DE1100058B

DE1100058B - Vorrichtung zum Abtrennen von Bestandteilen aus einem Gas- und/oder Dampfgemisch durch Abkuehlung des Gemisches

Info

Publication number: DE1100058B
Application number: DEN15394A
Authority: DE
Inventors: Evert Hellingman; Jacobus Marie Van Der Cornelis; Klaas Roozendaal
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1957-07-26
Filing date: 1958-07-24
Publication date: 1961-02-23

Description

Vorrichtung zum Abtrennen von Bestandteilen aus einem Gas- und/oder Dampfgemisch durch Abkühlung des Gemisches Zwecks Abtrennung eines Bestandteiles aus einem Gas- und/oder Dampfgemisch, z. B. Feuchtigkeit aus der Luft, ist bereits vorgeschlagen worden, das Gemisch längs einer Anzahl Wände zu führen, die gemeinsam einen Raum bilden, in dem durch Kühlung ein bestimmtes Temperaturgefälle aufrechterhalten wird. Die hierbei benötigte Wandfläche ist groß und das Entfernen des sich auf der Wand absetzenden Schnees, der oft teilweise vereist, ist zeitraubend.
Bekannt sind auch Schneefilter, die auf ein Gas-oder Dampfgemisch eine Filterwirkung ausüben. Dieses Gemisch bildet, bevor es den Filter erreicht, durch Expansion Schnee von den abzutrennenden Bestandteilen.
Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen A:bscheider für Bestandteile eines Gasgemisches, beispielsweise für die Abscheidung von Wasser oder Kohlensäure aus der Luft, zu schaffen, der sich durch möglichst einfachen Aufbau und wenig Raumbedarf auszeichnet, und bei dem der abgelagerte Schnee leicht entfernt werden kann. Auch wird eine längere Betriebszeit für eine solche Maschine oder Anlage, z. B. eine Gastrennanlage, angestrebt.
Dies wird dadurch erreicht, daß eine Wand aus Gaze mit einer Kühlvorrichtung verbunden ist und ein Raum vorgesehen ist, der den Aufbau einer Schneeschicht auf der Wand aus Gaze zuläßt, derart, daß ein oder mehrere Bestandteile aas dem durch die Schneeschicht geleiteten Gasgemisch auf oder in der Schneeschicht als Schnee ausfrieren.
Dadurch kristallisieren die. auszufrierenden Bestandteile auf der Schneeschicht und beim Durchströmen dieser Schicht auch in der Schicht aus. Die Schneeschicht, durch die das Gasgemisch hindurchgeleitet wird, ist dauernd gekühlt. Das Ausfrieren findet dann unabhängig von der Temperatur des zufließenden Gasgemisches statt.
In diesem Zusammenhang ist der Ausdruck »Schnee« weit zu deuten. So kann z. B. Schwefel dadurch aus einem Dampf abgeschieden werden, d'aß dieser Dampf durch eine Schicht gekühlten »Schwefelschnee« hindurchgeführt wird, ohne daß die Temperatur des »Schnees« unter 0° C liegt.
Die aufgebaute Schneeschicht ,bleibt beim Betrieb als Filter für die abzutrennenden Bestandteile, wie z. B. Wasser und Kohlensäure, erhalten und erlangt eine Stärke von 7 cm und mehr, ohne den Widerstand der Durchströmung wesentlich zu erhöhen.
Um eine lose, gut durchlässige Schneeschicht zu erhalten, soll die Zu.flußgeschwindigkeit des Gasgemisches höchstens 10 cm/sec betragen. Unter »Zuflußgeschwindigkelit« ist die Geschwindigkeit zu verstehen, .die das Gas in der Nähe .der Gazeschicht aufweist, wenn man sich das Gazestück entfernt denkt. Aus dieser Geschwindigkeit und der Gasmenge läßt sich die erforderliche Gazeoberfläche berechnen.
Die Wand wird auf einer Temperatur gehalten, -die gleich oder kleiner ist als die Temperatur, welche der Temperatur bei der zulässigen Dampfspannung des niedrigst ausgefrorenen Bestandteiles entspricht.
Das Gazestück soll nicht zu feinmaschig sein. Die Maschenweite der Gaze liegt zwischen 0;1 und 5 mm, vorzugsweise zwischen 0,4 und 2 mm.
Die Wand aus Gaze,steht in leitender Verbindung mit gekühlten Streifen, Rippen, Stäben oder Rohren. Die Streifen sind mittels einer Platte, die Stäbe oder Rohre über eine Buchse und eine Schelhe und die Rippen unmittelbar am kalten Kopf einer Kaltgaskältemaschine befestigt. Die Befestigung erfolgt mittels einer Stiftschraube und einer Mutter. Die Wand aus Gaze und die Streifen, sowie die Rippen tauchen, in eine Rinne für flüssiges Gas ein.
Die Wand aus Gaze kann auch rings um den Kocher einer Gastrennsäule oder an den Umlaufverdampferrohren eines Kochers angeordnet sein.
Besonders ist diese Vorrichtung wichtig bei Gastrennanlagen, bei denen das Verstopfen der Füllung der Trennsäule und die damit verbundene Feuer- und Explosionsgefahr vermieden werden muß. Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dar. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt eines mittels eines flü6,sigen Gases in einer Rinne gekühlten, losen Abtrernners, Fia. 2 einen teilweisen Schnitt längs der Linie II-II.der Fi,g. 1, Fig. 3 einen teilweisen Längsschnitt eines auf dem kalten Kopf einer Kaltgaskältemaschine festgeklemmten Abtrenners, Fig. 3 a einen Schnitt längs -der Linie III-III der Fig. 3, Fig. 4 und 5 die Anwendung bei einem Kochgefäß einer Gastrennsäule, und Fig. 5 a eine mögliche Form des Gaizestückes nach Fig. 5.
Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, wird durch hochkant angeordnete, sich radial erstreckende Kupferstreifen 1 und durch sich hieran anschließende liegende Streifen 4 ein Käfig gebildet. Auf den Streifen 1 und 4 ist Gaze2 beispielsweise angelötet.
Die unteren Enden der Kupferstreifen 1 stehen im einer Rinne 3, die z. B. mit flüssiger Luft. ;gefüllt ist. Gegen die Gaze 2 liegt eine Wandaa an.
Die Strömungsrichtung .des zu behandelnden Gases ist von außen nach innen: (Pfeilep).
An der Außenseite der Gaze2 wächst entgegen .der Richtung der Pfeile p eine Schneeschicht.
Auch die Ausführungsform nach Fig. 3 weist einen Käfig aus flachen Streifen .1 und 4 auf, die mit einer Platte 5 und einer Buchse 6 aus wärmeleitendem Material verbunden sind. Der Käfig ist ringsum von Gaze 2 umgeben. Diese Gaze ist am kältesten und eine darauf gebildete Schneeschicht fängt im wesentlichen C02.
Die Platte 5 ist mittels einer Stiftschraube 7 und einer Mutter 8 auf einem Bolzen am kalten Kopf 9 einer Kaltgaskältemaschine mit Rippen 10 festgeklemmt. An diesen Rippen 10 wird die dem Kopf 9 zuströmende Luft kondensiert. Diese Luft wird in der Rinne 11 aufgefangen und durch ein Rohr 12 abgeführt.
Eine weitere Gazeschicht 2a ist um Stäbe oder Rohre 13 angeordnet, die durch eine Scheibe 14 mit der Buchse 6 verbunden sind und denen von der Buchse Kälte zugeführt wird. Der auf dieser Gazeschicht2a gebildete Schnee fängt im wesentlichen Wasser.
Wenn die Gazeschicht2a an Rohren festgelötet ist, kann sie mit Hilfe von in den Rohren fließender kalter Flüssigkeit oder kaltem Gas gekühlt werden.
Die sich so ergebenden ringförmigen Räume y und s sind so groß bemessen, daß sie die Sclineeschirhten aufnehmen können.
Die Fig. 4 und 5 zeigen, wie die Gaze2 auch um die Umlaufverdampferrohre 15 eines Kochers 16 angeordnet sein kann.
Fig. 5 a zeigt, wie die Gaze 2 in Form eines Zickzackkragens gefaltet sein kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum Abtrennen von Bestandteilen aus einem Gas- und/oder Dampfgemisch durch Abkühlung des Gemisches, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wand aus Gaze (2,2 a) mit einer Kühlvorrichtung verbunden ist und ein Raum (y, s) vorgesehen ist, der den Aufbau einer Schneeschicht auf' der Wand aus Gaze (2, 2a) zuläßt, derart, daß ein oder mehrere Bestandteile aus dem durch die Schneeschicht geleiteten Gasgemisch auf oder in der Schneeschicht als Schnee ausfrieren.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuflußgeschwindigkeit des Gemisches höchstens 10.cm/sec beträgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand aus Gaze (2, 2 a) auf einer Temperatur gehalten wird, die gleich oder kleiner ist als die Temperatur, welche der Temperatur bei der zulässigen Dampfspannung des niedrigst ausgefrorenen Bestandteils entspricht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenweite der Gaze (2,2 a) zwischen 0,1 und 5 mm, vorzugsweise zwischen 0,4 und 2 mm, liegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand aus Gaze (2, 2c,) in leitender Verbindung mit gekühlten leitenden Streifen (1, 4), Rippen (10), Stäben oder Rohren (13) steht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (1, 4) mittels einer Plätte (5), die Stäbe oder Rohre (13) über eine Buchse (6) und eine Scheibe (14) und die Rippen (10) unmittelbar am kalten Kopf (9) einer Kaltgaskältemaschine befestigt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung mittels einer Stiftschraube (7) und einer Mutter (8) erfolgt. B.
Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand aus Gaze (2) und die Streifen (1) sowie die Rippen (10) in eine Rinne (3, 11) für flüssiges Gas eintauchen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand aus Gaze (2) rings um den Kocher (16) einer Gastrennsäule angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand aus Gaze (2) an den Umlaufverdampferrohren (15) eines Kochers (16) angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 480 815; britische Patentschrift Nr. 353 014.