zu kondensierenden Gases, der am oberen Ende des Kanals liegt, einen Kasten (18) zum Auslaß der Kondensationsflüssigkeit, der am unteren Ende des Kanals liegt, ein ggfs. als Abstandshalter wirkendes Verteilerwellblech (13), dessen Erzeugende und die Richtung der Erzeugenden des Wärmeaustausch­ wellblechs einen Winkel einschließen und das die Kon­ densationsflüssigkeit vom unteren Ende des Wärmeaus­ tauschwellblechs (12) zu dem Auslaßkasten (18) führt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerwellblech (13) Erzeugende hat, die von dem unterem Ende des Wär­ meaustauschwellblechs zu dem Auslaßkasten (18) abfal­ len.
14. Kondensator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkasten (18) seitlich neben dem Aus­ tauscherkörper liegt und daß die Platten (11) sich nach unten bis auf die Höhe des niedrigsten Punktes (28) des Auslaßkasten (18) erstrecken.
15. Verdampfer-Kondensator (2) für eine Luftdestillations­ doppelsäule (1) zur Verdampfung von Sauerstoff durch Kondensation von Stickstoff, gekennzeichnet durch ei­ nen Kondensatorteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
16. Luftdestillationsdoppelsäule (1), dadurch gekennzeich­ net, daß sie einen Verdampfer-Kondensator (2) nach Anspruch 15 umfaßt.
17. Verfahren zur Kondensation eines Fluids in einem Kon­ densator mit gelöteten Platten, umfassend einen Aus­ tauscherkörper, der zumindest einen Kondensationskanal (14) mit flacher Form aufweist, der zwischen zwei un­ gefähr vertikalen, parallelen Platten (11) liegt, wo­ bei der Kanal über den wesentlichen Bereich seiner Höhe ein ggfs. als Abstandshalter wirkendes Wellblech zum Austausch von Wärme (12), das ungefähr vertikale Erzeugende hat, umfaßt, einen Kasten (17) zum Einlaß eines zu kondensierenden Gases, der am oberen Ende des Kanals liegt, einen Kasten (18) zum Auslaß der Konden­ sationsflüssigkeit, der am unteren Ende des Kanals liegt, ein ggfs. als Abstandshalter wirkendes Vertei­ lerwellblech (13), dessen Erzeugende und die Richtung der Erzeugenden des Wärmeaustauschwellblechs einen Winkel einschließen und das die Kondensationsflüssig­ keit vom unteren Ende des Wärmeaustauschwellblechs (12) zu dem Auslaßkasten (18) führt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Flüssigkeitsspiegel ständig auf ei­ ner Höhe gehalten wird, die unterhalb des niedrigsten Punktes A des Verteilerwellblechs (13) liegt.
DE19905060A 1998-02-09 1999-02-08 Kondensator mit gelöteten Platten und dessen Anwendung bei Luftdestillationsdoppelsäulen Ceased DE19905060A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9801500A FR2774755B1 (fr) 1998-02-09 1998-02-09 Condenseur a plaques brasees perfectionne et son application aux doubles colonnes de distillation d'air

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19905060A1 true DE19905060A1 (de) 1999-08-12

Family

ID=9522750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19905060A Ceased DE19905060A1 (de) 1998-02-09 1999-02-08 Kondensator mit gelöteten Platten und dessen Anwendung bei Luftdestillationsdoppelsäulen

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6189338B1 (de)
DE (1) DE19905060A1 (de)
FR (1) FR2774755B1 (de)
GB (1) GB2333972B (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2796137B1 (fr) * 1999-07-07 2001-09-14 Air Liquide Vaporiseur-condenseur a bain a plaques brasees et son application a un appareil de distillation d'air
FR2797943A1 (fr) * 1999-08-24 2001-03-02 Air Liquide Appareil a circulation de fluide
US6393866B1 (en) * 2001-05-22 2002-05-28 Praxair Technology, Inc. Cryogenic condensation and vaporization system
US6832647B2 (en) * 2002-04-02 2004-12-21 Modine Manufacturing Company Integrated condenser/separator for fuel cell exhaust gases
AU2003277529B2 (en) * 2002-10-29 2007-11-29 Daikin Industries, Ltd. Drain water discharge structure for air conditioning apparatus
US7798204B2 (en) * 2004-09-14 2010-09-21 Cyclone Power Technologies, Inc. Centrifugal condenser
US20080107943A1 (en) * 2006-11-03 2008-05-08 Wei-Jui Chuang Condenser in a fuel cell device
US20080178624A1 (en) * 2007-01-30 2008-07-31 Zedney David B Shield for air conditioner
FR3060553B1 (fr) * 2016-12-15 2021-02-19 Air Liquide Echangeur-reacteur comprenant des connecteurs avec supports
US10962294B2 (en) * 2018-12-07 2021-03-30 Hamilton Sundstrand Corporation Dual pass heat exchanger with drain system
US11774189B2 (en) * 2020-09-29 2023-10-03 Air Products And Chemicals, Inc. Heat exchanger, hardway fin arrangement for a heat exchanger, and methods relating to same
CN115265243B (zh) * 2022-07-26 2024-01-16 广东欧赛莱科技有限公司 一种换热器及组合装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3992168A (en) * 1968-05-20 1976-11-16 Kobe Steel Ltd. Heat exchanger with rectification effect
FR2384221A1 (fr) * 1977-03-16 1978-10-13 Air Liquide Ensemble d'echange thermique du genre echangeur a plaques
FR2456924A2 (fr) * 1979-05-18 1980-12-12 Air Liquide Ensemble d'echange thermique du genre echangeur de chaleur a plaques
FR2547898B1 (fr) * 1983-06-24 1985-11-29 Air Liquide Procede et dispositif pour vaporiser un liquide par echange de chaleur avec un deuxieme fluide, et leur application a une installation de distillation d'air
JPH0730995B2 (ja) * 1987-01-27 1995-04-10 日本酸素株式会社 プレ−トフイン式凝縮器
GB9016766D0 (en) * 1990-07-31 1990-09-12 Boc Group Plc Boiling liquefied gas
FR2728669B1 (fr) * 1994-12-21 1997-04-11 Air Liquide Appareil a circulation de fluide
US5592832A (en) * 1995-10-03 1997-01-14 Air Products And Chemicals, Inc. Process and apparatus for the production of moderate purity oxygen
US5709264A (en) * 1996-03-18 1998-01-20 The Boc Group, Inc. Heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
GB9902779D0 (en) 1999-03-31
US6189338B1 (en) 2001-02-20
FR2774755B1 (fr) 2000-04-28
GB2333972A (en) 1999-08-11
FR2774755A1 (fr) 1999-08-13
GB2333972B (en) 2002-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1287302B1 (de) Mehrstöckiger badkondensator
DE69209994T2 (de) Indirekter Plattenwärmetauscher
DE19904526B4 (de) Luftdestillationsanlage und zugehörige Kältebox
DE19605500C1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Verdampfen einer Flüssigkeit
DE60303197T2 (de) Wärmeaustauschrippe und herstellungsverfahren dafür
DD201726A5 (de) Waermetechnische einrichtung zur durchfuehrung thermodynamischer prozesse
DE2111026B1 (de) Kondensator-Plattenwaermetauscher
EP1287303A2 (de) Mehrstöckiger badkondensator
DE1152432B (de) Platten-Kondensator-Verdampfer, insbesondere fuer Gas- und Luftzerleger
DE19905060A1 (de) Kondensator mit gelöteten Platten und dessen Anwendung bei Luftdestillationsdoppelsäulen
EP3543626B1 (de) Wasser-lithiumbromid-absorptionskälteanlage
DE2222269C2 (de) Rieselkolonne zum Rektifizieren von Flüssigkeiten
DE1930347C3 (de) Plattenwärmetauscher
DE69933202T2 (de) Fallfilm-Verdampfer als Kondensationsverdampfer
DE1949609C3 (de) Kondensatorverdampfer für einen Doppelsäulenrektifikator
DE4201637C3 (de) Kondensator zur Verflüssigung von Dampf
EP3159648B1 (de) Plattenwärmetauscher-kondensatorverdampfer und verfahren zur tieftemperaturzerlegung von luft
DE60006321T2 (de) Verdampferkondensor mit hartgelöteten Platten und deren Verwendung in einer Luftdestillationsvorrichtung
DE19939294A1 (de) Mehrstöckiger Umlaufkondensator
DE2430836A1 (de) Waermeaustauschermodell
DE3001709A1 (de) Kopfkondensator
DE2414295A1 (de) Kondensator
DE2339028A1 (de) Destillationsapparat mit mehreren stufen
EP1139051A2 (de) Kondensator
DE1601116A1 (de) Kondensor

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8131 Rejection