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Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Destilliersäulen-System zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung, das eine Hochdrucksäule (21) und eine Niederdrucksäule (22) aufweist. Einsatzluft (1) wird in einem Hauptluftverdichter (3) auf einen ersten Druck verdichtet, der deutlich höher als der Betriebsdruck der Hochdrucksäule (17) ist. Die verdichtete Einsatzluft (8) wird in einen ersten und einen zweiten Luftstrom (7,8) aufgeteilt und in einem Hauptwärmetauscher (16) gegen Rückströme (34,35) abgekühlt. Der erste Luftstrom (7), wird stromaufwärts der Einleitung in den Hauptwärmetauscher (16) in einem Nachverdichter (10) auf einen zweiten Druck nachverdichtet, der höher als der erste Druck ist. Der erste Luftstrom wird nach teilweiser Abkühlung im Hauptwärmetauscher (16) bei einer ersten Zwischentemperatur aus dem Hauptwärmetauscher (16) entnommen (12c) und in einem Kaltverdichter (113) auf einen dritten Druck nachverdichtet, der höher als der zweite Druck ist. Der kaltverdichtete erste Luftstrom (115) wird bei einer zweiten Zwischentemperatur, die höher als die erste Zwischentemperatur ist, dem Hauptwärmetauscher (16) wieder zugeführt und im Hauptwärmetauscher (16) weiter abgekühlt und verflüssigt oder pseudo-verflüssigt. Der (pseudo-)verflüssigte erste Luftstrom (17) wird in das Destilliersäulen-System zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung eingeleitet. Der zweite Luftstrom (8) wird in dem Hauptwärmetauscher (16) auf eine dritte Zwischentemperatur abgekühlt, unter der dritten Zwischentemperatur aus dem Hauptwärmetauscher (16) entnommen (24,28) und anschließend arbeitsleistend entspannt (25,28). Der arbeitsleistend entspannte zweite Luftstrom (30) wird ebenfalls in das Destilliersäulen-System zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung eingeleitet. Ein flüssiger Produktstrom (31) wird aus dem Destilliersäulen-System entnommen, in flüssigem Zustand auf einen erhöhten Druck gebracht (32) und unter diesem erhöhten Druck im Hauptwärmetauscher (16) verdampft oder pseudo-verdampft und schließlich als gasförmiger Druckproduktstrom (34) abgezogen. Die arbeitsleistende Entspannung des zweiten Luftstroms wird in zwei parallel geschalteten Entspannungsmaschinen (25,28) durchgeführt. Der Eintrittsdruck der arbeitsleistenden Entspannung (25,28) ist im Wesentlichen gleich dem ersten Druck. Das Massenstromverhältnis zwischen dem ersten Luftstrom (7) und dem zweiten Luftstrom (8) liegt zwischen zwischen 0,38 und 0,67. Das Druckverhältnis am Kaltverdichter (113) beträgt 1,3 bis 2,3. |
