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Kühlbehälter zur Ausscheidung kondensierbarer Bestandteile, insbesondere
Naphthalin, aus Leucht- oder Kokereigas Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
zur Aussqheidung kondensierbarer Bestandteile aus unter Druck stehendem Leucht-
oder Kokereigas mittels Tiefkühlung, wobei die kondensierbaren Bestandteile mit
einem Lösungsmittel behandelt werden und das mit dem Lösungsmittel gesättigte Gas
,in ein und demselben Kühlbehälter auf die gewünschte Temperatur herabgekühlt wird.
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Zur Abscheidung der kondensierbaren Bestandteile aus Gasen wurden
bisher allgemein Kühltürme benutzt, in denen die mit einem Lösungsmittel beladenen
Gase durch Berieselung herabgekühlt werden. Diese Kühltürme müssen außerordentlich
große Ausmaße haben, um eine Herabkühlung der Gase bis auf etwa --f-- 28° C bewirken
zu können. Da die Temperatur, mit der die Gase die Kühltürme verlassen, noch verhältnismäßig
hoch ist, besteht die Gefahr, daß die in ihnen noch enthaltenen kondensierbaren
Bestandteile in den zur .Verbrauchsstelle führenden Rohrleitungen sich absetzen
und diese verstopfen.
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Bei der Tiefkühlung konnte eine Kühlung des Gases durch in den Kühlbehälter
eingebaute Kühlflächen nicht bewirkt werden, weil die auszuscheidenden Bestandteile
teilweise in fester Form anfallen und sich an den Kühlflächen niederschlagen. Der
Wärmeaustausch zwischen den Gasen und den Kühlflächen wird dann ständig geringer,
und die Menge der in den Gasen verbleibenden unerwünschten Destillationsprodukte
nimmt infolgedessen zu. Eine Kühlung von etwa -f- 9o° C bis auf + 5° C, wie sie
als vorteilhaft für die Ausscheidung der kondensierbaren Bestandteile erkannt worden
ist, erfordert mehrere nacheinander von dem Gas zu durchströmende Kühltürme. Die
Anschaffungs- und Unterhaltungskosten sowie der Platzbedarf einer solchen Kühlanlage
sind so groß, daß die Wirtschaftlichkeit des Tiefkühlverfahrens in Frage gestellt
ist.
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Es 'ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile der
bekannten Gasreinigungsanlagen zu beseitigen, insbesondere eine so weit gehende
Ausscheidung der kondensierbaren Bestandteile sicherzustellen, daß tatsächlich immer
nur ein restlos °gereinigtes Gas in die zum Verbraucher führenden Rohrleitungen
gelangt und daher ein Absetzen
von Naphthalin in diesen vollständig
ausgeschlossen ist. Um eine Kondensierung aller von dein Gas mitgeführten Bestandteile
bei geringstem Raumbedarf der gesamten tage zu erreichen, wird erfindungsgemäß v
geschlagen, vor dem untersten Kühlabt: einen großen, von den aufsteigenden Gaserf
mit geringer Geschwindigkeit durchströmten Raum anzuordnen, in dem das Gas durch
Berieselung mit einem Lösungsmittel gesättigt wird. Die sich dieseln Sättigungsraum
anschließenden einzelnen Külilabteil-# in denen die Abscheidung der kondensierbaren
Bestandteile erfolgt, sind zweckmäßig durch zueinander versetzte Querwände gebildet,
die der getrennten Abführung der abgeschiedenen Bestandteile dienen und seitlich
von zwei aufeinanderfolgenden Kühlflächen hohe Umlenkräume einschließen und an der
Eintrittsseite des Gases in das nächste Kühlabteil bis an die seitliche . Begrenzung
der Kühlflächen heranreichen. Für die zusätzliche Zuführung voni Lösungsmittel sind
in jedem Kühlabteil noch besondere Berieselungseinrichtungen vorgesehen.
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Mit der beschriebenen Einrichtung ist es möglich, die Gase vor ihrem
Eintritt in das erste Kühlabteil vollständig mit dem Lösungsmittel ztt sättigen
bzw. zu übersättigen, da die Geschwindigkeit des Gases nur gering ist. Das mit dem
Lösungsmittel beladene Gas wird darauf bei ständigem Wechsel der Geschwindigkeit
durch den Kühlbehälter geführt. Die kondensierbaren Bestandteile scheiden sich bei
dieser Gasführung durch Stoß- und Kühlwirkung an den Kühlflächen ab, während den
von dem Gas mitgerissenen Kondensatteilchen in einem möglichst ruhigen aufsteigenden
Gasstrom Gelegenheit zum Absinken und damit zur Ausscheidung gegeben wird. Die Abführung
der ausgeschiedenen Teile erfolgt aus jedem Kühlabteil gesondert, so daß der Gasstrom
von den kondensierten Bestandteilen unbelastet bleibt und eine fraktionierte Genzmiung
der kondensierten Bestandteile möglich ist.
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Es ist bereits bekannt, daß zu behandelnde Gas vor seinem Zutritt
zu den Kühlflächen mit einem Lösungsmittel zti sättigen. Die Sättigung erfolgt hierbei
jedoch in einer engen Zuführungsleitung, die von dem unter hohem Druck stehenden
Gas mit hoher Geschwindigkeit durchströmt wird. Eine die Abscheidung der kondensierenden
Bestandteile fördernde Sättigungsmöglichkeit bzw. die Möglichkeit einer Übersättigung
besteht bei dieser Einrichtung nicht.
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Es ist ferner eine Einrichtung bekannt; ]),ei der die Kühlflächen
ständig durch Sicker-«:1sser, welches aus it1 Kiililabteilen angeordneten Kühlrohren
austritt, feucht gehalten werden. Zur Abführung der sich aus dem Gas ausscheidenden
Bestandteile wird im oberen Teil des Kühlbehälters Waschwasser
| führt, welches über die Kühlabteilwände |
| führt, Ein Absetzen der sich ausscheiden- |
Bestandteile an den Kühlflächen kann hierdurch nicht verhindert werden, da das Waschwasser
die Kühlflächen selbst nicht berieselt. Besonders nachteilig ist bei dieser Gasreinigungseinrichttuig,
daß das Waschwasser beim Abfließen von der einen Abteilivand zur anderen den Gasstrom
mit den bereits abgeschiedenen Bestandteilen erneut anreichert, da eine getrennte
Abführung des Kondensats nicht vorgenommen wird.
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Es ist auch bereits bekannt, einen Teil der in den einzelnen Kühlabteilen
kondensierten Bestandteile getrennt vor der Hauptmenge des abgeschiedenen Kondensates
abzuführen. Das Gas, welches hierbei von oben nach unten durch den Kühlbehälter
quer durchsetzende Kühlflächen strömt, bleibt jedoch mit der Hauptmenge der kondensierten
Bestandteile belastet, da die Sammeltassen für die getrennte Abführung der kondensierten
Bestandteile die einzelnen Kühlflächen nur zum geringen Teil unterfangen.
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In der Abbildung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausfiilirungsl)<#ispicl
schematisch dargestellt.
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Der Kühlbehälter umscliliel>,t einen Sättigungsraum t und den durch
Querwände ,4 in mehrere übereinanderliegende Kühlabteile 6, 7, 8, 9 unterteilten
Raum 3. Das unter Druck gesetzte Gas tritt durch das Rohr 5 in den die Sättigungseinrichtung
22 aufnehmenden großen Raum t ein und durchströmt diesen mit geringer Geschwindigkeit.
Das so gesättigte Gas wird darauf in das untere Kühlabteil 6 geleitet. In den Abteilen
6, 7, 8, sind wasserdurchflossene Kühler 12 eingebaut; im Abteilg ist ein künstlich,
durch Sole oder verdampfende Flüssigkeit gekühlter Kühler 13
angeordnet. Als
Kühler werden sogenannte Automobilkühler vorgeschlagen, die wenig Raum beanspruchen,
von geringem Gewicht sind und schnell ein und ausgebaut werden können. Durch den
Einbau der Kühlflächen in die Abteile 6, 7, 8, 9, wird der freie Durchtrittsquerschnitt
für das Gas stark verringert; das Gas strömt also mit erheblicher Geschwindigkeit
durch die Kühlflächen, wodurch ein sehr guter Wärmeaustausch und damit eine intensive
Abscheidung der kondensierten Bestandteile gegeben ist. über je-
dem' der
re@naelnen Kühler 12, i 3 befindet sich eine Berieselungseinrichtung 15.
Durch diese können die Kühler während des Betriebes -tnit einem Lösunbsnlittcl für
Naphthalin, z. B. Tetralin, berieselt werden, so
d.aß sich Ansätze
von Naphthalin an den Kühlflächen nicht bilden können und die Kühlflächen stets
voll wirksam bleiben. Die von dem Gasstrom mitgerissenen Teilchen scheiden sich
in den beiderseits der Kühlflächen befindlichen Räumen der einzelnen Abteile aus,
da hier eine erhebliche Geschwindigkeitsverminderung des Gasstromes infolge einer
entsprechend reichlichen Bemessung des Durchtrittsquerschnittes eintritt. Das abgeschiedene
Kondensat .jedes einzelnen Kühlabteils wird durch die Auslaßöffnungen 2o abgelassen,
so daß eine Trennung entsprechend der verschiedenen Zusammensetzung der in den einzelnen
Kühlabteilen kondensierten Bestandteile möglich ist.
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Das mit dem Lösungsmittel gesättigte Gas durchströmt unter ständigem
Richtungswechsel die wassergekühlten Kühlflächen 12 und die diesen nachgeschaltete,
durch ein verdampfendes Kältemittel gekühlte Kühlfläche 13 und verläßt den Kühlbehälter
im gereinigten Zustand durch die Druckleitung 18. Die den einzelnen Kühlelementen
zugeführte Rieselflüssigkeit wird mit den aufgenommenen Bestandteilen durch Auslässe
20, die in jedem Abteil. vorgesehen sind, abgeführt.
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Die beschriebene Einrichtung ist sinngemäß auch für andere Gase als
Leucht- oder Kokereigas anwendbar. Die Sättigungseinrichtung könnte selbstverständlich
auch getrennt von dem die Kühlabteile aufnehmenden Behälter :angeordnet sein; die
Wirkungsweise der Einrichtung wird hierdurch nicht beeinflußt.
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Gegenüber den bekannten Kühleinrichtungen erfährt die Kühlanlage eine
ganz erhebliche Vereinfachung, da die Kühlung von -E go' auf + 5° nur in einem einzigen
Apparat - von wesentlich kleineren Ausmaßen herbeigeführt wird. Dabei wird aber
auch eine weit bessere Abscheidung der kondensierten Teile erreicht. Durch die bauliche
Vereinigung des Tetralinsättigers mit der Kühlereinrichtung wird weiter an Platz
und Rohrleitungen gespart; die Anschaffung und Unterhaltungskosten einer Anlage
für die Durchführung des Verfahrens sind weit geringer als bei den bekannten Einrichtung`n
dieser Art.