DE407179C

DE407179C - Method and device for separating gas or vapor mixtures, e.g. Air, by adsorption or chemical bonding

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Publication number: DE407179C
Application number: DEL58948D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1924-12-17

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Zerlegen von Gas- oder Dampfgemischen, z. B. Luft, durch Adsorption oder chemische Bindung.Method and device for breaking down gas or steam mixtures, z. B. air, by adsorption or chemical bonding.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Zerlegung von Gas- oder Dampfgemischen, z. B. The present invention relates to the decomposition of gas or Steam mixtures, e.g. B.

Luft, durch chemische Bindung oder vornehmlich Adsorption. Nachstehend sei zunächst letztere Anwendungsform beschrieben. Jedoch sei im voraus betont, daß diese Beschreibung fast Wort für Wort auch für die Zerlegung durch chemische Bindung gilt, wenn man an die Stelle von Adsorption bzw. Adsorptionsstoff (Kohle usw.) Begriff und Bezeichnung »Absorptioncc oder »chemische Bindung» bzw. »chemisch absorbierende, chemisch bindende, chemisch aktive ;Masse« treten läßt.Air, through chemical bonding or primarily adsorption. Below the latter application is described first. However, it should be emphasized in advance that this description almost word for word also for the decomposition by chemical bonding applies if one uses the term in the place of adsorption or adsorbent (coal, etc.) and designation »Absorptioncc or» chemical bond »or» chemically absorbing, chemically binding, chemically active "mass".

Es ist bekannt, daß poröse Kohle und andere poröse oder fein verteilte Stoffe, wie Tonerde, Magnesin und Magnesiumkarbonat (s. Jahrgang I866 des Journals für praktische Chemie, Band 98, Seite 458off., Reichard; über Kohle u. a. Kolbe, »Flüssige Luft«, 1920, S. 233 ; ferner Patent 169514 von Dewar), die verschiedenen Bestandteile von Gas- oder Dampfgemischen verschieden stark adsorbieren, und zwar im allgemeinen um so reichlicher, je höheren Partialdruck und je höheren Siedepunkt diese Bestandteile besitzen und je leichter sie sich daher kondensieren. Es scheint auch Ausnahmen hiervon zu geben, indem in gewisser Weise präparierte Zeolithe dem Volumen nach angeblich doppelt soviel Wasserstoff als Kohlensäure und ungefähr sechzehnmal soviel als Stickstoff aufnehmen (wobei es sich aber auch um chemische Wirkungen infolge von Eisengehalt des Zeoliths handeln könnte). Auch für solche Ausnahmen gilt die vorliegende Erfindung. It is known that porous coal and others are porous or finely divided Substances such as clay, magnesine and magnesium carbonate (see volume 1866 of the journal for practical chemistry, Volume 98, page 458off., Reichard; about coal and others Piston, "Liquid Air", 1920, p. 233; also patent 169514 from Dewar), the various Adsorb components of gas or vapor mixtures to different degrees, namely in general, the more abundant the higher the partial pressure and the higher the boiling point possess these constituents and therefore the easier they condense. It seems to give exceptions to this, in that in a certain way prepared zeolites the Volume allegedly twice as much hydrogen as carbonic acid and about sixteen times absorb as much as nitrogen (but there are also chemical effects due to the iron content of the zeolite). Even for such exceptions the present invention applies.

Aus diesen Erscheinungen folgt auch, daß ein adsorbiertes Gas (oder Dampf) durch ein übergeleitetes anderes von anderer Adsorbierbarkeit gegebenenfalls verdrängt wird, und daß die adsorbierte Menge und daher die Leistung des Adsorptionsstoffes im allgemeinen steigt, wenn man bei erniedrigten Temperaturen arbeitet. (S. besonders Baerwald in den »Annalen der Physik (und Chemie)», Bd. 23 (1907, S. 99 u. Ioo, Tabelle 4 bzw. Tafel V; ferner Patent I695I4 von Dewar.) Denn dadurch nähert man sich im Prinzip der Verflüssigungstemperatur des Gases oder Dampfes. Handelt es sich um Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenoxyd u. dgl. schwerkondensierbare Gase, so braucht man mit »erniedrigten« Arbeitstemperaturen nicht gleich an tiefste Temperaturen zu denken, wie sie z. B. bei der Verflüssigung von Luft und ihrer Rektifikation angewendet werden. Vielmehr eignen sich schon Temperaturerniedrigungen, welche demgegenüber mittels gewöhnlicher Kältemaschinen und hierdurch viel wirtschaftlicher erreichbar sind. Hierbei kann man natürlich Kälteträger, wie Äthan und andere Kohlenwasserstoffe, sowie Gemische derselben benutzen, welche sich zwar bei Kühlwassertemperatur unter Druck verflüssigen, jedoch im Vergleich zu Ammoniak, Kohlensäure u. dgl. weit tiefer sieden. Selbstverständlich macht man bei erniedrigten Arbeitstemperaturen ausgiebigsten Gebrauch von Gegenstromkälteaustausch, welcher die Kosten ausschlaggebend beeinflußt. It also follows from these phenomena that an adsorbed gas (or Steam) by a transferred other one of other adsorbability if necessary is displaced, and that the amount adsorbed and therefore the performance of the adsorbent generally increases when working at reduced temperatures. (S. especially Baerwald in the "Annals of Physics (and Chemistry)", Vol. 23 (1907, p. 99 and Ioo, table 4 or panel V; also patent 169514 by Dewar.) Because this brings you closer to the Principle of the liquefaction temperature of the gas or vapor. It is about Oxygen, nitrogen, carbon monoxide and the like, gases which are difficult to condense, are needed one with "lowered" working temperatures does not immediately go to the lowest temperatures to think how they z. B. in the liquefaction of air and its rectification be applied. Rather, temperature reductions are already suitable, which in contrast by means of ordinary refrigeration machines and thus much more economically attainable are. You can of course use coolants such as ethane and other hydrocarbons, as well as mixtures of the same, which are indeed below the cooling water temperature Liquefy pressure, but much lower than ammonia, carbonic acid and the like boil. Of course, the most extensive work is done at low working temperatures Use of countercurrent cold exchange, which has a major impact on costs.

Wie schon berührt, gibt es Adsorptionsstoffe verschiedenster Art, und mit ihrer Hilfe lassen sich Gase oder Dämpfe verschiedenster Art aus Gemischen abscheiden, z. B. Kohlenwasserstoffe, deren lIalogenierungsprodukte, nitrose Gase, schweflige Säure, Salzsäuregas, Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Chlor, Cyan, Blausäuregas, seltene Gase der Luft. Die Entgasung des Adsorptionsstoffes kann dabei durch indirekte oder direkte Erhitzung erfolgen oder durch Druckminderung (evtl. Vakuumerzeugung) oder, hiermit so gut wie gleichbedeutend, durch Überleitung indifferenter Gase, insbesondere von überhitztem Wasserdampf. As already mentioned, there are various types of adsorbent and with their help, gases or vapors of the most varied kinds can be extracted from mixtures deposit, e.g. B. Hydrocarbons, their halogenation products, nitrous gases, sulphurous acid, hydrochloric acid gas, ammonia, hydrogen sulphide, chlorine, cyan, hydrocyanic acid gas, rare gases in the air. The degassing of the adsorbent can be done indirectly or direct heating or by reducing the pressure (possibly creating a vacuum) or, almost synonymous with this, by transferring indifferent gases, especially from superheated steam.

Um die Erfindung durch ein Beispiel kurz und klar beschreiben zu können, sei nachstehend als Adsorptionsstoff hochporöse, auf bekannte Weise ihrer eventuellen leichten Entzündbarkeit beraubte Kohle angenommen und - wie auch bei der später beschriebenen Zerlegung durch chemische Bindung - als bloßes Beispiel zu zerlegendenGemisches atmosphärische Luft, für deren Sauerstoff z. B. poröse Kohle ein stärkeres Adsorptionsvermögen besitzt als für den Stickstoff. (S. auch die deutsche Patentschrift 193410 von Weileböck »Erstaunliche Adsorptionskraft von feuchter Baumrinde für Sauerstoff«.) Der Gehalt der Luft an Kohlensäure und Wasserdampf, an Argon und seltenen Gasen sei vernachlässigt. Die Arbeitstemperaturen seien derartige, daß sich zum Entgasen der Kohle überhitzter Wasserdampf verwenden läßt. In order to describe the invention briefly and clearly by means of an example can, in the following, be highly porous as an adsorbent, in a known manner possible easy flammability and deprived coal accepted - as well as with the later described decomposition by chemical bonding - as a mere example to decomposing mixture of atmospheric air, for its oxygen z. B. porous coal has a stronger adsorption capacity than nitrogen. (See also the German patent specification 193410 by Weileböck »Amazing adsorption power of moist tree bark for oxygen. ') The carbonic acid content of the air and Water vapor, argon and rare gases are neglected. The working temperatures be such that superheated steam is used to degas the coal leaves.

Zur Ausführung der Zerlegung denke man sich ferner einen Apparat von folgender Konstruktion und Wirkungsweise, wie ähnlich bereits in der Patentschrift 238569 (S. 2, links unten) des Erfinders für die Erzeugung von Stickstoff-Wasserstoffgemischen beschrieben: Der die Kohle enthaltende Behälter besitzt geschlossene Ringform und ist durch radiale Scheidewände in aufeinanderfolgende Kammern geteilt, welche zwei Gruppen bilden, von denen die eine (die Bindungsgruppe) von der zu verarbeitenden Luft, die andere (die Entgasungsgruppe) in gleicher Richtung (Drehrichtung) von dem entgasend wirkenden Wasserdampf und dem Entgasungsprodukt durchströmt wird, und zwar beides derart, daß man beide Anfangskammern und beide Endkammern periodisch ebenfalls in der Richtung der Gasführung (Luftführung und Wasserdampfführung) vorrücken läßt, so daß die Einschaltung einer Kammer in den kreisbogenförmigen Weg der Luft oder des Wasserdampfes immer am Ende dieses Weges, die Ausschaltung immer am Anfange desselben erfolgt und dadurch immer die zuletzt eingeschaltete Kammer vom betreffenden Gas (oder Dampf) zuletzt durchströmt wird. Aus derjenigen Kammer, welche soeben als Anfangskammer der Bindungsgruppe gedient hat und welche man nunmehr zur Endkammer der Entgasungsgruppe macht, um den adsorbierten Sauerstoff aus ihr abzutreiben, erfolgt letzteres annahmegemäß z. B. durch überhitzten Wasserdampf, während der Stickstoff als der schwerer adsorbierbare Bestandteil des Gemisches aus der Endkammer der Bindungsgruppe als nichtadsorbierter Rückstand abströmt. Auf diese Weise vollzieht sich eine Zerlegung der Luft.In order to carry out the decomposition, consider an apparatus from following construction and mode of operation, as similarly already in the patent specification 238569 (p. 2, bottom left) of the inventor for the production of nitrogen-hydrogen mixtures described: The container containing the coal has a closed ring shape and is divided into successive chambers by radial partitions, which two Form groups, one of which (the binding group) depends on the one to be processed Air, the other (the degassing group) in the same direction (direction of rotation) of the degassing water vapor and the degassing product flow through, and both in such a way that both initial chambers and both end chambers are periodically also advance in the direction of the gas duct (air duct and steam duct) leaves, so that the inclusion of a chamber in the arcuate path of the air or the water vapor always at the end of this path, the switch-off always at the beginning the same takes place and thus always the last switched on chamber of the relevant Gas (or steam) flows through last. From the chamber that just happened served as the beginning chamber of the binding group and which is now the end chamber the degassing group to drive off the adsorbed oxygen from it, if the latter is assumed z. B. by superheated steam, during the Nitrogen as the more difficult to adsorb constituent of the mixture from the end chamber the binding group flows off as a non-adsorbed residue. Perform this way a decomposition of the air.

Diese Zerlegung ist aber unvollkommen, da in den Entgasungskammern nicht bloß leichter adsorbierbarer Bestandteil (Sauerstoff), sondern auch schwerer adsorbierbarer (Stickstoff) adsorbiert ist. Auch ist solcher in den Poren und Zwischenräumen der Kohlenstückchen enthalten. Dadurch entstehen zwei Wirkungen: I. Das ausgetriebene Adsorptionsprodukt besteht nicht nur aus Sauerstoff, sondern auch aus Stickstoff und ist daher durch solchen verunreinigt; 2. die aus der Endkammer der Bindungsgruppe abströmende Stickstoffmenge ist im Vergleich zu der in der Luft im ganzen enthaltenen Menge geringer - was für andere Gase als Luft von Bedeutung sein kann , und zwar um diejenige Stickstoffmenge, welche in den Entgasungskammern mitadsorbiert und mitenthalten ist und aus ihnen mitausgetrieben wird. However, this decomposition is imperfect because it is in the degassing chambers not only more easily adsorbable component (oxygen), but also heavier adsorbable (nitrogen) is adsorbed. There is also some in the pores and spaces the coal pieces contain. This creates two effects: I. The expelled Adsorption product consists not only of oxygen but also of nitrogen and is therefore defiled by such; 2. those from the end chamber of the binding group The amount of nitrogen flowing out is compared to that contained in the air as a whole Amount less - which can be important for gases other than air, and that the amount of nitrogen which is also adsorbed in the degassing chambers and is included and driven out of them.

Nach vorliegender Erfindung wird nun die Zerlegung durch die zwei folgenden Maßnahmen sehr vervollkommnet. According to the present invention, the decomposition by the two very perfected the following measures.

A) In die ausgeschaltete Bindungsanfangskammer wird vor der Entgasung einige Zeit lang Sauerstoff (Hilfssauerstoff) im reinen, nämlich von den zu beseitigenden Bestandteilen (Stickstoff) des Gasgemisches befreiten Zustand geleitet. Dadurch wird der adsorbierte und der mechanisch verunreinigende Anteil des schwerer adsorbierbaren Stickstoffes durch den leichter adsorbierbaren Sauerstoff verdrängt und ersetzt ()) Maximalanreicherungsprozeß ee oder kurz »Maximalprozeß«), so daß bei der darauffolgenden Entgasung reiner Sauerstoff resultiert. A) Before degassing, the initial binding chamber is switched off For some time oxygen (auxiliary oxygen) in the pure, namely from the ones to be removed Components (nitrogen) of the gas mixture released state passed. Through this the adsorbed and the mechanically contaminating portion of the less adsorbable Nitrogen displaced and replaced by the more easily adsorbable oxygen ()) Maximum enrichment process ee or "maximum process" for short), so that in the following Degassing of pure oxygen results.

B) Das bei dem eben beschriebenen Maximalprozeß die Kammer (kurz »Maximalkammer«) verlassende Gas besitzt anfangs Luftzusammensetzung, wird aber allmählich immer sauerstoffreicher, und man wartet sogar, bis es aus ganz reinem Sauerstoff besteht, ehe man mit der Entgasung beginnt. Dieses Abgas nun läßt man nicht in die Luft entweichen, sondern man leitet es entweder a) gemeinsam mit dem zu zerlegenden Rohgas (Luft) in die Anfangskammer der Bindungsgruppe oder b) in eine derselben rückwärts vorgeschaltete Kammer (Vorkammer) oder mehrere solche. B) The chamber (briefly "Maximum chamber") leaving gas initially has air composition, but becomes gradually becoming more and more oxygenated, and you even wait for it to come out completely pure Oxygen exists before degassing begins. This exhaust gas is now left do not escape into the air, but you either pass it a) together with the raw gas to be broken down (air) in the initial chamber of the binding group or b) in one or more chambers upstream of the same backward (antechamber).

Jede dieser letzteren Maßnahmen a und b hat zur Folge, daß der in der Anfangs kammer mitadsorbierte und im Abgas des Maximalprozesses mitenthaltene Stickstoff, vor allem aber der Sauerstoff letzteren Abgases, nicht verlorengehen. Bei genügender Zahl von Kammern und gründlicher Vergasung des Sauerstoffes aus der Entgasungskammer oder -kammern wird daher praktisch der gesamte Sauerstoff der Luft im reinen Zustand beim Entgasungsprozeß und praktisch der gesamte Stickstoff mehr oder minder rein als unadsorbierter Luftrest aus der letzten Bindungskammer erhalten. (Natürlich hängt der Gesamtzerlegungseffekt in hohem Maße mit von der Anzahl und Größe der Kammern, von dem angewandten Gasdruck und angewandter erniedrigter Arbeitstemperatur ab.) Maßnahme a bedeutet gegenüber Maßnahme b eine Vernichtung von bereits erzieltem Zerlegungseffekt, da der im Durchschnitt sehr hohe Sauerstoffgehalt des Abgases der l ! Maximalkammer durch die bei Maßnahme a erfolgende Wiedervermischung mit Luft beträchtlich entwertet wird, wohingegen bei Maßnahme b diese Vermischung nur mit einer sauerstoffärmeren Fraktion oder mit Abgas () sekundärem, Abgas) des in Rede stehenden Abgases {»primären« Abgases) stattfindet. Maßnahme b verdient daher den Vorzug. Each of these latter measures a and b has the consequence that the in adsorbed in the initial chamber and contained in the exhaust gas of the maximum process Nitrogen, but especially the oxygen in the latter exhaust gas, is not lost. With a sufficient number of chambers and thorough gasification of the oxygen from the The degassing chamber or chambers is therefore practically all of the oxygen in the air in the pure state during the degassing process and practically all of the nitrogen more or less pure than unadsorbed air residue from the last binding chamber. (Of course the total decomposition effect depends to a large extent on the number and The size of the chambers, the applied gas pressure and the applied reduced working temperature from.) Measure a means, compared to measure b, the destruction of what has already been achieved Decomposition effect, because the oxygen content of the exhaust gas is very high on average the l! Maximum chamber due to the remixing that takes place in measure a Air is considerably devalued, whereas with measure b this mixing is only with a lower oxygen fraction or with exhaust gas () secondary, Exhaust gas) of the exhaust gas in question ("primary" exhaust gas) takes place. measure b therefore deserves preference.

Bewirkt man die Entgasung mit Hilfe von Erhitzung des Adsorptionsstoffes, so kann man dieselbe einfach dadurch erzielen, daß man durch die Entgasungskammern erwärmten Sauerstoff (1-eizsauerstoiX) zirkulieren läßt, welchem außerhalb der Kammer kontinuierlich ein Teil davon als Nutzprodukt entnommen wird. If the degassing is effected by heating the adsorbent, the same can be achieved simply by going through the degassing chambers heated oxygen (1-eizsauerstoiX) circulates, which outside the chamber part of it is continuously withdrawn as a useful product.

Bei Evakuierung der Entgasungskammern aber ist es zweckmäßig, dieselben z.B. mittels in ihren Adsorptionsstoff eingebetteter 3 und von Heizmitteln durchflossener Rohre zu Erwärmen, um eine der allmählichen Gasentbindung entgegenwirkende Abküh]ung der Adsorptionsmasse bei der Vergasung des auf ihr kondensierten Sauerstoffes zu verhindern. Begnügt man sich damit, die Temperatur der Masse ungefähr konstant zu erhalten, so kommt dies bei erniedrigten Arbeitstemperaturen der Einfachheit der Apparatur zugute, indem als Heizmittel ohne weiteres die der Zerlegung entgegengehende, gekühlte Luft oder der abströmende Stickstoff dienen kann, also nicht zwei verschieden starke Kühlungen bzw. sogar noch eine besondere Erhitzung nötig sind.When evacuating the degassing chambers, however, it is advisable to use the same e.g. by means of 3 embedded in their adsorbent material and through which heating means flow Pipes to be heated in order to cool down which counteracts the gradual release of gas the adsorption mass during the gasification of the oxygen condensed on it impede. If one is satisfied with keeping the temperature of the mass approximately constant received, this comes at reduced working temperatures of the simplicity of To the benefit of the apparatus by using the heating means that go against dismantling, cooled air or the nitrogen flowing off can serve, so not two different strong cooling or even special heating are necessary.

Wird die Entgasung se'nr unvollständig ausgeführt, so daß noch viel Sauerstoff in der entgasten Alasse adsorbiert bleibt, so wird dieser Sauerstoffrest bei Einschaltung der entgasten Entgasungsanfangskammer als Bindungsendkammer durch den hindurchströmenden, einen sehr hohen Partialdruck besitzenden Stickstoff verdrängt und mitfortgeführt, die Reinheit desselben also eine Zeitlang verringert. If the degassing is carried out incompletely, so much If oxygen remains adsorbed in the degassed alasse, this oxygen residue becomes when the degassed degassing start chamber is switched on as the binding end chamber displaces the nitrogen flowing through it, which has a very high partial pressure and carried on with it, thus reducing its purity for a time.

Der Theorie entsprechend ist es für die Erhöhung und Aufrechterhaltung der Adsorptionsfähigkeit der Kohle nicht ungünstig, wenn man die zu verlegende Luft vorher von Wasserdampf und Kohlensäure befreit, was auf die bei der Luftverflüssigung und-zerlegung bekannte Weise erfolgen kann. According to the theory, it is for increasing and maintaining the adsorptive capacity of the coal is not unfavorable, considering the air to be laid previously freed from water vapor and carbon dioxide, which is due to the liquefaction of the air and decomposition can be done in a known manner.

Auf der Zeichnung ist schematisch eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens dargestellt, und zwar mit einer einzigen Entgasungskammer 8, statt einer ganzen Gruppe von solchen. Der innere, kreisbogenförmige Pfeil bedeutet die Richtung der Gasführung und zugleich der Schaltung. Die Vorrielitung besteht hier im ganzen aus acht zu einem geschlossenen Ring angeordneten Kammern. 3 ist die Adsorptionsanfangskammer, in welche Luft eingeleitet wird. Diese durchströmt der-Reihe nach auch die Kammern 4 bis 7, aus deren letzter der unadsorbierte Rückstand (Stickstoff) abströmt. Aus der Entgasungskammer 8 entbindet man den adsorbierten Gasbestandteil, z. B. Sauerstoff, dadurch, daß man sie - evtl. unter künstlicher Erwärmung der Adsorptionsmasse - evakuiert (s. Zeichnung) oder durch sie erwärmten Sauerstoff (lTeizsauerstoff) zirkulieren läßt. - Der Anfangskammer 3 sind, in der Rückwärtsrichtung, der Reihe nach die Kammern 2 und I vorgeschaltet. In letzterer, der Maximalkammer, findet der Maximalprozeß statt, indem man durch sie z. B. bei Lufttrennung reinen, nämlich stickstofffreien oder sehr stickstoffarmen Sauerstoff (Hilfssauerstoff) führt. In the drawing, a device for execution is schematically of the method shown, with a single degassing chamber 8 instead a whole group of them. The inner, circular arrow means that Direction of the gas flow and at the same time the circuit. The supply line is here a total of eight chambers arranged in a closed ring. 3 is the adsorption initial chamber, into which air is introduced. This also flows through the chambers one after the other 4 to 7, from the last of which the unadsorbed residue (nitrogen) flows off. the end the degassing chamber 8 releases the adsorbed gas component, e.g. B. Oxygen, in that they - possibly with artificial heating of the adsorption mass - evacuated (see drawing) or circulate the oxygen warmed by it (oxygen) leaves. - The starting chamber 3 is, in the backward direction, the chambers in sequence 2 and I upstream. The maximum process takes place in the latter, the maximum chamber instead, by z. B. pure air separation, namely nitrogen-free or very low-nitrogen oxygen (auxiliary oxygen).

Das resultierende Substitutionsprodukt (Stickstoff) sowie den immer mehr zunehmenden unadsorbierten Rest des eingeleiteten 71ilfssauerstoffes mischt man vorzugsweise nicht ohne weiteres der in die Anfangskammer 3 geleiteten Luft bei, sondern man führt das Gas, entsprechend dem früher beschriebenen Verfahren B, b und wie auf der Zeichnung veranschaulicht, zunächst noch durch die Kammer 2 (Vorkammer). Z. B. bei der nächsten Weiterschaltung wird Kammer 4 bzw. 8 zur Anfangs-bzw. Endkammer, I bzw. 2 bzw. 3 zur Entgasungs- bzw. Maximal- bzw. Vorkammer.The resulting substitution product (nitrogen) as well as the always more increasing unadsorbed remainder of the introduced auxiliary oxygen mixes the air fed into the initial chamber 3 is preferably not readily available at, but you lead the gas, according to the procedure described earlier B, b and, as illustrated in the drawing, initially through chamber 2 (Antechamber). For example, with the next forwarding, chamber 4 or 8 becomes the start or End chamber, I or 2 or 3 to the degassing or maximum or pre-chamber.

Eine Ausführungsform des Maximalprozesses besteht darin, daß man den Hilfssauerstoff durch Wasserdampf (oder anderes indifferentes Gas oder Dampf) in der Entgasungskammer oder -kammern entwickelt und von da aus lediglich nach erforderlich bemessener Abkühlung, jedoch noch in Gemisch mit solchem Wasserdampf usw., unmittelbar in die Maximalkammer leitet. One embodiment of the maximal process is that one the auxiliary oxygen by water vapor (or other inert gas or steam) Developed in the degassing chamber or chambers and only required from there measured cooling, but still mixed with such water vapor, etc., immediately leads into the maximum chamber.

Eine weitere Ausführungsform wird dadurch gebildet, daß man aus der soeben ausgeschalteten und zur Maximalkammer gemachten- Anfangskammer oder aber Vorkammer durch Einleitung von Wasserdampf usw. oder durch indirekte Erhitzung ei neu Teil des Sauerstoffes nebst dem adsorbierten Stickstoff austreibt und das entstehende Abgas auf beschriebene Weise in der Gasführungs- und Schaltungsrichtung über die eventuelle Vorkammer in die Bindungskammern (Adsorptionskammern) weiterleitet. Another embodiment is formed in that from the The initial chamber that has just been switched off and made the maximum chamber or else Antechamber by introducing steam etc. or by indirect heating ei drives out new part of the oxygen together with the adsorbed nitrogen and the resulting Exhaust gas in the manner described in the gas flow and switching direction via the any antechamber forwards into the binding chambers (adsorption chambers).

Wie hier beispielsweise für Luft durchgeführt ist, kann das Verfahren gemäß der Erfindung auch für andere Gasgemenge dienen, die durch Adsorption zerlegt werden können. Auch in diesem Falle wird man den leichtest adsorbierbaren Bestandteil als Hilfsgas « benutzen, um mit ihm aus der damit angereicherten, in der Reihenfolge ersten oder Anfangskammer den oder die schwerer adsorbierbaren Bestandteile auszutreiben. Der Literatur nach scheint es auch Adsorptionsstoffe zu geben, welche, wenigstens bei gewöhnlichen Temperaturen, Sauerstoff schwächer adsorbieren als Stickstoff. Bei Benutzung solcher Adsorptionsstoffe würden in vorstehendem Beispiel der Sauerstoff und der Stickstoff natürlich ihre Rollen tauschen. As is carried out here for air, for example, the method According to the invention also serve for other gas mixtures that decompose by adsorption can be. In this case, too, one becomes the most easily adsorbable component as auxiliary gas «to use with him from the enriched with it, in the order first or initial chamber to drive off the constituent or constituents which are more difficult to adsorb. According to the literature, there also seem to be adsorbents, at least some at ordinary temperatures, oxygen adsorb less than nitrogen. When using such adsorbents in the above example, the oxygen and the nitrogen of course switch roles.

-Das Verfahren ähnelt der vervollkommneten Rektifikation. Denn auch bei dieser wird zunächst ein Rektifikationsprodukt des gasförmigen (cder flüssigen) Rohgemisches hergestellt, worauf man auf dieses Rektifikationsprodukt den auch hier scheinbar verloren gegebenen Dampf des schwerer siedenden Bestandteil es rektifizierend einwirken läßt, um eine gewisse Nutzmenge dieses Bestandteiles im reinen, und zwar tropfbar flüssigen Zustand (bei vorliegender Erfindung im adsorbiert flüssigen Zustand) resultieren zu lassen. (Vgl. die deutsche Patentschrift I6793I/I7g des Erfinders.) Zur Reingewinnung des leichtest adsorbierbaren Bestandteiles von Gas- oder Dampfgemischen ist stufenweise Anreicherung durch oftmalige Wiederholung der Zerlegung durch Adsorption vorgeschlagen worden. Es ist jedoch klar, daß eine derartige Zerlegung gegenüber dem vorstehend beschriebenen neuen Verfahren außerordentlich umständlich ist und zu unvergleichlich geringerer Ausbeute führt (ähnlich wie oftmalige Wiederholung primitiver fraktionierter Destillation gegenüber regelrechter, vollkommener Rektifikation). -The procedure is similar to perfected rectification. Because even in this first a rectification product of the gaseous (cder liquid) raw mixture produced, whereupon this rectification product the vapor of the higher-boiling component, which is also apparently lost here it has a rectifying effect to a certain useful amount of this component in the pure, dripping liquid state (in the present invention in the adsorbed liquid state). (See German patent I6793I / I7g of the inventor.) For the purest recovery of the most easily adsorbable constituent of Mixing gases or vapors is gradual enrichment through repeated repetition the decomposition by adsorption has been proposed. It is clear, however, that one Such a decomposition is extraordinary compared to the new method described above is cumbersome and leads to an incomparably lower yield (similar to frequent Repetition of primitive fractional distillation versus more regular, more perfect Rectification).

Wie eingangs betont, bezieht sich die Erfindung ebensogut auf die Zerlegung von Gas-oder Dampfgemischen, z. B. Luft, durch chemische Bindung. Diese Anwendungsform sei nachstehend beschrieben, wieder unter Annahme von z. B. atmosphärischer Luft als zu zerlegendem Gasgemisch, Es ist bekannt, Sauerstoff aus der atmosphärischen Luft dadurch zu gewinnen, daß oxydierbare Stoffe, z. B. Bariumoxyd oder Gemisch von alkalimanganat und Alkalimetaplumbat, bei geeigneter, erhöhter Temperatur durch übergeleitete, gegebenenfalls komprimierte Luft oxydiert und darauf wieder reduziert werden, und zwar letzteres mittels indirekter oder direkter Erhitzung oder mittels Druckminderung oder, womit so gut wie gleichbedeutend, mittels Überleitung indifferenten Gases, insbesondere überhitzten Wasserdampfes. Hierbei keilen mehrere Öfen mit Wechselhetg-eb jn zwei Gruppen angewendet werden, von denen die eine immer entgast wird, wenn die andere dem Bindung prozeß (Oxydationsprozeß, Belüftsungt unterworfen wird. Diese Betriebswelse läßt sich noch tl.u-r'ch Anwendung einrs Apparates von folgender Konstruktion und Wir-kungsweise außeror dentlich vervollkommnen, wie ähnlich bereits in der Pti.teri.tschrlft v ; 8569 (5. 2, links unten) des Erfinders für die Erzeugung von Stickstoff Wasserstoffgemischen beschrieben. As emphasized at the outset, the invention relates just as well to the Breakdown of gas or vapor mixtures, e.g. B. air, by chemical bond. These Form of application is described below, again assuming z. B. more atmospheric Air as a gas mixture to be decomposed, It is known to extract oxygen from the atmospheric To win air that oxidizable substances such. B. barium oxide or mixture of alkali manganate and alkali metaplumbate, at a suitable, elevated temperature Air that is passed over, possibly compressed, is oxidized and then reduced again the latter by means of indirect or direct heating or by means of Pressure reduction or, with which almost synonymous, by means of transition indifferent Gas, especially superheated steam. Here, several ovens with interchangeable bins wedge can be used in two groups, one of which is always degassed when the others are subjected to the binding process (oxidation process, ventilation In operation, an apparatus of the following construction can still be used and perfect the way of working, as already described in the Pti.teri.tschrift v; 8569 (5. 2, bottom left) by the inventor for the production of nitrogen-hydrogen mixtures described.

Der die aktive klasse enthaltende Behälter besitzt geschlossene Ringform und ist durch radiale Scheidewände in aufeinanderfolgende Kammern geteilt, welche zwei Gruppen bilden, von denen die eine (die Bindungsgruppe) von der zu verarbeitenden Luft, die andere (die Entgasungsgruppe) in gleicher Richtung (Drehrichtung) von dem eventuellen, eine Erhitzung Qde Evakuie, rung oder beides. ausübenden Entgasungshilfsgas (überhitztem Wasserdampf) und dem Entgasungsprodukt durchströmt wird, und zwar beides derart, daß man beide Anfangskammern und beide Endkammern periodisch ebenfalls in der Richtung der Gasführung (Luftführung und Wasserdampfführung) vorrücken läßt, so daß die Einschaltung einer Kammer in den kreisbogenförmigen Weg der Luft oder des Wasserdampfes usw. immer am Ende dieses Weges, die Ausschaltung immer am Anfange desselben erfolgt und dadurch immer die zuletzt eingeschaltete Kammer vom betreffenden Gas (oder Dampf) zuletzt durchströmt wird. Aus derjenigen Kammer, welche soeben als Anfangskammer der Bindungsgruppe gedient hat und welche man nunmehr zur Endkammer. der Entgasungsgruppe macht, um den adsorbierten Sauerstoff aus ihr abzutreiben, erfolgt letzteres annahmegemäß z. B. durch überhitzten Wasserdampf, während der Stickstoff aus der Endkammer der Bindungsgruppe als nichtadsorbierter Rückstand abströmt, gemischt mit einem Sauerstoffrest, welcher um so geringer ist, je stärkeres Oxydationsbestreben die aktive Masse besitzt. Auf diese Weise vollzieht sich eine Zerlegung der Luft. The container containing the active class has a closed ring shape and is divided into successive chambers by radial partitions, which form two groups, one of which (the binding group) depends on the one to be processed Air, the other (the degassing group) in the same direction (direction of rotation) of the eventual, heating, evacuation, or both. exerting degassing auxiliary gas (superheated steam) and the degassing product flows through, both such that both initial chambers and both end chambers are periodically also in the direction of the gas flow (air flow and water vapor flow) advances, so that the inclusion of a chamber in the arcuate path of the air or of the water vapor etc. always at the end of this path, the deactivation always at the beginning the same takes place and thus always the last switched on chamber of the relevant Gas (or steam) flows through last. From the chamber that just happened served as the beginning chamber of the binding group and which is now the end chamber. the degassing group to drive off the adsorbed oxygen from it, if the latter is assumed z. B. by superheated steam, during the Nitrogen from the end chamber of the linking group as a non-adsorbed residue flows off, mixed with an oxygen residue, which is the smaller, the stronger Oxidation tendency possesses the active mass. In this way one takes place Decomposition of air.

Diese Betriebsweise ergibt die ausgiebigste und sparsamste Verwertung des Oxydationsbestrebens der aktiven Masse, der Oxydierkraft der Luft und der entgasenden Wirkung, sei es des eventuellen Hilfsgases, sei es der indirekten Erhitzung. This mode of operation results in the most extensive and most economical use the oxidizing tendency of the active substance, the oxidizing power of the air and the degassing Effect, be it of any auxiliary gas or of indirect heating.

Diese Zerlegung kann aber, wenn schon nicht gerade bei vorliegender Luftzerlegung, insofern unvollkommen sein, als auch unerwünschte Bestandteile des Gasgemisches chemisch oder physikalisch gebunden werden, vornehmlich dann, wenn sie in dem Gasgemisch in sehr großer Menge enthalten sind. Das Entgasungse produkt ist dann durch solche Bestandteile verunreinigt. However, this decomposition can, if not precisely in the case of the present one Air separation, to the extent that it is imperfect, as well as undesirable components of the Gas mixtures are bound chemically or physically, primarily when they are contained in the gas mixture in very large quantities. The degassing product is then contaminated by such constituents.

Ferner vermeidet die beschriebene Anordnung und ihr Betrieb noch nicht einen erheblichen Nachteil, darin bestehend, daß die feste oder flüssige aktive Masse den Innenraum der Einzelkammern (geschweige denn deren Verbindungsleitu-ngen) natürlich nicht vollständig ausfüllt, sondern Zwischenräume frei läßt, welche unmittelbar vor der Entgasung mit Luft und daher auch mit Stickstoff gefüllt sind, so daß derselbe bei der Entgasung den entwickelten Sauerstoff verunreinigt. Auch ist der abströmende Stickstoff in seiner Menge um die in den besprochenen Zwischenräumen enthaltene geringer, was für andere Gase als Luft von Bedeutung sein kann Nach vorliegender Erfindung wird nun diese Zerlegung durch die zwei folgenden Maßnahmen sehr vervikkjinnebtm A) In die ausgeschaltete Bindungsanfangskammer wrd vor der Entgasung einige Zeit lang Sauerstoff (Hilfssauerstoff) im reinen, nämlich von den zu beseitigenden Bestandteilen (Stickstoff) des Gasgemisches befreiten Zustand geleitet. Dadurch werden die evtl. mitabsorbierten Bestandteile des Gasgemisches durch den leichtest absorbierbaren verdrängt, ebenso der die Besehickungszwischenräume mitausfüllende Stickstoff (»Maximalanreicherungsprozeß oder kurz » 5Iaximalprozeßf (), so daß bei der darauffolgenden Entgasung reiner Sauerstoff resultiert. It also avoids the described arrangement and its operation not a significant disadvantage, consisting in that the solid or liquid active Earth the interior of the individual chambers (let alone their connecting lines) of course not completely filled, but leaves empty spaces, which are immediately are filled with air and therefore also with nitrogen before degassing, so that the same contaminates the evolved oxygen during degassing. Also is the outflowing The amount of nitrogen contained in the interstices discussed lower, which may be important for gases other than air According to the present Invention, this decomposition is now very vervikkjinnebtm by the following two measures A) Before the degassing, some time in the switched-off binding initiation chamber long Oxygen (auxiliary oxygen) in the pure form, namely from the components to be removed (Nitrogen) of the gas mixture released state passed. Thereby the possibly co-absorbed components of the gas mixture by the most easily absorbable is displaced, as is the nitrogen that also fills the spaces between the loading areas (»maximum enrichment process or in short »5Iaximalprocessf (), so that in the subsequent degassing it is purer Oxygen results.

B) Das bei dem eben beschriebenen WIaximalprozeß die Kammer (kurz »Maximalkammer«) verlassende Gas besitzt anfangs Luftzusammensetzung, wird aber allmählich immer sauerstoffreicher, und man wartet sogar, bis es aus ganz reinem Sauerstoff besteht, ehe man mit der Entgasung beginnt. Dieses Abgas nun läßt man nicht in die Luft entweichen, sondern man leitet es entweder a) gemeinsam mit dem zu zerlegenden Rohgas (Luft) in die Anfangskammer der Bindungsgruppe oder b) in eine derselben rückwärts vorgeschaltete Kammer (Vorkammer) oder mehrere solche. B) The chamber (in short "Maximum chamber") leaving gas initially has air composition, but becomes gradually becoming more and more oxygenated, and you even wait for it to come out completely pure Oxygen exists before degassing begins. This exhaust gas is now left do not escape into the air, but you either pass it a) together with the raw gas to be broken down (air) in the initial chamber of the binding group or b) in one or more chambers upstream of the same backward (antechamber).

Jede dieser letzteren Maßnahmen a und b hat zur Folge, daß der in der Anfangskammer und darauf im Abgas des Maximalprozesses mitenthaltene Stickstoff und vor allem der Sauerstoff letzteren Abgases nicht verlarengehen. Bei genügender Zahl von Kammern und gründlicher Vergasung des Sauerstoffes aus der Entgasungskammer oder -kammern wird daher praktisch der gesamte Sauerstoff der Luft im reinen Zustand beim Entgasungsprozeß und praktisch der gesamte Stickstoff mehr oder minder rein als unabsorbierter Luftrest aus der letzten Bindungskammer erhalten. Each of these latter measures a and b has the consequence that the in the initial chamber and then the nitrogen contained in the exhaust gas of the maximum process and above all the oxygen in the latter exhaust gas is not lost. With enough Number of chambers and thorough gasification of the oxygen from the degassing chamber or chambers are therefore practically all the oxygen in the air in the pure state during the degassing process and practically all of the nitrogen is more or less pure obtained as unabsorbed air residue from the last binding chamber.

(Natürlich hängt der Gesamtzerlegungseffekt in hohem Maße mit von der gewählten aktiven Masse, von der Anzahl und Größe der Kammern, von dem angewandten Gasdruck und der angewandten ArbeitstemFeratur ab.) Maßnahme a bedeutet gegenüber Maßnahme b eine Vernichtung von bereits erzieltem Zerlegungseffekt, da der im Durchschnitt sehr hohe Sauerstoffgehalt des Abgases der Maximalkammer durch die bei Maßnahme a erfolgende Wiedervermischung mit Luft beträchtlich entwertet wird, wohingegen bei Maßnahme b diese Vermischung nur mit einer sauerstoffärmeren Fraktion oder Abgas (»sekundärem« Abgas) des in Rede stehenden Abgases (»primären« Abgases) stattfindet. Maßnahme b verdient daher den Vorzug.(Of course, the overall decomposition effect depends to a large extent on the selected active mass, the number and size of the chambers, the applied Gas pressure and the applied working temperature.) Measure a means opposite Measure b a destruction of the already achieved decomposition effect, since the on average very high oxygen content of the exhaust gas of the maximum chamber due to the measure a taking place remixing with air is considerably devalued, whereas in measure b, this mixing only with a lower oxygen fraction or exhaust gas ("Secondary" exhaust gas) of the exhaust gas in question ("primary" exhaust gas) takes place. Measure b therefore deserves the preference.

Bewirkt man die Entgasung mit Hilfe von Erhitzung des Absorptionsstoffes, so kann man dieselbe einfach dadurch eIzielen, daß man durch die Entgasungskammern stark ; erhitzten Sauerstoff (»Heizsauerstoff«) zirkulieren läßt, welchem außerhalb der Kammer kontinuierlich ein Teil davon als Nutzprodukt entnommen wird. Bei Evakuierung der Entgasungskammern aber ist es zweckmäßig, dieselben z. B. mittels in ihren Absorptionsstoff eingebetteter und von Heizmitteln durchflossener Rohre zu erhitzen, um eine der allmählichen Gasentbindung entgegenwirkende Abkühlung der aktiven Masse bei der A Vergasung des von ihr gebundenen Sauerstoffes zu verhindern. Begnügt man sich damit, die Temperatur der Masse ungefähr konstant zu erhalten, so kommt dies der Einfachheit der Apparatur zugute, indem als Heirmittel ohne weiteres die der Zerlegung entgegengehende erhitzte Luft oder der abströmende Stickstoff dienen kann, also nicht zwei verschieden starke Erhitzungen nötig sind. If the degassing is effected by heating the absorption material, so one can achieve the same simply by going through the degassing chambers strong ; heated oxygen ("heating oxygen") circulates, which outside part of it is continuously removed from the chamber as a useful product. When evacuating the degassing chambers but it is appropriate to use the same z. B. means in their absorbent material to heat embedded pipes through which heating means flow to one of the gradual gas release counteracting cooling of the active material in the A to prevent gasification of the oxygen bound by it. If you are satisfied in order to keep the temperature of the mass approximately constant, this is what happens The simplicity of the apparatus benefits from that of dismantling as a means of marriage opposing heated air or the outflowing nitrogen can serve, so two different levels of heating are not necessary.

Wird die Entgasung sehr unvollständig ausgeführt, so daß noch viel Sauerstoff in der entgasten Masse= gebunden bleibt, so wird dieser Sauerstoffrest bei Einschaltung der entgasten Entgasungs-Anfangskammer als Bindungsendkammer durch den hindurchströmenden, gegenüber dem Sauerstoff sozusagen als Vakuum wirkenden Stickstoff vergast und mitfortgeführt, die Reinheit desselben also eine Zeitlang verringert. If the degassing is carried out very incompletely, so that much Oxygen in the degassed mass = remains bound, this oxygen residue becomes when the degassed degassing start chamber is switched on as the binding end chamber the flowing through, acting as a vacuum, so to speak, in relation to the oxygen Nitrogen gasified and carried along, so its purity for a while decreased.

Ist die aktive Masse fest, so hat der beschriebene Maximalprozeß noch die äußerst günstige Wirkung, einem Inaktivwerden dieser Masse, wie dasselbe z. B. durch deren zu starke Erhitzung und dadurch starke Sinterung einzutreten droht, entgegenzuarbeiten. Er bewirkt nämlich, daß aktive Masse, welche z. B. durch den erwähnten fehlerhaften Betrieb ihre Oxy dierbarkeit durch Luft stark eingebüßt hat, durch reinen Sauerstoff infolge seines, verglichen mit Luft, 5mal so hohen Partialdruckes doch noch oxydiert wird, und zwar sowohl in ihrer ganzen Masse, wie auch gegebenenfalls bis zur höchsten Oxydationsstufe, welche hinwiederum bei der Entgasung leichter der Reduktion unterliegt als die nur durch Luft erzeugte Oxydationsstufe. Es ist sogar ohne weiteres einleuchtend, daß die darauffolgende neue Oxydation (mittels Luft) durch die vorhergegangene Reduktion aus maximal oxydiertem Zustand und die dadurch in ganz besonderem Maße bewirkte molekulare Porosität der (wenn festen) Masse begünstigt wird. Der Maximalprozeß wirkt daher in jeder Beziehung vorteilhaft. If the active mass is solid, then the maximum process described has nor the extremely beneficial effect of this mass becoming inactive, like the same thing z. B. threatens to occur due to excessive heating and thus strong sintering, to counteract. Namely, it causes active mass, which z. B. by the the faulty operation mentioned has severely lost its ability to be oxidized by air, by pure oxygen due to its partial pressure which is five times higher than that of air is still oxidized, both in its entirety, as well as possibly up to the highest oxidation level, which in turn is easier with degassing is subject to reduction than the oxidation stage produced only by air. It is it is even obvious that the subsequent new oxidation (by means of Air) by the previous reduction from the maximally oxidized state and the the resulting molecular porosity of the (if solid) Mass is favored. The maximum process is therefore advantageous in every respect.

Auf der Zeichnung ist schematisch eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens dargestellt, und zwar mit einer einzigen Entgasungskammer 8 statt einer Gruppe von solchen. In the drawing, a device for execution is schematically of the method shown, with a single degassing chamber 8 instead a group of such.

Der innere, kreisbogenförmige Pfeil bedeutet die Richtung der Gasführung und zugleich der Schaltung. Die 'crrichtung besteht hier im ganzen aus acht zu einem geschlossenen Ring angeordneten Kammern. 3 ist die Bindungsanfangs kammer, in welche Luft eingeleitet wird. Diese durchströmt der Reihe nach auch die Kammern 4 bis 7, aus deren letzter der unabsorbierte Rückstand (Stickstoff) abströmt.The inner, circular arrow indicates the direction of the gas flow and at the same time the circuit. The direction here consists of eight to one closed ring arranged chambers. 3 is the initial binding chamber into which Air is introduced. This also flows through one after the other the Chambers 4 to 7, from the last of which the unabsorbed residue (nitrogen) flows off.

Aus der Entgasungskammer 8 entbindet man den gebundenen Gasbestandteil, z. B. Sauerstoff, dadurch, daß man sie - etl. unter künstlicher Erhitzung der aktiven Masse -evakuiert (s. Zeichnung) oder durch sie überhitzten Wasserdampf oder sehr stark erhitzten Sauerstoff (Heizsauerstoff) zirkulieren läßt. Der Anfangskammer 3 sind, in der Rückwärtsrichtung, der Reihe nach die zwei Kammern 2 und I vorgeschaltet. In letzterer, der Maximalkammer, findet der Maximalprnzeß statt, indem man durch sie z. B. bei Lufttrennung reinen, nämlich sehr stickstofffreien oder sehr stickstoffarmen Sauerstoff (Hilfssauerstoff) führt. Den dadurch verdrängten Stickstoff sowie den damit gemischten und in diesem Gemisch immer mehr zunehmenden Hilfssauerstoff mischt man vorzugsweise nicht ohne weiteres der in die Anfangskammer 3 geleiteten Luft bei, sondern man führt das Gas, entsprechend dem früher beschriebenen Verfahren : 3, b und wie auf der Zeichnung veranschaulicht, zunächst noch durch die Kammer 2 (Lorliammer). Z. B. bei der nächsten Weiterschaltung wird Kammer 4 bzw. 8 zur Anfangs- bzw. Endkammer, I bzw. 2 bzw. 3 zur Entgasungs- bzw. Maximal-bzw. Vorkammer.The bound gas component is released from the degassing chamber 8, z. B. oxygen, by the fact that they - etl. under artificial heating of the active Mass -evacuated (see drawing) or steam superheated by it or very allows strongly heated oxygen (heating oxygen) to circulate. The initial chamber 3, the two chambers 2 and I are connected upstream in sequence in the reverse direction. In the latter, the maximum chamber, the maximum process takes place by going through she z. B. pure air separation, namely very nitrogen-free or very low-nitrogen Oxygen (auxiliary oxygen) leads. The nitrogen displaced as a result and the mixed with it and mixed in this mixture more and more increasing auxiliary oxygen the air fed into the initial chamber 3 is preferably not readily available at, but you lead the gas, according to the procedure described earlier : 3, b and as illustrated in the drawing, initially through the chamber 2 (Lorliammer). For example, the next time you are forwarded, chamber 4 or 8 will become Beginning or end chamber, I or 2 or 3 for degassing or maximum or. Antechamber.

Auch hier besteht eine Ausführungsform des Maximalprozesses darin, daß man den reinen Sauerstoff durch Wasserdampf (oder anderes indifferentes Gas oder Dampf) in der Entgasungskammer oder -kammern entwickelt und von da aus lediglich nach erforderlich bemessener Abkühlung, jedoch noch in Gemisch mit solchem Wasserdampf usw., unmittelbar in die Maximalkammer leitet. Here, too, one embodiment of the maximal process consists in that pure oxygen can be replaced by water vapor (or other inert gas or steam) is developed in the degassing chamber or chambers and from there only after the necessary cooling, but still mixed with such water vapor etc., leads directly into the maximum chamber.

Ferner wird auch hier eine weitere Ausführungsform dadurch gebildet, daß man aus der soeben ausgeschalteten und zur Maximalkammer gemachten Anfangskammer oder aber Vorkammer durch Einleitung von Wasserdampf usw. oder durch indirekte Erhitzung einen Teil des Sauerstoffes nebst dem verunreinigenden Stickstoff austreibt und das entstehende Abgas auf beschriebene Weise in der Gasführungs-und Schaltungsrichtung über die eventuelle Vorkammer in die Bindungskammer weiterleitet. Furthermore, a further embodiment is also formed here by that one can get out of the initial chamber that has just been switched off and made the maximum chamber or the antechamber by introducing steam, etc., or by indirect heating drives out some of the oxygen along with the polluting nitrogen and the resulting exhaust gas in the manner described in the gas routing and switching direction passes through the possible antechamber into the binding chamber.

Wie hier beispielsweise fur Luft durchgeführt ist, kann das Verfahren gemäß der Erfindung auch für andere Gasgemenge dienen, die durch chemische Bindung von Bestandteilen zerlegt werden können. Auch in diesem Falle wird man den absorbierbaren Bestandteil als Hilfsgas benutzen, um mit ihm aus der damit chemisch beladenen, in der Reihenfolge ersten oder Anfangskammer den oder die anderen, nicht gebundenen, jedoch die Zwischenräume der aktiven Masse ausfüllenden und die evtl. physikalisch aufgenommenen (also adsorbierten) Bestandteile auszutreiben. As carried out here for air, for example, the method can According to the invention also serve for other gas mixtures that are chemically bonded can be disassembled from components. In this case, too, one becomes the absorbable Use component as an auxiliary gas in order to remove it from the chemically loaded, in the order of the first or beginning chamber the other, unbound, however, the spaces between the active material and possibly physically filling expel absorbed (i.e. adsorbed) components.

Die nachstehenden Ausführungen gelten sowohl für die zuerst beschriebene, auf Adsorption beruhende, wie auch für die soeben behandelte, auf chemischer Wirkung beruhende Anwendungsform der Erfindung. The following statements apply to the first described, based on adsorption, as also for the one just treated, on chemical action based application of the invention.

Erfolgt die Entgasung durch Evakuierung oder ähnliche Wirkung, so besteht der Nachteil, daß hierbei die aktive Masse selbsttätig Abhühlung erleidet, die der Entgasung entegenwirkt.If the degassing takes place by evacuation or a similar effect, so there is the disadvantage that the active mass automatically cools down, which counteracts degassing.

Dieser Nachteil läßt sich dadurch in bohem Maße beseitigen, daß die aktive Masse in Mischung mit Stoffen angewendet wird, welche an der Adsorption oder den chemischen Reaktionen nicht teilnehmen und daher auch keine Adsorptionskraft bzw. chemische Wirkung zn zu besitzen brauchen, jedoch als Wärmespeicher wirken, nämlich bei der Evakuierperiode infolge von vorher aufgenommener und nunmehr wieder abgegebener Wärme eine schnelle und starke Abkühlung der aktiven Masse verhindern, was sie um so ausgiebiger tun, in je größerer Menge sie letzterer Masse zugemischt sind. This disadvantage can be eliminated to a bohemian extent that the active mass is applied in a mixture with substances which are involved in the adsorption or do not take part in the chemical reactions and therefore no adsorptive power or need to have a chemical effect, but act as a heat store, namely during the evacuation period as a result of previously recorded and now again prevent the heat emitted from cooling down rapidly and severely, what they do the more extensively, the greater the quantity they add to the latter mass are.

Diese Anwendung eines Wärmespeicherstoffes kommt besonders auch der Bindungs- und Maximalperiode zugute. Bei diesen Perioden erfolgt nämlich von selbst Temperaturerhöhung, welche dem Fortgang der Adsorption bzw. chemischen Bindung entgegenwirkt. Auch hier wirkt in Rede stehender beigemischter Hilfsstoff temperaturausgleichend, indem er von der entwickelten Wärme miterwärmt werden muß und dadurch im Maße seiner zugemischten Menge die Erwärmung der aktiven Masse verringert. This application of a heat storage material is also particularly important Loyalty and maximum period benefit. This happens automatically during these periods Increase in temperature, which counteracts the progress of adsorption or chemical bonding. Here, too, the additive in question has a temperature equalizing effect, by having to be warmed up by the developed heat and thereby in proportion to it added amount reduces the heating of the active material.

Der Hilfsstoff kann aus gutem Wärmeleiter bestehen (wie Metallfeil- oder -hobelspänen oder Metallkugeln [Metallschrot] oder Metallperlen) oder aus schlechtem Wärmeleiter (wie Kugeln oder Perlen aus Glas oder Porzellan). The auxiliary material can consist of a good heat conductor (such as metal filings or shavings or metal balls [metal shot] or metal beads) or from bad Heat conductors (such as spheres or beads made of glass or porcelain).

! Je schlechter der Hilfsstoff die Wärme leitet, um so geringere Größe müssen seine beigemischten Teilchen haben. Die Mischung kann eine rein mechanische sein oder eine physikalische ! in dem Sinne, daß der Adsorptions- oder chemilch wirkende Stoff auf dem Hilfsstoff niedergeschlagen oder letzterer mit dem ersteren innig durchsetzt (imprägniert) ist.! The worse the auxiliary material conducts heat, the smaller the size must have its admixed particles. The mixture can be purely mechanical be or a physical one! in the sense that the adsorption or chemical milk acting substance is deposited on the excipient or the latter with the former is intimately interspersed (impregnated).

Dieses Hilfsverfahren ist um so vorteilhafter, je kostspieliger die aktive Masse als Rohmaterial oder vermöge ihrer Zubereitung für das Hauptverfahren ist. This auxiliary method is the more advantageous, the more expensive the active mass as raw material or by virtue of its preparation for the main process is.

Ein weiteres Hilfsverfahren besteht darin, daß man das zu zerlegende Gasgemisch und beim Maximalprozeß das in die Maximalkammer eingeleitete Gas pulsierenden Druckänderungen unterwirft, zu dem Zweck, ursprüngliches Gasigemisch (beim Maximalprozeß) sowie Gas-1 gemisch, welches an dem zu adsorbierenden oder chemisch zu bindenden Bestandteil verarmt ist, durch Druckabnahme aus den Poren und Zwischenräumen der aktiven Masse herauszusaugen, bei der darauffolgenden Druckzunahme aber Gas, welches reicher an jenem genannten Bestandteil ist, in die Poren wieder hineinzudrücken. Another auxiliary method is that you can split the Gas mixture and in the maximum process the gas introduced into the maximum chamber pulsating Subject to pressure changes for the purpose of creating the original gas mixture (in the case of the maximum process) as well as gas-1 mixture, which is to be adsorbed or chemically constituent to be bound is depleted due to a decrease in pressure from the pores and interstices sucking out the active mass, but with the subsequent increase in pressure, gas, which is richer in that named component to push back into the pores.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for separating gas or vapor mixtures by binding the same to porous materials, characterized in that after saturation of the binding substances (active mass) initially one of the easiest to bind Part of the corresponding gas (vapor) in the less easy-to-bind parts completely or largely freed state (auxiliary gas) through the porous substances to expel the less firmly bound gas mixture parts (maximum process) and then only the more firmly bound mixture parts in a known manner, for. B. by reducing the pressure or by heating, wins (degassing process).

2. Embodiment of the method according to claim 1, characterized in that that when using a series of binding chambers, each with auxiliary gas treated initial chamber (maximum chamber) escaping gas mixed with the raw gas forwards through the chamber system.

3. Embodiment of the method according to claim 1 and 2, characterized characterized in that one dad exhaust gas from the chamber treated with auxiliary gas (masimal chamber) before it is mixed with the raw gas through one of the chambers just mentioned and the new initial chamber switched chamber (antechamber of the initial chamber) or several such directs.

. Embodiment of the method according to claim 1 to 3 in the case of Introduction of inert gas (vapor) into the degassing chamber during the degassing process, characterized in that, immediately after switching over the initial chamber or the antechamber to the maximum chamber, than that in the same for driving out the less firmly bound gas mixture parts serving auxiliary gas readily in the degassing process Degassing product obtained from the degassing chamber without cleaning it thoroughly of the auxiliary gas used for Eatgasung and therefore still with a more or less considerable Stick to it instead of using it in its pure state.

5. Embodiment of the method according to claim 1 to 3, characterized characterized in that, immediately after switching the initial chamber or the Antechamber to the maximum chamber, the one in the same for driving out the less tightly bound Gas mixture parts serving auxiliary gas generated in this chamber itself, namely with The help of degassing that has begun and still produces an impure product.

6. Embodiment of the method according to claim 1, characterized in that that one in the degassing by pressure reduction or similar effect in the to be degassed chamber contained active material by simultaneous heating, for example by passing through heated, easier-to-bind gas mixture part, to a constant one Seeks to maintain temperature.

7. To carry out the method according to claim 2 serving device, characterized in that it consists of a ring of reaction chambers with for everyone matching gas guide and at the same time switching device consists of which Chambers each as a bonding chamber or as a degassing chamber or as one Binding start chamber upstream and opening into it (maximum chamber) can be switched.

8. To carry out the method according to claim 3 serving embodiment the device according to claim 7, characterized in that each chamber also as an intermediate chamber (antechamber) between the maximum chamber and the binding start chamber can be switched.

9. Auxiliary method for the method according to claim I and its claimed From embodiments, characterized in that the active amasse in more or less Intimate mixture with substances is applied, which at the actual binding and Do not participate in degassing process> but in the binding process of heating and during the degassing process, the cooling of the active material is contrary to and therefore have a temperature equalizing effect.

10 Hilfsverfahre.n for the method according to claim 1 and its claimed From: guide forms, characterized in that the gas mixture to be broken down ud, beün maximal process, the gas introduced into the xinialkammer pulsates pressure changes is contemplated.