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DE2544340A1 - Verfahren zur luftzerlegung - Google Patents

Verfahren zur luftzerlegung

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DE2544340A1
DE2544340A1 DE19752544340 DE2544340A DE2544340A1 DE 2544340 A1 DE2544340 A1 DE 2544340A1 DE 19752544340 DE19752544340 DE 19752544340 DE 2544340 A DE2544340 A DE 2544340A DE 2544340 A1 DE2544340 A1 DE 2544340A1
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air
gas
heat exchanger
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Description

25U34Q
LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
j (H 8θ4) Η 75/70
' 7 Ke/fl
° 1. Oktober 1975
ι« Verfahren zur Luft zerlegung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Luftzerlegung 1 durch zweistufige Tieftemperaturrektifikation.
Bei bekannten Verfahren dieser' Art wird die zu zer-Ii legende Luft meist in einem umschaltbaren Hauptwärmetauscher jj abgekühlt. Dabei werden Verunreinigungen, wie Wasser und Kohlen-
i| dioxid ausgefroren. Durch periodisches Vertauschen der Strömungs-
\ kanäle für Eintrittsluft und Spülgas werden diese ausgefrorenen j Verunreinigungen wieder verdampft und mit dem Spülgas aus der u Anlage geführt. Aus thermodynamischen Gründen sind zur Wieder-
|j verdampfung der ausgefrorenen Verunreinigungen kleine Tempera- ·' turdifferenzen zwischen der Eintrittsluft und dem Spülgas notwen-
7G9815/0099
254A34Q
LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
-sr-
dig. (Siehe dazu "Planck Handbuch der Kältetechnik, 1957, 1. Auflage, Band VIII Seiten 202, 203). Um diese kleinen Temperaturdifferenzen in dem Hauptwärmetauscher einzustellen wird in manchen Verfahren ein als Ausgleichstrom wirkender Gasstrom der Druckstufe entnommen und im kalten Teil des Hauptwärmetauschers gegen die eintretende Luft angewärmt. Um die mechanische Verdichtungsenergie wenigstens teilweise wiederzugewinnen, wird der Ausgleichsstrom in einer Turbine arbeitsleistend entspannt. Dabei entsteht Kälte, die bei kleinen Anlagen benötigt wird, um die Isolationsverluste zu kompensieren. Bei großen LuftZerlegungsanlagen, die sich durch relativ geringe Kälteverluste auszeichnen, entsteht bei der Entspannung mehr Kälte als zur Deckung der Verluste benötigt wird. Dies hat zur Folge, daß der Vorteil der geringen Isolationsverluste bei Großluftzerlegungsanlagen nicht wirtschaftlich ausgenutzt werden kann, wenn eine flüssige Entnahme der Zerlegungsprodukte nicht gewünscht ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu entwickeln, das überschüssig produzierte Kälte bei Luftzerlegungsanlagen in wirtschaftlicher Weise ausnützt.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens ein Teil der am Verfahren beteiligten Gasströme im kalten Zustand verdichtet wird.
709815/0099
LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
Obwohl die Verdichtung eines kalten Gasstromes wesentlich weniger Energie erfordert als die Verdichtung im warmen Zustand, sind in herkömmlichen Verfahren Gasströme nur im warmen Zustand, d.h. bei Umgebungstemperatur, verdichtet worden, weil die bei der Verdichtung entstehende Wärme, durch Wärmetausch an die Umgebung abgegeben werden kann. Nachdem jedoch bei gewissen Anlagen ohnehin ein Überschuß an Kälte existiert, kann in gewissen Grenzen ein Teil der am Verfahren beteiligten Gasströme im kalten Bereich verdichtet werden, wobei die günstigen energetischen Bedingungen der Verdichtung bei tiefen Temperaturen ausgenutzt werden.
Die zusätzliche erfindungsgemäße Verdichtung von Gasströmen in kaltem Zustand führt in mancherlei Formen zu wirtschaftlichen Vorteilen. So wird nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Anmeldungsgegenstandes gasförmiger Produktsauerstoff unter Druck gewonnen, indem er vor der Anwärmung verdichtet wird.
Werden als Endprodukte drucklose Zerlegungsgase gewünscht, wird nach einer anderen vorteilhaften Ausbildungsform die abgekühlte Eintrittsluft weiter verdichtet, wodurch ein Teil der Energie für die Verdichtung der Luft bei Umgebungstemperatur eingespart werden kann.
709815/0099
LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
- jr-ί
Unter dem Gesichtspunkt der praktischen Durchführung des Verfahrens ist eine Ausfuhrungsform des Anmeldungsgegenstandes vorteilhaft, nach der der Kaltverdichter direkt mechanisch von einer Entspannungsturbine angetrieben wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Vermeidung der Produktion von Überschüssiger Kälte bei Luftzerlegungsanlagen, bei denen die eintretende Luft in einem aus Revex oder Regeneratoren bestehenden Hauptwärmetauscher gekühlt wird, und die einen als Ausgleichstrom wirkenden Gasstrom aufweisen, der nach Anwärmung im Hauptwärmetauscher in einer Turbine arbeitsleistend entspannt wird. In diesem Fall kann die an der Entspannungstürbine gewonnene mechanische Energie oder zumindest ein Teil davon direkt zur erfindungsgemäßen Verdichtung eines zweiten kalten Gasstromes benutzt werden.
In den Figuren 1 und 2 wird die Erfindung anhand zweier
schematisch dargestellter Ausfuhrungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Figur Is ein Verfahrensschema einer LuftZerlegungsanlage mit zweistufiger Rektifikationssäule, bei der gasförmiger Produktsauerstoff im kalten Zustand verdichtet wird.
Figur 2: eine Anlage wie in Figur 1, mit dem Unterschied, daß anstelle des Produktsauerstoffs komprimierte Eintrittsluft weiter verdichtet wird.
70981 S/0099
; LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
*> ζ^ mm
\\ Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Das Bezugszeichen 2 kennzeichnet einen Revex. Eine Druck- und eine Niederdrucksäule tragen die Bezugszeichen J bzw. 4. Mit den Zeichen 5 und 6 sind Entspannungsturbinen bezeichnet. Ein Kaltverdichtungsgebläsc trägt das Bezugszeichen
Komprimierte und vorgerefriigte Luft tritt in Figur 1 bei Punkt 1 in den Revex 2 ein und wird nach Abkühlung in die Drucksäule 3 eingeblasen. Rohfraktionen von Sauerstoff und Stickstoff werden über Leitungen 8 bzw. 9 der Drucksäule 3 entnommen
j und in die Niederdrucksäule 4 eingedrosselt. Gasförmiger Stick-
j stoff wird bei 10 aus der Drucksäule abgezogen und im kalten ■ Teil des Revex 2 angewärmt bevor er in den Turbinen 5 und 6 ent-
; spannt und in die Drucksäule 4 eingeblasen wird. Die an der Turbine 6 gewonnene mechanische Energie wird zur Stromerzeugung ; im Generator 11 benutzt.
Dagegen wird die an der Turbine 5 gewonnene mechanische Energie direkt zum Antrieb des Kaltverdichtungsgebläses 7 verwendet, in dem erfindungsgemäß gasförmiger Sauerstoff verdichtet wird, der nach Anwärmung Im Hauptwärmetauscher 2 der Anlage als Produkt entnommen wird.
709815/0099
25U34Q
LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
In Figur 2 wird anstelle des Produktsauerstoffs die gasförmige Eintrittsluft im Kaltverdichtungsgeblöuse 7 weiterverdichtet bevor sie in die Drucksäule 3 eingeblasen wird.
7 0 9 815/0099

Claims (5)

  1. LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
    (H 804) - ^- H 75/70
    Ke/f 1 1. Oktober 1975
    Patentansprüche
    [1. /Verfahren zur Luftzerlegung durch zweistufige Tieftemperaturrektifikation, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der am Verfahren beteiligten Gasströme im kalten Zustand verdichtet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im kalten Zustand verdichtete Gasstrom Produktsauerstoff ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im kalten Zustand verdichtete Gasstrpm Eintrittsluft ist.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis J5# dadurch gekennzeichnet, daß ein in einer Turbine arbeitsleistend entspannter Gasstrom mindestens teilweise die mechanische Energie für die Verdichtung liefert.
    7 8-98TS/009 9
    LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
    -JS -
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Luft in einem aus Revex oder Regeneratoren bestehenden Hauptwärmetauscher gekühlt wird und das einen als Ausgleichstrom wirkenden Gasstrom aufweist, der der Druckstufe entnommen, in dem Hauptwärmetauscher im Gegenstrom zur eintretenden Luft mindestens teilweise angewärmt und in einer Turbine arbeitsleistend entspannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Entspannung des Ausgleichstromes gewonnene Energie mindestens teilweise zur Verdichtung mindestens eines Teils der am Verfahren beteiligten kalten Gasströme verwandt wird.
    709815/0099
DE19752544340 1975-10-03 1975-10-03 Verfahren zur luftzerlegung Withdrawn DE2544340A1 (de)

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