[go: up one dir, main page]

DE60006321T2 - Verdampferkondensor mit hartgelöteten Platten und deren Verwendung in einer Luftdestillationsvorrichtung - Google Patents

Verdampferkondensor mit hartgelöteten Platten und deren Verwendung in einer Luftdestillationsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE60006321T2
DE60006321T2 DE60006321T DE60006321T DE60006321T2 DE 60006321 T2 DE60006321 T2 DE 60006321T2 DE 60006321 T DE60006321 T DE 60006321T DE 60006321 T DE60006321 T DE 60006321T DE 60006321 T2 DE60006321 T2 DE 60006321T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
liquid
evaporator condenser
passages
heat exchanger
evaporation
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 - Fee Related
Application number
DE60006321T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60006321D1 (de
Inventor
Bernard Darredeau
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.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA a Directoire et Conseil de Surveillance pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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 Air Liquide SA, LAir Liquide SA a Directoire et Conseil de Surveillance pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
Application granted granted Critical
Publication of DE60006321D1 publication Critical patent/DE60006321D1/de
Publication of DE60006321T2 publication Critical patent/DE60006321T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/02Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
    • 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
    • F25J5/00Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
    • F25J5/002Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger
    • F25J5/005Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger in a reboiler-condenser, e.g. within a column
    • 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
    • F25J2250/00Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/02Bath type boiler-condenser using thermo-siphon effect, e.g. with natural or forced circulation or pool boiling, i.e. core-in-kettle heat exchanger
    • 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
    • F25J2250/00Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/10Boiler-condenser with superposed stages
    • 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
    • F25J2250/00Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/20Boiler-condenser with multiple exchanger cores in parallel or with multiple re-boiling or condensing streams
    • 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
    • F25J2290/00Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/32Details on header or distribution passages of heat exchangers, e.g. of reboiler-condenser or plate heat exchangers

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)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdampferkondensor der Art mit hartgelöteten Platten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Verdampferkondensor ist aus der DE-A-1 152 432 und der US-A-5 775 129 bekannt.
  • Die Erfindung betrifft insbesondere Hauptverdampferkondensoren für Luftdestillationsvorrichtungen, die den flüssigen Sauerstoff bei Niederdruck (typischerweise geringfügig größer als Atmosphärendruck) durch Kondensation von Stickstoff bei Mitteldruck (typischerweise von 5 bis 6 absoluten Bar) verdampfen; sie wird in dieser Anmeldung im folgenden erläutert werden.
  • Die Verdampferkondensatoren funktionieren als Thermosiphon. Für die Zirkulation des verdampfenden Sauerstoffs von unten nach oben sorgt der hydrostatische Druck aufgrund der Höhe des flüssigen Sauerstoffbads.
  • Aus Sicherheitsgründen muss der Durchfluss des rückfließenden flüssigen Sauerstoffs um ein Mehrfaches größer als der Durchfluss von verdampftem Sauerstoff sein. Aus diesem Grund wird vorgegeben, dass die Höhe des flüssigen Sauerstoffbads nahezu gleich der Höhe des Wärmetauschers ist, das heißt, dass dieser letztere nahezu vollständig in der Flüssigkeit eingetaucht ist.
  • Wenn man den Temperaturunterschied zwischen dem Fluid, das kondensiert, und demjenigen, das verdampft, reduzieren will, um den Druck des der Erwärmung dienenden Stickstoffs und damit die Kompressionsenergie der verarbeiteten Luft zu vermindern, muss man die Wärmetauschfläche vergrößern. Da die horizontalen Abmessungen der Wärmetauscher durch den im Innenraum der Niederdruckdestillationskolonne verfügbaren Raum begrenzt sind, muss die Höhe des Wärmetauschers erhöht werden.
  • Eine derartige Höhenzunahme erhöht jedoch den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit im unteren Teil, das heißt am Eingang, der Verdampfungsdurchgänge, wodurch in dem unteren Teil des Wärmetauschers ein Bereich geschaffen wird, der stetig unterkühlte Flüssigkeit enthält, und zumindest teilweise der nutzbringende Effekt der Erhöhung der Wärmetauschfläche neutralisiert wird.
  • Um diesen Nachteil. zu vermeiden, wurde vorgeschlagen (siehe zum Beispiel die US-A-4 606 745), den Wärmetauscher in mehrere übereinanderliegende Wärmetauscher zu unterteilen, von denen jeder in ein Bad reduzierter Höhe eintaucht. Diese Lösung ist jedoch nicht ausreichend offenbart, denn ein Bad geringer Höhe führt zu einer geringen Geschwindigkeit des aus dem Wärmetauscher austretenden, verdampften Gases. Daraus resultiert eine ungenügende Zirkulation des Zweiphasenfluids und eine Verschlechterung des Wärmeaustauschs.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Verdampferkondensor bereitzustellen, der verbesserte Wärmeeigenschaften aufweist.
  • Hierzu ist der erfindungsgemäße Verdampferkondensor der Art mit hartgelöteten Platten dadurch gekennzeichnet, dass er folgendes umfasst:
    • – Mittel zur Übertragung des von der Spitze der ersten Verdampfungsdurchgänge kommenden Dampfs zu einem unteren Eingang der zweiten Verdampfungsdurchgänge und
    • – Mittel zur Verteilung zu verdampfender Flüssigkeit in dem Dampfstrom, der in jeden der zweiten Verdampfungsdurchgänge eindringt.
  • Der erfindungsgemäße Verdampferkondensor kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale isoliert oder in technisch möglichen Kombinationen aufweisen:
    • – der Verdampferkondensor umfasst Beschleunigungsmittel für den Dampfstrom, der in jeden der zweiten Verdampfungsdurchgänge eindringt, insbesondere eine Verengung des Durchtrittsquerschnitts für diesen Strom;
    • – die ersten und zweiten Verdampfungsdurchgänge werden jeweils durch zwei unterschiedliche Wärmetauscherkörper begrenzt, und die Übertragungsmittel umfassen einen Kollektor für den gesamten Dampf, der von der Spitze der ersten Verdampfungsdurchgänge kommt, wobei dieser Kollektor global mit den unteren Eingängen aller zweiten Verdampfungsdurchgänge verbunden ist;
    • – die ersten und zweiten Verdampfungsdurchgänge werden durch die gleichen Platten begrenzt, wobei die Wärmetauscherteile einen einzigen Wärmetauscherkörper bilden, bei dem die Verstrebungswellenelemente jedes Verdampfungsdurchgangs für die Aufnahme der Flüssigkeitsverteilungsmittel unterbrochen sind;
    • – der Verdampferkondensor umfasst eine Zuleitung für zu verdampfende Flüssigkeit nur zu den Verteilungsmitteln, wobei die Quellversorgungsmittel die überschüssige Flüssigkeit aufnehmen, die von dem oberen Wärmetauscherteil kommt;
    • – die Flüssigkeitszuleitung mündet in ein nach oben offenes Flüssigkeitsreservoir, das dafür ausgelegt ist, eine hydrostatische Druckhöhe über den Verteilungsmitteln zu erzeugen, wobei dieses Reservoir ebenso die überschüssige Flüssigkeit aufnimmt, die von der Spitze des oberen Wärmetauscherteils kommt und in einen Raum überfließt, der Teil der Quellversorgungsmittel ist;
    • – die Quellversorgungsmittel sind dafür ausgelegt, die überschüssige Flüssigkeit aufzunehmen, die von der Spitze der ersten Verdampfungsdurchgänge kommt; und
    • – die Flüssigkeitsverteilungsmittel umfassen perforierte Rohre, die am Eingang von jedem der zweiten Verdampfungsdurchgänge und in diesen Durchgängen angeordnet sind, wobei die Perforationen dieser Rohre nach oben gerichtet sind.
  • Die Erfindung betrifft ebenso eine Vorrichtung zur Destillation von Luft mit einem Verdampferkondensor zum Verdampfen von flüssigem Sauerstoff unter niedrigem Druck durch Kondensation von Stickstoff unter Mitteldruck, wobei dieser Verdampferkondensor wie oben definiert gestaltet ist.
  • Es werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezug auf die folgenden beigefügten Zeichnungen beschrieben werden:
  • 1 gibt schematisch in einem vertikalen Schnitt durch die Verdampfungsdurchgänge einen erfindungsgemäßen Verdampferkondensor wieder;
  • 2 ist eine analoge Ansicht einer anderen Ausführungsform;
  • 3 ist eine analoge, vergrößerte Ansicht des Verbindungsbereichs der zwei Wärmetauscherteile des Verdampferkondensors von 2;
  • 4 ist eine Teilansicht entlang der Linie IV-IV von 1; und
  • 5 ist eine Teilansicht entlang der Linie V-V von 2 oder von 3.
  • Der in 1 wiedergegebene Verdampferkondensor 1 ist der Hauptverdampferkondensor einer (in 1 nicht dargestellten) Luftdestillationskolonne, die im Wesentlichen aus einer Mitteldruckdestillationskolonne und einer Niederdruckdestillationskolonne besteht. Der Verdampferkondensor 1 soll flüssigen Sauerstoff aus dem Inneren der Niederdruckkolonne durch Kondensation von gasförmigem Stickstoff vom Kopf der Mitteldruckkolonne verdampfen.
  • Der Verdampferkondensor 1 besteht aus einem unteren Wärmetauscherkörper 2A, der von einem oberen Wärmetauscherkörper 2B überragt wird. Jeder Wärmetauscherkörper von im Großen und Ganzen parallelepipedischer Form besteht aus einem Stapel vollkommen identischer, rechtwinkliger, vertikaler Platten 3A, 3B aus Aluminium, peripheren Verschlußstäben 4A, 4B und Verstrebungswellenelementen 5A, 5B, zum Beispiel aus perforiertem, gewellten Blech. Das Ganze wird im Ofen in einem einzigen Vorgang hartgelötet. An jedem Körper 2A, 2B sind zwei Kästen von allgemein halbsymmetrischer Form angelötet, nämlich ein oberer, seitlicher Eintrittskasten 6A, 6B für gasförmigen Stickstoff und ein unterer, seitlicher Austrittskasten 7A, 7B für flüssigen Stickstoff.
  • Jedes Paar benachbarter Platten 3 begrenzt einen Durchgang von allgemein flacher Form. Diese Durchgänge sind wechselweise Verdampfungsdurchgänge für Sauerstoff 8A, 8B (1) und Kondensationsdurchgänge für Stickstoff. Die Stangen 4 schließen den Umfang dieser Durchgänge, mit Ausnahme von Eintritts- und Austrittsöffnungen für die Fluide, ab.
  • Die Durchgänge 8 sind somit auf ihrer ganzen Höhe seitlich geschlossen und an ihrem oberen und unteren Ende völlig offen.
  • Dahingegen sind die Durchgänge 8 auf ihrer ganzen Peripherie geschlossen, mit Ausnahme eines seitlichen, oberen Eintrittsfensters für gasförmigen Stickstoff, an dem der Kasten 6 mündet, und eines seitlichen, unteren Austrittsfensters für flüssigen Stickstoff, an dem der Kasten 7 mündet.
  • Die Wellen 5 der Verdampfungsdurchgänge weisen auf der ganzen Höhe dieser Durchgänge vertikale Erzeugende auf. Diejenigen der Kondensationsdurchgänge weisen auf im Wesentlichen der ganzen Höhe dieser Durchgänge vertikale Erzeugende auf, sind jedoch oben und unten durch schräge Verteilungswellen verlängert, die auf herkömmliche Weise in die seitlichen Ein- und Austrittsfenster für Stickstoff münden.
  • Mit dem Wärmetauscherkörper 2A sind verbunden:
    • – ein Speicher für flüssigen Sauerstoff, der für ein quasi vollständiges Eintauchen des Körpers 2A in diese Flüssigkeit ausgelegt ist. Dieser Speicher kann der Innenraum der Niederdruckkolonne oder auch, wie dargestellt, eine untere Wanne 11 sein, die unter dem Wärmetauscherkörper angeordnet ist und in die eine oder mehrere der Abstiegsleitungen 12 münden;
    • – eine obere Kuppel 13, die das obere Ende 14A des Körpers 2A abdeckt. Das obere Ende der Leitungen 12 ist mit dieser Kuppel auf Höhe dieses Endes 14A verbunden.
  • Mit dem Wärmetauscherkörper 2B sind verbunden:
    • – eine untere Kuppel 15, die das untere Ende 16B des Körpers 2B abdeckt und die mit der Kuppel 13 über eine Leitung 17 in Verbindung steht, und
    • – ein seitliches Reservoir 18, das sich über die ganze Dicke, gesehen in der Richtung senkrecht zur Zeichenebene, und über die ganze Höhe des Körpers 2B erstreckt. Dieses Reservoir ist im Wesentlichen auf Höhe des oberen Endes 14B dieses Körpers 2B nach oben offen. Über dem Reservoirs 18 befindet sich die einzige Versorgung 19 des Verdampferkondensors mit flüssigem Sauerstoff. Das untere Ende des Reservoirs 18 steht nur mit Vorrichtungen 20 zur Injizierung von flüssigem Sauerstoff in den gasförmigen Sauerstoff in Verbindung, die jeweils am Eingang jedes Verdampfungsdurchgangs 8B vorgesehen sind.
  • Wie in 4 zu sehen ist, besteht jede Vorrichtung 20 aus einem perforierten Rohr, das sich über die ganze horizontale Breite des Durchgangs 8B erstreckt, an dessen unterem Eingang die Welle 5B über diesem Rohr beginnt. Der Durchmesser des Rohrs 20 ist kleiner als der Abstand der zwei Platten 3B, die den Durchgang begrenzen, und die Perforationen 21 sind nach oben gerichtet. Jedes Rohr 20 ist über ein Ende mit dem unteren Bereich des Reservoirs 18 verbunden, während sein anderes Ende geschlossen ist.
  • Der Verdampferkondensor umfasst auch noch eine Abstiegsleitung 22, die die einzige Versorgung des unteren Körpers 2A bildet. Der Eingang dieser Leitung bildet einen nach oben offenen Kollektor 23, der am oberen Rand des Reservoirs 18 angefügt ist, während ihr Ausgang in einem Punkt im mittleren Bereich der Höhe zumindest einer Leitung 12 steckt.
  • Der obere Rand des Körpers 2B ist zudem mit vertikalen Rändern 24 versehen, die den gesamten, aus dem oberen Ende 14B austretenden flüssigen Sauerstoff in das Reservoir 18 lenken und die die ganze Flüssigkeit, die aus den Reservoiren 18 überfließt, in den Kollektor 23 lenken.
  • Im Betrieb wird der Durchfluss des bei 19 ankommenden flüssigen Sauerstoffs geregelt, damit beim Überfließen des Reservoirs 18 das Niveau der Flüssigkeit in dem unteren Körper 2A in der Nähe von dessen oberem Ende 14A gehalten wird. Diese Regelung kann zum Beispiel durch Regelung des Durchflusses von aus der Anlage abgezogenen flüssigen Produkten und/oder durch Regelung von deren Turbine zur Kälteerzeugung realisiert werden.
  • Der flüssige Sauerstoff verdampft teilweise in den Durchgängen 8A, wo die aus der Verdampfung resultierenden Blasen einen aufsteigenden Thermosiphon-Effekt hervorrufen. Das Zweiphasenfluid, das aus dem oberen Ende 14A austritt, teilt sich in eine flüssige Phase, die in die Leitungen 12 überfließt, die in das untere Bad zurückzukehren, und eine dampfförmige Phase, die durch die Kuppel 13 gesammelt wird und dann über die Leitung 17 in die Kuppel 15 weiterströmt.
  • Dieser gasförmige Sauerstoff dringt in alle Durchgänge 8B ein. Am Eingang von jedem von ihnen wird er beim Durchgang durch das Rohr 20 wegen des sich ihm bietenden reduzierten Durchtrittsquerschnitts beschleunigt und nimmt die aus den Öffnungen 21 austretenden Flüssigkeitströpfchen unter der Wirkung der in dem Reservoir 18 vorhandenen hydrostatischen Druckhöhe der Flüssigkeit nach oben mit. Der gasförmige Sauerstoff wird somit am Eingang der Durchgänge 8B innig mit dem flüssigen Sauerstoff gemischt und nimmt diese Flüssigkeit mit, und die Verdampfung erfolgt in diesen Durchgängen von unten nach oben. Das Zweiphasenfluid, das aus dem oberen Endes 14B austritt, trennt sich in eine dampfförmige Phase, die in der Niederdruckkolonne aufsteigt, und eine flüssige Phase, die in das Reservoir 18 überfließt.
  • Die Leitung 22 wird nur durch das Überfließen des Reservoirs 18 gespeist, wodurch eine ausreichende Versorgung der Durchgänge 8B mit Flüssigkeit gewährleistet wird, um jegliches Trockenfallen von diesen zu vermeiden. Der untere Teil dieser Leitung 22 bildet eine Flüssigkeitssperre, die den gesamten verdampften Sauerstoff in dem Körper 2A dazu nötigt, in die Kuppeln 13 und 15 weiterzuströmen.
  • Mittels der oben beschriebenen Anordnung kommt für den unteren Wärmetauscherkörper ein Bad mit partieller Höhe zur Anwendung, wodurch die hydrostatische Druckhöhe am Eingang der Durchgänge 8A und damit der Druck des zur Erwärmung dienenden Stickstoffs reduziert wird. Gleichzeitig wird in dem oberen Wärmetauscher eine beschleunigte Zweiphasenströmung ohne stetiges Flüssigkeitsbad erzeugt, wodurch der Wärmeaustausch in dem oberen Körper 2B verbessert wird.
  • Die 2, 3 und 4 geben einen Verdampferkondensor 101 wieder, der alle Funktionen des Verdampferkondensors 1 in einem einzigen Wärmetauscherkörper 102 mit einem besonders einfachen Aufbau vereinigt.
  • Der Verdampferkondensor 101 besteht somit aus einem einzigen Stapel rechtwinkliger, vertikaler Platten 103, Verschlußstäben 104 und Verstrebungswellenelementen 105.
  • Die Kondensationsdurchgänge für Stickstoff erstrecken sich kontinuierlich über die ganze Höhe des Wärmetauschers, mit einem einzigen oberen Eintrittskasten 106 und einem einzigen unteren Austrittskasten 107, die beide seitlich angeordnet sind.
  • Die Verdampfungsdurchgänge für Sauerstoff 108 sind auf ihrer ganzen Höhe seitlich geschlossen und nach oben und unten vollständig offen. Ihre Verstrebungswellenelemente 105 mit vertikalen Erzeugenden sind in einem mittleren Bereich ihrer Länge unterbrochen. In jedem so definierten freien Raum 25 ist ein perforiertes Rohr 20 mit nach oben gerichteten Öffnungen 21 (5) entsprechend der weiter oben bezüglich 4 beschriebenen Anordnung angeordnet. In diesem Fall sind die Rohre 20 jedoch an ihren zwei Enden offen und münden durch entsprechende Durchbrüche der seitlichen Verschlußstäbe der Durchgänge 108 hindurch in den unteren Teil eines seitlichen, den Wärmetauscherkörper umgebenden Reservoirs 18.
  • Auf diese Weise werden, wie im Fall von 1, ein untere Verdampfungsdurchgänge 108A enthaltendes, unteres Wärmetauscherteil 102A und ein obere Verdampfungsdurchgänge 108B enthaltendes, oberes Wärmetauscherteil 102B definiert, mit einem Raum 25 zur Sammlung und Umverteilung von gasförmigem Sauerstoff zwischen diesen Durchgängen, der erfindungsgemäß dem zuvor beschriebenen Raum 13, 17, 15 entspricht.
  • Der untere Teil 102A des Wärmetauschers taucht im Wesentlichen bis auf die Höhe des oberen Endes 114A der Durchgänge 108A direkt in ein Bad flüssigen Sauerstoffs 26 ein, das sich im Innenraum der Niederdruckkolonne 27 sammelt, die auf der Mitteldruckkolonne 28 aufsitzt.
  • Um zu gewährleisten, dass der gesamte verdampfte Sauerstoff in dem Teil 102A in den Teil 102B übertritt, umgibt eine den Boden des Reservoirs 18 trennende, vertikale Trennwand 29 den oberen Bereich des Teils 102A und taucht in das Bad 26.
  • Die Speisung des Verdampferkondensors erfolgt nur bei 19 in das Reservoir 18. Das Reservoir 18 empfängt ebenso den überschüssigen flüssige Sauerstoff, der an der Spitze des Wärmetauschers austritt. Wie zuvor speist das Reservoir 18 die Rohre 20, und die aus den Öffnungen 21 austretende Flüssigkeit mischt sich innig mit der von dem unteren Teil 102A des Wärmetauschers kommenden Dampfphase des Zweiphasengemischs. Die flüssige Phase dieses Gemischs fließt ihrerseits in das Bad 26. Dieses letztere wird ebenso durch das Überfließen des Reservoirs 18 gespeist. Diese verschiedenen Fluidbewegungen sind in 2 durch Pfeile angegeben, und die daraus resultierenden Vorteile sind analog zu denjenigen, die weiter oben unter Bezug auf die bezüglich der 1 und 4 erläutert wurden.
  • Es versteht sich, dass auf den eingetauchten unteren Teil 8A oder 102A des Verdampferkondensors als Alternative zudem ein Wärmetauscherteil wie beispielsweise 8B oder 102B aufsitzen kann, dessen Verdampfungsdurchgänge einerseits durch den gasförmigen Sauerstoff, der von der darunterliegenden Wärmetauscherstufe kommt, und andererseits durch den an ihrem Eingang innig mit diesem gasförmigen Sauerstoff gemischten Sauerstoff gespeist werden. Bei einer derartigen Variante erfolgt die Versorgung der ganzen Verdampferkondensoren mit flüssigem Sauerstoff vorzugsweise nur auf der höchsten Stufe und dann von jeder Stufe zur darunterliegenden durch Überfließen.

Claims (9)

  1. Verdampferkondensor (1; 101) der Art mit hartgelöteten Platten mit: – einem unteren Wärmetauscherteil (2A; 102A) mit einem ersten hartgelöteten Stapel paralleler Platten (3A; 3), Verstrebungswellenelementen (5A; 105) und Verschlußstäben (4A; 104), die eine Reihe erster Verdampfungsdurchgänge (8A; 108A) und eine Reihe zweiter Erwärmungsdurchgänge begrenzen, – Mitteln (11, 12; 26) zur Quellversorgung der ersten Verdampfungsdurchgänge (8; 108A) mit zu verdampfender Flüssigkeit, – zumindest einem oberen Wärmetauscherteil (8B; 108B) mit einem zweiten hartgelöteten Stapel paralleler Platten (3B; 3), Verstrebungswellenelementen (5B; 105) und Verschlußstäben (48; 104), die eine Reihe zweiter Verdampfungsdurchgänge (8B; 108B) und eine Reihe zweiter Erwärmungsdurchgänge begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass er umfasst: – Mittel (13, 15, 17; 25) zur Übertragung des von der Spitze der ersten Verdampfungsdurchgänge (8A; 108A) kommenden Dampfes zu einem unteren Eingang der zweiten Verdampfungsdurchgänge (8B; 108B) und – Mittel (20) zur Verteilung zu verdampfender Flüssigkeit in dem Dampfstrom, der in jede der zweiten Verdampfungsdurchgänge (8B; 108B) eindringt.
  2. Verdampferkondensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er Beschleunigungsmittel für den Dampfstrom umfasst, der in jeden der zweiten Verdampfungsdurchgänge (8B; 108B) eindringt, insbesondere eine Verengung des Durchtrittsquerschnitts für diesen Strom.
  3. Verdampferkondensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Verdampfungsdurchgänge jeweils durch zwei unterschiedliche Wärmetauscherkörper (2A, 2B) begrenzt werden, und dass die Übertragungsmittel einen Kollektor (13) für den gesamten Dampf umfassen, der von der Spitze der ersten Verdampfungsdurchgänge (8A) kommt, wobei dieser Kollektor global (bei 15) mit den unteren Eingängen aller zweiten Verdampfungsdurchgänge (8B) verbunden ist.
  4. Verdampferkondensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten (108A) und zweiten (108B) Verdampfungsdurchgänge durch die gleichen Platten (103) begrenzt werden, wobei die Wärmetauscherteile (102A, 102B) einen einzigen Wärmetauscherkörper (102) bilden, bei dem die Verstrebungswellenelemente (105) jedes Verdampfungsdurchgangs (bei 25) für die Aufnahme der Flüssigkeitsverteilungsmittel (20) unterbrochen sind.
  5. Verdampferkondensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Zuleitung (19) für zu verdampfende Flüssigkeit nur zu den Verteilungsmitteln umfasst, wobei die Quellversorgungsmittel (11, 12; 26) die überschüssige Flüssigkeit aufnehmen, die von dem oberen Wärmetauscherteil (102B) kommt.
  6. Verdampferkondensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitszuleitung (19) in ein nach oben offenes Flüssigkeitsreservoir (18) mündet, das dafür ausgelegt ist, eine hydrostatische Druckhöhe über den Verteilungsmitteln (20) zu erzeugen, wobei dieses Reservoir ebenso die überschüssige Flüssigkeit aufnimmt, die von der Spitze des oberen Wärmetauscherteils (102B) kommt und in einen Raum (12; 26) überfließt, der Teil der Quellversorgungsmittel ist.
  7. Verdampferkondensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Quellversorgungsmittel (11, 12; 26) dafür ausgelegt sind, die überschüssige Flüssigkeit aufzunehmen, die von der Spitze der ersten Verdampfungsdurchgänge (8A; 108A) kommt.
  8. Verdampferkondensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsverteilungsmittel (20) perforierte Rohre umfassen, die am Eingang von jedem der zweiten Verdampfungsdurchgänge (8B; 108B) und in diesen Durchgängen angeordnet sind, wobei die Perforationen (21) dieser Rohre nach oben gerichtet sind.
  9. Vorrichtung zur Destillation von Luft mit einem Verdampferkondensor zum Verdampfen von flüssigem Sauerstoff unter niedrigem Druck durch Kondensation von Stickstoff unter Mitteldruck, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampferkondensor (1; 101) einem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 entspricht.
DE60006321T 1999-07-07 2000-06-22 Verdampferkondensor mit hartgelöteten Platten und deren Verwendung in einer Luftdestillationsvorrichtung Expired - Fee Related DE60006321T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9908791A FR2796137B1 (fr) 1999-07-07 1999-07-07 Vaporiseur-condenseur a bain a plaques brasees et son application a un appareil de distillation d'air
FR9908791 1999-07-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60006321D1 DE60006321D1 (de) 2003-12-11
DE60006321T2 true DE60006321T2 (de) 2004-09-16

Family

ID=9547821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60006321T Expired - Fee Related DE60006321T2 (de) 1999-07-07 2000-06-22 Verdampferkondensor mit hartgelöteten Platten und deren Verwendung in einer Luftdestillationsvorrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6393864B1 (de)
EP (1) EP1067344B1 (de)
JP (1) JP2001050657A (de)
DE (1) DE60006321T2 (de)
FR (1) FR2796137B1 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10027140A1 (de) * 2000-05-31 2001-12-06 Linde Ag Mehrstöckiger Badkondensator
ES2635247T3 (es) * 2002-01-17 2017-10-03 Alfa Laval Corporate Ab Evaporador sumergido que comprende un intercambiador de calor de placas y una carcasa cilíndrica en la que está dispuesto el intercambiador de calor de placas
FR2853723B1 (fr) * 2003-04-10 2007-03-30 Air Liquide Procede et installation de traitement d'un bain de liquide riche en oxygene recueilli en pied d'une colonne de distillation cryogenique
EP1890099A1 (de) * 2006-08-08 2008-02-20 Linde Aktiengesellschaft Rücklaufkondensator
US9476641B2 (en) * 2007-09-28 2016-10-25 Praxair Technology, Inc. Down-flow condenser reboiler system for use in an air separation plant
FR2995671B1 (fr) * 2012-09-19 2014-10-03 Air Liquide Ensemble d'echangeurs de chaleur et unite de separation comprenant un tel ensemble d'echangeurs de chaleur
US9453674B2 (en) 2013-12-16 2016-09-27 Praxair Technology, Inc. Main heat exchange system and method for reboiling
JP7356334B2 (ja) * 2019-12-17 2023-10-04 大陽日酸株式会社 多段液溜式凝縮蒸発器、該多段液溜式凝縮蒸発器を備えた空気分離装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1152432B (de) * 1962-04-21 1963-08-08 Linde Eismasch Ag Platten-Kondensator-Verdampfer, insbesondere fuer Gas- und Luftzerleger
JPS60253782A (ja) * 1984-05-30 1985-12-14 日本酸素株式会社 大型空気分離装置用凝縮器
US4715433A (en) * 1986-06-09 1987-12-29 Air Products And Chemicals, Inc. Reboiler-condenser with doubly-enhanced plates
FR2718836B1 (fr) * 1994-04-15 1996-05-24 Maurice Grenier Echangeur de chaleur perfectionné à plaques brasées.
FR2733039B1 (fr) * 1995-04-14 1997-07-04 Air Liquide Echangeur de chaleur a plaques brassees, et procede correspondant de traitement d'un fluide diphasique
DE19605500C1 (de) * 1996-02-14 1997-04-17 Linde Ag Vorrichtung und Verfahren zum Verdampfen einer Flüssigkeit
US5775129A (en) * 1997-03-13 1998-07-07 The Boc Group, Inc. Heat exchanger
FR2774755B1 (fr) * 1998-02-09 2000-04-28 Air Liquide Condenseur a plaques brasees perfectionne et son application aux doubles colonnes de distillation d'air

Also Published As

Publication number Publication date
EP1067344B1 (de) 2003-11-05
FR2796137A1 (fr) 2001-01-12
US6393864B1 (en) 2002-05-28
JP2001050657A (ja) 2001-02-23
EP1067344A1 (de) 2001-01-10
DE60006321D1 (de) 2003-12-11
FR2796137B1 (fr) 2001-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1287302B1 (de) Mehrstöckiger badkondensator
DE69209994T2 (de) Indirekter Plattenwärmetauscher
DE69002593T2 (de) Verfahren und vorrichtung für gleichzeitige stoff- und wärmeübertragung.
DE69516594T2 (de) Verfahren und Wärmetauscher zum Verdampfen einer Flüssigkeit durch indirekten Wärmetausch mit einem Dampf hierfür
DE19605500C1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Verdampfen einer Flüssigkeit
DE69106291T2 (de) Plattenverdampfer.
DE2333703A1 (de) Mehrstufiger verdampfer
WO2001092798A2 (de) Mehrstöckiger badkondensator
DE60023394T2 (de) Wärmetauscher
DE2222269C2 (de) Rieselkolonne zum Rektifizieren von Flüssigkeiten
DE69302319T2 (de) Rieselwärmetauscher und Lufttrennungseinrichtung mit einem solchen Wärmetauscher
DE2109578A1 (de) Verdampfer
DE69933202T2 (de) Fallfilm-Verdampfer als Kondensationsverdampfer
DE60006321T2 (de) Verdampferkondensor mit hartgelöteten Platten und deren Verwendung in einer Luftdestillationsvorrichtung
DE1949609C3 (de) Kondensatorverdampfer für einen Doppelsäulenrektifikator
DE1930347B2 (de) Plattenwärmetauscher
DE69605347T2 (de) Wärmetauscher mit gelöteten Platten
DE19905060A1 (de) Kondensator mit gelöteten Platten und dessen Anwendung bei Luftdestillationsdoppelsäulen
EP0619466B1 (de) Dampfkondensator
DE60019328T2 (de) Verdampfer-kondensator und luftzerlegungsanlage
EP0780146B1 (de) Dampfbeheizte Vorrichtung zur Verdampfung oder Eindickung von Flüssigkeiten
DE1939245C3 (de) Luftgekühlter Kondensator für das Kopf produkt einer Destillier- oder Rektifizier-Kolonne
DE19939294A1 (de) Mehrstöckiger Umlaufkondensator
WO2003012352A2 (de) Mehrstöckiger kondensator-verdampfer
DE2837892C2 (de) Vorrichtung zum Kondensieren von Dampf

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee