JP2002250586A - 空気分離およびエネルギー発生のための統合された方法およびそのような方法を実施するためのプラント - Google Patents
空気分離およびエネルギー発生のための統合された方法およびそのような方法を実施するためのプラントInfo
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Abstract
を提供すること。 【解決手段】方法において、プラントは、少なくとも1
つの第1の空気分離ユニット、第1のエアコンプレッサ
ー、第1の燃焼室、第1の膨張タービン、第2のエアコ
ンプレッサー、第2の燃焼室および第2の膨張タービン
および第3のエアコンプレッサーを備え、そこでは、圧
縮された空気を第1のエアコンプレッサーから第1の燃
焼室および第1の空気分離ユニットに移送し、圧縮され
た空気を第2のエアコンプレッサーから第2の燃焼室お
よび第1の空気分離ユニットに移送する。
Description
ネルギー発生のための統合された(integrate
d)方法及びそのような方法を実施するための統合され
たプラントに関する。
に応じて(possibly)窒素富化流体の製造のた
めの統合された空気分離方法に関する。
ビンの上流に窒素富化気体を移送することは周知であ
る。燃焼室には、EP−A−0538118に例示され
るように、空気分離ユニット(ASU)により要求され
る空気の全部または一部を供給しうるエアコンプレッサ
ーから発生する圧縮された空気が供給される。代わり
に、GB−A−2067668の場合におけるように、
全ての空気は、専用のコンプレッサーから発生し得る。
タービンと空気分離ユニットを有するプラントを示し、
空気分離ユニットは、専用のコンプレッサーによっての
み供給される。
同じ場所に、実質的に同一である2つのガスタービンと
2つの空気分離ユニットが存在し、窒素、及び燃料の気
化のために必要とされる純粋でない酸素の両方を製造す
る。それぞれの分離ユニットは、ガスタービンコンプレ
ッサーから供給されうるものであり、窒素を、それを供
給するこの同じガスタービンにのみ移送する。
に、より可変的な操作およびより信頼性のある運転開始
を可能とすることにより先行技術の方法の欠点を軽減す
ることである。
れば、少なくとも2つの蒸留塔を備える少なくとも第1
の空気分離ユニット、第1のエアコンプレッサー、第1
の燃焼室、第1の膨張タービン、第2のエアコンプレッ
サー、第2の燃焼室および第2の膨張タービンおよび第
3のエアコンプレッサーを備えるプラントの中で酸素富
化流体および場合に応じて窒素富化流体の製造のために
空気分離する統合された方法であって、圧縮された空気
を第1のエアコンプレッサーから第1の燃焼室及び第1
の空気分離ユニットに移送し、圧縮された空気を第2の
エアコンプレッサーから第2の燃焼室及び第1の空気分
離ユニットに移送し、空気を第3のエアコンプレッサー
から第1の空気分離ユニットに移送し、燃焼ガスを第1
の燃焼室から第1の膨張タービンに移送し、燃焼ガスを
第2の燃焼室から第2の膨張タービンに移送し、そして
場合に応じて加圧された窒素富化気体を第1の空気分離
ユニットから第1の膨張タービンの上流および/または
第2の膨張タービンの上流に移送する方法が提供され
る。
空気分離ユニットであり得るし、またはいくつかのユニ
ットの第1のものでもあり得ることが理解されるであろ
う。
送される。したがって、気体は、場合に応じて、燃料ま
たは別の流体と混合された後に燃焼室に移送されうる
し、および/または気体は、タービンの入口に移送され
うる。
り作り出された酸素富化気体は、燃焼室のための燃料が
発生する気化ユニットに移送される。
していて、エアコンプレッサーが1以上の空気分離ユニ
ットに対して専用であるならば、様々の異なるコンプレ
ッサーから発生する空気流のための共通の管である「エ
アバー(air bar)」を提供することは有用であ
ろう。
とが意図される全ての空気流は、共通の管を通してそこ
に到達する。
の圧縮空気管を提供することさえ可能である。
に好ましくは空気分離ユニットの吸着床の上流の少なく
とも2つの異なるコンプレッサーから発生する空気流を
混合することが好ましい。
る空気流の少なくとも20%、好ましくは少なくとも3
0%または40%または50%または60%または70
%は、第3のコンプレッサーから発生する。
に、第1の空気分離ユニットは、第3のコンプレッサー
由来の空気の少なくとも90%または少なくとも80
%、好ましくは少なくとも85%もしくは90%もしく
は95%を受け取り、または第3のコンプレッサーによ
り排他的に供給される(この低下した稼動は、例えば、
稼動が低下するときの運転開始またはいずれか他の相の
間の稼動における変化の遷移相(transient
phase)の間であり得る、すなわち、ユニットは、
製造することが推定される製品の最大量より少ない製品
を製造する)。
トにより処理される空気の70%以下は、第1および/
または第2のコンプレッサーから発生する。
トにより処理される空気の50%以下は、第1および/
または第2のコンプレッサーから発生する。
トにより処理される空気の40%以下は、第1及び第2
のコンプレッサーの少なくとも1つから発生する。
トに供給し、第1及び第2のコンプレッサーの少なくと
も1つを介して少なくとも1つの酸素富化流体および場
合に応じて、少なくとも1つの窒素富化流体を製造し、
窒素富化気体を第2の空気分離ユニットから第1及び第
2の膨張タービンの少なくとも1つの上流に移送する。
が第1および/または第2の空気分離ユニットに圧縮す
る空気の少なくとも80%、好ましくは少なくとも90
%または更に100%を移送する。
にも供給せず、および/または第1の空気分離ユニット
のみに供給する。
気分離ユニットに供給する。
生する空気が、第1および/または第2の空気分離ユニ
ットの上流で膨張または圧縮される。
生する空気が、第1および/または第2の空気分離ユニ
ットの上流で膨張または圧縮される。
サーの1つから発生する空気のための膨張タービンが、
第1、第2または第3のエアコンプレッサーのもう1つ
から発生する空気のためのコンプレッサーに連結されて
いる。
が、第1の空気分離ユニットに移送される前、好ましく
は空気分離ユニットの上流の単一の精製ユニットにおい
て精製される前に、第2のコンプレッサーから発生する
空気および/または第3のコンプレッサーから発生する
空気と混合される。
素富化気体が、第1及び第2の膨張タービンの少なくと
も1つの上流で膨張または圧縮される。
素富化気体が第1及び第2の膨張タービンの少なくとも
1つの上流で膨張または圧縮される。
素富化気体のための膨張タービンが他の空気分離ユニッ
トから発生する窒素富化気体のためのコンプレッサーと
連結する。
化流体および場合に応じて窒素富化流体を製造するため
の空気分離のための統合されたプラントであって、少な
くとも2つの蒸留塔を備える少なくとも1つの第1の空
気分離ユニット、第1のエアコンプレッサー、第1の燃
焼室、第1の膨張タービン、第2のエアコンプレッサ
ー、第2の燃焼室および第2の膨張タービンおよび第3
のエアコンプレッサー、第1のエアコンプレッサーから
第1の燃焼室及び第1の空気分離ユニットに圧縮された
空気を移送するための手段、第2のエアコンプレッサー
から第2の燃焼室および第1の空気分離ユニットに圧縮
された空気を移送するための手段、第3のエアコンプレ
ッサーから空気分離ユニットに空気を移送するための手
段、第1の燃焼室から第1の膨張タービンに燃焼ガスを
移送するための手段、第2の燃焼室から第2の膨張ター
ビンに燃焼ガスを移送するための手段、および第1の空
気分離ユニットから第1の膨張タービンおよび/または
第2の膨張タービンの上流に窒素富化気体を移送するた
めの手段を備えるプラントが提供される。
トは以下を含む。
合に応じて少なくとも1つの窒素富化流体を製造する第
2の空気分離ユニット、第1及び第2のコンプレッサー
の少なくとも1つを介して第2の空気分離ユニットに圧
縮された空気を供給するための手段及び第2の空気分離
ユニットから第1及び第2の膨張タービンの少なくとも
1つの上流に窒素富化気体を移送するための手段。
ットの上流で第1及び第2のコンプレッサーの少なくと
も1つから発生する空気を膨張または圧縮するための手
段。
も1つの上流で第1及び第2の空気分離ユニットの少な
くとも1つから発生する窒素富化気体を膨張または圧縮
するための手段。
焼室に接続されておらず、および/または第1の空気分
離ユニットにのみ接続されている。
の空気分離ユニットに接続されている。
1及び第2の空気分離ユニットに空気を移送するように
接続される。
気分離ユニットの上流で第1のコンプレッサーから発生
する空気を膨張または圧縮するための手段および/また
は第1および/または第2の空気分離ユニットの上流で
第2のコンプレッサーから発生する空気を膨張または圧
縮するための手段を含み得る。
も1つの膨張タービン、空気を第1及び第2のコンプレ
ッサーの一方からタービンに移送するための手段、コン
プレッサー、空気を第1及び第2のコンプレッサーの他
方からタービンに移送するための手段、およびタービン
とコンプレッサーとの間を連結するための手段を含み得
る。
タービンの少なくとも1つの上流で第1の空気分離ユニ
ットから発生する窒素富化気体を膨張または圧縮させる
ための手段および/または第1及び第2の膨張タービン
の少なくとも1つの上流で第2の空気分離ユニットから
発生する窒素富化気体を膨張または圧縮させるための手
段を含み得る。
も1つの膨張タービン、窒素富化気体を第1及び第2の
空気分離ユニットの一方からタービンに移送するための
手段、コンプレッサー、窒素富化気体を第1及び第2の
空気分離ユニットの他方からタービンに移送するための
手段、およびタービンとコンプレッサーとの間を連結す
るための手段を含み得る。
発明によるプラントが図1に概略的に示されている。
よる第2のプラントが図2に概略的に示されている。
温蒸留塔(図示されていない)を含む。それは例えば、
3つの塔を含み得るものであり、その1つは高圧塔であ
り、1つは低圧塔であり、1つは中圧塔である。この種
のユニットは、EP−A−0538118に記載されて
いる。これの代わりに、またはこれに加えて、空気分離
ユニットは、混合塔および/またはアルゴン製造塔を含
み得る。空気分離ユニットは、習慣的に廃ガス3と呼ば
れる窒素富化気体、高圧の酸素富化気体5、もう1つの
窒素富化気体7および場合に応じて1以上の液体製品9
および/またはアルゴン富化流体11を作り出す。
アコンプレッサーから到来する。
空気分離ユニット1および第1の燃焼室17に供給し、
その燃焼ガスは、電気を発生させる第1の膨張タービン
19に供給される。
空気分離ユニット1および第2の燃焼室23に供給し、
その燃焼ガスは、電気を発生させる第2の膨張タービン
25に供給される。第3のエアコンプレッサー21は、
空気を排他的に空気分離ユニットに供給する。
は、その空気の少なくとも90%をコンプレッサー21
から受け取る。
空気分離ユニット1の上流の周囲温度に近い温度に空気
を冷却するための手段は図示されていない。
および/または第2のタービンの上流の、例えば、第1
および/または第2の燃焼室に、または第1および/ま
たは第2のタービンの入口に、移送されうる。
上のコンプレッサー31、33、35のような廃ガス3
の圧力を変化させるための手段を含み得る。同様に、コ
ンプレッサー13から空気分離ユニット(ASU)に空
気を輸送するライン上の圧力改変手段37および/また
はコンプレッサー15からASU1に空気を輸送するラ
イン上の圧力改変手段39が存在し得る。この手段は、
コンプレッサー、膨張弁またはタービンからなるであろ
う。コンプレッサー13からASU1に空気を輸送する
ライン上の圧力上昇手段37および/またはコンプレッ
サー15からASU1に空気を輸送するライン上の圧力
低下手段39、または代わりに、コンプレッサー13か
らASU1に空気を輸送するライン上の圧力低下手段3
7およびコンプレッサー15からASU1に空気を輸送
するライン上の圧力上昇手段39が存在し得る。
17、23の少なくとも1つのために燃料を作る役割を
する1以上の気化器に移送される。
ば少なくとも1バールだけ互いに異なる、相違する圧力
で空気を供給しうる。高圧の流れは、全ての空気流を一
緒に精製するように低圧に膨張し得る。
る。
されるASUの塔に移送されうるし、および/またはそ
れぞれその最適圧力で精製され得る。
ユニット1、101が存在し、それぞれは、少なくとも
2つの蒸留塔を有し、それぞれは、それ自身のコールド
ボックスを有しうる。
と同じ製品を作り出す。ユニット101は、高圧下で少
なくとも残留窒素103および酸素富化気体を作り出
す。
2の燃焼室に移送されうるか、または代わりに、大気に
放出され得るか、第1および/または第2のユニット
1、101の精製の再生のために用いられ得るか、また
はいくつかの他の方法で用いられ得る。
は異なる場合には特に、別の気化器131、気化器31
または別の設備(utilization)に移送され
うる。
レッサー121、場合に応じて第1のコンプレッサー1
3および/または第2のコンプレッサー15および/ま
たは専用のコンプレッサー21から空気を供給される。
は、1以上のコンプレッサーのような廃ガス3、103
の圧力を変化させるための手段103を含み得る。同様
に、コンプレッサー13からASU1またはASU10
1に空気を輸送するライン上の圧力改変手段および/ま
たはコンプレッサー15からASU1および/またはA
SU101に空気を輸送するライン上の圧力改変手段が
存在し得る。この手段は、コンプレッサー、膨張弁また
はタービンからなるであろう。コンプレッサー13から
ASU1および/またはASU101に空気を輸送する
ライン上の圧力上昇手段および/またはコンプレッサー
15からASU1および/またはASU2に空気を輸送
するライン上の圧力低下手段39、または代わりに、コ
ンプレッサー13からASU1および/またはASU1
01に空気を輸送するライン上の圧力低下手段37およ
びコンプレッサー15からASU1および/またはAS
U2に空気を輸送するライン上の圧力上昇手段39が存
在し得る。
本発明によるプラントを例示する模式図である。
2のプラントを例示する模式図である。
燃焼室、19,25…膨張タービン、37,39…圧力
改変手段、31,131…気化器
Claims (28)
- 【請求項1】 少なくとも2つの蒸留塔を備える少なく
とも第1の空気分離ユニット、第1のエアコンプレッサ
ー、第1の燃焼室、第1の膨張タービン、第2のエアコ
ンプレッサー、第2の燃焼室および第2の膨張タービン
および第3のエアコンプレッサーを備えるプラントにお
ける酸素富化流体および場合に応じて窒素富化流体の製
造のための空気分離のための統合された方法であって、
圧縮された空気を第1のエアコンプレッサーから第1の
燃焼室および第1の空気分離ユニットに移送し、圧縮さ
れた空気を第2のエアコンプレッサーから第2の燃焼室
および第1の空気分離ユニットに移送し、空気を第3の
エアコンプレッサーから第1の空気分離ユニットに移送
し、燃焼ガスを第1の燃焼室から第1の膨張タービンに
移送し、燃焼ガスを第2の燃焼室から第2の膨張タービ
ンに移送し、場合に応じて加圧された窒素富化気体を第
1の空気分離ユニットから第1の膨張タービンおよび/
または第2の膨張タービンの上流に移送する該方法。 - 【請求項2】 通常の稼動の間に第1の分離ユニットに
より処理される空気流の少なくとも20%が第3のコン
プレッサーから発生する請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 通常の稼動と比較して低下した稼動の間
に、第1の空気分離ユニットは、その空気の少なくとも
80%を第3のコンプレッサーから受け取る請求項2ま
たは3記載の方法。 - 【請求項4】 通常の稼動の間に、第1の空気分離ユニ
ットにより処理される空気の80%以下が第1および/
または第2のコンプレッサーから発生する請求項1ない
し3のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項5】 通常の稼動の間に、第1の空気分離ユニ
ットにより処理される空気の50%以下が第1および/
または第2のコンプレッサーから発生する請求項4記載
の方法。 - 【請求項6】 通常の稼動の間に、第1の空気分離ユニ
ットにより処理される空気の40%以下が第1および第
2のコンプレッサーからの少なくとも1つから発生する
請求項5記載の方法。 - 【請求項7】 圧縮された空気を、第1及び第2のコン
プレッサーの少なくとも1つおよび場合に応じて第3の
コンプレッサーを介して少なくとも1つの酸素富化流体
および場合に応じて少なくとも1つの窒素富化流体を作
り出す第2の空気分離ユニットに供給し、そして窒素富
化気体を、第2の空気分離ユニットから第1及び第2の
膨張タービンの少なくとも1つの上流に移送する請求項
1ないし6のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項8】 同じコンプレッサーが、コンプレッサー
が第1および/または第2の空気分離ユニットにむけて
排他的に圧縮する空気の少なくとも80%を移送する請
求項7記載の方法。 - 【請求項9】 第3のコンプレッサーがいずれの燃焼室
にも供給せず、および/または第1の空気分離ユニット
のみに供給する請求項1ないし8のいずれか1項記載の
方法。 - 【請求項10】 少なくとも1つの専用のコンプレッサ
ーが少なくとも第2の空気分離ユニットに供給する請求
項1ないし9のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項11】 少なくとも第1のコンプレッサーから
発生する空気を、第1および/または第2の空気分離ユ
ニットの上流で膨張または圧縮させる請求項1ないし1
0のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項12】 少なくとも第2のコンプレッサーから
発生する空気を、第1および/または第2の空気分離ユ
ニットの上流で膨張または圧縮させる請求項1ないし1
1のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項13】 第1、第2または第3のエアコンプレ
ッサーの1つから発生する空気のための膨張タービン
が、別の第1、第2または第3のエアコンプレッサーか
ら発生する空気のためのコンプレッサーに連結されてい
る請求項11または12記載の方法。 - 【請求項14】 第1のコンプレッサーから発生する空
気を、第1の空気分離ユニットに移送される前に、そし
て好ましくはその空気分離ユニットの上流の単一の精製
ユニットにおいて精製される前に、第2のコンプレッサ
ーから発生する空気および/または第3のコンプレッサ
ーから発生する空気と混合する請求項1ないし13のい
ずれか1項記載の方法。 - 【請求項15】 第1の空気分離ユニットから発生する
窒素富化気体を、第1及び第2の膨張タービンの少なく
とも1つの上流で膨張または圧縮させる請求項1ないし
14のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項16】 第2の空気分離ユニットから発生する
窒素富化気体を、第1及び第2の膨張タービンの少なく
とも1つの上流で膨張または圧縮させる請求項1ないし
15のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項17】 空気分離ユニットの1つから発生する
窒素富化気体のための膨張タービンが、他の空気分離ユ
ニットから発生する窒素富化気体のためのコンプレッサ
ーと連結されている請求項15または16記載の方法。 - 【請求項18】 酸素富化流体および場合に応じて窒素
富化流体を製造する、少なくとも2つの蒸留塔を備える
少なくとも1つの第1の空気分離ユニット、第1のエア
コンプレッサー、第1の燃焼室、第1の膨張タービン、
第2のエアコンプレッサー、第2の燃焼室および第2の
膨張タービンおよび第3のエアコンプレッサー、第1の
エアコンプレッサーから第1の燃焼室および第1の空気
分離ユニットに圧縮された空気を移送するための手段、
第2のエアコンプレッサーから第2の燃焼室および第1
の空気分離ユニットに圧縮された空気を移送するための
手段、第3のエアコンプレッサーから第1の空気分離ユ
ニットに空気を移送するための手段、第1の燃焼室から
第1の膨張タービンに燃焼ガスを移送するための手段、
第2の燃焼室から第2の膨張タービンに燃焼ガスを移送
するための手段ならびに第1の空気分離ユニットから第
1の膨張タービンおよび/または第2の膨張タービンの
上流に窒素富化気体を移送するための手段を具備する空
気分離のための統合されたプラント。 - 【請求項19】 酸素富化流体および場合に応じて窒素
富化流体を作り出す第2の空気分離ユニット、第1及び
第2のコンプレッサーの少なくとも1つを介して第2の
空気分離ユニットに圧縮された空気を供給するための手
段および第2の空気分離ユニットから第1及び第2の膨
張タービンの少なくとも1つの上流に窒素富化気体を移
送するための手段を具備する請求項18記載のプラン
ト。 - 【請求項20】 同じコンプレッサーが、第1及び第2
の空気分離ユニットに空気を移送するように接続されて
いる請求項18または19記載のプラント。 - 【請求項21】 第3のコンプレッサーが燃焼室に接続
されておらず、および/または第1の空気分離ユニット
にのみ接続されている請求項18ないし20のいずれか
1項記載のプラント。 - 【請求項22】 専用のコンプレッサーが第2の空気分
離ユニットに接続されている請求項18ないし21のい
ずれか1項記載のプラント。 - 【請求項23】 第1のコンプレッサーから発生する空
気を第1および/または第2の空気分離ユニットの上流
で膨張または圧縮させるための手段を具備する請求項1
8ないし22のいずれか1項記載のプラント。 - 【請求項24】 第2のコンプレッサーから発生する空
気を第1および/または第2の空気分離ユニットの上流
で膨張または圧縮させるための手段を具備する請求項1
8ないし23のいずれか1項記載のプラント。 - 【請求項25】 少なくとも1つの膨張タービン、第1
及び第2のコンプレッサーの一方からタービンに空気を
移送するための手段、コンプレッサー、第1及び第2の
コンプレッサーの他方からタービンに空気を移送するた
めの手段、およびタービンとコンプレッサーとの間を連
結するための手段を具備する請求項23または24記載
のプラント。 - 【請求項26】 第1の空気分離ユニットから発生する
窒素富化気体を第1及び第2の膨張タービンの少なくと
も1つの上流で膨張または圧縮させるための手段を具備
する請求項18ないし25のいずれか1項記載のプラン
ト。 - 【請求項27】 第2の空気分離ユニットから発生する
窒素富化気体を第1及び第2の膨張タービンの少なくと
も1つの上流で膨張または圧縮させるための手段を具備
する請求項18ないし26のいずれか1項記載のプラン
ト。 - 【請求項28】 少なくとも1つの膨張タービン、第1
及び第2の空気分離ユニットの一方からタービンに窒素
富化気体を移送するために手段、コンプレッサー、第1
及び第2の空気分離ユニットの他方からタービンに窒素
富化気体を移送するための手段およびタービンとコンプ
レッサーとの間を連結するための手段を具備する請求項
26または27記載のプラント。
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