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DE1929042U - Vorrichtung zum trennen von wasserstoff grosser reinheit aus einem wasserstoff-stickstoffgemisch. - Google Patents

Vorrichtung zum trennen von wasserstoff grosser reinheit aus einem wasserstoff-stickstoffgemisch.

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Publication number
DE1929042U
DE1929042U DEN14886U DEN0014886U DE1929042U DE 1929042 U DE1929042 U DE 1929042U DE N14886 U DEN14886 U DE N14886U DE N0014886 U DEN0014886 U DE N0014886U DE 1929042 U DE1929042 U DE 1929042U
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DE
Germany
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adsorber
hydrogen
pipe
gas
gas mixture
Prior art date
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Application number
DEN14886U
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English (en)
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Description

Vorrichtung zum [Brennen von Wasserstoff großer Reinheit aus einem Wasserstoff-Stickstoffgemisch.
Die Efeu.eru.ng bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trennen von Wasserstoff großer Reinheit aus einem Wasserstoff-Stickstoffgemisch, z.B. 8.US dissoziiertem Ammoniakgas.
Die Neuerung "bezweckt, aus einem Wasserst off-Stickstoff gemisch einen sehr großen Teil des Wasserstoffes in der Größenordnung von 95 $ des in diesem Gemisch vorhandenen Wasserstoffes abzutrennen, wobei nur derjenige Wasserstoff, der sich in dem flüssigen Stickstoff gelöst hat, verloren geht.
Um Wasserstoffgas großer Reinheit aus einem Wasserstoff-Stickstoffgemisch abzutrennen, weist die Vorrichtung gemäß der Heuerung einen Kompressor auf, der mit seinem Ableitungsrohr an einen ersten "Adsorber" angeschlossen ist, der mit seinem anderen Snde mit einem Wärmeaustauscher verbunden ist, in dem das zu trennende Gasgemisch in Wärmeaustausch mit den getrennten Komponenten ist % weiter enthält die Anlage einen Behälter für flüssigen Stickstoff, an den eine Kältequelle zum Liefern flüssigen Stickstoffes anschließt s in welchem Behälter eine Kondensationsvorrichtung, ein Plüssigkeitsabtrenner und zwei weitere "Adsorber" angeordnet sind, wobei die Vorrichtung weiter Rohre und Ventile enthält, um das Gasgemisch nacheinander durch die Kondensationsvorrichtung, den ]?lüssigkeitsabtrenner, und einen der zwei weiteren "Adsorber" zu schicken, und einen Teil des den einen "Adsorber" verlassenden Gases durch den anderen "Adsorber" zurückzuleiten.
HSnwets: Diese Unterlage (Beschreibung und Schufzanspr.) tsr dl« zuletzt eingereichte! sie weicht von der Wort» fasswng dsr ursprßngüoh cirra.'sbfen Unterlägen ab. DIa rashtilsh· Bedeutung dsr Abweichung Ist nicht geprüft. Dia ursprvi$!!«h elnqvS.Xwi ''rterisnan beilntfen sbh In d:«i Awteakten. SIq könnöfi jtiJsrz&'.t ohne Nachwels eiriss rachiiichen Intiieäsoä S6b;:.;«fifnsl eingesahnn werden. Auf Antrag warden hiervon auch Fetokeplen oder-Film» .negative zu den üblichen Preise« geliefert. Deutjchti Patentemt, ©abrauohimuitcriiiil·.
Is hat sich gezeigt, daß diese verhältnismäßig einfache Vorrichtung betriebssicher und mit guter Ausbeute die obenerwähnte Trennung von sehr reinem Wasserstoff aus einem Stickstoff- Wasserstoff-Gemisch durchführen kann.
Bine weitere Ausbildung der Vorrichtung gemäß der Heuerung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gebläse aufweist, das mit seinem Ableitungsende durch ein Verbindungsrohr mit dem ersten "Adsorber" verbunden ist, wobei in das Verbindungsrohr ein Erhitzungsglied aufgenommen ist, so daß der erhitzte Gasstrom den "Adsorber" in einer Richtung durchfließt, die der Richtung des den "Adsorber" durchfließenden zu trennenden Gasgemisches entgegengesetzt ist, wobei ein hitzempfindliches Glied angeordnet ist j das den Erhitzer ausschaltet^wenn der "Adsorber" eine bestimmte Temperatur erreicht hat.
Um zu verhüten, daß Verunreinigungen, die die ersten "Adsorber" passiert haben, sich zwischen diesem "Adsorber" und dem Wärmeaustauscher ablagern und dieses Rohr verstopfen, weist die neue Vorrichtung zweckmäßig ein Rohr mit einem Ventil auf, das die Verbindung zwischen dem Erhitzer und dem Rohr, durch das das zu trennende Gasgemisch dem Wärmeaustauscher zugeführt wird, bilden kann.
Um eine gute Reinigung der weiteren "Adsorber" zu erhalten, kann im Ableitungsrohr des reinen Wasserstoffes ein Reduzierventil angeordnet sein, in dem ein Teil des Yfasserstoffes im Druck herabgesetzt wird, welcher Teil in umgekehrter Richtung durch den anderen weiteren "Adsorber" geschickt wird.
Außerdem ist zweckmäßig ein weiteres Rohr an das Ableitungsrohr für gereinigten Wasserstoff angaschlossen,das in das Zuführungsrohr für zu trennendes Gasgemisch mündet, in welchem Rohr ein Regelventil vorgesehen ist, das den Durchgang dieses Rohres freigibt wenn der Vorratsraum für den gereinigten Wasserstoff voll ist.
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Die feuerung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Einfachheitshalber ist "bei der Beschreibung immer von einer Vorrichtung zum Abtrennen von Wasserstoff großer Reinheit aus dissoziiertem Ammoniak die Rede, obwohl mit dieser "Vorrichtung auch Wasserstoff aus anderen Wasserstoff-Stickstoffgemischen abgetrennt werden kann.
Die Zeichnung zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Abtrennen von Wasserstoff aus dissoziiertem Ammoniakgas.
In der Zeichnung ist die Bezugsziffer 1o ein Vorratsbehälter für Ammoniakgas, aus dem einem Ammoniak-Dissoziationsgefäß 12 Ammoniakgas zugeführt wird. Das dissoziierte Ammoniak aus der Vorrichtung 12 wird bei 14 mit Reinigungswasserstoff kombiniert, der den ganzen Zyklus durchlaufen hat, und durch das Rohr 16 einem Kompressor 18 zugeführt bei einem Saugdruck von etwa o,4 at. Das zugeführte Gasgemisch enthält dann etwa 24 fo H2 un<3-76 fo Hp und wird im Kompressor bis auf einen Druck von etwa 63 at. komprimiert. Das komprimierte Gas wird durch das Rohr 2o einem Kühler 22 zugeführt. Nachdem das komprimierte Gas in dem Kühler 22 gekühlt ist, wird es durch einen der zwei Ammoniak-"Adsorber" 24 oder 26 geschickt, abhängig von der Lage der Ventile 17, 19, 37, 35, 29, 28, 3o und 31. Die "Adsorber" 24 und 26 enthalten ein Adsorbens, z.B. Molekularsiebe, die zum Entfernen von Spuren nicht dissoziiertes Ammoniak und Feuchtigkeit, die noch im Gasgemisch vorkommen, verwendet werden. Diese "Adsorber" werden abwechselnd verwendet, derart, daß, während durch den einen "Adsorber" der zu reinigende Gasstrom geschickt wird, der andere durch Abstickstoff gereinigt wird. Das Gasgemisch wird nach dem Passieren der "Adsorber" durch das Rohr 32 einem Hauptwärmeaustauscher 34 zugeführt, in dem das Gasgemisch durch die die Anlage verlassenden Gase bis auf einige Grad über seinem Taupunkt gekühlt wird.
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Im Rohr 4o sind ein Gebläse 36 und ein Erhitzer 33 mit Thermostat angeordnet. Me Hauptaufgabe dieser Seile ist das Abtauen eines der "Adsorber" 24 oder 26, der in diesem Augenblick nicht in dem Strom des zu reinigenden Gasgemisches eingeschaltet ist. Die Wirkungsweise ist folgende. Wenn der "Adsorber" 24 im Strom des zu reinigenden Gasgemisches eingeschaltet ist, so muß der "Adsorber" 26 abgetaut und gereinigt werden, wobei das Gebläse 36 einen warinen Gasstrom durch das offene Yentil 31 in den "Adsorber" 26 bläst. Dieser Gasstrom verläßt den "Adsorber" durch das Yentil 29? wobei das Yentil 3o geschlossen ist, und geht durch das Rohr 33 zur Austrittsöffnung»
Im anderen PaIl5 d.h. wenn der "Adsorber" 24 abzutauen ist, so geht der warme Gasstrom durch das geöffnete Yentil 35 in den "Adsorber" 24 und geht nach dem "Adsorber" durch das geöffnete Yentil 37 zur Austrittsöffnung.
Die Vorrichtung enthält weiter einen Temperaturanzeiger 39? der durch ein nicht dargestelltes Regelsystem den Erhitzer 38 ausschaltet, wenn die gewünschte Temperatur erreicht ist. Dann bläst das Gebläse 36 nichterhitztes Gas durch die "Adsorber", so daß diese gekühlt werden.
line zweite Funktion des Geblä,ses 36 und des Erhitzers 38 ist das Abtauen von Ammoniak, das möglicherweise die "Adsorber" 24 und 26 passiert hat und sich im Rohr 32 abgelagert hat, wodurch dieses verstopfen kann. Dies wird dadurch erzielt, daß das Yentil 41 von Hand aus geöffnet wird, so daß warmes Gas das Rohr 32 erreichen kann.
!lach dem Passieren des Hauptwärmeaustauschers 34 wird das zu trennende Gasgemisch durch ein Rohr 42 einer in flüssigen Stickstoff im Behälter 46 getauchten Kondensationsvorrichtung 44 zugeführt. In dieser ICondensationsvorrichtung 44 wird das zu trennende Gasgemisch bis auf eine im wesentlichen der Temperatur des flüssigen Stickstoffes gleiche Temperatur abgekühlt.
Beim Verlassen der Kondensat!onsYorrichtung 44 ist der Stickstoffgehalt des zu trennenden Gasgemisches von 24 °/° bis auf et-
wa 7p" 7° ^p zurückgebracht. Die kondensierte Flüssigkeit enthält etwa 12,5 c/° in Stickstoff gelöstem Wasserstoff. Der Dampf und die flüssigkeit werden in einem flüssigkeitsabtrennungsgefäß voneinander getrennt. Der Behälter 48 ist auch in den flüssigen Stickstoff im Behälter 46 getaucht, um zu verhüten, daß das Kondensat durch lärmelecke wieder verdampft. Der Dampf wird dann durch das Eohr 5o dem "Adsorber" A zugeführt. Beim Passieren des "Adsorbers" werden im wesentlichen alle Kestspuren des Stickstoffes aus dem Dampf adsorbiert, so daß ein sehr reines Wasserstoffprodukt erhalten wird.
Der reine Ifasserstoff wird dann in zwei Seile aufgeteilt. Der größte Teil wird durch das Eohr 52 dem Hauptwärmeaustauscher 34 zugeführt9 in dem er bis etv\ra Zimmertemperatur erhitzt wird, und dann durch das Rohr 52 bei 54 als das reine Wasserstoffprodukt der Yorrichtung entnommen.
Ein Ventil 56 sorgt dafür, daß ein bestimmter Druck im Eohr aufrechterhalten wird. Um einen Dauerbetrieb der Anlage zu siehern, wird das Produkt automatisch durch das Ventil 58 dem Kompressor 18 zugeführt, wenn der Vorratsbehälter für das Produkt voll ist.
Der andere Seil des Wasserstoffes wird im Ventil 6o bis auf einen Druck, der nur wenig höher ist als der Atmosphärendruck, gedrosselt. Dann wird dieser liederdruckwasserstoff durch das Eohr 62 einem der beiden "Adsorber" A oder B zurückgeleitet. Im dargestellten ]?all ist dies der "Adsorber" B, der durch diesen Gasstrom von in ihm adsorbierten Stickstoffresten gereinigt wird. Die Eeinigung erfolgt bei der gleichen Temperatur wie die Absorption und beruht also nur auf einen Druckunterschied zwischen den hin- und hergehenden Strömen.
Der reine Wasserstoff, der durch das Sohr 53 auf dem Behälter mit flüssigem Stickstoff abgeleitet wird, kann das Rückschlagventil 63 nicht passieren aber wird durch das Rückschlagventil 67 und das Rohr 52 dem Torratsgefäß für das Produkt zugeführt. Ein Seil des Wasserstoffes wird bei 91 abgetrennt und im Ventil 92 in Druck ermäßigt und dann durch das Rohr 62 und das offene Rückschlagventil 61 dem "Adsorber" B zugeführt, !falls der "Adsorber" A zu reinigen ist, wird der Hiederdruckwasserstoff durch das Rückschlagventil 63 und das Rohr 53 dem "Adsorber" A zugeführt.
Die "Adsorber" sind aus zwei Gründen in flüssigen Stickstoff getaucht. Erstens wird die bei der Adsorption entwickelte Wärme durch den flüssigen Stickstoff abgeleitet, so daß die "Adsorber" während der Adsorption ihre niedrige Temperatur beibehalten. Yifenn die !Temperatur der "Adsorber" ansteigt, so ergibt sich eine Herabsetzung der Adsorptionsfähigkeit.
Der zweite Grund ist, daß der flüssige Stickstoff zugleich dafür sorgt, daß während der Desorption die dabei entwickelte Kälte vernichtet wird. Abkühlung des "Adsorbers" während des Desorptionszyklus würde der Reinigung dieses "Adsorbers" entgegenwirken.
Das den "Adsorber" B durch das Rohr 64 verlassende Reinigungsgas besteht aus Wasserstoff und aus Stickstoff, der aus dem "Adsorber" entfernt ist. Dieser Reinigungsgasstrom wird im Hauptwärmeaustauseher 34 erhitzt und dann durch die Rohre und 16 dem Kompressor 18 zugeführt.
Der flüssige Stickstoff unten im !Flüssigkeitsabtrennungsbehälter 48 wird durch das Rohr 66 abgeleitet und durch ein Drosselventil 68 dem Behälter 46 für flüssigen Stickstoff zugeführt. Eine nach dein umgekehrten Heißgasmotorprinzip arbeitende Kaltgaskältemaschine 7o ist mit dem Behälter 46
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verbunden. Die Kaltgaskältemaschine 7o ist über ein Dampfzuführungsrohr 72 und ein flüssigkeitsableitungsrohr 74 mit dem Behälter 46 verbunden.
Durch Expansion der flüssigkeit verdampft aus dem Behälter 48 ein Teil des Stickstoffes und der gesamte in der flüssigkeit gelöste Wasserstoff im Tentil 68. Die gebildeten Dämpfe sowie der im Behälter 46 verdampfte Stickstoff verlassen diesen Behälter. Ein Teil des Stickst off dampf es wird in der Ka3tgaskältemaschine 7o kondensiert, worauf das ICondensat dem Behälter 46 zugeführt wird» Der restliche Teil des Dampfes wird durch das Rohr 73 dem Wärmeaustauscher 34 zugeführt, in ihm erhitzt und dann aus der Anlage abgeleitet. Mittels der beschriebenen Vorrichtung kann etwa, 95 i° des im zu trennenden Gasgemisch vorhandenen Yiasserstoffes zurückgewonnen werden.
Die "Adsorber" A und B werden auf folgende Weise automatisch umgeschaltete Es wird angenommen, daß der "Adsorber" A unter einem Druck von etwa 65 at. steht, während der "Adsorber" B gerade bei einem niedrigen Druck von etwa, 1p- at. gereinigt ist. Die Schaltventile nehmen dann die folgenden Lagen an3 Tentil ist offen, Ventil 78 ist geschlossen, Yentil 8o ist geschlossen, Yentil 82 ist offen und Yentil 84 ist geschlossen. Das Umschalten der "Adsorber" erfolgt in zwei Stufen» Erstens wird der Druck in den beiden "Adsorbem" gleich gemacht und dann wird der eine unter Druck gebracht und der andere in Druck ermäßigt O
Während der ersten Stufe sind die Yentile 76, 78, 8o und 82 geschlossen, während das Yentil 84 geöffnet ist. Die "Adsorber" A und B stehen dann mit-einander in offener Verbindung, so daß der Druck in den beiden gleich wird. Während dieser Periode steigert sich der Druck im flüssigkeitsabtrennungsbehälter 48. Die Drucksteigerung im Behälter 48 soll beschränkt bleiben, weil mit der Steigerung des Druckes die Konzentration an Stickstoff im Dampf zunimmt. Das Volumen des Behälters 48 ist
daher derart gewählt; daß eine abnormal hohe Steigerung des Druckes verhütet wird.
Die zweite Stufe beim Umschalten ist das Anordnen des "Adsorbers" B in den zu reinigenden Gasstrom und des "Adsorbers" A in den Reinigungsstrom. Dies erfolgt durch Öffnen der Ventile 78 und 80 und Schließen der Ventile 76, 82 und 84. In diesem Augenblick herrscht in den beiden "Adsorbern" A und B der gleiche Druck, der etwa gleich der Hälfte des Druckes ist bei der die Adsorption stattfindet. Der Druck im "Adsorber" A wird ermäßigt, während der Druck im "Adsorber" B, bei dem die Adsorption stattfindet;, aufgebaut wird.
Um während der Herabsetzung des Druckes im "Adsorber" A zu verhüten* daß der Druck bei 14» also auf der Saugseite des Kompressors 18, zu hoch wird, ist ein Druckgefäß 86 vorgesehen. Ein Rückschlagventil 88 verhütet ein Zurückfließen des Gases zum Animoniakdissoziationsbehälter 12.
Z?/ischen dem flüssigkeitsabtrennungsbehälter 48 und den Umschaltventilen 76 bis 84 ist ein Rückschlagventil 94 vorgesehen. Das Ventil 9° dient zum Aufrechterhalten eines Druckes im Behälter 48, der immer höher ist als der normale Arbeitsdruck (65 ate). Wenn das Ventil 90 nicht angeordnet wäre, so hätte das Umschalten der Umschaltventile eine zu plötzliche Druckermäßigung im Behälter 48 zur folge. Hieraus würde sich ein Verdampfen des flüssigen Stickstoffes in diesem Gefäß ergeben, wodurch die Stickstoffkonzentration im zu trennenden Dampfgemisch unzulässig zunehmen würde. Zugleich würde durch die plötzliche Verdampfung der flüssige Stickstoff stark zu sieden anfangen und dies könnte zu einer Beförderung von !Flüssigkeit zu den "Adsorbern" führen. Die beiden obigen Effekte verursachen eine schnelle Verschmutzung der "Adsorber" A und B. Dies wird bei der Vorrichtung gemäß der !Teuerung durch Anordnung des Rückschlagventils 9o verhütet.
Das Ventil 92 im Rohr 62 sorgt dafür? daß während der Aufbauperiode des Adsorptionsdruckes im "Adsorber" B der Druck in diesem "Adsorber" B nicht sinken kann, indem zu viel Gas aus diesem "Adsorber" durch das Ventil 6o dem "Adsorber" A zufließt.
Das flüssigkeitsniveau im Behälter für flüssigen Stickstoff wird automatisch durch einen flüssigkeitsniveauaufnehmer geregelt 5 der das Ein- und Ausschalten der Kaltgaskältemaschine regelt. Ein druckgeregelter Schalter 96 schaltet die Kaltgaskältemaschine 7o &us9 wenn der Druck im Sohr 73 unter einen vorgeschriebenen Mindestwert sinkt. Hierdurch wird verhütet, daß atmosphärische luft in das Ableitungsrohr 73 für den Stickstoff gesaugt wird.
Es wird noch bemerkt, daß bei der beschriebenen Vorrichtung eine kleine Menge an sauberem Stickstoffgas zum Spülen eines Kalteschrankes verwendet wird, der die kalten Teile der Anlage umgibt. Dieses Stickstoffgas wird durch Abzapfen einer Menge Kondensat der Kaltgaskältemaschine 7o erhalten. Dieses Kondensat fließt durch das Eohr 75 zu einer Verdampfungsspirale 77, wo es in Ifärmeaustausch mit dem zu trennenden Gasgemisch verdampft. Bei dieser Verdampfung wird etwa die Hälfte der Kälte des Stromes zurückgewonnen. Statt einer Kälteschrank!sollerung ist es auch möglich, eine Vakuumisolierung zu verwenden.
1o -

Claims (1)

  1. PAbHbbi*3U.3.o3
    - ίο -
    Schutzansprüehe
    1, Vorrichtung zum !!rennen von Wasserstoff großer Reinheit aus einem Stickstoff- Wasserstoffgemisch, dadurch gekennzeichnet, daß die Torrichtung einen Kompressor aufweist, der mit seiner Ableitung an einen ersten "Adsorber" angeschlossen ist, der auf seiner anderen Seite mit einem Wärmeaustauscher verbunden ist, in dem das zu trennende Gasgemisch in Wärmeaustausch mit den abgetrennten Komponenten ist, weiter einen Behälter für flüssigen Stickstoff enthält, an den eine Kältequelle zum Liefern des flüssigen Stickstoffes anschließt, in welchem Behälter eine Kondensationsvorrichtung, ein Flüssigkeitsabtrenner und zwei weitere "Adsorber" angeordnet sind, und weiter Rohre und Ventile vorgesehen sind, um das Gasgemisch nacheinander durch die Kondensationsvorrichtung, den flüssigkeit sabtrenner und einen der zwei weiteren "Adsorber" zu schicken und einen Teil des den einen "Adsorber" verlassenden Gases durch den anderen "Adsorber" zu schicken.
    2ο Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gebläse aufweist, das mit seiner Ableitungsseite durch ein Verbindungsrohr mit dem ersten "Adsorber" verbunden ist, wobei in das Verbindungsrohr ein Irhitzungsglied aufgenommen ist, so daß der erhitzte Gasstrom den ''Adsorber" in einer Richtung durchfließt, die der Richtung, in der das zu trennende Gasgemisch ihn durchfließt, entgegengesetzt ist, wobei ein hitzeempfindliches Glied vorhanden ist, das den Erhitzer ausschaltet, wenn der "Adsorber" eine bestimmte Eemperatur erreicht hat.
    - 11 -
    ο Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Eohr mit einem Yentil aufweist, welches Rohr die Verbindung zwischen dem Erhitzer und dem Eohr durch das das zu trennende Gasgemisch dem Wärmeaustauscher zugeführt wird j "bilden kann.,
    4ο Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Ableitungsrohr des reinen Wasserstoffes ein Eeduzierventil vorgesehen ist, in dem ein Teil des Wasserstoffes in Druck herabgesetzt wird,
    welcher Heil in umgekehrter Eichtung durch den anderen
    weiteren "Adsorber" geschickt wird.
    5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an das Ableitungsrohr für den gereinigten Wasserstoff ein weiteres Eohr angeschlossen ist, das in das Zuführungsrohr für das zu trennende Gasgemisch mündet, in welchem Eohr ein Regelventil vorgesehen ist, das den Durchgang dieses Eohres freigibt, wenn der Vorratsraum für den gereinigten Wasserstoff voll ist.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1581209A (de) * 1967-08-29 1969-09-12
GB1381112A (en) * 1971-04-20 1975-01-22 Petrocarbon Dev Ltd Separation of gas mixtures
US4266957A (en) * 1979-06-07 1981-05-12 Petrocarbon Development Limited Recovery of hydrogen and ammonia from purge gas
US4717406A (en) * 1986-07-07 1988-01-05 Liquid Air Corporation Cryogenic liquified gas purification method and apparatus
US4959088A (en) * 1989-04-14 1990-09-25 Andrija Fuderer Method of producing nitric acid and refrigeration
US5106399A (en) * 1991-02-25 1992-04-21 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Argon purification system
US20240208813A1 (en) * 2022-12-22 2024-06-27 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Method for separating hydrogen and nitrogen from cracked ammonia

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3126265A (en) * 1964-03-24 Process and apparatus for separating
US1057052A (en) * 1910-12-15 1913-03-25 Philippe Auguste Guye Process of recovering nitrous vapors or oxids of nitrogen diluted in indifferent gases.
US1819498A (en) * 1929-08-22 1931-08-18 Ai Root Co Air circulating and clarifying unit
US1961201A (en) * 1932-03-02 1934-06-05 Baufre William Lane De Process for separating mixed gases by liquefaction
US2586670A (en) * 1945-01-31 1952-02-19 Christian J Lambertsen Selective gas adsorber
BE502782A (de) * 1950-04-26
US2903859A (en) * 1955-09-22 1959-09-15 Union Carbide Corp Process and apparatus for separating gas mixtures
US2895303A (en) * 1956-05-17 1959-07-21 Little Inc A Purification of low-boiling gases
US2909903A (en) * 1956-11-07 1959-10-27 Little Inc A Liquefaction of low-boiling gases
US3092461A (en) * 1960-01-20 1963-06-04 Air Prod & Chem Process for producing liquid hydrogen
US3011589A (en) * 1960-03-21 1961-12-05 Mark Chemical Company Inc Van Method for producing exceptionally pure hydrogen
US3109725A (en) * 1961-11-01 1963-11-05 Bendix Corp Hydrogen liquefaction

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