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DE10251485A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Argongewinnung durch Tieftemperaturzerlegung von Luft - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Argongewinnung durch Tieftemperaturzerlegung von Luft

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Publication number
DE10251485A1
DE10251485A1 DE2002151485 DE10251485A DE10251485A1 DE 10251485 A1 DE10251485 A1 DE 10251485A1 DE 2002151485 DE2002151485 DE 2002151485 DE 10251485 A DE10251485 A DE 10251485A DE 10251485 A1 DE10251485 A1 DE 10251485A1
Authority
DE
Germany
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column
argon
additional
pressure
condenser
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE2002151485
Other languages
English (en)
Inventor
Dietrich Rottmann
Christian Kunz
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.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
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 Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to DE2002151485 priority Critical patent/DE10251485A1/de
Publication of DE10251485A1 publication Critical patent/DE10251485A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur Argongewinnung durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einer Anlage, die ein Rektifiziersäulensystem zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung mit einer Niederdrucksäule (5) und eine Rohargonsäule (32, 33) aufweist. Einsatzluft (1, 3) wird in mindestens eine der Säulen (4) des Rektifiziersäulensystems zur Stickstoff-Trennung eingeleitet. Ein argonhaltiger Strom (28, 29) aus der Niederdrucksäule (5) des Rektifiziersäulensystems zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung wird entspannt (30) und in die Rohargonsäule (32, 33) eingeführt (31, 531, 582), die unter einem Druck betrieben wird, der niedriger als der Betriebsdruck der Niederdrucksäule (5) ist. Mindestens ein Teil der Kopffraktion (37) der Rohargonsäule (32, 33) wird in den Verflüssigungsraum eines Kondensator-Verdampfers (38) eingeleitet und dort mindestens teilweise verflüssigt. Mindestens ein Teil der verflüssigten Kopffraktion (39) wird als Rücklauf auf die Rohargonsäule (32, 33) aufgegeben. Ein flüssiges Kältefluid (49) wird in den Verdampfungsraum des Kondensator-Verdampfers (38) eingeführt und dort mindestens teilweise verdampft. Aus dem oberen Bereich der Rohargonsäule (32, 33) und/oder aus dem Verflüssigungsraum des Kondensator-Verdampfers (38) wird ein argonangereichertes Produkt (40) abgezogen. Mindestens ein Teil des in dem Verdampfungsraum des Kondensator-Verdampfers (38) gebildeten gasförmigen Kältefluids (50) wird in eine Zusatzsäule (52) eingeführt (51). Der ...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Argongewinnung durch Tieftemperaturzerlegung von Luft gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Verfahren und Vorrichtungen zur Tieftemperaturzerlegung von Luft sind zum Beispiel aus Hausen/Linde, Tieftemperaturtechnik, 2. Auflage 1985, Kapitel 4 (Seiten 281 bis 337) oder aus und einem Aufsatz von Latimer in Chemical Engineering Progress (Vol. 63, No. 2, 1967, Seite 35) bekannt.
  • Auch die Argongewinnung in einer Rohargonsäule wird hier beschrieben. Die Rohargonsäule ist im klassischen Fall als Seitenkolonne zur Niederdrucksäule des Rektifiziersäulensystems zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung ausgebildet, das heißt sie wird unter demselben Betriebsdruck wie die Niederdrucksäule betrieben, insbesondere unter einem Druck, der nur knapp über dem Atmosphärendruck liegt. Derartige Prozesse sind zum Beispiel aus DE 23 25 422 A, EP 171711 A2, EP 377117 B2 ( US 5019145), DE 40 30 749 A1, EP 628777 B1 (= US 5426946), EP 669508 A1 (= US 5592833), EP 669509 B1 (= US 5590544), EP 942246 A2, EP 1103772 A1, DE 196 09 490 (= US 5669237), Fig. 8, EP 1243882 A1 und EP 1243881 A1 bekannt.
  • Wenn - zum Beispiel im Falle von GUD-Kraftwerken (IGCC) - der größte Teil des Stickstoff- und/oder Sauerstoff-Produkts der Niederdrucksäule unter erhöhtem Druck benötigt wird, kann das gesamte Rektifiziersäulensystem zur Stickstoff-Sauerstoff- Trennung unter entsprechend höherem Druck betrieben werden. Insbesondere die Niederdrucksäule steht dann unter einem Druck, der deutlich über dem Atmosphärendruck liegt und beispielsweise 2 bis 6 bar, vorzugsweise 2,5 bis 4 bar beträgt. Um dennoch eine befriedigende Argonausbeute zu erreichen, ist es sinnvoll, hier die Rohargonsäule unter einem niedrigeren Druck als die Niederdrucksäule zu betreiben, beispielsweise unter 1,1 bis 2,5 bar, vorzugsweise unter 1,1 bis 1,5 bar. Ein derartiger Prozess ist in EP 384213 B1 (= US 5034043) beschrieben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Verfahren wirtschaftlich günstiger zu gestalten.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass mindestens ein Teil des in dem Verdampfungsraum des Kondensator-Verdampfers der Rohargonsäule gebildeten gasförmigen Kältefluids in eine Zusatzsäule eingeführt wird und der Zusatzsäule eine Zusatzfraktion entnommen, der Druck der Zusatzfraktion erhöht und die Zusatzfraktion in das Rektifiziersäulensystem zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung eingeführt wird.
  • Der Dampf aus dem Kopfkondensator der Rohargonsäule wird bei der Erfindung nicht direkt in das Rektifiziersäulensystem z SST (insbesondere in die Niederdrucksäule) eingeführt, sondern zuvor einem weiteren Trennschritt in der Zusatzsäule unterworfen. Hier wird eine zusätzliche Trennung vorgenommen, welche eine erhöhte Sauerstoffkonzentration in der Zusatzfraktion bewirkt. Der Sauerstoffgehalt in dem gasförmigen Kältefluid, das in die Zusatzsäule eingeleitet wird, beträgt beispielsweise 30 bis 40 mol-%. Die Zusatzfraktion, die aus der Zusatzsäule entnommen wird, enthält beispielsweise 55 bis 70 mol-%, vorzugsweise 60 bis 70 mol-%.
  • Das "Rektifiziersäulensystem zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung" ist bei der Erfindung in der Regel als Zwei-Säulen-System ausgebildet, zum Beispiel als klassisches Doppelsäulensystem. Die Erfindung kann aber auch im Zusammenhang mit Einsäulen- Systemen (die "Niederdrucksäule" bildet dann die Einzelsäule zur Stickstoff-Sauerstoff- Trennung) oder mit Drei- oder Mehrsäulensystemen zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung realisiert werden.
  • Der "argonhaltige Strom" wird häufig auch als Argonübergangs-Fraktion bezeichnet und weist eine gegenüber der atmosphärischen Luft erhöhte Argonkonzentration auf, beispielsweise 3 bis 9 mol-%, vorzugsweise 5 bis 9 mol-%. Die Entspannung des argonhaltigen Stroms kann auf jede beliebige Weise vorgenommen werden, beispielsweise mittels eines Drosselventils; vorzugsweise wird die Entspannung jedoch arbeitsleistend durchgeführt.
  • Das "flüssige Kältefluid" kann durch jede geeignete Prozessfraktion gebildet werden. Vorzugsweise wird dazu eine sauerstoffangereicherte Fraktion aus einer der Säulen des Rektifiziersäulensystems zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung eingesetzt, beispielsweise aus der Niederdrucksäule, vorzugsweise aus einer Säule höheren Drucks, zum Beispiel der Hochdrucksäule eines Zwei- oder Mehr-Säulen-Systems zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung oder einer MDS eines Drei-Säulen- Rektifiziersäulensystems zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung. (Als "sauerstoffangereichert" wird hier eine Fraktion bezeichnet, wenn sie einen höheren Sauerstoffgehalt als die atmosphärische Luft aufweist.)
  • Das "argonangereicherte Produkt" kann als Endprodukt genutzt, zwischengespeichert oder weiterverarbeitet werden, beispielsweise durch Entfernung leichterflüchtiger Verunreinigungen in einer Reinargonsäule.
  • Die "Zusatzsäule" stellt eine Gegenstrom-Stoffaustauschkolonne dar. Hier kann - ebenso wie in der Rohargonsäule, in der Niederdrucksäule und gegebenenfalls in weiteren Säulen des Rektifiziersäulensystems zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung - jede Art von Stoffaustauschelementen eingesetzt werden, zum Beispiel konventionelle Stoffaustauschböden (wie beispielsweise Siebböden), Füllkörper (ungeordnete Packung) und/oder geordnete Packung. Auch Kombinationen verschiedenartiger Elemente in einer Säule sind möglich. Die Zusatzsäule wird unter einem niedrigen Druck betrieben, beispielsweise 1,1 bis 2,5 bar, vorzugsweise 1,1 bis 1,5 bar, insbesondere unter einen Druck, der etwa gleich dem Betriebsdruck der Rohargonsäule ist.
  • Jeder "Kondensator-Verdampfer" weist einen Verflüssigungsraum und einen Verdampfungsraum auf. In dem Verflüssigungsraum wird die Kondensation eines ersten Fluidstroms durchgeführt, in dem Verflüssigungsraum die Verdampfung eines zweiten Fluidstroms. Die beiden Fluidströme stehen dabei in indirektem Wärmeaustausch. Verdampfungs- und Verflüssigungsraum werden durch Gruppen von Passagen gebildet, die untereinander in Wärmeaustauschbeziehung stehen. In der Tieftemperatur-Luftzerlegung werden zwei Typen von Kondensator-Verdampfern bevorzugt eingesetzt: Bei einem "Fallfilmverdampfer" strömt das zu verdampfende Fluid von oben nach unten durch den Verdampfungsraum und wird dabei teilweise verdampft. Bei einem "Umlaufverdampfer" (auch Flüssigkeitsbadverdampfer) genannt steht der Wärmetauscherblock in einem Flüssigkeitsbad des zu verdampfenden Fluids. Dieses strömt mittels des Thermosiphon-Effekts von unten nach oben durch die Verdampfungspassagen und tritt oben als Zwei-Phasen-Gemisch wieder aus. Die verbleibende Flüssigkeit strömt außerhalb des Wärmetauscherblocks in das Flüssigkeitsbad zurück. (Bei einem Umlaufverdampfer kann der Verdampfungsraum sowohl die Verdampfungspassagen als auch den Außenraum um den Wärmetauscherblock umfassen.)
  • Vorzugsweise wird die Zusatzfraktion aus dem unteren Bereich der Zusatzsäule entnommen, zum Beispiel in Form der Sumpfflüssigkeit.
  • Es ist günstig, wenn die Zusatzfraktion der Zusatzsäule in flüssigem Zustand entnommen wird und die Druckerhöhung der Zusatzfraktion in flüssigem Zustand vorgenommen wird. Hierdurch kann der Einsatz eines Gasverdichters vermieden werden und die Druckerhöhung auf apparativ und energetisch besonders kostensparende Weise mittels einer kleinen und unkomplizierten Flüssigpumpe durchgeführt werden. Aus Redundanzgründen wird vorzugsweise ein Paar parallel geschalteter Pumpen eingebaut.
  • Die Zusatzfraktion kann stromabwärts der Druckerhöhung in jede der Säulen des Rektifiziersäulensystems zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung eingeleitet werden, bevorzugt wird sie der Niederdrucksäule zugespeist, aus der auch die Einsatzfraktion für die Rohargonsäule, der "argonhaltige Strom", entnommen wird.
  • Die Zusatzfraktion kann stromabwärts der Druckerhöhung angewärmt werden, zum Beispiel in einem Unterkühlungs-Gegenströmer, in dem Einsatzströme für die Niederdrucksäule unterkühlt werden. Diese Maßnahme beseitigt die Unterkühlung, die im Allgemeinen durch die flüssige Druckerhöhung bewirkt wird; die Zusatzfraktion kann somit bei etwa ihrem Taupunkt in das Rektifiziersäulensystem zur Stickstoff-Sauerstoff- Trennung einströmen.
  • Vorzugsweise wird auf den Kopf der Zusatzsäule eine stickstoffangereicherte Fraktion aufgegeben, beispielsweise reiner oder unreiner Stickstoff aus einer der Säulen des Rektifiziersäulensystems zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung. Dieser wäscht den Sauerstoff in den unteren Bereich der Zusatzsäule und erhöht entsprechend den Sauerstoffgehalt in der Zusatzfraktion im Vergleich zu dem gasförmigen Kältefluid.
  • Das Kopfgas der Zusatzsäule ist ein unreines Gemisch mit einem Sauerstoffgehalt von beispielsweise 5% bis 1 ppm, vorzugsweise etwa 2%. Es kann zum Beispiel entweder der Aufarbeitung in einer anderen Trennsäule (etwa einer der Säulen des Rektifiziersäulensystems zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung) zugeführt oder verworfen werden, gegebenenfalls nach Anwärmung, beispielsweise mit einem anderen Restgas. Vorzugsweise wird das Kopfgas der Zusatzsäule jedoch mindestens zeitweise einer Reinigungseinrichtung für die Einsatzluft als Regeneriergas zugeführt. Eine derartige Reinigungseinrichtung enthält beispielsweise ein Molekularsieb zur adsorptiven Entfernung von Verunreinigungen aus der Einsatzluft und wird zyklisch regeneriert.
  • Es ist ferner günstig, wenn die Rohargonsäule einen Sumpfaufkocher aufweist, in dem mindestens ein Teil der Sumpffraktion der Rohargonsäule durch indirekten Wärmeaustausch mit dem entspannten argonhaltigen Strom aus der Niederdrucksäule des Rektifiziersäulensystems zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung verdampft wird. Hierdurch kann die Argonausbeute weiter erhöht werden.
  • Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft gemäß Patentanspruch 9.
  • Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:
  • Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem reiner Stickstoff auf die Zusatzsäule aufgegeben wird,
  • Fig. 2 eine Abwandlung von Fig. 1, bei der unreiner Stickstoff als Rücklauf für die Zusatzsäule eingesetzt wird,
  • Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Verstärkungskreislauf,
  • Fig. 4 eine Variante von Fig. 3 mit Zwischenheizung der Niederdrucksäule und
  • Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel, bei dem die Rohargonsäule einen Sumpfaufkocher aufweist.
  • Gereinigte und verdichtete Einsatzluft 1 strömt in dem Verfahren von Fig. 1 unter einem Druck von beispielsweise 13 bar dem warmen Ende eines Hauptwärmetauschers 2 zu und wird dort durch indirekten Wärmeaustausch auf etwa Taupunkt abgekühlt. Vom kalten Ende des Hauptwärmetauschers 2 aus fließt die abgekühlte Luft 3 zu dem Rektifiziersäulensystem zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung, das in dem Ausführungsbeispiel aus einer Hochdrucksäule 4 und einer Niederdrucksäule 5 besteht, die über einen gemeinsamen Kondensator-Verdampfer, den Hauptkondensator 6 in wärmetauschender Verbindung stehen. Die Betriebsdrücke - jeweils am Kopf der Säulen - betragen beispielsweise 12,5 bar in der Hochdrucksäule 4 und 3,2 bar in der Niederdrucksäule 5. In dem Beispiel wird die gesamte Einsatzluft in die Hochdrucksäule 4 eingeführt, und zwar unmittelbar oberhalb des Sumpfs.
  • Mindestens ein Teil 8 des gasförmigen Kopfstickstoffs 7 der Hochdrucksäule 4 wird in dem Hauptkondensator 6 im Wesentlichen vollständig kondensiert. Ein zweiter Teil 15 des gasförmigen Kopfstickstoffs 7 der Hochdrucksäule 4 kann im Hauptwärmetauscher 2 angewärmt und als gasförmiges Hochdruck-Produkt 16 abgezogen werden. Der im Hauptkondensator 6 erzeugte flüssige Stickstoff 9 wird zu einem ersten Teil 10 als Rücklauf in die Hochdrucksäule 4 zurückgespeist. Der Rest 11 wird in einem Unterkühlungs-Gegenströmer 12 abgekühlt. Ein erster Zweigstrom 13 des unterkühlten flüssigen Stickstoffs 12 wird entspannt 14 und auf den Kopf der Niederdrucksäule 5 aufgegeben. Er wird dort mindestens teilweise als Rücklauf verwendet; bei Bedarf kann über Leitung 17 flüssiges Stickstoffprodukt [LIN] entnommen werden. Vom Kopf der Niederdrucksäule 5 wird reiner gasförmiger Stickstoff 24 abgezogen und nach Anwärmung in den Wärmeaustauschern 12 und 2 als Gasprodukt 25 gewonnen.
  • Vom Sumpf der Hochdrucksäule 4 wird sauerstoffangereicherte Flüssigkeit 18 abgezogen, im Unterkühlungs-Gegenströmer 12 unterkühlt und zu einem ersten Teil 19 über Drosselventil 20 der Niederdrucksäule 5 an einer ersten Zwischenstelle zugespeist. Im Sumpf der Niederdrucksäule 5 wird Sauerstoff erzeugt, einerseits über Leitung 21 durch den Hauptwärmetauscher 2 als gasförmiges Produkt 22 und andererseits über Leitung 23 als Flüssigprodukt [LOX] abgeführt wird. An einer zweiten Zwischenstelle wird gasförmiger Unrein-Stickstoff 26 der Niederdrucksäule 5 entnommen und nach Anwärmung in den Wärmeaustauschern 12 und 2 zu einem ersten Teil 27 unter etwa Niederdrucksäulendruck als Restgas und/oder Nebenprodukt abgeführt. Ein anderer Teil 70 wird bei einer Zwischentemperatur aus dem Hauptwärmetauscher 2 entnommen, arbeitsleistend auf etwa Atmosphärendruck entspannt (71), über die Leitungen 72 und 67 einer anderen Passagengruppe des Hauptwärmetauschers 2 zugeführt und schließlich über Leitung 68 als Rest- und/oder Regeneriergas abgeführt. Die Restgasturbine 71 kann unter Umständen entfallen, wenn die weiter unten beschriebene arbeitsleistende Entspannung der Argonübergangs-Fraktion zur Deckung des Kältebedarfs des Systems ausreicht.
  • Alternativ zur Restgasturbine kann ein Teil der Einsatzluft arbeitsleistend entspannt und in die Niederdrucksäule eingeblasen werden, oder Druckstickstoff aus der Hochdrucksäule wird einer Turbine zugeführt.
  • An einer dritten Zwischenstelle der Niederdrucksäule 5 wird über Leitung 28 ein argonhaltiger Strom entnommen, der hauptsächlich aus Sauerstoff besteht, noch geringe Stickstoffmengen aufweist und beispielsweise 6 mol-% Argon enthält. Diese Argonübergangs-Fraktion wird in dem Hauptwärmetauscher 2 auf eine Zwischentemperatur angewärmt und anschließend über Leitung 29 einer arbeitsleistenden Entspannung 30 zugeführt. Dabei wird ihr Druck auf etwa 1,5 bar vermindert. Der arbeitsleistend entspannte argonhaltige Strom 31 wird dem Sumpfbereich des ersten Teils 32 einer Rohargonsäule zugeführt. Die Rohargonsäule ist in dem Beispiel zweiteilig ausgeführt (wie aus EP 628777 B1 = US 5426946 an sich bekannt), die Erfindung kann jedoch ebenso bei ein-, drei- oder mehrteiligen Rohargonsäulen verwirklicht werden. Am Kopf des zweiten Teils 33 der Rohargonsäule herrscht ein Druck von beispielsweise 1,1 bar. Die beiden Abschnitte 32, 33 der Rohargonsäule sind durch eine Gasleitung 34, die keine druckverändernden Einbauten enthält, und durch eine Flüssigkeitsleitung 35 mit Pumpe 36 verbunden. Die Sumpfflüssigkeit 57 der Rohargonsäule 32/33 wird - gegebenenfalls mittels einer Pumpe 58 und nach Anwärmung im Unterkühlungs-Gegenströmer 12 - über Leitung 59 in Höhe des Argonübergangs 28 in die Niederdrucksäule zurückgeführt.
  • Kopfgas 37 der Rohargonsäule wird in einem Kopfkondensator 38, dem "Kondensator- Verdampfer" im Sinne des Patentanspruchs 1, teilweise kondensiert. Die dabei gewonnene Flüssigkeit 39 wird als Rücklauf auf den zweiten Teil 33 der Rohargonsäule aufgegeben; der gasförmige Anteil 40 stellt das "argonangereicherte Produkt" im Sinne des Patentanspruchs 1 dar und wird in dem Ausführungsbeispiel in einer Reinargonsäule 41 weiterverarbeitet, indem leichterflüchtige Bestandteile, insbesondere Stickstoff, entfernt werden. Die Reinargonsäule 41 weist einen Sumpfverdampfer 42 und einen Kopfkondensator 43 auf. An ihrem Kopf wird ein leichterflüchtiges Restgas 44 abgezogen, aus dem Sumpf flüssiges Reinargon 45 als Endprodukt [LAR].
  • Ein zweiter Teil 46 der sauerstoffangereicherten Flüssigkeit 18 wird nach der Unterkühlung 12 abgezweigt, gibt zu einem Teil fühlbare Wärme im Sumpfverdampfer 42 ab und bewirkt damit eine Teilverdampfung der Sumpfflüssigkeit der Reinargonsäule 41. Nach Wiedervereinigung in Leitung 47 wird die sauerstoffangereicherte Flüssigkeit erneut verzweigt. Ein erster Teil 48 dient zur Kühlung des Kopfkondensators 43 der Reinargonsäule 41. Der Rest 49 bildet das "flüssige Kältefluid" im Sinne des Patentanspruchs 1 und wird in den Verdampfungsraum des Kondensator-Verdampfers 38 eingeleitet. Dort gebildeter Dampf 50, das "gasförmige Kältefluid", wird über Leitung 51 einer Zusatzsäule 52 an einer Zwischenstelle zugeleitet.
  • Die Sumpfflüssigkeit der Zusatzsäule 52 wird als "Zusatzfraktion" 53 entnommen, mittels einer Flüssigpumpe 54 von dem Betriebsdruck der Zusatzsäule 52 (beispielsweise 1,2 bar) auf einen höheren Druck (beispielsweise 4, 5 bis 7.0 bar) gebracht und über Leitung 55 zum Unterkühlungs-Gegenströmer 12 geführt. Die angewärmte Zusatzfraktion 56 wird der Niederdrucksäule 5 zugespeist, und zwar an einer vierten Zwischenstelle, die unterhalb der Direktzuspeisung 19/20 der Hochdrucksäulen-Sumpfflüssigkeit und oberhalb des Argonübergangs 28 angeordnet ist.
  • Ein Teil 60 des unterkühlten flüssigen Stickstoffs 12 vom Hauptkondensator 6 wird in einem Zusatzwärmetauscher 61 weiter abgekühlt und über Leitung 62 und Drosselventil 63 als Rücklaufflüssigkeit auf die Zusatzsäule 52 aufgegeben. Das Kopfgas 64 der Zusatzsäule 52 wird in dem Zusatzwärmetauscher 61 angewärmt, über Leitung 65 zum Unterkühlungs-Gegenströmer 12 und weiter über die Leitungen 66 und 67 zum Hauptwärmetauscher geführt, bevor es bei 68 als Rest- und/oder Regeneriergas aus dem Verfahren entfernt wird.
  • In dem Ausführungsbeispiel wird der Dampf 69 aus dem Verdampfungsraum des Kopfkondensators 43 der Reinargonsäule 41 gemeinsam mit dem gasförmigen Kältefluid 50 über Leitung 51 in die Zusatzsäule 52 geleitet.
  • In Fig. 2 wird die Waschflüssigkeit 273 - 260 - 262 für die Zusatzsäule 52 nicht von der Rücklaufflüssigkeit 211 - 212 für die Niederdrucksäule abgezweigt, sondern mit etwas niedrigerer Stickstoffkonzentration (zum Beispiel etwa 95 mol-% Stickstoff) separat über Leitung 273 von einer Zwischenstelle der Hochdrucksäule 4 entnommen. Durch das entsprechend erhöhte Rücklaufverhältnis im oberen Teil der Hochdrucksäule wird deren Trennleistung verbessert.
  • Die in Fig. 3 dargestellte Variante entspricht dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1, ist aber durch einen Verstärkungskreislauf ergänzt. Hierzu wird ein Teil 374 des warmen reinen Stickstoffs 325 in einem Kreislaufverdichter 375 mit Nachkühler 376 und weiter in einem Nachverdichter 377 mit Nachkühler 378 auf etwa den Betriebsdruck der Hochdrucksäule verdichtet und nach Abkühlung im Hauptwärmetauscher 2 über Leitung 379 in den Kopf der Hochdrucksäule 4 eingeleitet. Eine entsprechend erhöhte Stickstoffmenge wird im Hauptkondensator 6 kondensiert und steht damit als Flüssigprodukt und/oder Rücklauf in Hochdrucksäule 4, Niederdrucksäule 5 oder Zusatzsäule 52 zur Verfügung. Der Nachverdichter 377 ist mechanisch mit der Entspannungsmaschine 30 für die Argonübergangs-Fraktion 28/29 gekoppelt und benötigt damit - im Gegensatz zu dem Kreislaufverdichter 375 - keine Fremdenergie.
  • In Fig. 4 wird der rückverdichtete kalte Stickstoff 479 im Gegensatz zu Fig. 3 nicht in die Hochdrucksäule 4 eingeführt und im Hauptkondensator 6 kondensiert, sondern in einem separaten Kondensator-Verdampfer 480, der als Niederdrucksäulen- Zwischenverdampfer wirkt, verflüssigt und schließlich über Leitung 481 und Drosselventil 482 auf den Kopf der Niederdrucksäule 5 aufgegeben. Das Druckniveau des Stroms 479 kann dadurch gegenüber Fig. 3 gesenkt werden und beträgt beispielsweise etwa 12 bar. Der Niederdrucksäulen-Zwischenverdampfer 480 kann (wie übrigens auch der Hauptkondensator 6 in allen Ausführungsbeispielen) wie dargestellt innerhalb der Niederdrucksäule 5 oder aber in einem separaten Behälter untergebracht sein.
  • Das Ausführungsbeispiel von Fig. 5 basiert auf Fig. 3 und weist als zusätzliches Merkmal einen Sumpfaufkocher 581 für die Rohargonsäule, genauer für deren ersten Abschnitt 32 auf. Dieser wird mit der arbeitsleistend entspannten Argonübergangs- Fraktion 531 betrieben, die hier unter einem Druck von 1,7 bis 2,0 bar steht. Der verflüssigte argonhaltige Strom 582 wird über ein Drosselventil 583 der Rohargonsäule 32 einige Böden 584 (in dem Beispiel etwa fünf theoretische Böden) oberhalb des Sumpfs zugeleitet.
  • Die Methode der Ausheizung der Rohargonsäule 32, die in Fig. 5 dargestellt ist, kann selbstverständlich auch mit anderen Ausführungsformen der Erfindung, insbesondere mit denjenigen der Fig. 1, 2 und 4 kombiniert werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Argongewinnung durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einer Anlage, die ein Rektifiziersäulensystem zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung mit einer Niederdrucksäule (5) und eine Rohargonsäule (32, 33) aufweist, wobei
Einsatzluft (1, 3) in mindestens eine der Säulen (4) des Rektifiziersäulensystems zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung eingeleitet wird,
ein argonhaltiger Strom (28, 29) aus der Niederdrucksäule (5) des Rektifiziersäulensystems zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung entspannt (30) und in die Rohargonsäule (32, 33) eingeführt (31, 531, 582) wird, die unter einem Druck betrieben wird, der niedriger als der Betriebsdruck der Niederdrucksäule (5) ist,
mindestens ein Teil der Kopffraktion (37) der Rohargonsäule (32, 33) in den Verflüssigungsraum eines Kondensator-Verdampfers (38) eingeleitet und dort mindestens teilweise verflüssigt wird,
mindestens ein Teil der verflüssigten Kopffraktion (39) als Rücklauf auf die Rohargonsäule (32, 33) aufgegeben wird,
ein flüssiges Kältefluid (49) in den Verdampfungsraum des Kondensator- Verdampfers (38) eingeführt und dort mindestens teilweise verdampft wird und
aus dem oberen Bereich der Rohargonsäule (32, 33) und/oder aus dem Verflüssigungsraum des Kondensator-Verdampfers (38) ein argonangereichertes Produkt (40) abgezogen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Teil des in dem Verdampfungsraum des Kondensator- Verdampfers (38) gebildeten gasförmigen Kältefluids (50) in eine Zusatzsäule (52) eingeführt (51) wird und
der Zusatzsäule (52) eine Zusatzfraktion (53) entnommen, der Druck der Zusatzfraktion erhöht (54) und die Zusatzfraktion in das Rektifiziersäulensystem zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung eingeführt (55, 56) wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzfraktion (53) aus dem unteren Bereich der Zusatzsäule (52) entnommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzfraktion (53) der Zusatzsäule (52) in flüssigem Zustand entnommen wird und die Druckerhöhung (54) der Zusatzfraktion in flüssigem Zustand vorgenommen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzfraktion (55, 56) stromabwärts der Druckerhöhung (54) in die Niederdrucksäule (5) eingeleitet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzfraktion (55) stromabwärts der Druckerhöhung (54) und stromaufwärts ihrer Einführung (56) in das Rektifiziersäulensystem zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung angewärmt (12) wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine stickstoffangereicherte Fraktion (62, 262) auf den Kopf der Zusatzsäule (52) aufgegeben wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzsäule (52) ein Kopfgas (64, 65, 66, 67, 68) entnommen und mindestens zeitweise einer Reinigungseinrichtung für die Einsatzluft als Regeneriergas zugeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohargonsäule (32, 33) einen Sumpfaufkocher (581) aufweist, in dem mindestens ein Teil der Sumpffraktion der Rohargonsäule (32, 33) durch indirekten Wärmeaustausch mit dem entspannten argonhaltigen Strom (531) aus der Niederdrucksäule (5) des Rektifiziersäulensystems zur Stickstoff-Sauerstoff- Trennung verdampft wird.
9. Vorrichtung zur Argongewinnung durch Tieftemperaturzerlegung von Luft mit einem Rektifiziersäulensystem zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung, das eine Niederdrucksäule (5) aufweist, mit einer Rohargonsäule (32, 33), mit einer Einsatzluftleitung (1, 3) zur Einführung von Einsatzluft in mindestens eine der Säulen (4) des Rektifiziersäulensystems zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung, mit einer Argonübergangs-Leitung (28, 29, 31, 531, 582) zur Einführung eines argonhaltigen Stroms aus der Niederdrucksäule (5) des Rektifiziersäulensystems zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung in die Rohargonsäule (32, 33), wobei die Argonübergangs-Leitung durch Mittel (30) zur Entspannung des argonhaltigen Stroms führt, mit einem Kondensator-Verdampfer (38), dessen Verdampfungsraum mit dem oberen Bereich der Rohargonsäule (32, 33) verbunden (37) ist und dessen Verflüssigungsraum Mittel (49) zur Einleitung eines flüssigen Kältefluids aufweist, mit Mitteln (39) zur Einleitung von Rücklaufflüssigkeit aus dem Verflüssigungsraum des Kondensator-Verdampfers (38) in die Rohargonsäule (32, 33) und mit einer Produktleitung (40) zur Entnahme eines argonangereicherten Produkts aus dem oberen Bereich der Rohargonsäule (32, 33) und/oder aus dem Verflüssigungsraum des Kondensator-Verdampfers (38), gekennzeichnet durch eine Gasleitung (50, 51), deren Eintritt mit dem Verdampfungsraum des Kondensator-Verdampfers (38) und deren Austritt mit einer Zusatzsäule (52) verbunden ist und durch eine Zusatzleitung (53, 55, 56), deren Eintritt mit der Zusatzsäule (52) und deren Austritt mit dem Rektifiziersäulensystem zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung (4, 5) verbunden ist, wobei die Zusatzleitung (53, 55, 56) durch ein Mittel (54) zur Druckerhöhung führt.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007044680A1 (de) * 2007-09-19 2009-04-09 Sick Ag Sicherheits-Lichtgitter
EP3067650A1 (de) * 2015-03-13 2016-09-14 Linde Aktiengesellschaft Anlage und verfahren zur erzeugung von sauerstoff durch tieftemperaturzerlegung von luft
CN109186179A (zh) * 2018-09-30 2019-01-11 苏州制氧机股份有限公司 全精馏提氩富氧空分装置及工艺
WO2021204424A3 (de) * 2020-04-09 2021-12-02 Linde Gmbh Verfahren zur tieftemperaturzerlegung von luft, luftzerlegungsanlage und verbund aus wenigstens zwei luftzerlegungsanlagen
EP4592627A1 (de) * 2024-01-26 2025-07-30 Linde GmbH Verfahren zur kryogenen luftzerlegung und luftzerlegungsanlage

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007044680A1 (de) * 2007-09-19 2009-04-09 Sick Ag Sicherheits-Lichtgitter
CN106016969B (zh) * 2015-03-13 2020-01-17 林德股份公司 通过低温空气分离产生氧的系统和方法
CN106016969A (zh) * 2015-03-13 2016-10-12 林德股份公司 通过低温空气分离产生氧的系统和方法
US9964353B2 (en) 2015-03-13 2018-05-08 Linde Aktiengesellschaft System and method for generation of oxygen by low-temperature air separation
RU2703243C2 (ru) * 2015-03-13 2019-10-15 Линде Акциенгезелльшафт Установка и способ получения кислорода низкотемпературным разделением воздуха
EP3067650A1 (de) * 2015-03-13 2016-09-14 Linde Aktiengesellschaft Anlage und verfahren zur erzeugung von sauerstoff durch tieftemperaturzerlegung von luft
CN109186179A (zh) * 2018-09-30 2019-01-11 苏州制氧机股份有限公司 全精馏提氩富氧空分装置及工艺
CN109186179B (zh) * 2018-09-30 2023-09-19 苏州制氧机股份有限公司 全精馏提氩富氧空分装置及工艺
WO2021204424A3 (de) * 2020-04-09 2021-12-02 Linde Gmbh Verfahren zur tieftemperaturzerlegung von luft, luftzerlegungsanlage und verbund aus wenigstens zwei luftzerlegungsanlagen
CN115769037A (zh) * 2020-04-09 2023-03-07 林德有限责任公司 低温分离空气的方法，空气分离设备和由至少两个空气分离设备构成的复合体
US12510294B2 (en) 2020-04-09 2025-12-30 Linde Gmbh Process for cryogenic fractionation of air, air fractionation plant and integrated system composed of at least two air fractionation plants
EP4592627A1 (de) * 2024-01-26 2025-07-30 Linde GmbH Verfahren zur kryogenen luftzerlegung und luftzerlegungsanlage
WO2025157642A1 (en) * 2024-01-26 2025-07-31 Linde Gmbh Process for cryogenic air separation and air separation plant

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