[go: up one dir, main page]

DE961631C - Verfahren zum Fraktionieren von Gasgemischen in einer Gasfraktioniersaeule - Google Patents

Verfahren zum Fraktionieren von Gasgemischen in einer Gasfraktioniersaeule

Info

Publication number
DE961631C
DE961631C DEN6813A DEN0006813A DE961631C DE 961631 C DE961631 C DE 961631C DE N6813 A DEN6813 A DE N6813A DE N0006813 A DEN0006813 A DE N0006813A DE 961631 C DE961631 C DE 961631C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
column
gas
cold
fraction
gas mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEN6813A
Other languages
English (en)
Inventor
Jacob Willem Laurens Koehler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Application granted granted Critical
Publication of DE961631C publication Critical patent/DE961631C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Compressor (AREA)

Description

AUSGEGEBEN AM 11. APRIL 1957
N 68131 a j 17 g
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trennen von Gasgemischen, z. B. Luft, in wenigstens zwei Fraktionen in einer mit einem Verdampfer und einem Kondensator versehenen Gasfraktioniersäule.
Es sind verschiedene Verfahren zum Trennen von Gasgemischen in Fraktionen mit verschiedener Flüchtigkeit bekannt. Bei diesen bekannten Verfahren wird z. B. von zu einem höheren Druck zusammengepreßter Luft ausgegangen, welche in einer Gasfraktioniersäule von der flüssigen Fraktion mit dem höchsten Siedepunkt gekühlt· wird, worauf die Luft nach erfolgter Druckherabsetzung mit diesem niedrigeren Druck einer Gasfraktioniersäule zugeführt wird. Im allgemeinen wird die sogenannte Doppelsäule verwendet. Diese Gasfraktioniersäule besteht aus zwei Teilen, nämlich einem Hochdruckteil mit einem Druck von etwa 5 Atm. und einem Niederdruckteil, in dem ein atmosphärischer Druck herrschen kann. Der Kondensator des Hochdruckteiles ist der Verdampfer des Niederdruckteiles, während letzterer Teil am
oberen Ende keinen Kondensator braucht. Diese Säulen werden in der Gasfraktioniertechnik vielfach verwendet und sind als die doppelte Lindesäule bekannt.
5 Obwohl das mit diesen Säulen erreichte Ergebni sehr befriedigend ist, haben sie den Nachteil, daß sie verwickelt sind und wegen ihrer großen Höhe erheblichen Raum beanspruchen. Ein weiterer Nachteil besteht ferner darin, daß. das zu fraktionierende Gasgemisch zusammengepreßt werden muß.
Die Verwendung einer sogenannten halben Säule (dies ist eine Säule, welche aus dem unteren Teil der doppelten Lindesäule besteht) war bisher nicht gut möglich, wenn an die Reinheit der beiden zu gewinnenden Fraktionen hohe Anforderungen gestellt wurden, denn mit dieser sogenannten halben Säule kann nur reiner Sauerstoff und verhältnismäßig unreiner Stickstoff gewonnen werden. Wird die halbe Säule am oberen Ende mit einem Kondensator versehen, mittels dessen die heraufsteigende Fraktion, z. B. Stickstoff, kondensiert wird, so läßt sich allerdings reiner Stickstoff gewinnen, wie es aus der Gasfraktioniertechnik bekannt ist, aber gleichzeitig ergibt sich nur unreiner Sauerstoff.
Auch ein Luftzerlegungsverfahren, insbesondere unter Benutzung einer einfachen Säule, ist bekannt, der die zu zerlegende Luft mit atmosphärischem oder nahezu atmosphärischem Druck zugeführt wird und welches mit einem Hilfsmittel (Stickstoff) arbeitet, das in einem Kompressor zusammengepreßt, im Verdampfer der Trennsäule gekühlt, nach seiner Druckherabsetzung im Kondensator der Trennsäule erwärmt und wieder dem Kompressor im geschlossenen Kreislauf zugeführt wird.
Ein solches Verfahren soll nun nach der Erfindung die Besonderheit aufweisen, daß die im'Kompressionsraum des Kompressors im normalen Betrieb auftretende Höchsttemperatur- unter o° C liegt, wobei der Gasfraktioniersäule gleichzeitig mittels von einer Kaltgaskühlmaschine gelieferter Kälte kalorische Energie entzogen wird. Bezweckt und erreicht wird hierdurch, daß die anfallenden Fraktionen des Gasgemisches, z. B. der Luft, in großer Reinheit gewonnen werden und daß die hierfür benötigte Gasfraktioniersäule sehr viel einfacher ausgebildet sein kann gegenüber den bisher zu diesem Zweck verwendeten Doppelsäulen. Auch bedarf es bei Durchführung dieses Verfahrens nicht der Notwendigkeit, das zugeführte, zu fraktionierende Gasgemisch komprimiert verwenden zu müssen.
Es ist bereits vorgeschlagen, eine Kaltgaskühlmaschine in einer anders wirkenden Anlage zu verwenden, in welchem Falle die ganze benötigte Kältemenge am Kopf einer Gasfraktioniersäule durch eine Kaltgaskühlmaschine zugeführt wird, wohingegen beim erfindungsgemäßen Verfahren nur ein Teil der Kälte durch eine Kaltgaskühlmaschine und der andere Teil durch einen Hilfskreislauf zugeführt wird.
Insoweit hier auf eine Kaltgaskühlmaschine Bezug genommen wird, wird darunter eine Kühlmaschine mit wenigstens zwei Raumteilen verstanden, deren Volumen sich kontinuierlich mit gegenseitig nahezu konstantem Phasenunterschied ändern und von denen einer eine niedrige, e Temperatur und der andere eine höhere Temperatur besitzt, wobei die Raumteile mittels eines Gefrierers, eines Regenerators und eines Kühlers miteinander in Verbindung stehen, und in denen ein Gas gleichbleibender chemischer Zusammensetzung einen geschlossenen thermodynamischen Kreislauf durchläuft, wobei das Gas sich unveränderlich im gleichen Aggregatzustand befindet. Zu solchen KaItgaskühlmaschinen werden auch nach dem umgekehrten Heißgasmotorprinzip wirkende Kühlmaschinen gerechnet.
Bemerkt wird, daß es bei Anlagen zum Erzeugen von Kälte bei niedrigen Temperaturen bekannt ist. ein zusammengepreßtes und sich ausdehnendes Hilfsmittel zu benutzen. Solche Hilfsmittel finden z. B. beim sogenannten Kaskadensystem Anwendung. Bei diesem System wird ein Gas von ursprünglich höherer Temperatur, z. B. Zimmertemperatur, zusammengepreßt und darauf durch Wärmeaustausch mit einem bereits ausgedehnten Gas niedriger Temperatur gekühlt. Diese Anlagen benötigen also zum Kühlen des Gases nach der Kompression einen Wärmeaustauscher. Wenn aber nach der Erfindung ein Kompressor benutzt wird, bei dem die im Kompressionsraum des Kompressors im normalen Betrieb auftretende Höchsttemperatur unter o° C liegen kann und insbesondere, wenn diese Temperatur gleich der Betriebstemperatur des Mittels sein und daher z.B.—400C betragen kann, so sind solche Wärmeaustauscher entbehrlich.
Neu ist also die Erkenntnis, daß solche niedrigen Temperaturen durch Verwendung eines Kompressors bei Gasfraktionieranlagen erhalten werden können, wodurch eine wesentliche Vereinfachung der Anlage erzielt werden kann. Dieser Kornpressor ist dann vorzugsweise als Kolbenmaschine ausgebildet, wobei vom Kolben der Abstand vom den Übergang mit dem im wesentlichen zylindrischen Teil des Kolbens bildenden Rand der das Volumen des Arbeitsraumes der Maschine beeinflussenden Arbeitsoberfläche bis zu den Abdichtungsmitteln des Kolbens gegenüber der Zylinderwand wenigstens o,8mal den Kolbenhub beträgt. Es ist möglich, durch Verwendung dieses Kompressors ein Mittel einen Kreislauf durchlaufen zu lassen, wobei im Verdampfer der Säule, welche vorzugsweise als einfache Säule ausgebildet ist (der das zu fraktionierende Gasgemisch, insbesondere Luft, mit atmosphärischem oder nahezu atmosphärischem Druck zugeführt wird), von diesem Mittel der hier befindlichen Fraktion Wärme zugeführt wird. Hierdurch verdampft wenigstens ein Teil dieser Fraktion, was für die Wirkung der Säule notwendig ist. Das Hilfsmittel wird darauf im Druck herabgesetzt und entzieht sodann Kälte m Kondensator der Säule, worauf es mit z. B.
einer Temperatur von — 2000 C aus dem Kondensator abgeführt und dann nach etwaiger Überhitzung dem Kompressor zugeführt wird, in dem das Mittel wieder zusammengepreßt wird. Aus thermodynamischen Erwägungen erweist es sich als notwendig, von der Säule weitere Kälte abzuführen, wozu nach der Erfindung die Kaltgaskühlmaschine benutzt wird.
Das Verfahren nach der Erfindung kann insbesondere benutzt werden, wenn es erwünscht ist, die in der Gasfraktioniersäule getrennten Fraktionen im gasförmigen Zustand zu gewinnen.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert, in denen einige Anlagen nach der Erfindung dargestellt sind.
Fig. ι zeigt eine Anlage, in der Luft fraktioniert wird, wobei die Fraktionen im gasförmigen Zustand gewonnen werden; in
Fig. 2 ist eine Anlage dargestellt, bei der die Fraktionen im flüssigen Zustand gewonnen werden, während bei der Anlage nach
Fig. 3 eine dritte Fraktion, z. B. Argon, gewonnen wird; in
Fig. 4 ist eine Kaltgaskühlmaschine der in den Anlagen nach den Fig. 1, 2 und 3 benutzten Art dargestellt, und die
Fig. 5 und 6 zeigen eine Ausführungsform des Kompressors.
Die Anlage, nach Fig. 1 besteht aus einer Gasfraktioniersäule 1, welche mit einem Verdampfer 2 und einem aus zwei Hälften 3 und 4 bestehenden Kondensator versehen ist. Die Anlage besitzt ferner einen Kompressor 5, dessen Aufbau an Hand der Fig. 5 und 6 näher beschrieben wird. Der Kompressor besitzt eine Leitung 6, welche an einen im Verdampfer 2 der Säule vorgesehenen Wärmeaustauscher 7 anschließt. Der Wärmeaustauscher 7 ist seinerseits über eine mit einem Reduzierventil 9 versehene Leitung 8 an den Kondensatorteil 3 der Säule angeschlossen. Der Teil 4 des Kondensators ist über eine Leitung 10 an die Kaltgaskühlmaschine 11 angeschlossen, während eine zweite Leitung 12 der Kaltgaskühlmaschine wieder nach dem Kondensatorteil 4 führt. Die Säule ist am oberen Ende mit einer einen Wärmeaustauscher 14 enthaltenden Leitung 13 versehen. Am unteren Ende der Säule befindet sich eine mit einem Wärmeaustauscher 16 versehene Leitung 15. Das zu fraktionierende Gasgemisch wird über eine Leitung 17, in der eine Pumpe 18 vorgesehen sein kann, einen Wärmeaustauscher 19 und die Leitung 20 der Säule ι zugeführt.
Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende: Das zu fraktionierende Gasgemisch, z. B. Luft, wird mit atmosphärischem oder nahezu atmosphärischem Druck zugeführt, wobei die Pumpe 18 bewirkt, daß ein hinreichender Druckunterschied zur Förderung des Gasgemisches zur Säule vorhanden ist. Im Wärmeaustauscher 19 ist das zu fraktionierende Gemisch in Wärmeaustauschkontakt mit den aus der Säule abgeführten Fraktionen. Das Gasgemisch strömt nach der sich daraus ergebenden Temperaturabnahme durch die Leitung 20 zur Säule, in der es in Fraktionen getrennt wird. Die Fraktion mit dem höchsten Siedepunkt, z. B. 6g Sauerstoff, wird im Verdampfer aufgefangen, in dem sie infolge der Zuführung von Wärmeenergie durch das Hilfsmittel des Kompressors 5 wieder verdampft, während ein Teil des so entstandenen reinen gasförmigen Sauerstoffs über die Leitung 15 und den Wärmeaustauscher 16 abgeführt wird. An der kalten Seite der Säule befindet sich Stickstoff. Diesem Stickstoff wird in den Kondensatorteilen 3 und 4 Wärmeenergie entzogen, wobei ein Teil des Stickstoffs im gasförmigen Zustand über die Leitang 13 und den Wärmeaustauscher 14 abgeführt wird.
Das im Kompressor 5 befindliche Mittel, vorzugsweise Stickstoff, wird in diesem Kompressor zusammengepreßt, strömt dann durch den Wärmeaustauscher 7, in dem es das Verdampfen des Sauerstoffs bewirkt, wird darauf mittels des Reduzierventils 9 im Druck herabgesetzt und strömt dann zum Komdensatorteil 3, in dem es dem Stickstoff Wärmeenergie entzieht, worauf das Mittel noch mit sehr niedriger Temperatur zum Kompressor 5 zurückströmt und von neuem zusammengepreßt wird.
Aus thermodynamischen Erwägungen ist es aber noch notwendig, der Säule weitere kalorische Energie zu entziehen. Dies erfolgt im Kondensatorteil 4. Dieser Kondensatorteil enthält ein Hilfsmittel, wozu z. B. gleichfalls Stickstoff benutzt werden kann. Dieser Stickstoff kann in diesem Kondensatorteil verdampfen, worauf der Stickstoffdampf über die Leitung 10 dem Gefrierer der Kaltgaskühlmaschine 11 zugeführt wird, in dem der Stickstoffdampf kondensiert und über die Leitung 12 als flüssiger Stickstoff wieder dem Kondensatorteil 4 zugeführt wird. In Fig. 4 ist die Bauart der Kaltgaskühlmaschine näher verdeutlicht.
Die Anlage nach Fig. 2 enthält eine Säule 21, welche mit einem Verdampferteil 22 und einem Kondensatorteil 23 versehen ist. Die Anlage enthält, ebenso wie es bei der zuvor erläuterten Anlage der Fall ist, einen Kompressor 24, der ein Hilfsmittel über eine Leitung 25, einen Wärmeaustauscher 26, eine eine Reduziervorrichtung 28 enthaltende Leitung 27, einen Wärmeaustauscher 29 und eine Leitung 30 einen Umlauf vollführen läßt. Das zu fraktionierende Gasgemisch wird über eine eine Pumpe 32 und einen Wärmeaustauscher 33 enthaltende Leitung 31, einen Wärmeaustauscher 34 und die Leitung 35 der Säule 21 zugeführt, in der es fraktioniert wird. Ein zweiter Teil des zu fraktionierenden Gasgemisches wird über eine Leitung 36, einen Wärmeaustauscher 37 und eine Leitung 38 der Säule zugeführt, in der dieser Teil gleichfalls fraktioniert wird. Im Kondensator 23 ist der Gefrierer 39 einer Kühlmaschine 40 angeordnet, so daß der Stickstoff am Gefrierer der Kühlmaschine kondensieren kann. Der Kondensator ist ferner mit einer Abführleitung 41 für den entwickelten gasförmigen Stickstoff versehen. Dieser Stickstoff ist im Wärmeaustauscher in Wärmeaustauschkontakt mit
der zu fraktionierenden Luft. Der Verdampfer 22 ist mit einer Abführleitung 42 für den flüssigen Sauerstoff versehen.
Die Wirkungsweise dieser Anlage entspricht im wesentlichen derjenigen der Anlage nach Fig. 1. Das im Kompressor 24 zusammengepreßte Hilfsmittel, z. B. Stickstoff, strömt durch den Wärmeaustauscher 26 und gibt dabei der Fraktion mit dem höchsten Siedepunkt im Verdampfer 22 kalorische Energie ab, strömt durch die Leitung 27, wobei dessen Druck von der Reduziervorrichtung 28 verringert wird, strömt durch den Wärmeaustauscher 29, wobei es der Fraktion mit dem niedrigsten Siedepunkt kalorische Energie entzieht, worauf das Hilfsmittel nach dem Kompressor 24 zurückströmt.
Das zu fraktionierende Gasgemisch wird über die Leitung 31 zugeführt und im Wärmeaustauscher 33 durchgekühlt, worauf ein Teil mittels der Fraktion mit dem höchsten Siedepunkt im Wärmeaustauscher 34 weitergekühlt wird. Dabei wird dieser Fraktion gleichzeitig Wärmeenergie zugeführt, so daß diese Fraktion wenigstens teilweise verdampft, worauf das zu fraktionierende Gasgemisch durch die Leitung 35 zu der Säule 21 strömt, in der es fraktioniert wird. Ein anderer Teil des zu fraktionierenden Gasgemisch strömt durch die Leitung 36 zum Wärmeaustauscher 37, der den Gefrierer 39 der Kaltgaskühlmaschine 40 umgibt und in dem dessen Temperatur herabgesetzt wird, worauf das Gemisch durch die Leitung 38 zur Säule zurückströmt. Dem Kondensator wird nicht nur vom Hilfsmi ttel des Kompressors, sondern auch von der Kaltgaskühlmaschine Wärmeenergie entzogen. Der Fraktion mit dem niedrigsten Siedepunkt, z. B. Stickstoff, wird im Kondensator Wärmeenergie entzogen. Der gewonnene gasförmige Stickstoff wird über die Leitung 41 und den Wärmeaustauscher 33 abgeführt. Aus dem Verdampfer wird über die Leitung 42 flüssiger Sauerstoff abgezapft.
Die Anlage nach Fig. 3 kann Anwendung finden, wenn eine dritte Fraktion gewonnen werden soll. Ist das zu fraktionierende Gasgemisch Luft, so kann die dritte Fraktion z. B. Argon sein.
Die Anlage enthält eine einfache Gasfraktioniersäule 51, welche mit einem Verdampfer 52 und einem aus zwei Teilen 53 und 54 bestehenden Kondensator versehen ist. Ebenso, wie es bei der oben beschriebenen Anlage der Fall ist, besitzt die Anlage nach dieser Figur einen Kompressor 55, der ein Hilfsmittel, z. B. Stickstoff oder Sauerstoff oder ein anderes dazu geeignetes Mittel, über die Leitung 56, den Wärmeaustauscher 57, die mit einer Reduziervorrichtung 59 versehene Leitung 58, den Kondensatorteil 53 und die Leitung 60 einen Umlauf vollführen läßt. Das zu fraktionierende Gasgemisch wird über die Leitung 61 mit der Pumpe 62, den als Wärmeaustauscher dienenden Raum 63 und die Leitung 64 der Säule zugeführt. Aus dem Verdampfer 52 wird über die Leitung 65 und die Kühlspirale 66 die Fraktion mit dem j höchsten Siedepunkt im gasförmigen Zustand abgeführt, während am oberen Ende der Säule über die" Leitung 67 mit der Kühlspirale 68 die dort vorhandene Fraktion abgeführt wird. An einer Stelle in der Säule, an der der Argonprozentsatz hinreichend groß ist, wird das dort vorhandene, aus Sauerstoff und Argon bestehende Gasgemisch über eine Leitung 69 der Säule 70 zugeführt, welche am unteren Ende mit einem Verdampfer 71 und am oberen Ende mit einem Wärmeaustauscher 72 versehen ist. Das in der Säule entwickelte Argon entweicht durch die Leitung 73, während der im Verdampfer aufgefangene flüssige Sauerstoff über die eine Pumpe enthaltende Leitung 74 zur Säule 51 zurückgeführt wird.
Der Kondensatorteil 54 steht über die Leitung 75 wie auch über die Leitung f] mit der Kaltgaskühlmaschine 76 in Verbindung. Im Kondensator und in der Leitung 75 befindet sich ein Hilfsmittel, z. B. Stickstoff, der im Kondensatorteil der Säule Wärme entzieht und dabei verdampft, wobei der Stickstoffdampf durch die Leitung 75 zur Kaltgaskühlmaschine geführt wird, in der dieser Stickstoff mittels von der Kühlmaschine gelieferter Kälte kondensiert wird. Die Leitungen 75 und TJ haben je eine Anzapfung 78 bzw. 79, über welche der Wärmeaustauscher 72 mit diesem Leitungssystem gekoppelt ist, so daß auch in diesem Wärmeaustauscher flüssiger Stickstoff verdampfen kann und der gasförmige Stickstoff wieder zur Kaltgaskühlmaschine zurückgeführt wird.
In den obenerwähnten Ausführungsformen wird Luft fraktioniert. Es ist aber auch möglich, nach den oben beschriebenen Verfahren andere Gasgemische, z. B. Kokereigas, zu fraktionieren. Die Säule 51 ist in der Fig. 3 als Säule mit Schüsseln ausgebildet, während die Säule 70 eine -sogenanßie . »gepackte Säule« sein kann.
In Fig. 4 ist die Kaltgaskühlmaschine dargestellt. Sie ist mit einem Zylinder 80 versehen, in dem sich ein Verdränger 81 und ein Kolben 82 mit einem konstanten Phasenunterschied hin und her bewegen. Der Verdränger 81 ist mittels des Trieb-Stangensystems 83 mit einer Kurbel der Kurbelwelle 84 gekoppelt, während der Kolben 82 mittels der Triebstangen 85 mit Kurbeln derselben Kurbelwelle gekoppelt ist. Der Raum 86 über dem Verdränger ist der sogenannte Gefrierraum, und dieser Raum steht mittels des Gefrierers 87, des Regenerators 88 und des Kühlers 89 mit dem Raum 90 zwischen dem Kolben und dem Verdränger in Verbindung. Letzterer Raum ist der sogenannte gekühlte Raum. Wie oben beschrieben, wird durch die Leitung 91 ein im gasförmigen Zustand befindliches Mittel zugeführt. Dieses Mittel kondensiert auf den Rippen 92 des Gefrierers, und das Kondensat wird durch die Leitung 93 abgeführt.
In den Fig. 5 und 6 ist eine Ausführungsform des beim oben beschriebenen Verfahren verwendeten Kompressors dargestellt, wobei die Fig. 6 ein Schnitt längs der Linie VI-VI aus Fig. 5 ist. Dieser Kompressor ist mit einem Zylinder mit einem Teil 100 versehen, der den Kompressionsraum 101 des Kompressors umschließt. Der Zylin-
der ist ferner mit einem Teil 102 versehen, in dem sich der Kolben 103 hin und her bewegen kann. Der Kolben 103 ist mit einer Kappe 104 versehen. Die Höhe dieser Kappe ist wenigstens o,8mal so groß wie der Hub 61 der Maschine, z. B. I1^nIaI so groß. Wie in Fig. 6 dargestellt, ist der den Kompressionsraum begrenzende Zylinderteil 100 mit zwei Ventilen, nämlich einem Einlaßventil 105 und einem Auslaßventil 106 versehen. Diese Ventile können in bekannter Weise mittels der Hebel 107 bzw. 108 und Nocken 109 bzw. 110 geöffnet und geschlossen werden. Die Bewegung dieser Nocken wird gleichfalls in bekannter Weise der Bewegung der Kurbelwelle 111 entnommen. Die Kurbelwelle ist mit einer Kurbel 112 versehen, welche mittels einer Triebstange 113 mit dem Kolben der Maschine verbunden ist. Der Kompressionsraum 101 ist mittels einer Isolierschicht 114 isoliert. Zwischen dem Zylinderteil 100 und dem Zylinderteil 102 ist ein Zylinderteil 115 angeordnet, der einen kleineren Wärmeleitungskoeffizienten als 0,1 kal/cm Sek. 0C besitzt und z. B. aus einem Chrom-Nickel-Stahl mit etwa 18 «/0 Cr und 8°/» Ni hergestellt ist. Der Zylinderteil 102 wird mittels eines Wassermantels 116 geheizt. Der Kompressor kann mittels eines nicht dargestellten Motors angetrieben werden.

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Fraktionieren von Gasgemischen z. B. in wenigstens zwei Fraktionen in einer Gasfraktioniersäule, wobei ein Hilfsmittel vorhanden ist, welches in einem Kompressor zusammengepreßt wird, worauf das zusammengepreßte Mittel im Verdampfer der Gasfraktioniersäule kalorische Energie abgibt und nach erfolgter Druckherabsetzung in der Gasfraktioniersäule kalorische Energie aufnimmt, worauf das Mittel wieder nach dem Kompressor zurückströmt, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kompressionsraum des Kompressors im normalen Betrieb auftretende Höchsttemperatur unter 00C liegt, wobei der Gasfraktioniersäule gleichzeitig mittels von einer Kaltgaskühlmaschine gelieferter Kälte kalorische Energie entzogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfraktioniersäule als einfache Säule ausgebildet ist, der das zu fraktionierende Gasgemisch, insbesondere Luft, mit atmosphärischem oder nahezu atmosphärischem Druck zugeführt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Gasfraktioniersäule getrennten Fraktionen im gasförmigen Zustand gewonnen werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zu fraktionierende Gasgemisch mittels von der flüssigen Fraktion mit dem höchsten Siedepunkt gelieferter Kälte gekühlt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zu fraktionierende Gasgemisch mittels vom Hilfsmittel gelieferter Kälte nachgekühlt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zu fraktionierende Gasgemisch mittels von einer Kaltgaskühlmaschine gelieferter Kälte gekühlt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Gasgemisches mittels von den flüssigen Fraktionen mit dem höchsten Siedepunkt gelieferter Kälte gekühlt wird, während ein anderer Teil mittels von einer Kaltgaskühlmaschine gelieferter Kälte gekühlt wird (Fig. 2).
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das zu fraktionierende Gasgemisch wenigstens drei Fraktionen enthält, und eine dritte Fraktion gewonnen werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß eine eine Menge der dritten Fraktion enthaltende Gasmenge an einer Stelle der Säule, an der die dritte Fraktion in einem höheren Prozentsatz als im Gasgemisch vorhanden ist, aus der Säule abgeführt und dieses Gasgemisch in einer zweiten Säule fraktioniert wird, wobei "die dritte Fraktion an der kalten Seite dieser Säule abgeführt wird, und dieser Säule mittels von einer Kaltgaskühlmaschine gelieferter Kälte Wärmeenergie entzogen wird (Fig. 3).
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, bei dem das zu fraktionierende Gasgemisch wenigstens drei Fraktionen enthält und eine dritte Fraktion gewonnen werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß eine eine Menge der dritten Fraktion enthaltende Gasmenge an einer Stelle der Säule, an der die dritte Fraktion in einem höheren Prozentsatz als im Gasgemisch vorhanden ist, abgeführt und in einer zweiten Säule fraktioniert wird, wobei die dritte Fraktion an der kalten Seite dieser Säule abgeführt wird, und dieser Säule mittels vom Hilfsmittel gelieferter Kälte Wärmeenergie entzogen wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsmittel das zu fraktionierende Gasgemisch oder eine Komponente desselben benutzt wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 312639, 336719.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 609 658/140 10.56 (609 855 4. 57)
DEN6813A 1952-02-29 1953-02-27 Verfahren zum Fraktionieren von Gasgemischen in einer Gasfraktioniersaeule Expired DE961631C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL314755X 1952-02-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE961631C true DE961631C (de) 1957-04-11

Family

ID=19783765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEN6813A Expired DE961631C (de) 1952-02-29 1953-02-27 Verfahren zum Fraktionieren von Gasgemischen in einer Gasfraktioniersaeule

Country Status (7)

Country Link
US (1) US2824433A (de)
BE (1) BE518067A (de)
CH (1) CH314755A (de)
DE (1) DE961631C (de)
FR (1) FR1079840A (de)
GB (1) GB733668A (de)
NL (1) NL91647C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1173111B (de) * 1960-09-13 1964-07-02 Philips Nv Einrichtung zur Erzeugung von Luft hohen Druckes und von fluessigem Sauerstoff

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3037359A (en) * 1958-10-21 1962-06-05 American Messer Corp Rare gas recovery process
US3214926A (en) * 1963-04-15 1965-11-02 Philips Corp Method of producing liquid oxygen and/or liquid nitrogen
US3241327A (en) * 1963-12-18 1966-03-22 Fleur Corp Waste heat recovery in air fractionation
US4017284A (en) * 1973-05-14 1977-04-12 Cryox Corporation Air distillation apparatus comprising regenerator means for producing oxygen

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE312639C (de) *
DE336719C (de) * 1920-02-03 1921-05-10 Rudolf Mewes Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung technisch reinen Stickstoffs und Sauerstoffs

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US713367A (en) * 1900-03-21 1902-11-11 Wallmann Engine Company Internal-combustion engine.
US1245644A (en) * 1916-08-02 1917-11-06 Gen Electric Internal-combustion engine.
US1251043A (en) * 1916-11-25 1917-12-25 Fuller Kaemmerling Engine Company Method and apparatus for burning fuel.
US1616391A (en) * 1925-10-27 1927-02-01 Prouty Enoch Internal-combustion engine
US1879563A (en) * 1930-03-27 1932-09-27 Gas Res Co Heat engine
US2011964A (en) * 1931-07-28 1935-08-20 Devon Mfg Company Refrigerating machine
US2040112A (en) * 1935-04-05 1936-05-12 Air Reduction Method for the separation and recovery of krypton and xenon from gaseous mixtures containing them
US2284662A (en) * 1936-03-23 1942-06-02 Kahle Heinrich Process for the production of krypton and xenon
DE693926C (de) * 1939-02-02 1940-07-22 Linde Eismasch Ag Verfahren zur Zerlegung von Gasgemischen durch Kompression und Kuehlung mit Hilfe eines Gemischgaskreislaufes
US2270904A (en) * 1939-03-23 1942-01-27 Rutishauser Hans Internal combustion engine
US2217192A (en) * 1939-07-26 1940-10-08 William L Wuehr Internal combustion engine
US2411711A (en) * 1941-09-22 1946-11-26 Baufre William Lane De Method and apparatus for separating and liquefying gases
US2408710A (en) * 1943-12-17 1946-10-01 Air Reduction Process for separating the constituents of air
US2424201A (en) * 1944-02-19 1947-07-15 Air Reduction Separation of the constituents of gaseous mixtures
US2409459A (en) * 1944-06-16 1946-10-15 Air Reduction Separation of the constituents of air
US2482304A (en) * 1946-12-05 1949-09-20 Air Reduction Recovery of the constituents of gaseous mixtures
US2534274A (en) * 1947-01-28 1950-12-19 Lummus Co Fractional distillation
BE480496A (de) * 1947-02-19
FR980658A (fr) * 1948-02-12 1951-05-16 British Oxygen Co Ltd Procédé de séparation fractionnée de l'air
US2731810A (en) * 1949-01-04 1956-01-24 Qjivaiiov snoonilnod
BE495886A (de) * 1949-06-20

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE312639C (de) *
DE336719C (de) * 1920-02-03 1921-05-10 Rudolf Mewes Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung technisch reinen Stickstoffs und Sauerstoffs

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1173111B (de) * 1960-09-13 1964-07-02 Philips Nv Einrichtung zur Erzeugung von Luft hohen Druckes und von fluessigem Sauerstoff

Also Published As

Publication number Publication date
CH314755A (de) 1956-06-30
GB733668A (en) 1955-07-13
FR1079840A (fr) 1954-12-02
BE518067A (de)
US2824433A (en) 1958-02-25
NL91647C (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE961090C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Trennung niedrigsiedender Gasgemische
DE3146335C2 (de) Verfahren zum Erzeugen von Sauerstoff-Produktgas
DE2163139C2 (de) Verfahren zum Betreiben eines geschlossenen Kältekreislaufes und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102008005978A1 (de) Niedertemperaturkraftwerk und Verfahren zum Betreiben eines thermodynamischen Zyklus
EP0021205B1 (de) Hybrides Kompressions-Absorphionsverfahren für das Betreiben von Wärmepumpen oder Kältemaschinen
DE3809680A1 (de) Anlage zur verdichtung von wasserstoffgas
WO1985004216A1 (en) Method and plant intended to a thermodynamic cycle process
DE961631C (de) Verfahren zum Fraktionieren von Gasgemischen in einer Gasfraktioniersaeule
DE1805652B2 (de) Verfahren zur Gewinnung von Frischwasser aus einer wäßrigen Salzlösung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
AT392570B (de) Verfahren zum gefrieren und aufbewahren von produkten und kaeltemittel fuer seine durchfuehrung
DE936750C (de) Anlage mit einer Kaltgaskuehlmaschine, bei der eine Fluessigkeit mittels einer Dampfblasenpumpe von einer niedrigeren nach einer hoeheren Stelle befoerdert wird
DE19533755C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Wärme und Kälte
DE550686C (de) Verfahren zum Zerlegen von Gasgemischen unter Abscheidung der leicht kondensierbarenBestandteile in fluessiger oder fester Form
DE2837695C2 (de)
DEN0006813MA (de)
DE2208912A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung einer Kälteenergie
DE947710C (de) Verfahren zum Scheiden eines Gasgemisches in einer Gasscheidungsanlage und Einrichtung zum Durchfuehren dieses Verfahrens
DE2147110A1 (de) Destillationsverfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit innerer Wärmeübertragung zwischen Rektifizierungs- und Abstreifstufe
DE924154C (de) Verfahren zum Trennen von Gasgemischen, insbesondere Luft, in Fraktionen verschiedener Fluechtigkeit
DE941795C (de) Gastrennanlage
DE1005089B (de) Kaltgas-Kuehlmaschine mit mindestens zwei Raeumen, deren Volumen sich kontinuierlich mit nahezu konstantem Phasenunterschied aendert
DE847292C (de) Verfahren zur Zerlegung von Gasgemischen durch fraktionierte Kondensation unter Druck
DE4244016C2 (de) Mit einem Kreisprozess arbeitende Wärmekraftmaschine
DE970214C (de) Verfahren zum Trennen von Gasgemischen in einer Gastrennkolonne
DE2629573A1 (de) Anlage zur kondensation eines gases