JP2002318069A - 深冷空気分離装置 - Google Patents

深冷空気分離装置

Info

Publication number
JP2002318069A
JP2002318069A JP2001120208A JP2001120208A JP2002318069A JP 2002318069 A JP2002318069 A JP 2002318069A JP 2001120208 A JP2001120208 A JP 2001120208A JP 2001120208 A JP2001120208 A JP 2001120208A JP 2002318069 A JP2002318069 A JP 2002318069A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
liquefied
natural gas
air separation
separation device
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.)
Granted
Application number
JP2001120208A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4707865B2 (ja
Inventor
Akira Yoshino
明 吉野
Hiromi Kiyama
洋実 木山
Takeji Shimamoto
武治 嶋本
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 Water Inc
Original Assignee
Air Water Inc
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 Water Inc filed Critical Air Water Inc
Priority to JP2001120208A priority Critical patent/JP4707865B2/ja
Publication of JP2002318069A publication Critical patent/JP2002318069A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4707865B2 publication Critical patent/JP4707865B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/004—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by flash gas recovery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0012—Primary atmospheric gases, e.g. air
    • F25J1/0015—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0012—Primary atmospheric gases, e.g. air
    • F25J1/0017—Oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0221—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using the cold stored in an external cryogenic component in an open refrigeration loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04012—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling
    • F25J3/04018—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling of main feed air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04109—Arrangements of compressors and /or their drivers
    • F25J3/04115—Arrangements of compressors and /or their drivers characterised by the type of prime driver, e.g. hot gas expander
    • F25J3/04121—Steam turbine as the prime mechanical driver
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04109—Arrangements of compressors and /or their drivers
    • F25J3/04115—Arrangements of compressors and /or their drivers characterised by the type of prime driver, e.g. hot gas expander
    • F25J3/04127—Gas turbine as the prime mechanical driver
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04157—Afterstage cooling and so-called "pre-cooling" of the feed air upstream the air purification unit and main heat exchange line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04163—Hot end purification of the feed air
    • F25J3/04169—Hot end purification of the feed air by adsorption of the impurities
    • F25J3/04181—Regenerating the adsorbents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/04218—Parallel arrangement of the main heat exchange line in cores having different functions, e.g. in low pressure and high pressure cores
    • F25J3/04224—Cores associated with a liquefaction or refrigeration cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04254—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using the cold stored in external cryogenic fluids
    • F25J3/0426—The cryogenic component does not participate in the fractionation
    • F25J3/04266—The cryogenic component does not participate in the fractionation and being liquefied hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04333—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/04351—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04333—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/04363—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04612—Heat exchange integration with process streams, e.g. from the air gas consuming unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04612—Heat exchange integration with process streams, e.g. from the air gas consuming unit
    • F25J3/04618—Heat exchange integration with process streams, e.g. from the air gas consuming unit for cooling an air stream fed to the air fractionation unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
    • F25J2205/66—Regenerating the adsorption vessel, e.g. kind of reactivation gas
    • F25J2205/70—Heating the adsorption vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/62—Liquefied natural gas [LNG]; Natural gas liquids [NGL]; Liquefied petroleum gas [LPG]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/02—Compressor intake arrangement, e.g. filtering or cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/06—Adiabatic compressor, i.e. without interstage cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/70—Steam turbine, e.g. used in a Rankine cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/80—Hot exhaust gas turbine combustion engine
    • F25J2240/82—Hot exhaust gas turbine combustion engine with waste heat recovery, e.g. in a combined cycle, i.e. for generating steam used in a Rankine cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
    • F25J2270/904—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration by liquid or gaseous cryogen in an open loop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】液化天然ガスの冷熱を有効利用して装置から容
易に液化窒素ガスもしくは液化酸素ガスを製造し、もし
くは原料空気を冷却することができ、さらにＣＧＳと組
み合わせることにより、エネルギー効率が高く、環境性
等に優れた深冷空気分離装置を提供する。 【解決手段】原料空気から製品ガスとして気化窒素ガス
および気化酸素ガスの少なくとも一方を製造する深冷空
気分離装置であって、製品ガスの少なくとも一部を、装
置外から外部供給パイプ１７を介して供給される液化天
然ガスと熱交換させることにより冷却して液化するよう
にしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液化天然ガスの冷
熱を有効に利用した深冷空気分離装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、空気を原料として冷却液化し
窒素，酸素等の沸点の違いを利用して気化窒素ガス，気
化酸素ガス等を分離発生させる深冷空気分離装置には、
寒冷源として膨脹タービンを用いる方法がよく採用され
ているが、膨脹タービンを用いず、その代わりに液化窒
素ガスもしくは液化酸素ガス等を寒冷源として精留塔に
導入する方法も採用されている。
【０００３】また、日本等の非産出地域において利用さ
れている天然ガスは、そのほとんどが、産地で液化され
輸送された液化天然ガスを原料とするものであり、輸送
後の需要地では、主に大気や用水等との熱交換により気
化されて利用されている。
【０００４】一方、近年普及しているコージェネレーシ
ョンシステム（以下、「ＣＧＳ」と略す）は、発電時に
発生する熱を電力とともに併給できる分散型発電システ
ムであり、重油，ＬＰＧ，液化天然ガス（ＬＮＧ），天
然ガス（ＮＧ）等の燃料を燃焼させてエンジンもしくは
ガスタービンを駆動し、この回転力により発電機を回転
させて電力を得るとともに、上記燃焼により発生する熱
をも蒸気，温水等の形で得るものである。このように、
ＣＧＳによれば、発電時に発生する熱をも利用すること
ができることから、商用電力に比べてエネルギー効率が
高く、また、落雷の影響による瞬時電圧低下等が少ない
ため、安定して電力を供給することができる。
【０００５】上記の深冷空気分離装置の一例を、図７に
示す。この深冷空気分離装置は、空気を原料とし、製品
ガスとして気化窒素ガスを分離発生させる装置であり、
膨脹タービンの代わりに、寒冷源として液化窒素ガスを
精留塔（図示せず）に導入するようにしている。
【０００６】より詳しく説明すると、原料空気は吸気フ
ィルター１を通して装置内部に取り込まれ、原料空気圧
縮機２で圧縮されたのち、冷凍機３で冷却され、脱湿器
４の一方の吸着槽４ａ（もしくは４ｂ）に送られる。こ
の一方の吸着槽４ａ（もしくは４ｂ）では、圧縮原料空
気中の水分，ＣＯ2 ，ハイドロカーボン等の不純物が除
去される。また、上記脱湿器４は、吸着と再生を２塔の
吸着槽４ａ，４ｂで交互に繰り返す温度スイング式吸着
分離方式の機器であり、その加温再生は、深冷分離コー
ルドボックス６から導出される廃ガスの一部を電気式の
再生ヒーター５で加温したのち、脱湿器４の他方の吸着
槽４ｂ（もしくは４ａ）に流通させることにより行われ
る。なお、上記深冷分離コールドボックス６内には、圧
縮原料空気を冷却して精留塔に供給する熱交換器（図示
せず），精留塔内の還流液生成用の凝縮器（図示せず）
も、精留塔とともに組み込まれている。
【０００７】つぎに、脱湿器４で不純物が除去された圧
縮原料空気は、深冷分離コールドボックス６内の熱交換
器を経由して精留塔に送られ、この精留塔内で一旦液化
されたのち、沸点の違いを利用する分留操作により窒素
成分が分離される。そして、この分留操作によって原料
空気から分離された窒素成分は製品窒素ガスとして、ま
た、（窒素成分が分離された）原料空気の残りの成分は
廃ガスとして、それぞれ精留塔から取り出され、深冷分
離コールドボックス６から導出される。
【０００８】そして、深冷分離コールドボックス６から
導出される製品窒素ガスは、製品窒素圧縮機７で用途に
従った所定の圧力に昇圧されたのち、供給パイプ８を通
って需要先に送られる。一方、廃ガスは、その一部が脱
湿器４の加温再生に使用されたのち大気中に排出され、
残部はそのまま大気中に排出される。
【０００９】一方、液化窒素貯槽９には、装置外から車
両等により輸送され補給された液化窒素ガスが貯められ
ている。そして、上記精留塔に、寒冷源として液化窒素
貯槽９内の液化窒素ガスがパイプ１０ａ，１０ｂを通っ
て供給される。また、装置停止時に製品ガスの供給を切
らさないようにするためのバックアップ，需要量が供給
能力を上回る場合のピークカットもしくは液化窒素ガス
用途に対して、液化窒素貯槽９からパイプ１０ａ，１０
ｃを通って液化窒素ガスの供給が行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、気化窒
素ガスおよび気化酸素ガスの少なくとも一方を製造する
深冷空気分離装置において、液化窒素ガスおよび液化酸
素ガスの少なくとも一方を製造することは装置が複雑と
なり、容易なことではない。特に、既設の装置を改造す
る場合には、かなり困難である。そこで、上記の深冷空
気分離装置では、バックアップ用，ピークカット用等の
ために液化窒素ガスおよび液化酸素ガスの少なくとも一
方を装置外から補給して別に貯蔵しておく必要がある。
また、図７に示す深冷空気分離装置のように、膨脹ター
ビンを用いず、その代わりに液化窒素ガスを寒冷源とし
て精留塔に導入する装置では、常に液化窒素ガスを装置
外から補給する必要がある。
【００１１】また、上記の深冷空気分離装置では、原料
空気の温度が上がると、原料空気圧縮機（図７の原料空
気圧縮機２を参照）の能力が低下し、原料空気量が低下
するため製品ガス発生量が低下する。また、原料空気の
温度が上がると原料空気中に含まれる水分量も増加し、
原料空気中の水分，ＣＯ2 ，ハイドロカーボン等を除去
する脱湿器（図７の脱湿器４を参照）において処理でき
る原料空気量が制限されるため、製品ガス発生量が低下
する。そこで、原料空気冷却用の冷凍機（図７の冷凍機
３を参照）を設置する場合もあるが、この場合には、冷
凍機が必要である分、高価になり、メンテナンスも余分
に必要となる。
【００１２】また、原料空気圧縮機２等の回転機および
脱湿器４にかなりの動力および熱が必要であり、一般的
には、その動力源および熱源として、エネルギー効率が
低い商用電力が使われている。
【００１３】一方、日本等に産地から輸送される液化天
然ガスは、産地でかなりのエネルギーを使って液化され
ているにもかかわらず、日本等では、主に大気や用水等
との熱交換により気化されて使用されており、その冷熱
エネルギーはあまり有効に利用されていない。
【００１４】また、ＣＧＳにおけるエネルギー効率は熱
をいかに有効利用するかにより決まり、熱負荷が少ない
場合はＣＧＳを導入しても、発生熱全量の有効利用が困
難となるため、エネルギー効率は悪くなってしまう。ま
た、電力の最終利用形態が回転機である場合には、ＣＧ
Ｓ側発電機での回転力−電力変換ロスおよび回転機側電
動機における電力−回転力変換ロスが生じる。また、ガ
スタービンを用いるＣＧＳでは、燃焼空気圧縮機がター
ビンに接続されており、この燃焼空気圧縮機での余剰空
気の利用または燃焼空気圧縮機の能力もしくは機能のア
ップによっても、ＣＧＳ外部への空気取り出しが可能で
ありながら、燃焼空気圧縮機が有効に使用されていな
い。
【００１５】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、液化天然ガスの冷熱を有効利用して、装置から
容易に液化窒素ガスおよび液化酸素ガスの少なくとも一
方を製造し、もしくは原料空気を冷却することができ、
さらにＣＧＳと組み合わせることにより、エネルギー効
率が高く、環境性等に優れた深冷空気分離装置の提供を
その目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、原料空気から製品ガスとして気化窒素
ガスおよび気化酸素ガスの少なくとも一方を製造する深
冷空気分離装置であって、製品ガスの少なくとも一部
を、装置外から供給される液化天然ガスと熱交換させる
ことにより冷却して液化するようにした深冷空気分離装
置を第１の要旨とし、原料空気から製品ガスとして気化
窒素ガスおよび気化酸素ガスの少なくとも一方を製造
し、寒冷源として製品ガスと同種の液化ガスを精留塔に
導入する深冷空気分離装置であって、製品ガスの少なく
とも一部を、装置外から供給される液化天然ガスと熱交
換させることにより冷却して液化し、これを上記寒冷源
として精留塔に導入するようにした深冷空気分離装置を
第２の要旨とし、原料空気を精留塔に導入し製品ガスと
して気化窒素ガスおよび気化酸素ガスの少なくとも一方
を製造する深冷空気分離装置であって、精留塔に導入さ
れる原料空気の少なくとも一部を、装置外から供給され
る液化天然ガスと熱交換させることにより冷却するよう
にした深冷空気分離装置を第３の要旨とする。
【００１７】すなわち、本発明の第１の深冷空気分離装
置は、原料空気から製品ガスとして気化窒素ガスおよび
気化酸素ガスの少なくとも一方を製造する深冷空気分離
装置であって、製品ガスの少なくとも一部を、装置外か
ら供給される液化天然ガスと熱交換させることにより冷
却して液化するようにしている。したがって、液化天然
ガスが持つ冷熱エネルギーを有効利用し、従来は気化窒
素ガスおよび気化酸素ガスの少なくとも一方しか製造す
ることができない深冷空気分離装置から、容易に液化窒
素ガスおよび液化酸素ガスの少なくとも一方を製造する
ことができる。
【００１８】本発明の第２の深冷空気分離装置は、原料
空気から製品ガスとして気化窒素ガスおよび気化酸素ガ
スの少なくとも一方を製造し、寒冷源として製品ガスと
同種の液化ガスを精留塔に導入する深冷空気分離装置で
あって、製品ガスの少なくとも一部を、装置外から供給
される液化天然ガスと熱交換させることにより冷却して
液化し、これを上記寒冷源として精留塔に導入するよう
にしている。したがって、膨脹タービンに代えて、寒冷
源として液化窒素ガスおよび液化酸素ガスの少なくとも
一方を精留塔に導入する深冷空気分離装置に対し、液化
天然ガスが持つ冷熱エネルギーを有効利用し、従来は気
化窒素ガスおよび気化酸素ガスの少なくとも一方しか製
造することができない深冷空気分離装置から、容易に液
化窒素ガスおよび液化酸素ガスの少なくとも一方を製造
することができる。このため、従来は常に装置外から補
給が必要であった液化窒素ガスおよび液化酸素ガスの少
なくとも一方の補給量を削減しもしくは補給を無くすこ
とができる。また、必要な寒冷源より多くの液化窒素ガ
スおよび液化酸素ガスの少なくとも一方を製造すること
により、この余剰分を他の用途に（例えば、装置停止時
でのバックアップ用もしくは需要量が供給能力を上回る
場合のピークカット用等に）供給することができる。
【００１９】また、本発明の第３の深冷空気分離装置
は、原料空気を精留塔に導入し製品ガスとして気化窒素
ガスおよび気化酸素ガスの少なくとも一方を製造する深
冷空気分離装置であって、精留塔に導入される原料空気
の少なくとも一部を、装置外から供給される液化天然ガ
スと熱交換させることにより冷却するようにしている。
したがって、液化天然ガスが持つ冷熱エネルギーを有効
利用し、精留塔に導入される原料空気を冷却することが
できる。そして、上記冷却を原料空気圧縮機吸入側で行
う場合には、夏季における大気温度上昇時の原料空気圧
縮機の能力低下を防止することができる。また、上記冷
却を脱湿器手前で行う場合には、原料空気中の水分を減
少することができ、原料空気吸入量を維持したままで脱
湿器の処理能力を軽減することができる。特に、従来に
おいて、原料空気冷却用の冷凍機を設置していた場合に
は、この冷凍機を能力削減もしくは不要とすることがで
きる。
【００２０】本発明の第１の深冷空気分離装置におい
て、上記熱交換により製品ガスが液化して生成される液
化窒素ガスおよび液化酸素ガスの少なくとも一方を貯槽
に溜めるようにした場合には、貯槽に溜めた液化窒素ガ
スおよび液化酸素ガスの少なくとも一方をバックアップ
用やピークカット用等として使用することにより、装置
外から補給する液化窒素ガスおよび液化酸素ガスの少な
くとも一方を削減することができる。
【００２１】本発明の第１もしくは第２の深冷空気分離
装置において、上記熱交換により液化天然ガスが気化し
て生成される天然ガスを原料空気の少なくとも一部と熱
交換させることにより冷却するようにした場合には、製
品ガスの少なくとも一部と熱交換したあとの天然ガス
に、まだ充分な冷熱が残されている場合に限り、この天
然ガスを原料空気の少なくとも一部と熱交換させて冷却
し、本発明の第２の深冷空気分離装置と同様の効果（大
気温度上昇時の原料空気圧縮機の能力低下防止、脱湿器
の処理能力軽減もしくは原料空気冷却用の冷凍機の能力
削減，不要）を奏することができる。
【００２２】本発明の第１〜第３のいずれか一つの深冷
空気分離装置において、上記熱交換により液化天然ガス
が気化して生成される天然ガスを燃料としてコージェネ
レーションシステムを運転し、得られる電力を装置の動
力源として利用するようにした場合には、エネルギー効
率が高く、環境性にも優れ、低コストにて安定的に製品
ガスを発生することができる。なお、本発明において、
「ＣＧＳ」とは、発電時に発生する熱を、発電により得
られる電力とともに併給できる分散型発電システムを指
し、例えば、燃料を燃焼させてエンジン，ガスタービン
等を駆動し、この回転力により発電機を回転させて電力
を得るとともに、上記燃焼により発生する熱をも蒸気，
温水等の形態で得るようにしたシステムを含む意味であ
る。
【００２３】本発明の第１〜第３のいずれか一つの深冷
空気分離装置において、上記熱交換により液化天然ガス
が気化して生成される天然ガスを燃料としてＣＧＳを運
転し、得られる排ガスもしくは蒸気を、原料空気中の水
分を除去する脱湿器の加温再生用熱源として利用するよ
うにした場合には、ＣＧＳからの熱を排ガスもしくは蒸
気の形態で取り出し、脱湿器の加温再生用熱源として利
用する（例えば、上記排ガスもしくは蒸気と、深冷空気
分離装置の廃ガスとを熱交換させて上記廃ガスを加温
し、この廃ガスを脱湿器の吸着槽に加温再生用ガスとし
て流す形態で利用する）ことができるため、割高な商用
電力の消費が削減でき、装置の運転コストの低減が可能
になるうえ、エネルギー効率も改善されて省エネルギー
となり、環境に対してもよい。
【００２４】本発明の第１〜第３のいずれか一つの深冷
空気分離装置において、上記熱交換により液化天然ガス
が気化して生成される天然ガスを燃料としてコージェネ
レーションシステムを運転し、得られる蒸気により蒸気
タービンを回転させ、この回転力を利用して原料空気圧
縮機等の少なくとも１つの回転機を駆動するようにした
場合には、従来は電動機駆動の電力負荷であった回転機
がＣＧＳの熱負荷となるため、ＣＧＳにおける熱利用率
が増加し、エネルギー効率の向上ができる。また、ＣＧ
Ｓから得られる電力を回転機の動力源として利用する場
合には、ＣＧＳ側発電機での回転力−電力変換ロスおよ
び回転機側電動機における電力−回転力変換ロスが生じ
るが、本発明では、蒸気タービンで発生する回転力を利
用して直接回転機を回すことにより上記両変換ロスをな
くすことができ、さらにコスト低減およびエネルギー効
率の改善ができる。
【００２５】本発明の第１〜第３のいずれか一つの深冷
空気分離装置において、上記熱交換により液化天然ガス
が気化して生成される天然ガスを燃料としてガスタービ
ンもしくはガスエンジンを運転し、得られる回転力を利
用して原料空気圧縮機等の少なくとも１つの回転機を駆
動するようにした場合には、ＣＧＳ側発電機での回転力
−電力変換ロスおよび回転機側電動機における電力−回
転力変換ロスをなくすことができ、コスト削減およびエ
ネルギー効率の改善ができる。
【００２６】本発明の第１〜第３のいずれか一つの深冷
空気分離装置において、上記熱交換により液化天然ガス
が気化して生成される天然ガスを燃料としてガスタービ
ン式コージェネレーションシステムを運転し、得られる
燃焼用圧縮空気の一部を取り出し、原料空気として利用
するようにした場合には、ＣＧＳ側発電機での回転力−
電力変換ロスおよび回転機側電動機における電力−回転
力変換ロスをなくすことができる。また、深冷空気分離
装置側の原料空気圧縮機をなくすこともできるため、エ
ネルギー効率の改善およびより一層のコスト削減が可能
となる。なお、このようなことは、ガスタービンの燃焼
空気圧縮機での余剰空気の利用または燃焼空気圧縮機の
能力もしくは機能のアップによっても、可能である。
【００２７】なお、本発明の第１〜第３のいずれか一つ
の深冷空気分離装置において、熱交換後に気化して得ら
れる天然ガスを製品ガスと共に需要家に供給することも
できる。また、本発明の第１〜第３のいずれか一つの深
冷空気分離装置にＣＧＳを組み合わせるシステムでは、
ＣＧＳから得られる電力，熱，圧縮空気等をも需要家に
供給することもできる。
【００２８】また、本発明の第１〜第３のいずれか一つ
の深冷空気分離装置とＣＧＳとの組み合わせは、窒素ガ
ス，酸素ガスだけではなく、天然ガス，電力，熱，圧縮
空気をも安価に安定して供給しうる総合的なユーティリ
ティ供給システムであり、需要家における利便性の向
上，合理化，事業コストの低減，省エネルギーに貢献で
きる。また、エネルギー効率が高く、地球温暖化等の環
境問題に対しても寄与できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図
面にもとづいて詳しく説明する。
【００３０】図１は本発明の深冷空気分離装置の一実施
の形態を示している。この実施の形態では、図７に示す
深冷空気分離装置において、製品窒素ガスの一部を、装
置外から供給される液化天然ガス（ＬＮＧ）と熱交換し
て冷却，液化することにより液化窒素ガスを製造する液
化コールドボックス１１が設けられている。
【００３１】より詳しく説明すると、上記液化コールド
ボックス１１には、ＬＮＧ熱交換器１３と、装置外から
外部供給パイプ１７を介して液化天然ガスが供給される
窒素液化器１４と、この窒素液化器１４の内部に配設さ
れる凝縮器１５と、気液分離器１６とが収容されてお
り、上記ＬＮＧ熱交換器１３に、供給パイプ８を通る製
品窒素ガス（気化窒素ガス）の一部が、供給パイプ８か
ら分岐する分岐パイプ１２ａを介して導入される。ま
た、上記凝縮器１５には、ＬＮＧ熱交換器１３で冷却さ
れた気化窒素ガスが、導出パイプ１２ｂを介して導入さ
れる。また、上記気液分離器１６には、上記凝縮器１５
を経た液化窒素ガスが、フラッシュバルブ１８を設けた
連結パイプ１２ｃを介して導入される。そして、上記気
液分離器１６内の液化部分（液化窒素ガス）が液化窒素
ガス供給パイプ１９を介して液化窒素貯槽９に供給され
て貯蔵される。
【００３２】図１において、２０は上記分岐パイプ１２
ａに配設された窒素昇圧機であり、２１ａは上記窒素液
化器１４内の液化天然ガスをＬＮＧ熱交換器１３に送る
第１送給パイプであり、ＬＮＧ熱交換器１３で気化され
た天然ガス（ＮＧ）は、第１連結パイプ２１ｂを介して
取り出しパイプ２２に導入される。２３ａは上記窒素液
化器１４内の天然ガスをＬＮＧ熱交換器１３に送る第２
送給パイプであり、ＬＮＧ熱交換器１３を経た天然ガス
は、第２連結パイプ２３ｂを介して取り出しパイプ２２
に導入される。２４は上記取り出しパイプ２２の、両連
結パイプ２１ｂ，２３ｂより下流側部分に設けられた加
温器である。２５ａは上記気液分離器１６内の気化部分
（気化窒素ガス）をＬＮＧ熱交換器１３に送る第３送給
パイプであり、ＬＮＧ熱交換器１３を経た気化窒素ガス
は、第３連結パイプ２５ｂを介して供給パイプ８に製品
窒素ガスとして供給される。それ以外の部分は図７に示
す深冷空気分離装置と同様であり、同様の部分には同じ
符号を付している。
【００３３】上記構成において、図７に示す深冷空気分
離装置における深冷分離コールドボックス６から導出し
たのち製品窒素圧縮機７により昇圧した製品窒素ガス
は、その一部が分岐パイプ１２ａを通り、窒素昇圧機２
０でさらに昇圧されたのち、液化コールドボックス１１
に導入される。上記窒素昇圧機２０において、気化窒素
ガスを昇圧するのは気化窒素ガスの液化温度（沸点）を
上げ、液化天然ガスの冷熱により液化が容易に起こるよ
うにするためである。一方、上記製品窒素ガスの残部
は、供給パイプ８を経て、そのまま需要家に送出され
る。
【００３４】分岐パイプ１２ａを通って液化コールドボ
ックス１１に導入された気化窒素ガスは、まず、ＬＮＧ
熱交換器１３において、窒素液化器１４の底部から導出
される液化天然ガス、窒素液化器１４で気化した天然ガ
ス、および気液分離器１６で気化した気化窒素ガスと熱
交換して冷却され、つぎに、凝縮器１５において、窒素
液化器１４に外部供給パイプ１７を介して供給される液
化天然ガスと熱交換して冷却，液化される。つぎに、窒
素液化器１４を通過した液化窒素ガスはフラッシュバル
ブ１８で減圧されたのち、気液分離器１６に導入されて
気化部分（気化窒素ガス）と液化部分（液化窒素ガス）
とに分離される。気液分離器１６内の気化部分は、ＬＮ
Ｇ熱交換器１３を通り、製品窒素ガスとして供給パイプ
８に供給され、供給パイプ８を通る製品窒素ガスに合流
し、一方、液化部分は液化窒素貯槽９に一旦貯蔵された
のち、寒冷源用の液化窒素ガスとして深冷分離コールド
ボックス６内の精留塔に導入される。また、装置停止時
のバックアップ用，ピークカット用および液化窒素用途
に対しても、この液化窒素貯槽９から液化窒素ガスの供
給が行われる。
【００３５】一方、液化コールドボックス１１に装置外
から導入される液化天然ガスは、まず窒素液化器１４
で、つぎにＬＮＧ熱交換器１３で気化窒素ガスに冷熱が
回収されることにより、自身が気化加温されて液化コー
ルドボックス１１から導出される。この液化コールドボ
ックス１１から導出された天然ガスは、液化窒素ガス製
造量とのバランスによっては、まだ低温状態にある場合
もあり、このまま需要先に供給すると、使用機器によっ
ては支障がでる可能性があるため、一度加温器２４を通
過させて問題ないレベルまで加温したのち需要先に供給
される。
【００３６】上記のように、この実施の形態では、液化
窒素ガスが製造できない深冷空気分離装置でも、製品窒
素ガスから液化窒素ガスの製造ができる。したがって、
寒冷源，バックアップ等のために液化窒素貯槽９に蓄え
られる液化窒素ガスの、装置外からの補給を削減しもし
くは無くすことができる。また、液化天然ガスの冷熱エ
ネルギーが有効に活用できる。
【００３７】なお、この実施の形態では、深冷空気分離
装置は、寒冷源として液化窒素ガスを使用する深冷空気
分離装置であるが、これに限定するものではなく、寒冷
源として液化窒素ガスを使用しない深冷空気分離装置で
あってもよい。また、後述する、図２〜図６の実施の形
態においても、同様である。
【００３８】図２は本発明の深冷空気分離装置の他の実
施の形態を示している。この実施の形態では、原料空気
の冷却も液化天然ガスの冷熱を利用して行われている。
【００３９】この実施の形態では、上記実施の形態にお
いて、原料空気圧縮機２出口側に設けた冷凍機３に代え
て、圧縮空気冷却器２７を設けるとともに、原料空気圧
縮機２吸入側に新しく吸入空気冷却器２８を設けてい
る。また、外部供給パイプ１７から第１分岐パイプ２９
ａを分岐させて圧縮空気冷却器２７に接続し、圧縮空気
冷却器２７と吸入空気冷却器２８とを第２分岐パイプ２
９ｂを介して接続し、吸入空気冷却器２８から延びる第
３分岐パイプ２９ｃを取り出しパイプ２２の、加温器２
４の下流側部分に接続している。それ以外の部分は上記
実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付
している。
【００４０】上記構成において、外部供給パイプ１７に
より装置外から供給される液化天然ガスの一部が、ま
ず、第１分岐パイプ２９ａを介して原料空気圧縮機２出
口側の圧縮空気冷却器２７に通され、つぎに、第２分岐
パイプ２９ｂを介して原料空気圧縮機２吸入側の吸入空
気冷却器２８に導入される。これら両冷却器２７，２８
では、液化天然ガスの冷熱により原料空気の冷却が行わ
れ、一方、原料空気との熱交換により気化加温された天
然ガスは、そのまま第３分岐パイプ２９ｃ，取り出しパ
イプ２２を介して需要先に送出される。
【００４１】上記のように、この実施の形態では、原料
空気の冷却が行われることにより、上記実施の形態にお
ける冷凍機３の削除ができる。また、脱湿器４の処理能
力の軽減および大気温度上昇時の原料空気圧縮機２の能
力低下防止ができる。
【００４２】図３は本発明の深冷空気分離装置のさらに
他の実施の形態を示している。この実施の形態では、図
１に示す実施の形態において、製品窒素ガスの一部を液
化天然ガスとの熱交換により液化し、この熱交換により
気化した天然ガスを原料空気の冷却にも利用している。
また、上記天然ガスを燃料としてＣＧＳを運転し、得ら
れる電力および熱を深冷空気分離装置の動力源として利
用している。
【００４３】この実施の形態では、図１に示す実施の形
態において、原料空気圧縮機２出口側に設けた冷凍機３
に代えて、図２に示す実施の形態と同様の圧縮空気冷却
器２７を設けている。また、取り出しパイプ３１は、両
連結パイプ２１ｂ，２３ｂに接続するとともに圧縮空気
冷却器２７に接続する第１取り出しパイプ３１ａと、圧
縮空気冷却器２７から延びる第２取り出しパイプ３１ｂ
とからなっており、両取り出しパイプ３１ａ，３１ｂに
加温器２４を設けていない。また、電気式の再生ヒータ
ー５に代えて、蒸気を通す方式の再生ヒーター３２を用
いている。また、この実施の形態では、吸気フィルター
３３，燃焼空気圧縮機３４，燃焼器３５，ガスタービン
３６，発電機３７，排ガスボイラ３８等を有するＣＧＳ
を備えている。図３において、３９ａは排ガスボイラ３
８に水を導入する水導入パイプである。３９ｂは排ガス
ボイラ３８から蒸気を導出する蒸気導出パイプであり、
この蒸気導出パイプ３９ｂで導出された蒸気の一部は供
給パイプ４０ａを介して使用され、残部は蒸気導入パイ
プ４０ｂを介して再生ヒーター３２に導入されたのち蒸
気回収パイプ４０ｃを介して回収される。それ以外の部
分は図１に示す実施の形態と同様であり、同様の部分に
は同じ符号を付している。
【００４４】上記構成において、外部供給パイプ１７に
より装置外から供給される液化天然ガスは、液化コール
ドボックス１１で製品窒素ガスの液化に利用されて気化
したのち、原料空気圧縮機２出口側の圧縮空気冷却器２
７に導入されて原料空気を冷却している。この実施の形
態では、液化コールドボックス１１から導出される天然
ガスがまだ低温状態であっても、つぎに原料空気の冷却
に利用されるため、上記したように、加温器２４は削除
されている。また、原料空気の冷却用としては、図２に
示す実施の形態の別形態として、原料空気圧縮機２出口
側のみに圧縮空気冷却器２７を設けている。
【００４５】また、この実施の形態では、圧縮空気冷却
器２７を経由した天然ガスが連結パイプ４１を通り、ガ
スタービン式ＣＧＳの燃料として燃焼器３５に導入され
ている。このガスタービン式ＣＧＳでは、燃焼用空気が
吸気フィルター３３を経由して燃焼空気圧縮機３４に導
入され、この燃焼空気圧縮機３４で圧縮されたのち、燃
焼器３５に導入されて天然ガスとの燃焼が行われる。そ
して、燃焼器３５から噴射される燃焼ガスの推力により
ガスタービン３６が回され、この回転力により発電機３
７が駆動され発電が行われる。そして、発電機３７で発
電された電力は深冷空気分離装置の原料空気圧縮機２，
製品窒素圧縮機７，窒素昇圧機２０およびその他の付帯
機器（図示せず）の動力源として使用される。なお、燃
焼空気圧縮機３４もガスタービン３６の回転力により駆
動されている。
【００４６】また、ガスタービン３６で推力が奪われて
排出される燃焼排ガスは、排ガスボイラ３８に送られて
排熱が回収されたあとに大気に放出される。また、排ガ
スボイラ３８では、燃焼排ガスとの熱交換により、水導
入パイプ３９ａを介して装置外から供給される水から蒸
気が製造される。この蒸気は蒸気導出パイプ３９ｂから
導出され、その一部が再生ヒーター３２の熱源として使
用される。なお、この実施の形態では、余剰な天然ガ
ス，電力，蒸気は、製品窒素ガスとともに需要先に供給
されている。
【００４７】上記のように、この実施の形態では、液化
天然ガスの冷熱が有効利用される以外に、この利用によ
り得られる天然ガスを燃料とするＣＧＳを導入し、得ら
れる電力および蒸気を深冷空気分離装置に利用してい
る。このため、割高な商用電力の削減ができ、装置運転
コストの低減，エネルギー効率改善による省エネルギー
がなされている。
【００４８】図４は本発明の深冷空気分離装置のさらに
他の実施の形態を示している。この実施の形態では、図
３に示す実施の形態において、ＣＧＳからの蒸気を利用
して回転力を得る蒸気タービン４３を設置し、この蒸気
タービン４３で深冷空気分離装置の原料空気圧縮機２を
駆動している。また、再生ヒーター３２へのＣＧＳの熱
利用が、図３に示す実施の形態と別の形態になってお
り、蒸気ではなく直接排ガスを利用することにより行わ
れている。したがって、上記再生ヒーター３２として
は、排ガスを通す方式のものが用いられている。
【００４９】この実施の形態では、図３に示す実施の形
態において、原料空気圧縮機２を回転させるための蒸気
タービン４３を設置している。また、排ガスボイラ３８
で製造される蒸気の一部を蒸気タービン４３に供給する
蒸気供給パイプ４４ａおよび蒸気タービン４３を経た蒸
気を回収する蒸気回収パイプ４４ｂを設けている。ま
た、ガスタービン３６から排出される燃焼排ガスの一部
を、図３に示す実施の形態と同様に、排ガスボイラ３８
に送るとともに、残部を排ガス導入パイプ４５ａを介し
て再生ヒーター３２の熱源として使用している。図にお
いて、４５ｂは再生ヒーター３２を経た燃焼排ガスを大
気に放出する排ガス放出パイプである。
【００５０】上記のように、この実施の形態では、蒸気
タービン４３で発生する回転力を利用して直接原料空気
圧縮機２を回すことにより、図３に示す実施の形態では
生じていた変換ロス（ＣＧＳ側発電機３７での回転力−
電力変換ロスおよび原料空気圧縮機２側電動機における
電力−回転力変換ロス）を無くすことができ、さらにコ
ストの低減およびエネルギー効率の改善を図ることがで
きる。また、従来は電力負荷であった原料空気圧縮機２
がＣＧＳの熱負荷となるため、ＣＧＳにおける熱利用が
増加し、より一層の総合的なエネルギー効率の向上が可
能となる。
【００５１】なお、この実施の形態では、原料空気圧縮
機２のみを蒸気タービン４３の回転力で駆動している
が、製品窒素圧縮機７，窒素昇圧機２０に関しても、駆
動機構を統合型メカニカルギヤ等により工夫すれば、蒸
気タービン４３で駆動することが可能である。
【００５２】図５は本発明の深冷空気分離装置のさらに
他の実施の形態を示している。この実施の形態では、図
３に示す実施の形態において、原料空気圧縮機２をＣＧ
Ｓのガスタービン３６の回転力により直接駆動してい
る。
【００５３】上記のように、この実施の形態では、原料
空気圧縮機２がガスタービン３６の回転力により直接駆
動されているため、エネルギーの変換ロスがなく、その
分コスト低減およびエネルギー効率の改善がなされてい
る。
【００５４】なお、この実施の形態でも、原料空気圧縮
機２のみをガスタービン３６の回転力により駆動してい
るが、製品窒素圧縮機７，窒素昇圧機２０に関しても、
駆動機構を統合型メカニカルギヤ等により工夫すれば、
ガスタービン３６にて駆動することが可能である。
【００５５】図６は本発明の深冷空気分離装置のさらに
他の実施の形態を示している。この実施の形態では、図
５に示す実施の形態において、深冷空気分離装置の原料
空気圧縮機２をなくし、その代わりにガスタービン式Ｃ
ＧＳの燃焼空気圧縮機３４から圧縮空気の一部を導出
し、これを原料空気として深冷空気分離装置に利用する
ようにしている。すなわち、深冷空気分離装置の原料空
気圧縮機２とガスタービン式ＣＧＳの燃焼空気圧縮機３
４を統合して空気圧縮機４６とし、これをガスタービン
３６の回転力により駆動している。図において、４７は
空気圧縮機４６から導出した圧縮空気の一部を原料空気
として圧縮空気冷却器２７に供給する供給パイプであ
る。
【００５６】上記のように、この実施の形態では、深冷
空気分離装置の原料空気圧縮分における発動機変換ロ
ス，電動機変換ロスをなくすことができる。また、深冷
空気分離装置側の原料空気圧縮機２をなくすこともでき
るため、エネルギー効率の改善および一層のコスト削減
が可能になる。
【００５７】
【発明の効果】以上のように、本発明の第１の深冷空気
分離装置によれば、液化天然ガスが持つ冷熱エネルギー
を有効利用し、従来は気化窒素ガスおよび気化酸素ガス
の少なくとも一方しか製造することができない深冷空気
分離装置から、容易に液化窒素ガスおよび液化酸素ガス
の少なくとも一方を製造することができる。
【００５８】本発明の第２の深冷空気分離装置によれ
ば、膨脹タービンに代えて、寒冷源として液化窒素ガス
および液化酸素ガスの少なくとも一方を精留塔に導入す
る深冷空気分離装置に対し、液化天然ガスが持つ冷熱エ
ネルギーを有効利用し、従来は気化窒素ガスおよび気化
酸素ガスの少なくとも一方しか製造することができない
深冷空気分離装置から、容易に液化窒素ガスおよび液化
酸素ガスの少なくとも一方を製造することができる。こ
のため、従来は常に装置外から補給が必要であった液化
窒素ガスおよび液化酸素ガスの少なくとも一方の補給量
を削減しもしくは補給を無くすことができる。また、必
要な寒冷源より多くの液化窒素ガスおよび液化酸素ガス
の少なくとも一方を製造することにより、この余剰分を
他の用途に（例えば、装置停止時でのバックアップ用も
しくは需要量が供給能力を上回る場合のピークカット用
等に）供給することができる。
【００５９】また、本発明の第３の深冷空気分離装置よ
れば、液化天然ガスが持つ冷熱エネルギーを有効利用
し、精留塔に導入される原料空気を冷却することができ
る。そして、上記冷却を原料空気圧縮機吸入側で行う場
合には、夏季における大気温度上昇時の原料空気圧縮機
の能力低下を防止することができる。また、上記冷却を
脱湿器手前で行う場合には、原料空気中の水分を減少す
ることができ、原料空気吸入量を維持したままで脱湿器
の処理能力を軽減することができる。特に、従来におい
て、原料空気冷却用の冷凍機を設置していた場合には、
この冷凍機を能力削減もしくは不要とすることができ
る。
【００６０】本発明の第１の深冷空気分離装置におい
て、上記熱交換により製品ガスが液化して生成される液
化窒素ガスおよび液化酸素ガスの少なくとも一方を貯槽
に溜めるようにした場合には、貯槽に溜めた液化窒素ガ
スおよび液化酸素ガスの少なくとも一方をバックアップ
用やピークカット用等として使用することにより、装置
外から補給する液化窒素ガスおよび液化酸素ガスの少な
くとも一方を削減することができる。
【００６１】本発明の第１もしくは第２の深冷空気分離
装置において、上記熱交換により液化天然ガスが気化し
て生成される天然ガスを原料空気の少なくとも一部と熱
交換させることにより冷却するようにした場合には、製
品ガスの少なくとも一部と熱交換したあとの天然ガス
に、まだ充分な冷熱が残されている場合に限り、この天
然ガスを原料空気の少なくとも一部と熱交換させて冷却
し、本発明の第２の深冷空気分離装置と同様の効果（大
気温度上昇時の原料空気圧縮機の能力低下防止、脱湿器
の処理能力軽減もしくは原料空気冷却用の冷凍機の能力
削減，不要）を奏することができる。
【００６２】本発明の第１〜第３のいずれか一つの深冷
空気分離装置において、上記熱交換により液化天然ガス
が気化して生成される天然ガスを燃料としてコージェネ
レーションシステムを運転し、得られる電力を装置の動
力源として利用するようにした場合には、エネルギー効
率が高く、環境性にも優れ、低コストにて安定的に製品
ガスを発生することができる。
【００６３】本発明の第１〜第３のいずれか一つの深冷
空気分離装置において、上記熱交換により液化天然ガス
が気化して生成される天然ガスを燃料としてＣＧＳを運
転し、得られる排ガスもしくは蒸気を、原料空気中の水
分を除去する脱湿器の加温再生用熱源として利用するよ
うにした場合には、ＣＧＳからの熱を排ガスもしくは蒸
気の形態で取り出し、脱湿器の加温再生用熱源として利
用する（例えば、上記排ガスもしくは蒸気と、深冷空気
分離装置の廃ガスとを熱交換させて上記廃ガスを加温
し、この廃ガスを脱湿器の吸着槽に加温再生用ガスとし
て流す形態で利用する）ことができるため、割高な商用
電力の消費が削減でき、装置の運転コストの低減が可能
になるうえ、エネルギー効率も改善されて省エネルギー
となり、環境に対してもよい。
【００６４】本発明の第１〜第３のいずれか一つの深冷
空気分離装置において、上記熱交換により液化天然ガス
が気化して生成される天然ガスを燃料としてコージェネ
レーションシステムを運転し、得られる蒸気により蒸気
タービンを回転させ、この回転力を利用して原料空気圧
縮機等の少なくとも１つの回転機を駆動するようにした
場合には、従来は電動機駆動の電力負荷であった回転機
がＣＧＳの熱負荷となるため、ＣＧＳにおける熱利用率
が増加し、エネルギー効率の向上ができる。また、ＣＧ
Ｓから得られる電力を回転機の動力源として利用する場
合には、ＣＧＳ側発電機での回転力−電力変換ロスおよ
び回転機側電動機における電力−回転力変換ロスが生じ
るが、本発明では、蒸気タービンで発生する回転力を利
用して直接回転機を回すことにより上記両変換ロスをな
くすことができ、さらにコスト低減およびエネルギー効
率の改善ができる。
【００６５】本発明の第１〜第３のいずれか一つの深冷
空気分離装置において、上記熱交換により液化天然ガス
が気化して生成される天然ガスを燃料としてガスタービ
ンもしくはガスエンジンを運転し、得られる回転力を利
用して原料空気圧縮機等の少なくとも１つの回転機を駆
動するようにした場合には、ＣＧＳ側発電機での回転力
−電力変換ロスおよび回転機側電動機における電力−回
転力変換ロスをなくすことができ、コスト削減およびエ
ネルギー効率の改善ができる。
【００６６】本発明の第１〜第３のいずれか一つの深冷
空気分離装置において、上記熱交換により液化天然ガス
が気化して生成される天然ガスを燃料としてガスタービ
ン式コージェネレーションシステムを運転し、得られる
燃焼用圧縮空気の一部を取り出し、原料空気として利用
するようにした場合には、ＣＧＳ側発電機での回転力−
電力変換ロスおよび回転機側電動機における電力−回転
力変換ロスをなくすことができる。また、深冷空気分離
装置側の原料空気圧縮機をなくすこともできるため、エ
ネルギー効率の改善およびより一層のコスト削減が可能
となる。なお、このようなことは、ガスタービンの燃焼
空気圧縮機での余剰空気の利用または燃焼空気圧縮機の
能力もしくは機能のアップによっても、可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の深冷空気分離装置の一実施の形態を示
す説明図である。
【図２】本発明の深冷空気分離装置の他の実施の形態を
示す説明図である。
【図３】本発明の深冷空気分離装置のさらに他の実施の
形態を示す説明図である。
【図４】本発明の深冷空気分離装置のさらに他の実施の
形態を示す説明図である。
【図５】本発明の深冷空気分離装置のさらに他の実施の
形態を示す説明図である。
【図６】本発明の深冷空気分離装置のさらに他の実施の
形態を示す説明図である。
【図７】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１７ 外部供給パイプ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年４月２４日（２００１．４．２
４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年６月２８日（２００１．６．２
８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 29/04 Ｆ０２Ｄ 29/04 Ｅ (72)発明者 嶋本 武治 大阪府大阪市中央区東心斎橋１丁目20番16 号 エア・ウォーター株式会社大阪本社内 Ｆターム(参考） 3G093 AA11 AA16 4D047 AA08 AB01 AB02 BA08 BB04 CA07 DA03 4D052 AA01 CD00 DA03 DB01

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 原料空気から製品ガスとして気化窒素ガ
    スおよび気化酸素ガスの少なくとも一方を製造する深冷
    空気分離装置であって、製品ガスの少なくとも一部を、
    装置外から供給される液化天然ガスと熱交換させること
    により冷却して液化するようにしたことを特徴とする深
    冷空気分離装置。
  2. 【請求項２】 原料空気から製品ガスとして気化窒素ガ
    スおよび気化酸素ガスの少なくとも一方を製造し、寒冷
    源として製品ガスと同種の液化ガスを精留塔に導入する
    深冷空気分離装置であって、製品ガスの少なくとも一部
    を、装置外から供給される液化天然ガスと熱交換させる
    ことにより冷却して液化し、これを上記寒冷源として精
    留塔に導入するようにしたことを特徴とする深冷空気分
    離装置。
  3. 【請求項３】 上記熱交換により製品ガスが液化して生
    成される液化窒素ガスおよび液化酸素ガスの少なくとも
    一方を貯槽に溜めるようにした請求項１記載の深冷空気
    分離装置。
  4. 【請求項４】 上記熱交換により液化天然ガスが気化し
    て生成される天然ガスを原料空気の少なくとも一部と熱
    交換させることにより冷却するようにした請求項１〜３
    のいずれか一項に記載の深冷空気分離装置。
  5. 【請求項５】 原料空気を精留塔に導入し製品ガスとし
    て気化窒素ガスおよび気化酸素ガスの少なくとも一方を
    製造する深冷空気分離装置であって、精留塔に導入され
    る原料空気の少なくとも一部を、装置外から供給される
    液化天然ガスと熱交換させることにより冷却するように
    したことを特徴とする深冷空気分離装置。
  6. 【請求項６】 上記熱交換により液化天然ガスが気化し
    て生成される天然ガスを燃料としてコージェネレーショ
    ンシステムを運転し、得られる電力を装置の動力源とし
    て利用するようにした請求項１〜５のいずれか一項に記
    載の深冷空気分離装置。
  7. 【請求項７】 上記熱交換により液化天然ガスが気化し
    て生成される天然ガスを燃料としてコージェネレーショ
    ンシステムを運転し、得られる排ガスもしくは蒸気を、
    原料空気中の水分を除去する脱湿器の加熱再生用熱源と
    して利用するようにした請求項１〜５のいずれか一項に
    記載の深冷空気分離装置。
  8. 【請求項８】 上記熱交換により液化天然ガスが気化し
    て生成される天然ガスを燃料としてコージェネレーショ
    ンシステムを運転し、得られる蒸気により蒸気タービン
    を回転させ、この回転力を利用して原料空気圧縮機等の
    少なくとも１つの回転機を駆動するようにした請求項１
    〜５のいずれか一項に記載の深冷空気分離装置。
  9. 【請求項９】 上記熱交換により液化天然ガスが気化し
    て生成される天然ガスを燃料としてガスタービンもしく
    はガスエンジンを運転し、得られる回転力を利用して原
    料空気圧縮機等の少なくとも１つの回転機を駆動するよ
    うにした請求項１〜５のいずれか一項に記載の深冷空気
    分離装置。
  10. 【請求項１０】 上記熱交換により液化天然ガスが気化
    して生成される天然ガスを燃料としてガスタービン式コ
    ージェネレーションシステムを運転し、得られる燃焼用
    圧縮空気の一部を取り出し、原料空気として利用するよ
    うにした請求項１〜５のいずれか一項に記載の深冷空気
    分離装置。
JP2001120208A 2001-04-18 2001-04-18 深冷空気分離装置 Expired - Lifetime JP4707865B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001120208A JP4707865B2 (ja) 2001-04-18 2001-04-18 深冷空気分離装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001120208A JP4707865B2 (ja) 2001-04-18 2001-04-18 深冷空気分離装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002318069A true JP2002318069A (ja) 2002-10-31
JP4707865B2 JP4707865B2 (ja) 2011-06-22

Family

ID=18970291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001120208A Expired - Lifetime JP4707865B2 (ja) 2001-04-18 2001-04-18 深冷空気分離装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4707865B2 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006504928A (ja) * 2002-11-01 2006-02-09 コノコフィリップス カンパニー 天然ガス液化用モータ駆動コンプレッサシステム
JP2007322032A (ja) * 2006-05-30 2007-12-13 Chugoku Electric Power Co Inc:The デシカント空調システム
JP2009174844A (ja) * 2007-10-19 2009-08-06 Air Products & Chemicals Inc 空気流圧縮方法及び空気流圧縮装置
FR2957408A1 (fr) * 2010-03-09 2011-09-16 Air Liquide Procede et appareil de chauffage d'un gaz de l'air provenant d'un appareil de separation d'air
JP2021050874A (ja) * 2019-09-26 2021-04-01 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード ガス液化装置
CN114053801A (zh) * 2021-12-09 2022-02-18 安徽中科昊海气体科技有限公司 一种氖气回收系统
JP7393607B2 (ja) 2019-01-22 2023-12-07 レール・リキード－ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード ガス液化方法およびガス液化装置
WO2024111168A1 (ja) * 2022-11-21 2024-05-30 川崎重工業株式会社 ガスエンジンシステム

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4616081B1 (ja) * 1966-04-30 1971-05-01
JPS501359B1 (ja) * 1969-09-10 1975-01-17
JPS55118568A (en) * 1979-03-02 1980-09-11 Osaka Gas Co Ltd Method of cooling air
JPH09138063A (ja) * 1995-11-14 1997-05-27 Osaka Gas Co Ltd 液化天然ガス冷熱利用の空気分離方法および設備
JPH10238367A (ja) * 1997-02-24 1998-09-08 Hitachi Ltd エネルギ貯蔵型ガスタービン発電システム
JPH11142054A (ja) * 1997-11-04 1999-05-28 Nippon Sanso Kk 液化天然ガスの冷熱を利用した空気液化分離装置及び方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4616081B1 (ja) * 1966-04-30 1971-05-01
JPS501359B1 (ja) * 1969-09-10 1975-01-17
JPS55118568A (en) * 1979-03-02 1980-09-11 Osaka Gas Co Ltd Method of cooling air
JPH09138063A (ja) * 1995-11-14 1997-05-27 Osaka Gas Co Ltd 液化天然ガス冷熱利用の空気分離方法および設備
JPH10238367A (ja) * 1997-02-24 1998-09-08 Hitachi Ltd エネルギ貯蔵型ガスタービン発電システム
JPH11142054A (ja) * 1997-11-04 1999-05-28 Nippon Sanso Kk 液化天然ガスの冷熱を利用した空気液化分離装置及び方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006504928A (ja) * 2002-11-01 2006-02-09 コノコフィリップス カンパニー 天然ガス液化用モータ駆動コンプレッサシステム
JP2007322032A (ja) * 2006-05-30 2007-12-13 Chugoku Electric Power Co Inc:The デシカント空調システム
JP2009174844A (ja) * 2007-10-19 2009-08-06 Air Products & Chemicals Inc 空気流圧縮方法及び空気流圧縮装置
US8601833B2 (en) 2007-10-19 2013-12-10 Air Products And Chemicals, Inc. System to cold compress an air stream using natural gas refrigeration
FR2957408A1 (fr) * 2010-03-09 2011-09-16 Air Liquide Procede et appareil de chauffage d'un gaz de l'air provenant d'un appareil de separation d'air
JP7393607B2 (ja) 2019-01-22 2023-12-07 レール・リキード－ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード ガス液化方法およびガス液化装置
JP2021050874A (ja) * 2019-09-26 2021-04-01 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード ガス液化装置
JP7355979B2 (ja) 2019-09-26 2023-10-04 レール・リキード－ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード ガス液化装置
CN114053801A (zh) * 2021-12-09 2022-02-18 安徽中科昊海气体科技有限公司 一种氖气回收系统
WO2024111168A1 (ja) * 2022-11-21 2024-05-30 川崎重工業株式会社 ガスエンジンシステム

Also Published As

Publication number Publication date
JP4707865B2 (ja) 2011-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10100979B2 (en) Liquid air as energy storage
JP5202945B2 (ja) Ｌｎｇ再ガス化と統合された発電のための構造及び方法
AU2003258212B2 (en) Liquefied natural gas regasification configuration and method
US7299619B2 (en) Vaporization of liquefied natural gas for increased efficiency in power cycles
TW454086B (en) Hybrid cycle for the production of liquefied natural gas
US10378817B2 (en) Flexible liquefied natural gas plant
EP1055894B1 (en) Air separation method and air separation plant
JP2641581B2 (ja) 発電方法
JPH08219571A (ja) 天然ガス液化プラントのコンプレッサ駆動装置
JP3460433B2 (ja) エネルギー貯蔵型ガスタービン発電システム
US20140260251A1 (en) Combined Heat and Power Technology for Natural Gas Liquefaction Plants
US20150192065A1 (en) Process and apparatus for generating electric energy
US4227374A (en) Methods and means for storing energy
US10177629B2 (en) Method for generating electrical energy and energy generation plant
JP3063030B2 (ja) プロセス流れの圧縮のための廃棄物膨張の使用を伴う加圧空気分離方法
AU747306B2 (en) Installation producing low voltage electricity integrated in a unit separating gas from air
JP2002318069A (ja) 深冷空気分離装置
WO2021118470A1 (en) Cryogenic energy system for cooling and powering an indoor environment
JPH04127850A (ja) 液体空気貯蔵発電システム
US9608498B2 (en) Method and device for generating electrical energy
JPS58176407A (ja) 多軸式複合サイクル発電方法
US10690013B2 (en) System and method for liquid air energy storage
JP2004150685A (ja) 窒素製造設備及びタービン発電設備
JP2003254086A (ja) 液体空気エネルギー貯蔵システム及びその制御方法
JPH10205353A (ja) 石炭ガス化複合サイクルシステムの駆動方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080415

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100310

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100330

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100526

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110104

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110223

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110315

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110316

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4707865

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250