DE510418C - Verfahren zur Abscheidung schwer kondensierbarer Bestandteile aus Gasgemischen - Google Patents
Verfahren zur Abscheidung schwer kondensierbarer Bestandteile aus GasgemischenInfo
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Description
KLASSE 12 i
Bei der Zerlegung von Wasserstoff enthaltenden Gasgemischen durch teilweise Verflüssigung
wird bekanntlich das komprimierte und abgekühlte Gasgemisch in mittelbarer
Berührung mit in Sieden befindlichen Flüssigkeiten geführt, die von den leicht kondensierbaren
Bestandteilen des Gasgemisches gebildet werden. Bei der so erhaltenen Abkühlung des
Gasgemisches werden darin dieselben Bestandteile verflüssigt und dadurch abgetrennt. Die
Entfernung des Kohlenoxyds und unter Umständen des Methans ist hierbei jedoch nicht
immer so vollständig, wie es wünschenswert wäre. Es ist dann nötig, den so gewonnenen
Wasserstoff durch Einwirkung einer noch tieferen Temperatur einer weiteren Reinigung
zu unterwerfen.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf dieses Verfahren, im allgemeinen jedoch
ao auf die Abscheidung schwer kondensierbarer Bestandteile aus Gasgemischen durch teilweise
Verflüssigung, und bezweckt eine besonders vorteilhafte Art der Erzeugung der erforderlichen sehr tiefen Temperatur. Es
besteht darin, daß in das bei der Verflüssigung erhaltene, vorher zweckmäßig annähernd
bis zum atmosphärischen Druck entspannte Restgas (Wasserstoff) ein verflüssigtes Gas
(Stickstoff) eingeführt wird, welches durch eine äußere Energie (unabhängig von der
durch die teilweise Verflüssigung verwendeten Energie) verflüssigt und darin verdampft
wird, worauf das so erhaltene, sehr kalte Gemisch zur Endkondensation bei der Verflüssigung benutzt wird.
Die Kälte des komprimierten Wasserstoffs vor seiner Entspannung kann auch ausgenutzt
werden, um Stickstoff abzukühlen und zu verflüssigen.
Die Zeichnung stellt schematisch eine beispielsweise Einrichtung zur Ausführung des
Verfahrens der Erfindung dar.
Der aus dem System F der teilweisen Verflüssigung austretende und nur noch sehr
geringe Mengen Kohlenoxyd und unter Umständen auch Spuren Methan enthaltende Wasserstoff wird zweckmäßig annähernd bis
zum atmosphärischen Druck unter äußerer Arbeitsleistung in der Maschine M entspannt.
Bevor er dann um das Röhrenbündel F geleitet wird, streicht er durch eine mit Querwänden
versehene Kammer D, in die durch den Hahn X flüssiger Stickstoff eingeleitet
wird, der in nachstehend angegebener Weise gewonnen wird. Dieser in eine an Wasserstoff
reiche und an Stickstoff arme Umgebung
eingeleitete flüssige Stickstoff nimmt von
selbst die seinem weit unter dem atmosphärischen Druck stehenden Teildruck entsprechende
sehr tiefe Temperatur an und sorgt für ihren Fortbestand,
Das so erhaltene sehr kalte Gemisch läuft außerhalb der Röhren des Bündels F durch
die Kammer C und kondensiert wegen seiner sehr tiefen Temperatur das im Wasserstoff
ίο im Innern der Röhren F zurückgebliebene
Kohlenoxyd und etwa vorhandenes Methan. Das Gemisch tritt dann aus der Kammer C
bei / aus und gelangt zu den nicht dargestellten Temperaturaustauschern, nachdem es
unter Umständen in Verflüssigungsapparaten auf Kosten des behandelten Gasgemisches
zum Teil erwärmt wurde.
Selbstverständlich tritt das vorher durch teilweise Verflüssigung in nicht dargestellten
Vorrichtungen zu behandelnde und noch etwas Methan und Kohlenoxyd enthaltende
komprimierte Gasgemisch durch A unter den Röhren F ein, und die sich dann in den
Röhren F bildende Flüssigkeit wird bei R abgezapft.
Unter diesen Bedingungen braucht die zur Reinigung des Wasserstoffes nötige sehr tiefe
Temperatur nicht mehr von der Entspannungsmaschine selbst erzeugt zu werden, so
daß diese dann mit Wasserstoff von verhältnismäßig wenig niedriger Temperatur gespeist
werden kann, wodurch ihre kälteerzeugende Wirkung bedeutend erhöht wird.
Zu diesem Zweck kann der komprimierte Wasserstoff bei seinem Austritt aus F z. B.
durch Führung durch den Verflüssiger L erwärmt
werden, indem er die Verflüssigung des durch G kalt und unter Druck zugeführten
Stickstoffes hervorruft.
Selbstverständlich kann außerdem die Vorwärmung des Wasserstoffes vor seinem Entspannen
in bekannter Weise durch seinen Umlauf in mittelbarer Berührung mit dem ganzen zu behandelnden komprimierten Gasgemisch
oder mit einem Teil desselben erhöht werden.
Bei dem vorhergehenden Kühlverfahren kann die flüssige Stickstoffmenge so groß
sein, daß nach Abkühlung des Wasserstoffes auf die sehr tiefe Temperatur des unter vermindertem Druck siedenden Stickstoffes noch
ein Überschuß an Stickstoff vorhanden ist. Diese Flüssigkeit wird dann in die Hauptkolonne des Apparates eingeführt, um dort
durch ihre Verdampfung eine zusätzliche Verflüssigung des behandelten Gasgemisches
herbeizuführen. Diese Verdampfung kann entweder in der Kammer C oder in einem
anderen Teil der Hauptkolonne stattfinden.
Die Verdampfung in einem anderen Teil der Hauptkolonne empfiehlt sich besonders dann,
wenn die verdampfte Flüssigkeit dem gewonnenen, bei / austretenden Gasgemisch
nicht völlig zugesetzt werden soll.
Es ist zu bemerken, daß zu dem aus dem Röhrenbündel F austretenden Wasserstoff die
gesamte Heizmasse der bei D hinzugefügten Flüssigkeit hinzukommt, so daß die außerhalb
des Verflüssigungssystems strömende Gasmasse größer ist, als wenn nur der Wasserstoff
dort strömen würde; auf-diese Weise kann man diese Gasmasse gleich oder größer
machen als das in entgegengesetzter Richtung innerhalb des genannten Systems strömende
Gasgemisch, wodurch die Wirkung der Kondensation erhöht wird.
Ferner ist noch zu bemerken, daß man, wenn das behandelte Gasgemisch selbst Stickstoff
enthält, sich so einrichten kann, daß man diesen Stickstoff oder wenigstens den
zur Ausführung oben beschriebenen Verfahrens nötigen Teil desselben durch bekannte
Mittel daraus gewinnt. Im allgemeinen ist dieser Stickstoff mit Gasen vermischt,
die leichter zu verflüssigen sind als er selbst, wie Methan und Kohlenoxyd. Im
Laufe der teilweisen und allmählich verlaufenden Verflüssigung des Gasgemisches
wird man demnach zuerst und hauptsächlich' das Methan, dann ein Gemisch von Stickstoff
und Kohlenoxyd auffangen, daß man durch Rektifikation scheidet; letztere wird vorzugsweise
durch die bekannten Mittel der stufenweise verlaufenden Selbstreinigung an Stickstoff
ausgeführt, und -der zur Ausführung des Verfahrens nötige Stickstoff wird aus
dem Kreislauf der Selbstreinigung an der Stelle entnommen, wo derselbe kalt und komprimiert
ist.
Auch ist zu bemerken, wenn es sich um Koksofengase handelt, daß diese im allgemeinen
nicht genug Stickstoff enthalten, um synthetisches Ammoniak ohne Zuhilfenahme von äußerem Stickstoff herzustellen; in diesem
Fall kann man diese Heranziehung dadurch vermeiden, daß man den Gehalt der Gase an
Stickstoff in dem zur Erreichung des obigen
Zieles nötigen Maße" erhöht, indem in die Verkohlungsapparate, vorzugsweise in den
Teilen der Retortenbeschickung, die am weitesten von dem Austritt der Gase entfernt
liegen, Luft in regulierter Menge eingelassen wird. Auf diese Weise wird auch erreicht,
daß die enfrvickelte Wärme die Destillation in sehr -wirksamer Weise unterstützt und so
den Gasverbrauch für die Heizung vermindert. Ebenso könnte man auch einen Teil des
z. B. um die Retorten streichenden Verbrenriungsgases eintreten lassen.
Selbstverständlich kann vorliegende Erfindung nicht nur bei Wasserstoff, sondern auch
bei anderen schwer kondensierteren Gasen
unter Verwendung eines geeigneten verflüssigten Gases Anwendung finden.
Claims (2)
- Patentansprüche:i. Verfahren zur Abscheidung schwer kondensierbarer Bestandteile aus Gasgemischen durch teilweise Verflüssigung, insbesondere zur Abscheidung aus Wasserstoffgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß in das bei der Verflüssigung erhaltene, vorher zweckmäßig annähernd bis zum atmosphärischen Druck entspannte Restgas (Wasserstoff) ein verflüssigtes Gas (Stickstoff) eingeführt wird, welches durch eine äußere Energie (unabhängig von der durch die teilweise Verflüssigung verwendeten Energie) verflüssigt und darin verdampft wird, worauf das so erhaltene, sehr kalte Gemisch zur Endkondensation bei der Verflüssigung benutzt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kälte des komprimierten Wasserstoffes vor seiner Entspannung ausgenutzt wird, um Stickstoff abzukühlen und zu verflüssigen.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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