DE324266C - Method and device for cooling gases - Google Patents
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Description
Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung von Gasen. Bei Vorrichtungen zur Verflüssigung tiefsiedender Gase werden -die zu verflüssigenden Gase vor dem Eintritt in den Austauscher möglichst weitgehend getrocknet, um eine Verstopfung der Rohrbündel durch Eis zu verhindern. Nachdem diese Gasse bis zur Verflüssigungstemperatur abgekühlt sind, oder gar die flüssige Phase durchlaufen haben, ist in denselben keine Spur von: Feuchtigkeit mehr enthalten, so daß sie imstande sind, diejenige Wassermenge aufzunehmen, welche der der jeweiligen Temperatur zugehörenden Sättigung entspricht, wobei dem zwecks Sättigung zugeführten Wasser die Verdampfungswärme entzogen und hierdurch dieses und auch gleichzeitig das Gas gekühlt wird.Method and device for cooling gases. With devices to liquefy low-boiling gases - the gases to be liquefied before Entrance to the exchanger as largely dried as possible to avoid clogging to prevent the tube bundle from being exposed to ice. After this alley up to the condensing temperature have cooled down, or have even passed through the liquid phase, is in the same no trace of: contain moisture, so that they are able to To absorb the amount of water which corresponds to the saturation associated with the respective temperature corresponds, with the water supplied for saturation the heat of evaporation withdrawn and thereby this and also the gas is cooled at the same time.
Die sowohl dem Wasser als auch dem Gase entzogene Wärmemenge erscheint alsdann als latente Wärme desjenigen Wasserdampfes, der nunmehr als dampfförmige Feuchtigkeit dem abziehenden Gase beigemischt ist.The amount of heat extracted from both the water and the gases appears then as latent heat of that water vapor, which is now as vaporous Moisture is mixed with the withdrawing gases.
Wird das abziehende Gas einer Verflüssigungsanlage auf diese Weise abgekühlt, so kann es, indem es durch einen Austauscher dem ankommenden zu verflüssigenden Gase entgegengeführt wird, zur Vorkühlung dieses Gases benutzt werden. ' Es sind Vorrichtungen bekannt, welche die Ausnutzung dieser Verdampfungswärme zur Vorkühlung -der zu verflüssigenden Gase bezwecken. Alle diese Vorrichtungen weisen jedoch den Nachteil auf, daß die .eintretenden zu verflüssigenden, getrockneten und auf Kühlwassertemperatur heruntergekühlten Gase innerhalb des zur Verfügung stehenden Temperaturintervalls nicht die gesamte erzeugte Kältemenge aufnehmen können, so daß noch ein Teil der durch die Verdunstung gewonnenen Kältemenge zur weiteren Ausnutzung verfügbar bleibt.Becomes the withdrawing gas of a liquefaction plant in this way cooled so it can be liquefied by passing it through an exchanger to the incoming Gases is countered, can be used to pre-cool this gas. ' There are Devices known which utilize this heat of vaporization for pre-cooling - the purpose of the gases to be liquefied. However, all of these devices have the Disadvantage is that the .eintretenden to be liquefied, dried and at cooling water temperature cooled down gases within the available temperature range can not absorb the entire amount of cold generated, so that still some of the The amount of cold obtained through evaporation remains available for further use.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist nun -die praktisch vollkommene Ausnutzung dieser Kältemenge, wobei von dem Regenerativprinzip zweckentsprechender Gebrauch gemacht wird.The aim of the present invention is now the practically perfect Utilization of this amount of cold, whereby the regenerative principle is more appropriate Use is made.
Eine zur Ausübung des Verfahrens geeignete Vorrichtung ist auf der Zeichnung dagestellt.A device suitable for performing the method is on the Drawing shown.
I ist der Verflüssigungsapparat, II der Hauptkühler mit dem nach dem Regenerativprinzip arbeitenden Kühlmittel, III der Zusatzkühler.I is the condenser, II the main cooler with the one after Coolant working on the regenerative principle, III the additional cooler.
Bei a tritt das zu verflüssigende Gas in den Wärmeaustauscher des Verflüssigers ein; der nicht verflüssigte Anteil, das Abgas, verläßt ihn bei b, nachdem es nahezu die Temperatur des bei a eintretenden Gases angenommen- hat, strömt alsdann in den Hauptkühler-II, wo es mit dem Kühlmittel berieselt wird, und verläßt ihn bei c. Das Kühlmittel, beispielsweise Salzsole, befindet sich in -dem unteren Teile des Hauptkühlers und kühlt das durch die Kühlschlange d streichende komprimierte, zu verflüssigende Gas. Die Pumpe e drückt die Salzsole im Kreislaufe durch die Brause.. Das Abgas tritt nach Verlassen des Hauptkühlers II in den Zusatzkühler III bei g und verläßt ihn bei h, nachdem es durch die bei % aus dem Kompressor kommenden, zu verflüssigenden Gase auf nahezu gleiche Temperatur wie diese vorgewärmt ist.At a, the gas to be liquefied enters the heat exchanger of the Condenser one; the non-liquefied part, the exhaust gas, leaves it at b, after it has almost assumed the temperature of the gas entering at a, flows then into the main cooler-II, where it is sprinkled with the coolant, and leaves him at c. The coolant, for example brine, is located in the lower one Parts of the main cooler and cools the compressed, gas to be liquefied. The pump e pushes the brine in a circuit through the shower. After leaving the main cooler II, the exhaust gas enters the additional cooler III at g and leaves it at h after it comes out of the compressor at%, The gases to be liquefied are preheated to almost the same temperature as this.
Auf diesem' Wege hat sich das Abgas auf den mit Wasser gefüllten Schalen k, die gleichzeitig zur Führung des Gases dienen, mit Wasserdampf gesättigt. Beil verlassen die zu verflüssigenden Gase den Zusatzkühler und gehen von hier zur Kühlschlange d in den Hauptkühler 1I.In this' way the exhaust gas got on the one with water filled shells k, which also serve to guide the gas, with water vapor saturated. The gases to be liquefied leave the additional cooler and go from here to the cooling coil d in the main cooler 1I.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung wird aus dem Folgenden klar.The mode of operation of the device will be clear from the following.
Das bei b austretende Abgas wird in der Praxis mit etwas geringerer Temperatur als das bei a ankommende, komprimierte, zu verflüssigende Gas den V erflüssiger I verlassen. Da es die flüssige Phase durchlaufen hat, ist es vollkommen trocken und sättigt sich deshalb im Hauptkühler II mit Wasserdampf ans der dort in Bewegung befindlichen Salzsole, v erläßt den Hauptkühler bei c mit einer Temperatur, die der des bei f eintretenden Kühlmittels nahezu gleichkommt und in dem dieser Temperatur entsprechenden Sättigungsgrade.The exhaust gas exiting at b will in practice leave the liquefier I at a slightly lower temperature than the compressed gas to be liquefied arriving at a. Since it has passed through the liquid phase, it is completely dry and is therefore saturated in the main cooler II with water vapor from the brine in motion there, v leaves the main cooler at c with a temperature that is almost equal to that of the coolant entering at f and in the degree of saturation corresponding to this temperature.
Das Kühlmittel (Salzsole) sammelt sich im unteren Teile des Hauptkühlers, nachdem ihm das verdunstende Wasser die Verdampfungswärme entzogen hat. Auch hat ihm das von b kommnde kältere Abgas während seines Durchstreichens durch die herabrieselnde Salzsole noch diejenige Wärmemenge entzogen, durch welche das Abgas von der bei b auf die bei c herrschende. Temperatur gebracht wurde. Das durch die Kühlschlange d gedrückte komprimierte Gas wird nahezu auf die tiefste Kühlmitteltemperatur abgekühlt, welche in den oberen Schichten, des Sammelbehälters herrscht, kann aber, wie bereits eingangs erwähnt, dabei nicht so viel Wärme abgeben, als durch die Verdampfung und durch die Anwärmung des Abgases dem Kühlmittel entzogen wird, so daß das Kühlmittel mit einer geringeren Temperatur den Hauptkühler verläßt, als der Eintrittstemperatur der ankommenden komprimierten Gase entspricht.The coolant (brine) collects in the lower part of the main cooler, after the evaporating water has removed the heat of evaporation from it. Also has to him the colder exhaust gas coming from b while it is sweeping through the trickling down Brine still that amount of heat withdrawn by which the exhaust gas from the at b to the one prevailing at c. Temperature was brought. That through the cooling coil d pressed compressed gas is cooled down to almost the lowest coolant temperature, which prevails in the upper layers of the collecting container, but can, as already mentioned at the beginning, do not give off as much heat as through evaporation and is withdrawn from the coolant by heating the exhaust gas, so that the coolant leaves the main cooler at a lower temperature than the inlet temperature corresponds to the incoming compressed gases.
Hier setzt die Erfindung ein. Die Pumpe e befördert die kalte Sole im Kreislauf dem Gasstrom entgegen, wobei die Sole einer fortschreitenden Abkühlung unterworfen wird. Mit fortschreitender Abkühlung des Kühlmittels sinkt auch die Temperatur bei a und damit auch bei b. Infqlgedessen wird auch das Abgas mit immer niedrigerer Temperatur in den Hauptkühler eintreten. Mit dem Sinken der Temperatur des Kühlmittels tritt das Abgas auch immer kälter bei c aus, so daß nach bekannten physikalischen Gesetzen die aufgenommene Wassermenge mit fallendem Temperaturniveau des Systems immer geringer wird, woraus schließlich ein Gleichgewicht entsteht zwischen der durch die abziehenden Gase bei c abgeführten und der durch die ankommenden Gase in d zugeführten Wärmemenge. -In diesem Gleichgewichtszttstaride besitzt das den Hauptkühler bei c verlassende Abgas eine Temperatur und eine Sättigung, welche noch eine weitere Ausnutzung durch Behandlung desselben 'in dem Zusatzkühler III g°stattet. ' Im Gegensatz zum Hauptkühler befindet sich hier das Kühlmittel (Wasser) in, Ruhe auf Schalen, welche gleichzeitig zur Führung des Abgases dienen. Dieses Abgas wird durch die bei i eintretenden komprimierten Gase bis nahezu auf die Eintrittstemperatur der letzteren erwärmt und sättigt sich beim Überstreichen der Schalen, wobei dem _ darauf ruhenden Wasser die Verdampfungswärme entzogen wird und damit auch die ankommenden kornpr imierten Gase abgekühlt werden, so daß in die Schlange d des Hauptkühlers ein Gas eintritt, welches im Gleichgewichtszustande des Systems nahezu der Temperatur bei c entspricht. Der Mangel der früheren Vorrichtungen, wonach, wie eingangs gesagt, die zur Vorkühlung benutzten abziehenden Gase (c) die Vorrichtung mixt niedrigerer Temperatur verlassen als derjenigen, welche der Eintrittstemperatur der zu verflüssigenden Gase (in d) entspricht, ist also beseitigt.This is where the invention comes in. The pump e conveys the cold brine in the circuit against the gas flow, whereby the brine undergoes a progressive cooling is subjected. As the coolant cools down, the also decreases Temperature at a and thus also at b. Accordingly, the exhaust gas is always with it enter the main cooler at a lower temperature. With the drop in temperature of the coolant, the exhaust gas is always colder at c, so that according to known physical laws the amount of water absorbed with falling temperature level of the system gets smaller and smaller, which ultimately results in a balance between that discharged by the exhausting gases at c and that by the incoming gases in d supplied amount of heat. -In this equilibrium state, that possesses the Main cooler at c leaving exhaust gas a temperature and a saturation which still a further utilization by treating the same 'in the additional cooler III g ° equips. 'In contrast to the main cooler, the coolant (water) is at rest here on bowls, which also serve to guide the exhaust gas. This exhaust will due to the compressed gases entering at i up to almost the inlet temperature the latter heats up and saturates when passing over the peel, whereby the _ The water resting on it is withdrawn from the heat of evaporation and thus also the incoming kornpr imierten gases are cooled, so that in the queue d of Main cooler a gas enters, which is almost in the equilibrium state of the system corresponds to the temperature at c. The lack of the earlier devices, according to which, As stated at the beginning, the extracting gases used for pre-cooling (c) the device mixes at a lower temperature than that of the inlet temperature corresponds to the gases to be liquefied (in d), is thus eliminated.
Es ist noch zu bemerken, daß die bei i eintretenden Gase möglichst weitgehend getrocknet sind; auf der zeichnerisch dargestellten Anlage ist angenommen worden, daß die Trocknung durch die Kompression erfolgt. Sollte dies jedoch nicht ganügen, so kann die Trocknung auf chemischem oder anderem Wege ergänzt werden.It should also be noted that the gases entering at i are as close as possible are largely dried; on the system shown in the drawing is assumed that the drying is done by the compression. But it shouldn't If necessary, drying can be supplemented by chemical or other means.
Es erübrigt sich, noch zu bemerken, daß das in beiden Kühlern allmählich verdampfte Wasser periodisch ersetzt werden muß.Needless to say, this is gradual in both coolers Evaporated water must be replaced periodically.
Claims (3)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE930521C (en) * | 1944-03-12 | 1955-07-18 | Benno Schilde Maschb Ag | Gas cooling system with a circulating cooling zone |
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1917
- 1917-02-16 DE DE1917324266D patent/DE324266C/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE930521C (en) * | 1944-03-12 | 1955-07-18 | Benno Schilde Maschb Ag | Gas cooling system with a circulating cooling zone |
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