DE2344133A1 - Verfahren zur verfluessigung von luft und verfluessigung deren komponenten - Google Patents
Verfahren zur verfluessigung von luft und verfluessigung deren komponentenInfo
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- F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
- F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
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- F25J2205/70—Heating the adsorption vessel
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- F25J2230/04—Compressor cooling arrangement, e.g. inter- or after-stage cooling or condensate removal
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Description
Verfahren zur Verflüssigung von Luft und Verflüssigung
deren Komponenten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verflüssigung
von Luft und Verflüssigung deren Komponenten mit dem Ziel eines maximalen Fluessigproduktabzuges» insbesondere
Sauerstoff, hoher Reinheit und/oder einer kaeltemaessig aequivalenten Menge eines anderen Fluessiggases oder Fluessiggasgemisches
durch mehrstufige Verdichtung, adsorptive Trocknung und Reinigung, Gegenstrom-Waermeuebertragung,
Fremdkaeltezufuhr, arbeitsleistende Entspannung, Drosselentspannung
sowie Tieftemperaturrektifikation, welches bei weit niedrigerem Energieaufwand pro Einheit erzeugten
Fluessigproduktes arbeitet als die bekannten Verfahren und bei dem sowohl das Prozessgas als auch die Zerlegungs- und
Verfluessigungsprodukte an keiner Stelle des Verfahrens mit Schmiermitteln in Beruehrung kommen.
Bekannt sind Verfahren zur Verflüssigung und Zerlegung von
Luft und der Gewinnung von fluessigem Sauerstoff und/oder Stickstoff, die mit Prozessluftdruecken zwischen 140 kp/cm Ue
bis 200 kp/cm Ue und teilweise darueber arbeiten, wobei die
Luft absorptiv bzw. adsorptiv bzw. auf andere Art und Weise gereinigt und getrocknet, im Gegenstrom-Waermeuebertrager
gekuehlt, einer arbeitsleistenden und/oder Drosselentspannung
und nach Teilverfluessigung einer Tieftemperaturrektifikation
unterzogen wird.
Ebenfalls sind Verfahren bekannt, bei denen zusaetzlich zur
Steigerung der Fluessigproduktmenge bzw. zur Senkung des
Prozessdruckes Fremdkaelte zugefuehrt wird. = Entsprechende Verfahren ohne Rektifikationseinrichtung
werden auch zur Verflüssigung von Luft bzw. ihrer Komponenten eingesetzt.
Die bislang angewendeten hohen Prozessluftdruecke von ueber HO kp/cm Ue beinhalten grundsaetzlich die !Nachteile der
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hohen Anlagen- und Betriebskosten sowie der erhoehten Gefaehrdung
fuer das gesamte Verfahren, Der benoetigte Prozessluftdruck wird durch mehrstufige
Verdichtung in vollkommen oelgeschmierten Kolbenverdichtern bzw. in Kolbenverdichtern erzeugt, in denen zumindest
die letzten Stufen oelgeschmiert sind. Das Prozessgas wird somit im Verlaufe seiner Verdichtung mit OeI oder
anderen Schmiermitteln verunreinigt, welche toich in nachgeschalteten
Abscheide- und Reinigungseinrichtungen niemals vollkommen entfernt werden koennen. Durch den bei der
Verdichtung sich erhoehenden Gesamtdruck des Prozessgases und die Rueckkuehlung in Zwischenstufenkuehlern wird der Saettigungsdampfdruck
des Wassers ueberschritten, und dieses scheidet sich nach jeder Verdichtungsstufe in Verbindung mit
emulgiertem OeI ab. Durch die teilweise Emulgierung des Schmieroeles im Kondensat ergeben sich Schwierigkeiten und
erhoehte Aufwendung bei dessen Beseitigung, um die Gefahr der Umweltverschmutzung einzuschraenken.
Diejenigen OeI- bzw. Schmiermittelmengen, die sich der Abscheidung
im warmen Teil der Anlage entziehen und im dampffoermigen Aggregatzustand sich weder mechanisch, absorptiv
noch adsorptiv wirksam entfernen lassen, gelangen in die Gegenstrom-Waermeuebertrager, wo sich das OeI durch
Kondensation zum Teil als Film an den Heizflaechen niederschlaegt. Es fuehrt hier zu einer Verschlechterung des Vfeermeueberganges
und bei laengeren Betriebsperioden zu einem Anstieg des Druckabfalles des stroemenden Prozessgases mit den
daraus resultierenden Energieverlusten bzw. zum gaenzlichen Verstopfen des Gasfuehrungssystemes.
Darueber hinaus werden die abgeschiedenen Oelteilchen mit dem Prozessgasstrom bis zum Kondensator der Rektifikationsanl&ge
mitgefuehrt, um sich schliesslich in den Speichern der Pluessigprodukte
zu sammeln. Dies fuehrt zu erheblichen Gefaehrdungen der Gesamtanlage. Zur Minderung dieser Gefahren werden
erhebliche Aufwendungen, z. B. in Form von Tieftemperaturad-
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Sorptionseinrichtungen, Filtereinrichtungen und Sicherheitskreislaeufen
erbracht, ohne die Gefahren restlos beseitigen zu koennen.
Unguenstig liegen die Verhaeltnisse ebenfalls, wenn die Entspannungsmaschine,
die in der Regel als Kolbenentspannungsmaschine
gebaut ist. einen oeIgeschmierten Entspannungsraura
besitzt« Ausser der Gefaehrdung der Sicherheit bei zu tiefer Entspannung und evtl. Teilverfluessigung waehrend der
Entspannung und dor daraus resultierenden Explosionsgefahr tritt trotz Oelabscheidor eine unangenehme Veroelung der
Apparate und der Produkte auf.
Die Trocknungs- und Reinigungseinrichtungen sind, um einen
maximalen Reinigungseffekt zu erzielen und eine neuerliche Verunreinigung des Prozessgases infolge der Oelschmierung zu
vermeiden, nach der letzten Verdichtungsstufe mit dem hoechsten
Verfahrensdruck angeordnet. Das hat zur Folge, dass sowohl die Anlagekosten und Betriebskosten hohe Werte annehmen.
Infolge des hohen Prozessdruckes ist der apparative
Aufwand und gleichzeitig der energetische Aufwand fuer die Durchfuehrung der Regenerierung sehr gross. Die Ursache hierfuer
liegt in dem zur Anwendung kommenden hoechsten Prozessgasdruck,
der aus Festigkeitsgruenden grosse Wanddicken der
Adsorber notwendig macht. Dieser intensive Materialeinsatz stellt fuer die Regenerierung eine Ballastwaermekapazitaet
dar, die waehrend des Aktivierungsvorganges energetisch aufgebracht und nach der Regenerierung auf Beladungstemperatur
zurueckgekuehlt werden muss. Ausserdem stellt sich ein erheblicher !Temperaturgradient ueber dem Festbettquerschnitt trotz
Isolierung nach aussen hin, so dass die Randzonen nicht vollstaendig
aktiviert werden, was einen erhoehten Einsatz an Adsorptionsmitteln und zu dessen Aufheizung weiterhin einen
zusaetzlichen Energieaufwand zur Folge hat. Die Regenerierung der beladenen Adsorber erfolgt bei den
bekannten Verfahren durch Aufheizung eines geeigneten Gases
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auf die fuer die Aktivierung notwendige Temperatur, wobei
hierfuer grundsaetzlich Fremdenergie, z. B. in Form von elektrischer Energie zugefuehrt wird. Es sind auch Verfahren
bekannt, bei denen versucht wird, die bei der oelgeschmierten
Verdichtung des Prozessgases in Kolbenverdichtern freiwerdende Waerme zur Vorwaermung des Regeneriergase--· zu benutzen.
Eine weitere Aufheizung mit Hilfe von Fremdenergie erfolgt in jedem Falle.
Diese Verfahren haben ausserdem den Nachteil des erhoehteii
energetischen Aufwandes infolge der Fremd-Energiezufuhr den weiteren ITachteil, dass bei der Ausnutzung der Verdichtungswaerme
des Prozessgasverdichters an der mit oelhaltigem'Prozessgas
beaufschlagten Seite des Waermeuebertragers, infolge des Auftretens von Wandtemperaturen im Bereich bis + 160 0C
durch OeI und dessen Zersetzungsprodukte starke Heizflaechenverschmutzungen
mit den daraus resultierenden sehr schlechten Waermeuebergangszahlen auftreten und aus den genannten
Gruenden zur haeufigen Betriebsunterbrechung fuehren und aufwendige Reinigungsverfahren notwendig machen.
Weiterhin sind Verfahren bekannt, bei denen die Adsorptionseinrichtung in einer Zwischenstufe der Verdichtung angeordnet
ist, wobei die nachfolgende Verdichtung oelgeschmiert erfolgt. Bei diesem Verfahren wird die getrocknete und gereinigte
Luft mit Schmiermitteln verunreinigt. Es ergeben sich verstaerkt die o. g. Nachteile und Gefaehrdungen.
Alle diese bekannten Verfahren besitzen den Nachteil, dass sie zur Foerderung des Regeneriergases fuer die Aktivierung
der Adsorber einen gesonderten Druckerzeuger benoetigen, der zusaetzlichen Energiebedarf verursacht.
Die bislang angewendeten hohen Prozessdruecke von ueber 140 kp/cm Ue beinhalten grundsaetzlich die Nachteile der hohen
Anlagen- und Betriebskosten, des hohen Verschleisses und der erhoehten Gefaehrdung fuer das gesamte Verfahren.
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Zur Deckung des Kaeltehaushaltes des Gesaratverfahrens bei
maximalem Fluessigproduktabzug wird in der Regel das auf
200 kp/cm Ue und hoeher verdichtete Prozessgas in Gegenstrom-Waermeuebertragern
durch rueckstroeiaende Zerlegungsprodukte gekuehlt und zum Teil arbeitsleistend- und/oder
drosselentspannt.
Die arbeitsleistende Entspannung erfolgt in der Regel in
einer oelgeschmierten Kolbenentspannungsmaschine, durch deren Kolbenhub die arbeitsleistende Expansion begrenzt
wird und somit ein erheblicher Drosselverlust vorhanden ist. Dieses Verfahren bedingt die schon beschriebenen
Nachteile des hohen Verfahrensdruckes,
Es sind auch Verfahren bekannt, in denen zum Zweck der Prozessdrucksenkung eine Zwischenkühlung mittels Fremdkaelte
einer trockenlaufenden Kolbenentspannungsmaschine vorgeschaltet ist. Mit dieser Schaltung werden nur unbefriedigende
Senkung des Prozessdruckes erzielt, da der Vorkuehltemperatur technisch-oekonomisehe Grenzen gesetzt sind und
der Kolbenentspannungsmaschine weiterhin die bereits genannten Drosselverluste anhaften. Da auch diese Verfahren mit
oeIgeschmierter Prozessverdichtung arbeiten, fuehrt die
trockenlaufende Expansionsmaschine zu keinem bemerkenswerten Abbau der durch die Oelmitfuehrung bedingten Gefahren,
Zweck der Erfindung ist es, fuer Anlagen mit maximalem Pluessigproduktabzug z, B. bei Sauerstoff-Anlagen bzw. Anlagen
zur Gewinnung einer kaeltemaessig aequivalenten Fluessigmenge
eines anderen Gases den spezifischen Energieverbrauch zu senken, die Betriebssicherheit durch Vermeidung
von hohen Prozessdruecken, bei gleichzeitiger vollkommen von OeI und anderen fluessigen Schmiermitteln freier Verfahrensdurchfuehrung,
zu steigern sowie die Betriebs- und Anlagenkosten durch optimale Verfahrensfuehrung, durch Verringerung
des Fertigungsaufwandes und Materialaufwandes bzw,
durch Vereinfachung und Wegfall von Einzelbaugruppen zu
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senken und eine Umweltverschmutzung bei der Verfahrensdurchfuehrung
vollkommen auszuschliessen« Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Verflüssigung von Luft und Ve rf lue ss igung deren Komponenten
mit einem maximalen Fluessigproduktabzug zu schaffen, wobei unter maximalem Fluessigproduktabzug eine dem Prozess
entzogene Kaeltemenge in Form von fluessigem Sauerstoff bei
atmosphaerem Druck und Siedezustand des Sauerstoffs verstanden wird und nur eine gasfoermige sauerstoffhaltige
Fraktion mit 0 bis 4 Vol.-SS Sauerstoff den Gesamtprozess
nach Waermetausch verlaesst und das zugefuehrte Prozessgas 21 VoI,-% Sauerstoff enthaelt, welches durch weitgehende Nutzung
der vorhandenen Energiereserveη durch die Fuehrung der
Prozessgasstroeme und der betraechtlieheη Senkung des Verfahrensdruckes
mit weit niedrigerem Fnergieaufwand arbeitet als
die bekannten Verfahren und weder das Prozessgas noch die Zerlegungs- und Verfluessigungsprodukte im Verlauf des Gesamtverfahrens
mit OeI und anderen fluessigen Schmiermitteln in Beruehrung kommen und somit frei von diesen Substanzen gewonnen
werden koennen und im gesamten Verfahrensprozess keinerlei schaedliche Abfallprodukte freigesetzt werden,
Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass das
2 2
Prozessgas auf 70 kp/cm Ue bis 100 kp/cm Ue schmiermittelfrei
verdichtet, vor der Verdichtungsendstufe abgezweigt, in einer Adsorptionsbatterie getrocknet und gereinigt und einer
weiteren schmiermittelfrei arbeitenden Verdichtungsstufe zugefuehrt, auf eine Temperatur von - 10 0C bis - 35 °G mit
Fremdkaelte zwischengekuehlt, eine Teilmenge schiaiermittelfrei
ein- oder mehrstufig arbeitsieistend entspannt, die andere
Teilmenge drosselentspannt und das Prozessgas rektifiziert bzw. verfluessigt und danach als Fluessigprodukt und
als Restgas abgefuehrt und dass das Restgas im Kuehler des Verdichters aufgeheizt, im Bremsverdichter einer Fntspannungsturbine
verdichtet und durch den beladenen Adsorber der Adsorptionsbatterie gefuehrt wird.
Das Prozessgas und das Restgas werden ein- oder mehrstufig in einer Fntspannungsmaschine entspannt. Dabei wird die Ex-
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pansion des Prozessgases in der ersten Stufe, insbesondere
mittels einer Kolbenexpansionsmaschine, und in der zweiten Stufe, insbesondere mit einer Entspannungsturbine,
durchgefuehrt. Das in der Adsorptionsbatterie zu reinigende
und aus dem Kolbenverdichter abgezweigte Prozessgas wird zweckraaessigerweise mit einem Druck von 20 kp/cm Ue
ο
bis 30 kp/cm Ue den Adsorbern zur Trocknung und Reinigung des Gases zugefuehrt.
bis 30 kp/cm Ue den Adsorbern zur Trocknung und Reinigung des Gases zugefuehrt.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuehrungsbeispiel
erlaeutert werden.
Das nachstehend beschriebene Ausfuehrungsbeispiel bezieht sich auf ein Verfahren zur Verflüssigung und Zerlegung der
Luft und Verfluessigung deren Komponenten mit dem Ziel eines
maximalen Pluessigproduktabzuges zur Erzeugung von Pluessig-Op»
wobei unter maximalem Pluessigproduktabzug eine dem Prozess entzogene Kaeltemenge verstanden wird, die sich ergibt,
wenn das Pluessigprodukf Sauerstoff bei &tmosphfierem Druck
und Siedezustand ist und nur eine gasfoermige sauerstoffhaltige Fraktion von 0-4 Vol.-% Sauerstoff den Gesamtprozess
nach Waermetausch verlaesst und das zugefuehrte Prozessgas Vol.-?S Sauerstoff enthaelt oder einer kaeltemaessig aequivalenten
Menge eines anderen Fluessiggases oder Fluessiggasgemisches,
wobei dieses Verfahren unter weitgehendster Nutzung der vorhandenen Energiereserven durch die Puehrung der
Prozessgasstroeme und durch eine betraechtliche Senkung des Verfahrensdruckes mit weit niedrigerem Energierufwand arbeitet
als die bekannten Verfahren, und weder des Prozessgas noch die Zerlegungs- und Verfluessigungsprodukte im Verlr.uf des
Gesamtverfahrens mit OeI und anderen fluessigen Schmiermitteln in Beruehrung kommen und somit frei von diesen Substanzen
gewonnen werden koennen und dass im gesamten Verfahrensprozess keinerlei schaedliche Abfallprodukte freigesetzt
werden.
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Die Prozessluft wird von einem 4stufigen trockenlaufenden
Kolbenverdichter 1 angesaugt, der das Prozessgas auf einen
ρ Ο
Druck zwischen 70 kp/cm Ue und 100 kp/cm Ue verdichtet.
Hierdurch wird der hohe energetische und apparative Aufwand, der bei der Verdichtung auf herkoemmliche hohe Prozessdruecke
entstehen wuerde, vermieden und gleichzeitig der durch die hohen Verdichtungs- und Entspannungsdruecke auftretende
hohe Verschleiss in den Arbei.tsraeumen der trokkenlaufenden
Yerdichtungs- und Entspannungsmaschinen verhindert, der sich auch durch aufwendige Sonderkonstruktionen
fuer diese Maschinen nur in unbefriedigenden Grenzen abbauen laesst« Uach jeder Verdichtungsstufe ist eine Zwischenkuehlung
des Prozessgases in einem nachgeschalteten Waermeuebertrager 2 mit dem Ziel einer annaehernd isothermen
Verdichtung und eine Abscheidung von reinem Wasserdestillat vorgesehen.
2 2
Die vorzugsweise auf 20 kp/cm Ue bis 30 kp/cm Ue verdichtete Prozessluft gelangt nach der III, Stufe der Verdichtung
und vorangegangener entsprechender Zwischenkuehlung im Waermeuebertrager
2 und Abscheidung durch Leitung 3 in eine z« B. aus 2 umschaltbaren Adsorbern 4 und 5 bestehende Trocknungs-
und Reinigungsbatterie. Hier wird das Prozessgas von Wasserdampf, COp und Kohlenwasserstofen weitestgehend befreit,
im weiteren Verlaufe durch Leitung 6 der IV. Stufe des trockenlaufenden Kolbenverdichters 1 zugefuehrt und auf
den maximalen Verfahrensdruck verdichtet.
Durch die Anwendung der Zwischenstufenadsorption liegt der Adsorptionsdruck weit unter dem maximalen Verfahrensdruck und trotz der auftretenden etwas geringeren Adsorptionskapazitaet
ergeben sich erhebliche Vorteile, da die Erhoehung der Adsorptionskapazitaet bei steigendem Druck in
keinem Verhaeltnis zur Steigerung des apparativen und energetischen Aufwandes steht.
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Erst beim Einsatz der Zwischenstufenadsorption in Verbindung
mit einem in allen Stufen trockenlaufenden Kolbenverdichter
1 bzw. eines anderen Trockenlaufverdichter wird deren Vorteil zur Geltung gebracht, da nach der erfolgten
Trocknung und Reinigung des Prozessgases eine neuerliche Verunreinigung ausgeschlossen ist und das Prozessgas
auch in den vorhergehenden Stufen niemals mit OeI
oder anderen fluessigen Schmiermitteln in Beruehrung gekommen ist und somit frei von diesen Substanzen der Verfluessigungsund/oder
Rektifikationsanlage zugefuehrt werden kann.
Durch Leitung 7 tritt die Luft in das Waermeuebertrsgungssystem
ein, wird in dessen Gegenstrom-Waermeuebertragern
8 und 9 im Gegenstrom zum rueckstroemenden Restgas e,uf eine
solche Temperatur vorgekuehlt, dass sich optimale Zustaende bei der arbeitsleistenden Entspannung in der Entspannungsmaschine 10 ergeben. Im Weermeuebertrsger 11 wird der Prozessluft
Sremdkaelte von einer Kaelteanlage 12 zugefuehrt, so dass diese den Waermeuebertrager 11 mit einer Temperatur von
- 10 0C bis - 35 0C verlaesst. Die Fremdkaelte kann ebenfalls
einer anderen verfuegbaren Kaeltequelle entnommen werden.
Die arbeitsleistende Entspannung eines Teilstromes der Prozessluft
wird in einer trockenlaufenden Entspsnnungsmaschine 10 durchgefuehrt. Der andere Teilstrom wird im Waermeuebertrager
13 weiter abgekuehlt und nach Drosselentspannung im Ventil 14 verfluessigt und dem Bntspannungsmasehinen-Prozessluftstrom
zugemischt. Die Entspannungsmaschine 10 kann mehrstufig ausgebildet sein, wobei z. B. die erste
Stufe eine Kolbenentspannungsmaschine, die zweite Stufe eine Expansionsturbine sein kann, damit zwischen dem Enddruck
der arbeitsleistenden Entspannung und dem Druck der unteren Saeule 15 keine groessere Druckdifferenz auftritt,
als diese durch die Stroemungsverluste bedingt ist.
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Der teilverfluessigte Prozessgasstrom tritt durch Leitung
in die untere Saeule 15 ein und wird hier vorzerlegt. Beide , die untere Saeule verlassenden Stoffstroeme werden bis
auf eine evtl. durch Leitung 17 abzuziehende Fluessig-TTp-Jraktion
zur weiteren Rektifikation durch Leitung 18 und Ventil 19 bzw. durch Leitung 20 und Ventil 21 und dem
Waermeuebertrager 22 der oberen Saeule 23 zugefuehrt. Hier werden
diese bevorzugt in Fluessig-Oo- und Gasfoermig-llp bzw. in
eine IJ^-reiche Restgasfraktion zerlegt. Der Fluessig-Op
kann durch Leitung 24 abgenommen werden und steht mit der maximal moeglichen Ausbeute als Produkt zur Verfuegung, bzw.
es wird eine kaeltemaessig equivalente T.Ienge eines anderen
Fluessig-Produktes gewonnen.
Zur vollstaendigen Deckung des Kaeltebedarfes wird eine Restgasfraktion,
die in der Regel vom Kopf der oberen Saeule 23 durch Leitung 25 abgezogen wird, nach entsprechender Ueberhitzung
im Waermeuebertrager 22 arbeitsleistend in einer Entspannungsturbine 26 entspannt.
Das Verfahren kann auch ohne die vorstehend genannte arbeit
sie istende Entspannung in der Turbine 26 betrieben werden, wobei dann der ^nddruck der arbeitsleistenden Entspannung
in der EntSpannungsmaschine 10 niedriger liegt als bei
dem eben erlaeuterten Verfahren.
Entgegen der im Schema gemachten Darstellung kann z. B. auch ein Einsaeulenapparatf als Abtriebs- oder Verstaerkungssaeule
ausgebildet, zur Anwendung kommen.
Alle im Verfahren befindlichen Expansionsturbinen arbeiten vollkommen schmiermittelfrei. Dies betrifft sowohl den Entspannungsraum
als auch die Lagerung. Die Rotoraufnähme ist
bevorzugt als Gaslagerung ausgebildet, um eine weitestgehende
Selbstisolation mit nur unerheblichem Waermeeinfall von aussen in den Entspannungsteil zu erreichen, welche erst die Erzielung
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hoechster EntSpannungswirkungsgrade bei tiefen Temperaturen
ermoeglicht und darueber hinaus jegliche Leckverluste nach aussen vermeidet.
Me die RntSpannungsturbine 26 verlassende gasfoermige
Restgasfraktion wird ganz oder teilweise nach F.rwaermung
in den Gegenstrom-Waermeuebertragern 13, 9 und 8 durch
Leitung 27 dom Waermeuebertrager 2 des trockenlaufenden
Kolbenverdichters zugefuehert, hier aufgeheizt und in einem nachgeschalteten direkt mit der FntSpannungsmaschine 10
gekoppelten "Bremsverdichter 28, der als Bremsaggregat der
rntSpannungsturbine arbeitet, verdichtet. Durch die Verdichtung
erfaehrt das Regeneriergas eine weitere Aufheizung, die in der Regel der benoetigten Aktivierungstemperatur fuer
das sich in den Adsorbern 4 und 5 der Adsorptionsbatterie befindliche Adsorptionsmittel entspricht.
Ebenfalls kann eine solche direkte Kopplung des Bremsverdichters
mit Turbine 10 und/oder Turbine 26 erfolgen.
Sollte in besonderen Paellen eine hoehere Aktivierungstemperatur
notwendig sein, so kann diese durch eine Zusatzheizung 29 mit geringem 7'nergie aufwand erreicht werden.
Ebenfalls ist es moeglich, den als Regeneriergas benutzten Restgasstrom unmittelbar nach Austritt aus dem Waermeuebertrager
8 durch einen direkt mit einer Entspannungsturbine
gekoppelten Verdichter zu foerdern, um ihn erst hiernach im Waermeuebertrager 2 des Trockenlauf-Kolbenverdichters weiter
zu erwaermen.
Der beladene Adsorber wird bei der Aktivierung entgegen der
urspruenglichen Stroemungsrichtung der Prozessluft mit erwaermtem Regeneriergas durchstroemt. Die wechselweise schaltbaren
Adsorber 4 und 5 sind mit einer Innenisolierung ausgeruestet, um die Ausbildung eines steilen Temperaturgradienten ueber
dem Festbettquerschnitt zu verhindern und eine moeglichst
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SAD
vollstaendige Aktivierung dee Adsorptionsmittel bei niedrigen
Aktivierungstemperaturen und niedrigem Energieeinsatz zu erreichen.
Nach erfolgter Aktivierung wird durch Leitung 30 "bei Umgehung
des Waermeue"bertragers 2 nicht vorgew&ermtes Gas zum
Kaltfahren des aktivierten Adsorbers angesaugt und verdichtet.
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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 Kolbenverdichter
2 Waermeuebertrager
3 Leitung
4 Adsorber
5 Adsorber
6 Leitung
7 Leitung
8 Gegenstrom-Waerraeuebertrager
9 Gegenstrom-Waermeuebertrager
10 Entspannungsmaschine
11 Waermeuebertrager
12 Kaelteanlage
13 Waermeuebertrager
14 Drosselventil
15 Untere Saeule
16 Leitung
17 Leitung
18 Leitung
19 Drosselventil
20 Leitung
21 Drosselventil
22 Waermeuebertrager
23 Obere Saeule
24 Leitung
25 Leitung
26 Entspannungsturbine
27 Leitung
28 Bremsverdichter
29 Zusatzheizung
30 Leitung
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Claims (4)
- Patentansprüche: *S"*1« Verfahren zur Verfluessigung von Luft und der Verfluessigung deren Komponenten mit dem Ziel eines maximalen Fluessigproduktabzuges hoher Reinheit und/oder einer kaeltemaessig aequivalenten Menge eines anderen Fluessiggases oder Fluessiggasgemisches durch mehrstufige Verdichtung, adsorptive !Trocknung und Reinigung, Gegenstromwaermeuebertragung, Fremdkaeltezufuhr, arbeitsleistende ein- oder mehrstufige Entspannung, Drosselentspannung sowie Tieftemperaturrektifikation, dadurch gekennzeichnet,2 2dass das Prozessgas auf 70 kp/cm Ue bis 100 kp/cm Ue schmiermittelfrei verdichtet, vor der Verdichtungsendstufe abgezweigt, in einer Adsorptionsbatterie getrocknet und gereinigt und einer weiteren Verdichtungsstufe zugefuehrt, auf eine Temperatur von - 10 0C bis - 35 0G mittels Fremdkaelte zwischengekuehlt, eine Teilmenge schmiermittelfrei ein- oder mehrstufig arbeitsleistend entspannt, die andere Teilmenge drosselentspannt und das Prozessgas rektifiziert bzw. verfluessigt und danach als Pluessigprodukt und als Restgas abgefuehrt und dass das Restgas im Kuehler des Verdichters aufgeheizt und im Bremsverdichter einer Entspcoinungsturbine verdichtet und durch den beladenen Adsorber der Adsorptionsbatterie gefuehrt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessgas und das Restgas in einer ein- oder mehrstufigen Entspannungsmaschine arbeitsleistend entspannt wird.
- 3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansion des Prozessgases insbesondere in der ersten Stufe mittels einer Kolbenentspannungsmaschine und in der zweiten Stufe mittels einer Entspannungsturbine erfolgt.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorption vorzugsweise bei einem Prozessgasdruck von 202 Pkp/cm Ue bis 30 kp/cm Ue erfolgt.4G98U/Ö8 4 0Leerseite
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