DE69404106T2 - Lufttrennungsschemas für die Koproduktion von Sauerstoff und Stickstoff als Gas- und/oder Flüssigprodukt - Google Patents

Lufttrennungsschemas für die Koproduktion von Sauerstoff und Stickstoff als Gas- und/oder Flüssigprodukt

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Stickstoff und Sauerstoff durch eine kryogene Destillation von Luft.
  • Das am häufigstens verwendete und sehr bekannte Verfahren zur Zerlegung bzw. Trennung von Luif zur Sauerstoffherstellung ist der Linde-Doppelsäulenzyldus, welcher in der ersten Hälfte des Jahrhunderts erfunden wurde. Das zugrundeliegende Konzept des Linde-Doppelsäulenzyklus ist das Vorliegen einer thermischen Kommunikation zwischen dem Kopf der Säule mit dem höheren Druck und dem Boden der Säule mit dem niedrigeren Druck, um den Stickstoffdampf aus der Säule mit dem höheren Druck zu kondensieren und den flüssigen Sauerstoff am Boden der Säule mit dem niedrigeren Druck nachzuverdampfen bzw. rückzuverdampfen (reboil). Ein Teil des flüssigen Stickstoffs, welcher der Säule mit dem höheren Druck entnommen wurde, wird dann zu dem Kopf der Säule mit dem geringeren Druck als Rückstrom geschickt. Eine solche Lufttrenn- bzw. Zerlegungsanlage kann mehr als 90 % des Sauerstoffs in der Zufuhrluft zurückgewinnen, so daß der Dampf, der aus der Säule mit dem niedrigeren Druck austritt, mehr als 97 % Stickstoff enthält. In den Fällen, in welchen große Mengen von Stickstoff als Neben- bzw. Beiprodukt benötigt werden, wobei der Stickstoff eine bestimmte Anforderung hinsichtlich der Reinheit erfüllen muß, wird ein Abgasstrom ein paar Böden unter dem Kopf der Säule mit dem geringeren Druck entnommen, um die Stickstoffproduktreinheit zu steuern bzw. zu regeln. Solche Abgasströme sind jedoch noch darauf ausgelegt, daß sie mehr als 95 % Stickstoff enthalten, so daß die Rückgewinnung von Sauerstoff und die von Argon auf einem hohen Niveau gehalten werden kann. Der Fluß eines solchen Abfall- bzw. Abgasstromes wird auch gewöhnlich auf unter 15 % begrenzt, was zur Regenerierung bzw. Rückgewinnung des Molsiebadsorptionsbettes bei Verwendung einer thermischen Wechseladsorptions-Desorptionstechnik ausreichend ist.
  • Wenn auch Flüssigkeit in wesentlichen bzw. beträchtlichen Mengen erzeugt wird, ist es das herkömmliche Verfahren, ein Kühlsystem einzuführen, in welchem Stickstoff als Arbeitsfluid verwendet wird. Dieses System erzeugt flüssigen Stickstoff, welcher als Produkt und/oder zusätzlicher Rückstrom für die Lufttrennungseinheit benutzt wird, was noch die Linde-Doppelsäule mit den oben beschriebenen Eigenschaften beibehält, wie aus der US-A-3,605,422 gesehen werden kann. Wenn das Flüssigkeitsibeschickungsverhältnis relativ gering ist, kann ein Kühlsystem verwendet werden, bei welchem Luft als Arbeitsfluid benutzt werden kann. Ein solcher Verflüssiger verwendet die Kühlung aus der Expansion eines Teils der Hochdruckluft, um einen anderen Teil der Hochdruckluft zu kondensieren. Die Luftzerlegungseinheit ist jedoch immer noch der Linde-Doppelsäulenzyklus mit den oben beschriebenen Eigenschaften, wie durch die US-A-4,152,130 gezeigt.
  • Weil die oben erwähnten Verfahren alle den herkömmlichen Linde- Doppelsäulenzyklus verwenden, welcher eine im wesentliche vollständige Trennung bzw. Zerlegung von Luft in Sauerstoff und Stickstoff (und Argon in einigen Anwendungen) erzielt, sind diese passend bzw. geeignet, wenn fast alle ganzen Produkte der Luftzerlegung, d.h. Sauerstoff und Stickstoff (und Argon) benötigt werden. In vielen Fällen kann jedoch ein großer Teil des erzeugten Stickstoffs von einer Luftzerlegungsanlage keine Verwendung finden (mit Ausnahme der Kühlung von Wasser in einem Abgas- bzw. Abfallturm). Entsprechend wird ein Teil des Stickstoffprodukts in die Atmosphäre abgelassen, nachdem es die cold box verlassen hat. In anderen Fällen wird ein Teil des Produktgases als Flüssigkeitprodukt verlangt. In jedem dieser Fälle können bessere Zyklen verwendet werden, um die Leistungsaufnahme sowie den Kapitaleinsatz der Luftzerlegungseinheit zu vermindern.
  • Die US-A-4,817,394 offenbart die Zerlegung von Luft in Sauerstoff mit hoher Reinheit und rohes Argon durch fraktionierte Destillation unter Verwendung von Dual- oder Dreifachdruckanordnungen, welche thermisch integrierte Hoch- und Niederdrucksäulen haben, wobei beiden genau berechnete Mengen von flüssiger Luft als Zwischenrückstrom zugeführt werden. Die benötigte Menge der flüssigen Luft wird durch Kondensation von Teilen der Zufuhrluft gegen verdampfenden flüssigen Sauerstoff bei einem Druck von mindestens 0,2 Atmosphären (20 kPa) über dem Druck der Niedrucksäule zur Verfügung gestellt. Ein Qualitätsstickstoffprodukt wird durch dieses Verfahren hergestellt.
  • Die Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche basieren auf der US-A-4,817,394.
  • Die US-A-5,165,245 offenbart ein Verfahren mit einem Doppelsäulensystem bei erhöhtem Druck. Bei diesem Verfahren wird die Kühlung aus der Expansion des Iiochdruckstickstoffs verwendet, um Flüssigprodukte herzustellen. Die Vorzüge solcher Verfahren mit höherem Druck umfassen einen verminderten Druckabfallsverlust und eine in der Größe verringerte Verfahrensausstattung, d.h. Rohre und Wärmeaustauscher Leider ist ein solches Verfahren nicht geeignet, wenn keine Flüssigprodukte hergestellt oder benötigt werden.
  • Das Verfahren der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung eines kryogenen Destillationsverfahrens für die Trennung von komprimierter, trockener und kontaminanten-freier Luft in ihre Bestandteile unter Verwendung eines Destillationssäulensystems mit mindestens zwei Destillationssäulen, welche bei verschiedenen Drücken betrieben werden, wobei der Kopf der Säule mit dem höheren Druck thermisch mit der Säule mit dem niedrigeren Druck kommuniziert, wobei ein Stickstoffprodukt an dem Kopf der Säule mit dem höheren Druck hergestellt wird und ein Sauerstoffprodukt am Boden der Säule mit dem niedrigeren Druck hergestellt bzw. erzeugt wird. Die Verbesserung besteht darin, daß (a) ein Teil der komprimierten, trockenen und kontaminanten-freien Zufuhrluft kondensiert wird, wodurch ein Flüssig-Luftstrom erzeugt wird; (b) zumindest ein Teil des Flüssigluftstroms als unreiner Rückstrom zu zumindest einer Destillationssäule des Destillationssäulensystems zugeführt wird, und (c) ein Abgas- bzw.
  • Ausschußdampfstrom mit einem molaren Stickstoff-Anteil von weniger als 0,95 von einer Stelle in dem Destillationssäulensystem entnommen wird, welche nicht weiter als vier theoretische Stufen bzw. Böden über der Stelle in der Säule angeordnet ist, wo der Flüssigluftstrom von Schritt (b) dem Destillationssäulensystem zugeführt wird.
  • In bevorzugten Ausführungsformen wird der Teil des Flüssigluftstroms von Schritt (b) dem Kopf der Säule mit dem niedrigeren Druck zugeführt, und der Abgasdampfstrom von Schritt (c) wird dem Kopf der Säule mit dem niedrigeren Druck entnommen. Es kann auch ein anderer Teil der Flüssigluft von Schritt (a) einer Zwischenstufe der Säule mit dem höheren Druck zugeführt werden und ein anderer Abgasdampßtrom kann von eine Stelle der Säule mit dem höheren Druck entnommen werden, welche nicht weiter als vier theoretische Stufen über den Böden bzw. der Stelle in der Säule angeordnet ist, wo der andere Teil der Flüssigluft der Säule mit dem höheren Druck zugeführt wird.
  • Weiter kann der Teil der Zufuhrluft von Schritt (a) kondensiert werden durch Wärmeaustausch mit wärmenden Verfahrensströmen, welche das Verfahren verlassen, oder durch Wärmeaustausch mit kochendem bzw. siedendem Flüssigsauerstoff am Boden der Säule mit dem niedrigeren Druck, oder durch beide Wärmeaustauschverfahren.
  • Das folgende ist eine Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung. In den Zeichnungen zeigen:
  • Fig. 1 bis 4 schematische Diagramme von verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 5 und 6 schematische Diagramme der zwei Ausführungsformen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung mit einem eingebauten
  • Verflüssigungszyklus; und
  • Fig. 7 ein schematisches Diagramm des Verfahrens nach dem Stand der Technik, wie in der US-A-5,165,245 gelehrt.
  • Die vorliegende Erfindung ist eine Verbesserung eines kryogenen Destillationsverfahrens für die Zerlegung bzw. Trennung von Luft in deren Bestandteile. Das vorliegende erfindungsgemäße Verfahren verwendet ein Destillationssäulensystem, welches mindestens zwei Destillationssäulen aufweist, wobei der Kopf der Säule mit dem höheren Druck in thermischer Kommunikation mit der Säule mit dem niedrigeren Druck steht. Das kennzeichnende Merkmal und die Verbesserung der vorliegenden Erfindung umfassen: (a) Kondensieren eines Teils der komprimierten, kontaminanten-freien Zufuhrluft durch geeignete Mittel, wie z.B. gegen das Verdampfen von flüssigem Sauerstoff oder anderen Kühiquellen; (b) Verwendung von zumindest einem Teil dieser Flüssigluft als unreinem Rückstrom in einer der Destillationssäulen, und (c) Entnehmen eines Abgasdampfstroms an einer Stelle, die nicht mehr als vier theoretische Stufen bzw. Böden über der Stelle angeordnet ist, wo die Flüssigluft der Säule zugeführt wird, so daß dieser Abgasdampfstrom einen molaren Stickstoffanteil von weniger als 0,95 aufweist. Um die vorliegende Erfindung besser zu verstehen, werden jetzt verschiedene spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung diskutiert.
  • Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform, welche zur Produktion von Sauerstoff bei erhöhtem Druck, Stickstoff bei erhöhtem Druck, sowie flüssigem Argon und etwas (weniger als 10 % der Zufuhrluft) flüssigem Sauerstoff und flüssigem Stickstoff geeignet ist. Bei dieser Ausführungsform wird der komprimierte und trockene, kontaminanten-freie Luftstrom, Leitung 100, zuerst in zwei Teile, Leitungen 102 und 120, aufgeteilt. Der erste Teil, Leitung 102, wird in den Hauptwärmeaustauschern 910 und 911 auf eine Temperatur dicht an dem Taupunkt abgekühlt und dann über Leitungen 106 und 110 der Basis bzw. Unterseite der Säule 920 mit dem höheren Druck zugeführt. Der zweite Teil, Leitung 120, wird weiter in dem Kompressor 900 auf einen höheren Druck komprimiert, und diese Luft mit dem höheren Druck, Leitung 124, wird dann weiter in zwei Unterströme aufgeteilt, Leitungen 126 und 123. Der erste Unterstrom, Leitung 126, wird gekühlt und kondensiert in den Hauptwärmeaustauschern 910 und 911, wodurch flüssige Luft hergestellt wird, Leitung 132, welche weiter in einem wärmeren Unterkühler 912 unterkühlt, mit flüssiger Luft gemischt wird, welche an der Basis bzw. dem Boden der Säule mit dem niedrigeren Druck 921 kondensiert wurde, Leitung 144, weiter in einem kälteren Unterkühler 913 gekühlt, der Druck vermindert und dann über Leitung 136 dem Kopf der Säule mit dem niedrigeren Druck 921 zugeführt wird. Der andere Unterstrom, Leitung 123, wird in dem Kompressor 901 komprimiert und in dem Hauptwärmeaustauscher 910 abgekühlt, und der gekühlte Unterstrom, Leitung 140, wird auf einen geeigneten Druck in der Expansionsmaschine 902 expandiert; bei der vorliegenden Ausführungsform sind der Kompressor bzw. Verdichter 901 und die Expansionsmaschine 902 mechanisch verbunden. Der Expansionsmaschinenausfluß, Leitung 142, wird in einem Kocher/Kondensator 914, welcher bei dem Boden der Säule mit dem niedrigeren Druck 921 angeordnet ist, kondensiert durch Wärmeaustausch gegen verdampfenden flussigen Sauerstoff. Die so erhaltene Flüssigluft, Leitung 144, wird mit der Flüssigluft gemischt, welche von dem wärmeren Unterkühler 912 kommt.
  • In der Säule mit dem höheren Druck 920 wird die Zufuhrluft, Leitung 110, in ein Stickstoffkopfprodukt mit höherem Druck und mit Sauerstoff angereicherte flüssige Bodenprodukte destilliert. Ein Teil des Stickstoffkopfproduktes wird als ein gasförmiger Stickstoftstrom entnommen, Leitung 30, aufgewärmt, um die Kühlung in den Wärmeaustauschern 912, 911 und 910 rückzugewinnen, und als das Hochdruck- Stickstoffgasprodukt (higb pressure gaseous nitrogen product = HPGAN) zurückgewonnen, Leitung 300. Der verbleibende Teil des Stickstoffkopfprodukts mit dem höheren Druck wird in dem Reboiler bzw. Nachverdampfer/Kondensator 915, welcher am Boden der Säule mit dem niedrigen Druck 921 angeordnet ist, kondensiert. Eine Fraktion des kondensierten Stickstoffs wird dem Kopf der Säule mit dem höheren Druck 920 als Rückstrom wieder zugeführt. Eine andere Fraktion, Leitung 10, wird in dem kälteren Unterkühler 913 unterkühlt, die unterkühlte Fraktion, Leitung 12, wird entspannt und phasengetrennt in dem Separator 930. Der flüssige Teil wird als flüssiges Stickstoflprodukt über die Leitung 700 entnommen. Der Dampfteil, Leitung 16, wird mit dem Ausschußstickstoff gemischt, Leitung 40, aufgewärmt, um die Kühlung in den Wärmeaustauschem 913, 912, 911 und 910 rückzugewinnen, und als Abgas abgegeben, Leitung 400. Die mit Sauerstoff angereicherte Bodenproduktflüssigkeit, Leitung 80, wird entnommen, im Druck vermindert, und über Leitung 84 einer Zwischenstufe der Säule mit dem geringen Druck 921 zugeführt.
  • Die Zufuhrströme zur Säule mit dem geringeren Druck 921 werden destilliert, um Sückstoff-Abgas, Leitung 40, und ein flüssiges Sauerstoffbodenprodukt herzustellen. Das Sückstoff-Äbgas, Leitung 40, welches weniger als 95 % Stickstoff enthält, wird mit dem Stickstoffdampf von dem Phasentrenner 930 gemischt, Leitung 16,. Das flüssige Sauerstoffbodenprodukt wird über die Leitung 20 entnommen und in zwei Teile aufgeteilt, Leitungen 22 und 50. Ein erster Teil, Leitung 50, wird in dem kälteren Unterkühler 913 unterkühlt und als ein flüssiges Sauerstoffprodukt über Leitung 500 entnommen. Der andere Teil, Leitung 22, wird in einer Pumpe 903 auf einen geeigneten Druck gepumpt, erwärmt und verdampft in den Hauptwärmeaustauschern 911 und 910, und als gas förmiges Hochdrucksauerstoffprodukt (high pressure gaseous oxygen product = HPGOX), Leitung 200, entnommen.
  • Bei dieser Ausführungsform ist auch eine Seitensäule zum Herstellen von Argon gezeigt. Diese Seitenarmsäule 922 entnimmt Dampfzufuhr aus der Säule mit dem niedrigeren Druck 921 an einem Ort über dem Bodenabschnitt der Säule mit dem niedrigeren Druck und führt die sauerstoftreiche Flüssigkeit von der Seitenarmsäule 922 an derselben Stelle wieder zu. Die Kondensatorleistung für die Seitenarmsäule 922 wird durch die Zwischenflüssigkeit, welche in der Säule mit dem niedrigeren Druck nach unten läuft, zur Verfügung gestellt. Ein flüssiger Argonstrom, Leitung 60, wird entnommen und unterkühlt in dem kälteren Unterkühler 913, bevor er als flüssiges Argonprodukt entnommen wird, Leitung 600.
  • Es ist hilfreich, festzustellen, daß der Expansionsmaschinenausfluß, Leitung 142, mit der abgekühlten Zufuhrluft gemischt, Leitung 106, und direkt dem Boden der Säule mit dem höheren Druck 920 zugeführt werden kann, wenn größere Mengen von unter Druck gesetztem Stickstoff benötigt werden. Diese Möglichkeit ist in Fig. 2 gezeigt. Außer der obigen Veränderung ist der verbleibende Rest der Ausführungsform, welche in Fig. 2 gezeigt ist, der gleiche wie der in Fig. 1 gezeigte.
  • Ein solches Konzept kann verwendet werden, um auch Sauerstoff von geringerer Reinheit herzustellen. Fig. 3 zeigt, wie es in einer Dual-Reboiler- bzw. Nachverdampferlufttrenneinheit verwendet wird, um Sauerstoff von geringerer Reinheit und unter Druck gesetzten Stickstoff herzustellen. Bei dieser Ausführungsform wird die komprimierte, trockene und kontaminanten-freie Luft, Leitung 100, zuerst in zwei Teile aufgeteilt, Leitung 102 und 130. Der kleinere Teil, Leitung 130, wird in dem Kompressor 901 komprimiert, in dem Hauptwärmeaustauscher 910 gekühlt und in der Expansionsmaschine 902 expandiert. Der Expansionsmaschinenausfluß, Leitung 138, wird einer oberen Zwischenstufe der Säule mit dem niedrigeren Druck 921 zugeführt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der Kompressor 901 und die Expansionsmaschine 902 mechanisch verbunden. Der größere Teil, Leitung 102, wird in dem Hauptwärmeaustauscher 910 auf eine Temperatur dicht bei dem Taupunkt abgekühlt, und der gekühlte Teil, Leitung 106, wird in zwei Unterströme aufgeteilt bzw. gespalten. Der erste Unterstrom, Leitung 108, wird dem Boden der Säule mit dem höheren Druck 920 zugeführt. Der zweite Unterstrom, Leitung 110, wird in dem Boiler bzw. Nachverdampfer/Kondensator 914, der in dem Boden der Säule mit dem niedrigeren Druck 921 angeordnet ist, gegen kochenden flüssigen Sauerstoff kondensiert. Die hergestellte Flüssigluft, Leitungsstrom 112, wird dann in zwei Fraktionen aufgeteilt, Leitung 114 und 116. Der kleinere Teil, Strom 114, wird der Mitte der Säule mit dem höheren Druck 920 als unreiner Rückstrom zugeführt. Der größere Teil, Strom 116, wird in dem kälteren Unterkühler 913 unterkühlt, entspannt und dem Kopf der Säule mit dem niedrigeren Druck 921 als flüssigem Rückstrom zugeführt.
  • Die Zufuhrluft zu der Säule mit dem höheren Druck 920 wird in ein Stickstoffkopfprodukt mit höherern Druck und eine mit Sauerstoff angereicherte Bodenproduktflüssigkeit getrennt bzw. zerlegt. Ein Teil des Stickstoffkopfproduktes wird in dem Boiler bzw. Nachverdampfer/Kondensator 916 kondensiert und dem Kopf der Säule mit dem höheren Druck 920 als Rückstrom wieder zugeführt. Der verbleibende Teil des Stickstoffkopfproduktes wird über Leitung 30 entnommen, erwärmt, um die Kühlung in den Wärmeaustauschern 912 und 910 rückzugewinnen, und dann als gasförmiges Sückstoflprodukt (gaseous nitrogen product = GAN) zurückgewonnen, Leitung 300. Die mit Sauerstoff angereicherte Bodenproduktflüssigkeit aus der Säule mit dem höheren Druck, Leitung 10, wird in dem wärmeren Unterkilhler 912 unterkühlt, im Druck vermindert und der Säule mit dem niedrigen Druck 921 über Leitung 14 zugeführt.
  • Die Zufuhrströme der Säule mit dem niedrigeren Druck werden destilliert und in einen Dampfstrom und eine Sauerstoffbodenproduktflüssigkeit zerlegt. Der Dampfstrom von dem Kopf der Säule 921, Leitung 40, welcher weniger als 95 % Stickstoff enthält, wird erwärmt, um die Kühlung in den Austauschern 913, 912 und 910 zurückzugewinnen, und wird als Abgasstickstoffprodukt entnommen, Leitung 400. Der gasförmige Sauerstoff, der dem Boden der Säule 921 entnommen wird, Leitung 20, wird in den Ausstauschern 912 und 910 erwärmt, um die Kühlung rückzugewinnen und als gasförmiges Sauerstoffprodukt (gaseous oxygen product = GOX) rückgewonnen, Leitung 200.
  • Fig. 4 stellt eine gepumpte (pumped) LOX-Ausführungsform der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform dar. Bei dieser Ausführungsform wird der kleinere Zufuhrluftteil, Leitung 130, zuerst in dem Kompressor bzw. Verdichter 900 auf einen höheren Druck komprimiert und dann in zwei Teile zerlegt. Der erste Teil, Leitung 145, wird in dem Hauptwärmeaustauscher 910 gekühlt und kondensiert, unterkühlt in dem wärmeren Unterkühler 912 und mit der Flüssigluft aus dem Boiler/Kondensator 914 gemischt, Leitung 115. Die gemischte Flüssigluft wird dann weiter unterkühlt in dem kälteren Unterkühler 913 und im Druck vermindert, bevor sie über Leitung 120 der Säule mit dem niedrigeren Druck 921 als Rückstrom zugeführt wird. Auch wird Flüssigluft, Leitung 20, auf einen geeigneten Druck mit Pumpe 903 gepumpt, in den Wärmeaustauschern 912 und 910 erwärmt, um die Kühlung zurückzugewinnen, verdampft und als gasförmiges Sauerstoffprodukt rückgewonnen, Leitung 200. Außer den oben stehenden Veränderungen ist der Rest der Ausführungsform, der in Fig. 4 gezeigt ist, der gleiche wie der in Fig. 3 gezeigte.
  • Einige Bezugszeichen, welche in den Figuren 5 und 6 verwendet werden, haben verschiedene Bedeutungen verglichen mit den gleichen Bezugszeichen, die in den Figuren 1 bis 4 verwendet wurden.
  • Fig. 5 ist eine Ausführungsform zum Herstellen einer beträchtlichen bzw. erheblichen Menge von Flüssigprodukten (> 10 % der Zufuhrluft). Bei dieser Ausführungsform wird komprimierte, trockene und kontaminanten-freie Zufuhrluft, Leitung 90, mit Umlaufluft bzw. rückgeführter Luft gemischt, Leitung 800. Dieser gemischte Luftstrom, Leitung 92, wird weiter durch den Kompressor 900 komprimiert, welcher von einer externen Leistungsquelle angetrieben wird, und wird dann noch weiter komprimiert durch einen Compander-Kompressor 901. Nachdem er nachgekühlt wurde, wird dieser Hochdruckluftstrom, Leitung 103, in zwei Teile aufgeteilt, Leitung 104 und 154, welche weiter komprimiert werden durch die Compander-Kompressoren 902 bzw. 903 auf einen höheren Druck als den kritischen Druck der Luft. Der Ausfluß der Kompressoren 902 und 903 wird dann gemischt, und der gemischte Strom, Leitung 107, wird auf eine Temperatur nahe der Umgebungstemperatur abgekühlt. Sobald er nahe der Umgebungstemperatur ist, wird der oben genannte Luftstrom mit kritischem Druck in zwei Teile aufgeteilt, Leitung 110 und 130. Der erste Teil, Leitung 110, wird in dem Wärmeaustauscher 910 abgekühlt und in zwei Unterströme aufgeteilt, Leitungen 114 und 140. Der zweite Teil, Leitung 130, wird gekühlt, in der Expansionsmaschine 904 expandiert; der expandierte Teil, Leitung 133, wird erwärmt, um die Kühlung in dem Wärmeaustauscher 910 zurückzugewinnen. Dieser erwärmte, expandierte zweite Teil enthält den Umlaufstrom, Leitung 800. Der erste Unterstrom des ersten Teils, Leitung 114, wird weiter in den Wärmeaustauschern 911 und 912 auf eine Temperatur abgekuhlt, die niedriger ist als die kritische Temperatur der Luft. Diese dichte fluide Luft unter ihrer kritischen Temperatur, Leitung 117, wird dann in zwei Teile zerlegt bzw. getrennt, Leitungen 118 und 119. Der erste Teil des ersten Unterstroms, Leitung 119, wird im Druck vermindert und einer Zwischenstufe der Säule mit dem höheren Druck 920 als unreiner Rückstrom zugeführt. Der zweite Teil des ersten Unterstroms, Leitung 118, wird in den Unterkühlern 913 und 915 unterkühlt, expandiert in der Dichtfluidexpansionsmaschine (dense fluid expander) 907 und dann über Leitung 126 dem Kopf der Säule mit dem niedrigeren Druck 921 zugeführt. Der zweite Unterstrom, Leitung 140, wird in der Expansionsmaschine 905 expandiert und in zwei Fraktionen aufteilt, Leitungen 136 und 138. Die erste Fraktion des zweiten Unterstroms, Leitung 138, wird dem Boden der Säule mit dem höheren Druck 920 als Zufuhr zugeführt. Die zweite Fraktion des zweiten Unterstroms, Leitung 136, wird in den Wärmeaustauschern 912 und 911 erwärmt, um die Kühlung zurückzugewinnen, und dann mit dem Ausfluß der Expansionsmaschine 904 gemischt, Leitung 133.
  • Die Zufuhr zu der Säule mit dem höheren Druck 920 wird darin zerlegt bzw. getrennt, und drei Ströme werden aus der Säule mit dem höheren Druck 920 entnommen. Ein flüssiger Stickstoffstrom, Leitung 2, wird dem Boiler/Kondensator 916 entnommen, unterkühlt in dem kälteren Unterkühler 915, im Druck vermindert und phasengetrennt in dem Phasenseparator 930. Die Dampfphase, Leitung 6, verläßt den Phasenseparator 930, um mit dem Abgas-Stickstoff von der Säule mit dem niedrigeren Druck 921 gemischt zu werden, Leitung 30. Die flüssige Phase, Leitung 500, verläßt den Phasenseparator 930 als flüssiges Stickstoff(LIN)-Produkt. Ein stickstoffreicher Dampfstrom, Leitung 20, wird der Säule mit dem höheren Druck 920 an dem Kopf oder einige Böden unter dem Kopf der Säule entnommen. Dieser stickstoffreiche Strom, Leitung 20, wird in den Wärmeaustauschern 913 und 912 erwarmt, in der Expansionsmaschine 906 expandiert, weiter auf Umgebungstemperatur in den Wärmeaustauschern 912 und 910 erwärmt und als gasförmiges Stickstoff(GAN)-Produkt rückgewonnen, Leitung 200. Die mit Sauerstoff angereicherte Bodenproduktflüssigkeit von der Säule mit dem höheren Druck 920, Leitung 10, wird in dem wärmeren Unterkühler 913 unterkühlt, im Druck vermindert, für LOX-Unterkühlung in dem Unterkühler 914 verwendet, und über Leitung 16 der Säule mit dem niedrigeren Druck 21 zugeführt.
  • Die Zufuhren zu der Säule mit dem niedrigeren Druck 921 werden darin destilliert, und drei Ströme werden aus der Säule mit dem niedrigeren Druck 921 entnommen. Ein Abgas-Stickstoffstrom, Leitung 30, welcher weniger als 95 % Stickstoff enthält, wird entnommen und mit dem Dampfstrom, von dem Phasenseperator 930 gemischt, Leitung 6. Der erhaltene Dampfstrom, Leitung 310, wird in den Wärmeaustauschern 915, 913, 912, 911 und 910 erwärmt, um Kühlung rückzugewinnen und verläßt das Verfahren als Abgas, Leitung 300, und zwar nahe bei der Umgebungstemperatur. Flüssiger Sauerstoff, Leitung 40, wird entnommen, in dem Unterkühler 914 unterkühlt und als flüssiges Sauerstoff(LOX)-Produkt zurückgewonnen, Leitung 400. Schließlich verläßt ein Dampfstrom, welcher mit Argon angereichert ist, die Säule mit dem niedrigeren Druck bei einem Abschnitt über dem Boden und wird dem Boden der Seitensäule zugeführt, welche diesen zu einem flüssigen argonreichen Strom, Leitung 60, und die sauerstoftreiche Bodenproduktflüssigkeit destilliert, welche der Säule mit dem niedrigeren Druck wieder zugeführt wird, wo die Dampfzufuhr der Seitensäule herkommt. Der Seitensäulenkondensator ist in die Säule mit dem niedrigeren Druck so integriert, daß der Argondampf von dem Kopf der Seitensäule gegen eine Teilverdampfung der Flüssigkeit kondensiert, und zwar ein Paar Böden unter der Stelle, wo die sauerstoftreiche Bodenproduktflüssigkeit von der Säule mit dem höheren Druck, Leitung 16, der Säule mit dem niedrigeren Druck zugeführt wird. Der argonreiche Flüssigstrom, Leitung 60, wird dann in dem Unterkühler 915 unterkühlt, bevor er das System als flüssiges Argonprodukt (LAR) verläßt, Leitung 600.
  • Die Ausführungsform in Fig. 5 zeigt den Fall, wenn die Flüssigkeitsherstellung mehr als 10 % der Zufuhrluft beträgt. Wenn die Flüssigkeitsherstellung geringer ist, können einige der Umlaufströme bzw. rückgeüihrten Ströme (Leitungen 136 und 800) umgekehrt werden, wie in der Ausführungsform von Fig. 6 gezeigt ist, und die Flüssigluftzufuhr zu der Säule mit dem höheren Druck, Leitung 119, kann wahlweise weggelassen werden.
  • Die vorliegende Erfindung hat eine erhebliche Verringerung der Menge des Sauerstoffs von dem Abgasstrom zur Folge, da ein Strom von flüssiger Luft hergestellt und einer Destillationssäule als unreiner Rückflußstrom zugeführt wird, und da eine wesentliche Menge des Dampfes von einer der Säulen bei oder innerhalb von vier Böden über dem Boden entnommen wird, wo die flüssige Luft der 5, ule zugefuhrt wird, so daß dieser Dampfstrom einen molaren Anteil an Stickstoff von weniger als 95 % hat. Das Verfahren dieser Erfindung unterscheidet sich von den herkömmlichen Arten des Entwerfens und Betreibens einer Sauerstofftrenn- bzw. -Zerlegungsanlage, bei welcher die Sauerstoffrückgewinnung maximiert werden soll. Dieses Verfahren der vorliegenden Erfindung hat die folgenden Vorteile gegenüber dem herkömmlichen Verfahren, welches in Fig. 7 dargestellt ist.
  • (1) Weil die minimale Arbeit bei der Zerlegung bzw. Trennung für jedes Mol Sauerstoff bei geringerer Rückgewinnung kleiner ist als bei hoher Rückgewinnung, weist die vorliegende Erfindung einen energetischen Vorteil auf. Z.B. beträgt die minimale Arbeit der Trennung für jedes Mol Sauerstoff 8,35 % weniger in einem Verfahren, bei welchem 85,9 % des Sauerstoffs in der Zufuhrluft als Sauerstoffprodukt rückgewonnen werdern (ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung), als in einem herkömmlichen Verfahren mit einer vollständigen Sauerstoffrückgewinnung.
  • (2) Die vorliegende Erfindung spart Kompressionsrnaschinenausrüstung ein, wenn eine wesentliche Menge (zwischen 15 und 30 % der Zufuhrluft) des Sückstoffs als unter Druck gesetztes Produkt benötigt werden (Lieferdrücke von leicht über dem Druck der Säule mit dem höheren Druck und darüber) oder wenn wesentliche Mengen der Zufuhrluft (> 10 %) als Flüssigprodukt austreten.
    • BEISPIELE
  • Um die Leistungsfähigkeit bzw. Effizienz der vorliegenden Erfindung zu demonstrieren und um einen Vergleich zu dem herkömmlichen Verfahren zur Verfügung zu stellen, wurden die folgenden Beispiele am Computer simuliert. Die Ergebnisse dieser Simulationen veranschaulichen die obigen Punkte. Das folgende Beispiel basiert auf den folgenden Produktionsanforderungen:
  • Die Zyklen bzw. Umläufe, die für die Simulation verwendet wurden, sind die von Fig. 1 und Fig. 7. Das erste ist eine Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung. Das letzte ist ein Verfahren mit einer im wesentlichen vollständigen Rückgewinnung wie in der US-A-5,165,245 offenbart. Die Ergebnisse der Simulation sind in den folgenden Tabellen 1 bis 4 gezeigt. Tabelle 1: Ausstattungsvergleich Tabelle 2: Rückgewinnungs- und Leistungsvergleich
  • Aus Tabelle 1 kann gesehen werden, daß man den Stickstoffkompressor einsparen, den Sauerstoffkompressor durch einen Luftbooster bzw. einen Luftvorschaltverdichter und zwei von Generatoren gespeiste Expansionsmaschinen durch einen Kompander bzw. eine Preß/Dehn-Maschine ersetzen kann. Die Anzahl der Böden wird auch vermindert, so daß die cold box kürzer sein kann. Die in Tabelle 2 gezeigten Daten zeigen an, daß das molekulare Siebbett für das Schema bzw. den Plan von Figur 1 fast 17 % größer sein wird. Die Argon-Rückgewinnung ist jetzt geringer und die absolute Menge des hergestellten Argons ist nicht erheblich verringert. Die Argon-Rückgewinnung der vorliegenden Erfindung ist äquivalent zu 80 % der Argon-Rückgewinnung des herkömmlichen Verfahrens mit einer vollständigen Sauerstoffrückgewinnung. In energetischer Hinsicht ist das Verfahren von Fig. 1 um 2,1 % niedriger. Wenn nur die Energie, die für die Gaszerlegung benötigt wird, verwendet wird, ist diese Leistungseinsparung von 4 % eine erhebliche Gröβe.
  • Es sollte hier erwähnt werden, daß bei der Simulationsbedingung für das in Fig. 1 abgebildete Verfahren das Rückflußverhältnis in der Säule mit dem höheren Druck hoch ist, was bedeutet, daß weniger Böden für eine feste Stickstoffreinheit benötigt werden. Deshalb ist es möglich, mehr Stickstoff zu entnehmen und die Anzahl der Böden in der Säule mit dem höheren Druck zu erhöhen. Demzufolge kann die Leistung weiter verbessert werden. Jedoch wird die Argonrückgewinnung weiter verringert und die Sauerstoffreinheit (oder Rückgewinnung) wird auch abnehmen.
  • Es sollte festgehalten werden, daß das in Fig. 7 gezeigte Verfahren der beste Stand der Technik ist, welcher für die Koproduktion von Sauerstoff und Stickstoff bekannt ist, wenn es bei erhöhten Drücken betrieben wird, weil erhöhte Druckzyklen bzw. -Umläufe um ungefähr 8 % effizienter bzw. leistungsfähiger sind als der herkömmliche Umlauf bei niedrigerem Druck bezüglich der Zerlegungsleistung. Der zusammengesetzte bzw. kumulative Leistungsvorteil der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu dem herkömmlichen Umlauf mit niedrigerem Druck beträgt 12 %. Es ist wichtig festzuhalten, daß ein Umlauf bei erhöhtem Druck eine bestimmte Menge von Flüssigprodukt erzeugen muß, um leistungseffizient zu sein, wenn der gesamte Stickstoff nicht als unter Druck gesetztes Produkt benötigt wird. Jedoch arbeitet das Verfahren der vorliegenden Erfindung auch ohne die Herstellung einer Flüssigkeit. Unter solchen Bedingungen ist der als einzig vergleichbare Umlauf der herkömmliche Umlauf mit geringem Druck, und die vorliegende Erfindung ist bezüglich der Leistung um 12 % besser (bezüglich der Energie, die für die Zerlegung benötigt wird) als der herkömmliche Umlauf mit geringem Druck.
  • Einige der Stromparameter zur Simulation sind in Tabelle 3 und 4 gezeigt. Die Basis der Simulation ist 45,35 kg/mol/h (100 lbmol/h) der Zufuhrluft. Tabelle 3: Stromparameter für die Ausführungsform nach Figur 1 Tabelle 3: fortgesetzt Tabelle 4: Stromparameter für die Ausführungsform nach Figur 7 Tabelle 4: fortgesetzt
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezug auf verschiedene spezifische Ausführungsform davon beschrieben. Diese Ausführungsformen sollten nicht als eine Beschränkung der vorliegenden Erfindung angesehen werden.

Claims (17)

1. Kryogenes Destillationsverfahren für die Trennung von komprimierter, trockener und kontaminanten-freier Luft in ihre Bestandteile unter Verwendung eines Destillationssäulensystems mit mindestens zwei Destillationssäulen (Figuren 1 - 6; 920, 921), welche bei verschiedenen Drücken betrieben werden, wobei
- der Kopf der Säule mit dem höheren Druck (Figuren 1 - 6; 920) thermisch (Figuren 1 - 2; 915; Figuren 3 - 6; 916) mit der Säule mit dem niedrigeren Druck (Figuren 1 - 6; 921) kommuniziert,
- mindestens ein Teil (Figur 1; 123,126; Figur 2; 126; Figur 3; 110; Figur 4; 110, 145; Figuren 5 - 6; 110) der komprimierten, trockenen und kontaminantenfreien Zufuhrluft kondensiert wird (Figur 1; 914, 910, 911; Figur 2; 910, 911; Figur 3; 914; Figur 4, 914, 910; Figuren 5 - 6; 910 bis 912), wodurch ein Flüssigluftstrom (Figur 1; 144, 132; Figur 2; 132; Figur 3; 112; Figur 4; 112, 120; Figuren 5 - 6; 117) erzeugt wird,
- mindestens ein Teil des Flüssiglufttroms (Figuren 1 - 2; 136; Figur 3; 116; Figur 4; 120; Figuren 5 - 6; 126) als unreiner Rückstrom zu zumindest einer Destillationssäule (Figuren 1 bis 6; 921) des Destillationssäulensystems geführt wird,
- ein Stickstoffprodukt (Figuren 1 - 4; 30; Figuren 5 - 6; 2) am Kopf der Säule mit dem höheren Druck (Figuren 1 - 6; 920) erzeugt wird, und
- ein Sauerstoffprodukt (Figuren 1 - 4; 20; Figuren 5 - 6; 40) am Boden der Säule mit dem niedrigeren Druck (Figuren 1 bis 6; 921) erzeugt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
- ein Ausschußdampfstrom (Figuren 1 - 4; 40; Figuren 5 - 6; 30) mit einem molaren Anteil an Stickstoff von weniger als 0,95 an einem Ort in dem Destillationssäulensystem entnommen wird, welcher nicht weiter als vier theoretische Stufen über dem Ort in der Säule (Figuren 1 - 6; 921) angeordnet ist, wo der unreine Rückstrom (Figuren 1 - 2; 136; Figur 3; 116; Figur 4; 120; Figuren 5 -6; 126) dem Destillationssäulensystem zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der unreine Rückstrom der Säule (Figuren 1 - 6; 921) mit dem niedrigeren Druck zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Ausschußdampfstrom (Figuren 1 - 4; 40; Figuren 5 - 6; 30) der einzige Strom ist, welcher aus der Säule mit dem niedrigeren Druck (Figuren 1 - 6; 921) an einem Ort bei oder über der Zufuhr des unreinen Rückstroms (Figuren 1 - 2; 136; Figur 3; 116; Figur 4; 120; Figuren 5 - 6; 126) entnommen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Ausschußdampfstrom (Figuren 1 - 4; 40; Figuren 5 - 6; 30) von der Säule mit dem niedrigeren Druck (Figuren 1 - 6; 921) an einem Ort entnommen wird, der über der Zufuhr zu der Säule von Roh- Flüssigsauerstoff-Bodenprodukten (Figuren 1 - 2; 80; Figuren 3 - 6; 10) von der Säule mit dem höheren Druck (Figuren 1 - 6; 920) liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der unreine Rückstrom (Figuren 1 - 2; 136; Figur 3; 116; Figur 4; 120; Figuren 5 - 6; 126) dem Kopf der Säule mit dem niedrigeren Druck (Figuren 1 - 6; 921) zugeführt wird und der Ausschußdampfstrom (Figuren 1 - 4; 40; Figuren 5 - 6; 30) dem Kopf der Säule mit dem niedrigeren Druck (Figuren 1 - 6; 921) entnommen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein anderer Teil (Figuren 3 - 4; 114; Figuren 5 -6; 119) des Flüssigluftstroms (Figuren 3 - 4; 112; Figuren 5 - 6; 117) einer Zwischenstufe der Säule mit dem höheren Druck (Figuren 3 bis 6; 920) zugeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei ein anderer Ausschußdampfstrom von einem Ort der Säule mit dem höheren Druck Figuren 3 - 6; 920) nicht mehr als vier theoretische Stufen über dem Ort in der Säule entnommen wird, wo der andere Teil der Flüssigluft (Figuren 3 - 4; 114; Figuren 5 - 6; 119) der Säule mit dem höheren Druck (Figuren 3 bis 6; 920) zugeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Teil (Figuren 1 - 2; 126; Figur 4; 145; Figuren 5 - 6; 110) der Zufuhrluft durch Wärmeaustausch (Figuren 1 - 2; 910, 911; Figur 4; 910; Figuren 5 - 6; 910 - 912) mit einem wärmenden Verfahrensstrom (Figuren 1 - 2; 22; Figur 4; 30; Figuren 5 - 6; 310), welcher das Verfahren verläßt, kondensiert wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Teil (Figur 1; 123; Figuren 3 - 4; 110) der Zufuhrluft kondensiert wird durch einen Wärmeaustausch (Figur 1; 3 - 4, 914) mit siedendem Flüssigsauerstoff am Boden der Säule mit dem niedrigeren Druck (Figur 1, 3-4; 921).
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein anderer Teil (Figur 1; 126; Figur 4; 145) der Zufuhrluft kondensiert wird durch Wärmeaustausch (Figur 1; 910, 911; Figur 4; 910) mit einem wärmenden Verfahrensstrom (Figur 1; 20; Figur 4; 30), welcher das Verfahren verläßt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Teil (Figur 1; 132, 14; Figuren 3 - 4; 110) Zufuhrluft kondensiert wird durch Wärmeaustausch (Figur 1, 3-4; 910) mit einem wärmenden Verfahrensstrom (Figur 1; 22; Figur 3; 20; Figur 4; 30), welcher das Verfahren verläßt, und durch Wärmeaustausch (Figur 1, 3-4; 914) mit siedendem flüssigen Sauerstoff am Boden der Säule mit dem niedrigeren Druck (Figuren 1, 3-4; 921).
12. Vorrichtung zum Trennen von komprimierter, trockener und kontaminanten-freier Luft in ihre Bestandteile durch ein Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung aufweist:
- ein Destillationssäulensystem mit mindestens zwei Destillationssäulen (Figuren 1
- 6; 920, 921), welche bei verschiedenen Drücken betrieben werden,
- Mittel (Figuren 1 - 2; 915; Figuren 3 - 6; 916), welche den Kopf der Säule mit dem höheren Druck (Figuren 1 - 6; 920) mit der Säule mit dem niedrigeren Druck (Figuren 1 - 6; 921) thermisch in Verbindung setzen,
- Kondensatormittel (Figur 1; 914, 910, 911; Figur 2; 910, 911; Figur 3; 914; Figur 4; 914, 910; Figuren 5 - 6; 910 - 912) zum Kondensieren von zumindest einem Teil (Figur 1; 123,126; Figur 2; 126; Figur 3; 110; Figur 4; 110, 145; Figuren 5 - 6; 110) der Zufuhrluft, um einen Strom aus flüssiger Luft (Figur 1; 144, 132; Figur 2; 132; Figur 3; 112; Figur 4; 112, 120; Figuren 5 - 6; 117) zu produzieren,
- Leitungsmittel (Figuren 1 - 2; 136; Figur 3; 116; Figur 4; 120; Figuren 5 - 6; 126) zur Zufuhr von zumindest einem Teil des Flüssigluftstromes als unreiner Rückstrom zu zumindest einer Destillationssäule (Figur 1 bis 6; 921) des Destil lationssäulensystems,
- Leitungsmittel (Figuren 1 - 4; 30; Figuren 5 - 6; 2) zum Entnehmen eines Stickstoffprodukts vom Kopf der Säule mit dem höheren Druck (920) und
- Leitungsmittel (Figuren 1 - 4; 20; Figuren 5 - 6; 40) zum Entnehmen eines Sauerstoffprodukts vom Boden der Säule mit dem niedrigeren Druck (Figuren 1 bis 6; 921),
dadurch gekennzeichnet, daß
- Leitungsmittel (Figuren 1 - 4; 40; Figuren 5 - 6; 30) zum Entnehmen eines Ausschußdampfstromes vorgesehen sind, welcher einen molaren Anteil an Stickstoff von weniger als 0,95 aufweist, an einem Ort in dem Destillationssäulensystem, der nicht mehr als vier theoretische Stufen über dem Ort in der Säule (Figuren 1 - 6; 921) angeordnet ist, wo der unreine Rückstrom dem Destillationssäulensystem zugeführt wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Leitungsmittel (Figuren 1 - 2; 136; Figur 3; 116; Figur 4; 120; Figuren 5 - 6; 126), welches den unreinen Rückstrom zuführt, den Rückstrom zu dem Kopf der Säule mit dem niedrigeren Druck (Figuren 1 - 6; 921) zuführt und das Leitungsmittel (Figuren 1 - 4; 40; Figuren 5 - 6; 30), welches den Ausschußdampfstrom entnimmt, den Ausschußdampfstrom von dem Kopf der Säule mit den niedrigeren Druck (Figuren 1 - 6; 921) entnimmt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13 mit Leitungsmitteln (Figuren 3 - 4; 114; Figuren 5 -6; 119), welche einen anderen Teil des Flüssigluftstromes (Figuren 3 - 4; 112; Figuren 5 - 6; 117) an einer Zwischenstufe der Säule mit dem höheren Druck (Figuren 3 - 6; 920) zuführen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, mit I-eitungsmitteln, die einen anderen Ausschußdampfstrom an einem Ort der Säule mit dem höheren Druck (Figuren 3 - 6; 920) entnehmen, welcher nicht mehr als vier theoretische Stufen über dem Ort in der Säule angeordnet ist, wo das Leitungsmittel (Figuren 3 - 4; 114; Figuren 5 - 6; 119) den anderen Teil der Flüssigluft zu der Säule mit dem höheren Druck zuführt (Figuren 3 - 6; 920).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei das Kondensatormittel (Figuren 1 - 2; 910, 911; Figur 4; 910; Figuren 5 - 6; 910-912) einen Teil der Zufuhrluft (Figuren 1 - 2; 126; Figur 4; 145; Figuren 5 - 6; 110) durch Wärmeaustausch mit einem wärmenden Verfahrensstrom (Figuren 1 - 2; 22; Figur 4; 30; Figuren 5 - 6; 310) kondensiert, welcher das Säulensystem verläßt.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei das Kondensatormittel (Figur 1, 3-4; 914) einen Teil der Zufuhrluft (Figur 1; 123; Figuren 3 - 4; 110) durch Wärmeaustausch mit siedendem Flüssigsauerstoff an dem Boden der Säule mit dem niedrigeren Druck (Figur 1, 3-4; 921) kondensiert.
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