118519. lajstromszámú szabadalom • Eljárás levegőnek alkatrészeire való szétválasztására

manométernyomás. A sűrített gázt ezután a vízhűtésű (173) kígyócsövön vezetjük át, melyben a sűrítési hőt eltávolítjuk és a gázt légköri hőmérsékletre 5 hozzuk. A meleg gáz most a (174) köpenybe áramlik és itt a metánnal hűtött (168) csövekkel érintkezik, melyek azt kb. 112 K°-ra hűtik le és kondenzálják. A cseppfolyós gázt a (175) tartály fogja 10 fel. A tartályból a cseppfolyós nitrogént eltávolíthatjuk és bárhol felhasználhatjuk, ahol az elvégzendő művelet igen alacsony hőmérsékletet igényel. A folya-15 dékot a (96) vagy (96a) szelepekben expandáltatva és eigőzösítve, a kapott gáz hőmérsékletét arra az értékre csökkenthetjük, mely az expanzió által elért nyomáson a nitrogén íorrponthőmérsékleté-20 nek felel meg; ez a hőfok légköri nyomáson 77,5°. A gyakorlati megoldásnál az expanziószelepet szorosan ama készülék mellett rendezzük el vagy abban a készülékbe építjük be, melyben a hűtő-25 hatást létre akarjuk hozni. Az expandált gázt, miután a lehűtött test hőmérsékletét felvette, a (177) csövön a sűrítőbe vezetjük vissza és ezzel a zárt nitrogénkörfolyamatot befejezzük. Ha azon-30 ban a művelet olyan természetű, hogy a nitrogén visszanyerése nem kívánatos, akkor azt a rendszerből eltávolíthatjuk és a (177) csövön friss nitrogént vezethetünk be. Ebben az esetben a nitrogén-35 nek nincs zárt körfolyamata. Minden olyan műveletben, mely különböző hőmérsékleteken véghezvitt hűtőhatásokat igényel, a közbenső fokozatok közül egyben vagy többen összegyűlő 40 folyadék részeit használhatjuk fel ahhoz, hogy azt bármilyen kívánt nyomáson forrpontjára lehűtve, hűtőhatást hozzunk létre. Az expandált gázokat, miután hűtő 45 hatásukat elvégezték, a (151, 161, 171) csöveken át a (142, 152, 162) sűrítőkbe vezetjük vissza. Az eljárás egyes fokozatai során alapul vett eszményi feltételeket a gyakorlat-50 ban nem lehet megvalósítani. Tökéletes hőkicserélődés elérhetetlen, mert a hűtéshez használt közegek természete és készülékek mérete a gazdaságos kihasználás érdekében a hő bizonyos csúcsértékét 55 követeli meg, másrészt pedig a gazdaságos energiakihasználás és a körfolyamatokba való légbeszivárgás megakadályozása szükségessé teszi, hogy a sűrítők belépő oldalán jelentékeny túlnyomást tartsunk fenn. A sűrítők nyomóoldalán 60 a nyomások szintén nagyobbak lesznek, mint azokban a tartályokban, amelyekbe a sűrítők szállítanak, mivel a nyomóoldalon a készülékben nyomásesés elkerülhetetlen. Ezért a gyakorlatban mind 65 a hőmérsékletek, mind a nyomások nagyobbak lesznek, mint ahogyan ezeket fent megadtuk. A tényleges üzemi feltételek jó eredménnyel dolgozó berendezésben pl. a következők: 70 Ammónia: Sűrítőnyomás 10,5 atm., expanzió után 7 atm. manométernyomás, hőmérséklet expanzió után 245 K°. Etilén: Sűrítőnyomás 23 atm., ex- 75 panzió után 0,07 atm. manométernyomás, hőmérséklet expanzió után 170 K°. Metán: Sűrítőnyomás 28 atm., expanzió után 0,07 atm. mano- 80 méternyomás, hőmérséklet expanzió után 112 K°. Nitrogén: Sűrítőnyomás 21 atm. A találmány gyakorlati megvalósítása szempontjából lényeges, hogy (az első ki- 85 vételével) az egyes fokozatokban felhasznált gázok annak a gáznak a forrpontján legyenek cseppfolyósíthatok, mely gáz az előző fokozatban azon a nyomáson, amelyre expandált, cseppfolyósodott, azaz más 90 szavakkal, hogy minden egyes gáz kritikus hőmérséklete magasabb legyen, mint a megelőző folyadék expanziójával elérhető hőfok. Ugyanezért az is lényeges, hogy az első fokozatban felhasznált 95 gáz kritikus hőmérséklete magasabb legyen, mint amekkora légköri hűtéssel, akár közvetlenül, akár víz felhasználásával elérhető. Ezenkívül avégből, hogy költségek és 100 működés szempontjából a kellő gazdaságosságot elérjük, kívánatos, hogy az egyes fokozatokban felhasznált gázok kritikus hőmérséklete magasabb legyen, mint a megelőző fokozat folyadékának 105 forrpontja rendes légköri nyomáson, mert ezzel elkerüljük annak a szükségességét, hogy a hűtő folyadékot légkörinél kisebb nyomáson legyünk kénytelenek elgőzösíteni, aminek az alacsony belépő nyo- 110 másokkal járó rossz hatásfok és az egyébként szükségesnél sokkal nagyobb sűrítők alkalmazása lenne a következménye. Igen kívánatos továbbá az is, hogy az egyes gázok gőznyomása azon a hőmér- 115 sékleten, melyre az illető gázt az előző