JP2003004372A - 空気液化分離方法及び装置 - Google Patents

空気液化分離方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷変化時に原料空気の圧力変化を伴う場合
でも、製品酸素及び製品窒素の純度仕様を満足させるこ
とができ、特に、ガス化複合発電設備と部分統合又は完
全統合したことによって原料空気の圧力が変化する空気
液化分離装置に有効な空気液化分離方法及び装置を提供
する。 【解決手段】 圧縮、精製、冷却した原料空気を、高圧
部精留と低圧部精留とを有する複式精留によって酸素及
び窒素を製造する空気液化分離方法において、前記原料
空気の圧力変化を伴う減量時又は増量時に、前記低圧部
精留の上昇ガスの一部を流量調節して抜き出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気液化分離方法
及び装置に関し、詳しくは、原料空気の圧力変化に対応
して減量運転や増量運転を行う空気液化分離方法及び装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、埋蔵量や産出地等に問題がある石
油から、他のエネルギー資源への依存度が高まりつつあ
る。また、発電所から排出される二酸化炭素の削減策の
一つとして、火力発電における熱効率の向上が急務とな
っている。これらの解決策の１つとして、高い熱効率を
期待できるガス化複合発電（ＩＧＣＣ：Integrated Gas
ification Combined Cycle）が注目されている。
【０００３】ガス化複合発電では、石炭残渣や石油残渣
を部分酸化し、その時に発生する一酸化炭素と水素とを
燃料としてガスタービン発電を行うとともに、ガスター
ビンからの高温の排ガスを廃熱回収ボイラに導入し、ス
チームタービン発電を行うようにしている。この石炭残
渣や石油残渣の部分酸化工程は、大量の酸素を消費する
ことから、ガス化複合発電の実施には大規模な酸素製造
装置の併設が必要となる。
【０００４】さらに、ガス化複合発電では、総合的な発
電効率向上のために、発電設備と酸素製造装置とを統合
する方式が多く採用されている。すなわち、ガスタービ
ンと同軸上に設置した空気圧縮機で圧縮した空気の一部
を酸素製造装置に供給しれ、酸素製造装置で発生した酸
素ガスをガスタービンの燃焼器に供給している。この場
合、発電設備から供給される空気の圧力が、従来の酸素
製造装置で必要な圧力と比較し高いため、エネルギー有
効利用の観点から蒸留塔（精留塔）の操作圧力を通常よ
り高くする必要がある。
【０００５】また、発電設備の負荷変化幅は大きく、負
荷変化速度も速い。さらに、発電設備の負荷に応じてガ
スタービンと同軸上に設置された空気圧縮機の吐出圧力
も変化することから、酸素製造装置の原料空気圧力も変
化し、負荷変化時における酸素製造装置の挙動は、従来
の酸素製造装置とは異なるものとなる。
【０００６】図４は、ガス化複合発電設備に併設されて
いる深冷空気分離法による酸素製造装置（空気液化分離
装置）の一例を示す系統図である。この空気液化分離装
置は、高圧塔１１及び低圧塔１２を有する複式精留塔１
０と、圧縮、精製された原料空気を分離ガスによって冷
却する熱交換器１３とを備えるもので、図示しないガス
化複合発電のガスタービンと同軸上に設置した空気圧縮
機で圧縮され、吸着器で水分や二酸化炭素等の不純物を
除去されて精製された原料空気は、管路２１に設けられ
た制御弁２１Ｖで流量制御されて熱交換器１３に流入
し、ここで酸素や窒素等の分離ガスと熱交換を行って所
定温度に冷却される。
【０００７】熱交換機１３で冷却された原料空気は、管
路２２と管路２３とに分岐し、管路２２の原料空気はそ
のまま高圧塔１１の下部に導入され、管路２３の原料空
気は、膨張タービン１４で減圧された後、管路２４を通
って低圧塔１２の中部に導入される。高圧塔１１に導入
された原料空気は塔内を上昇し、凝縮蒸発器１５で凝縮
して塔内を下降する流体と気液接触し、高圧部精留が行
われて塔上部の中圧窒素ガス及び液化窒素と塔底部の液
化空気とに分離する。
【０００８】高圧塔１１の上部から管路２５に抜き出さ
れた液化窒素は、制御弁２５Ｖで低圧塔１２の圧力に減
圧された後、低圧塔１２の上部に導入されて還流液化窒
素となる。また、高圧塔１１の底部から管路２６に抜き
出された液化空気は、制御弁２６Ｖで低圧塔１２の圧力
に減圧された後、低圧塔１２の中部に導入されて還流液
化空気となる。さらに、高圧塔１１の上部からは、管路
２７に中圧窒素ガスが抜き出され、熱交換器１３で昇温
してから中圧窒素圧縮機１６で所定圧力に圧縮され、製
品窒素ガスとして回収される。
【０００９】低圧塔１２に管路２４から導入された原料
空気及び管路２６から導入された液化空気は、該低圧塔
１２内での低圧部精留によって更に蒸留され、塔頂部の
窒素と塔底部の酸素とに分離する。低圧塔１２の頂部か
ら管路２８に抜き出された低圧窒素ガスは、熱交換器１
３で昇温してから低圧窒素圧縮機１７で所定圧力に圧縮
され、製品窒素ガスとして回収される。また、低圧塔１
２の下部から管路２９に抜き出された酸素ガスは、熱交
換器１３で昇温してから酸素圧縮機１８で所定圧力に圧
縮され、製品低酸素ガスとして回収される。
【００１０】このような従来の空気液化分離装置に設け
られた制御器１９は、ガス化複合発電設備からの信号に
より、管路２９を通る製品酸素ガスの流量２９Ｆ、管路
２８を通る低圧窒素ガスの圧力２８Ｐ、管路２５を通る
還流液化窒素の流量２５Ｆ、管路２６を通る液化空気の
流量２６Ｆ、管路２１を通る原料空気の流量２１Ｆを、
負荷変化の発生と同時にランプ状に変化させる制御を行
っている。
【００１１】次に、このモデルを用いて圧力変化を伴う
負荷変化シミュレーションを行った結果を説明する。図
５に示すように、ガス化複合発電の減量時の負荷変化に
合わせて製品酸素の流量設定値ＧＯＦと製品窒素の圧力
設定値ＧＮＰとをランプ状に低下させた。同時に、制御
器１９からの指令によって還流液化窒素流量、還流液化
空気流量、原料空気流量もランプ状に減少させている。
なお、本シミュレーションでは、製品窒素の圧力変化に
伴って精留塔の圧力が変化するため、これによって原料
空気の圧力変化を模擬している。
【００１２】図６は、このときの製品窒素ガスの流量変
化を示すもので、ＧＮＦ１は圧力変化がない場合、ＧＮ
Ｆ２は圧力変化がある場合の製品窒素流量の変化を示し
ている。図７は、同じく製品酸素中の酸素濃度変化を示
すもので、ＧＯＣ１は圧力変化がない場合、ＧＯＣ２は
圧力変化がある場合の製品酸素中の酸素濃度の変化を示
している。さらに図８は、製品窒素中の酸素濃度変化を
示すもので、ＮＯＣ１は圧力変化がない場合、ＮＯＣ２
は圧力変化がある場合の製品窒素中の酸素濃度変化を示
している。
【００１３】図６乃至図８から明らかなように、減量時
に原料空気の圧力変化がある場合、製品酸素中の酸素濃
度（ＧＯＣ２）は上昇するので問題ないが、製品窒素中
の酸素濃度（ＮＯＣ２）は、１５％以上にまで上昇する
ので、ガス化複合発電設備における仕様を満足できない
ことがわかる。
【００１４】また、図９に示すように、ガス化複合発電
の増量時の負荷変化に合わせて製品酸素の流量設定値Ｇ
ＯＦと製品窒素の圧力設定値ＧＮＰをランプ状に上昇さ
せた。同時に、還流液化窒素流量、還流液化空気流量、
原料空気流量もランプ状に増加させている。
【００１５】図１０は、このときの製品窒素の流量変化
を示すもので、ＧＮＦ１は圧力変化がない場合、ＧＮＦ
２は圧力変化がある場合の製品窒素流量の変化を示して
いる。図１１は、同じく製品酸素ガス中の酸素濃度変化
を示すもので、ＧＯＣ１は圧力変化がない場合、ＧＯＣ
２は圧力変化がある場合の製品酸素中の酸素濃度の変化
を示している。図１２は、製品窒素中の酸素濃度変化を
示すもので、ＮＯＣ１は圧力変化がない場合、ＮＯＣ２
は圧力変化がある場合の製品窒素中の酸素濃度変化を示
している。
【００１６】図１０乃至図１２から明らかなように、増
量時に原料空気の圧力変化がある場合、製品酸素中の酸
素濃度（ＧＯＣ２）は約７５％まで低下し、さらに、製
品窒素中の酸素濃度（ＮＯＣ２）も約２％まで上昇する
ので、ガス化複合発電設備における仕様を満足できない
ことがわかる。
【００１７】このように、負荷変化時に仕様を満足でき
なくなるのは以下の理由によるものである。まず、減量
時には、原料空気の圧力が低下して精留塔の圧力も低下
するため、蒸留設備のマスバランスから得られる窒素ガ
ス流量よりも膨張による分だけ窒素ガスを多く抜き出す
必要がある。さらに、圧力低下によって液のホールドア
ップが蒸発するため、特に低圧塔においては、圧力変化
がない場合よりも上昇ガス量が増加し、Ｌ／Ｖ、即ち上
昇ガスに対する下降液の比が小さくなる。この結果、定
常状態に比べて製品窒素ガスの純度が低下（酸素濃度の
上昇）する。
【００１８】逆に、増量時には、原料空気の圧力が上昇
して精留塔の圧力も上昇するため、マスバランスから得
られる窒素ガス流量よりも加圧に要する分だけ窒素ガス
の抜き出し量を少なくする必要がある。さらに、圧力上
昇によるガスのホールドアップの凝縮により、特に、低
圧塔においては、圧力変化がない場合よりも上昇ガス量
が減少してＬ／Ｖが大きくなる。この結果、定常状態に
比べて製品酸素中の酸素濃度（純度）が低下することに
なる。
【００１９】このような問題を解決する方法の一つとし
て、米国特許第５２２４３３６号明細書に記載された方
法が知られている。この方法は、高圧塔（下部塔）から
低圧塔（上部塔）に供給される還流液化窒素のラインに
液化窒素タンクを設置し、Ｌ／Ｖが小さくなる減量時に
はこのタンクから液化窒素を供給し、Ｌ／Ｖが大きくな
る増量時にはこのタンクに液化窒素を貯蔵するようにし
ている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、還流液化窒素を貯蔵するタンクが必要となるた
め、設備コストが増加するという問題があった。また、
一般に、液体の流量を制御する弁は応答性が悪く、この
方法のように還流液化窒素のラインに設置された複数の
バルブを確実に制御することも困難であった。
【００２１】そこで本発明は、深冷空気分離法により酸
素及び窒素を製造するプロセスにおいて、負荷変化時に
原料空気の圧力変化を伴う場合でも、製品酸素及び製品
窒素の純度仕様を満足させることができ、特に、ガス化
複合発電設備と部分統合又は完全統合したことによって
原料空気の圧力が変化する空気液化分離装置に有効な空
気液化分離方法及び装置を提供することを目的としてい
る。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の空気液化分離方法は、圧縮、精製、冷却し
た原料空気を、高圧部精留と低圧部精留とを有する複式
精留によって酸素及び窒素を製造する空気液化分離方法
において、前記原料空気の圧力変化を伴う減量時又は増
量時に、前記低圧部精留の上昇ガスの一部を流量調節し
て抜き出すことを特徴としている。さらに、前記上昇ガ
スの抜き出し量は、分離した前記窒素中の酸素濃度に応
じて調節することを特徴とし、前記減量時又は増量時の
際に、前記低圧部精留における還流液化窒素の流量を調
節することを特徴としている。
【００２３】また、本発明の空気液化分離装置は、圧
縮、精製、冷却した原料空気を酸素及び窒素に分離する
ための高圧塔及び低圧塔を有する複式精留塔と、熱交換
器で冷却された前記原料空気を熱交換器から前記高圧塔
に導入する管路と、該高圧塔の下部に分離した液化空気
を減圧弁を介して前記低圧塔の中部に導入する管路と、
高圧塔の上部から製品窒素を導出する管路と、高圧塔の
上部から液化窒素を減圧弁を介して低圧塔の頂部に導入
する管路と、低圧塔の下部から酸素ガスを導出する管路
とを備えるとともに、低圧塔の中部から排ガスを導出す
る管路と、該管路に導出する排ガスの流量を調節する手
段とを備えていることを特徴としている。
【００２４】さらに、前記排ガスの流量を調節する手段
は、前記製品窒素中の酸素濃度を測定する手段と、該手
段で測定した酸素濃度に応じて排ガスの流量を調節する
手段を制御する手段とを備えていることを特徴とし、前
記高圧塔の上部から低圧塔の頂部に導入する液化窒素の
流量を調節する手段と、前記製品窒素中の酸素濃度を測
定する手段と、該手段で測定した酸素濃度に応じて前記
液化窒素の流量を調節する手段を制御する手段とを備え
ていることを特徴としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明を適用した空気液
化分離装置の一形態例を示す系統図である。なお、図４
に記載した空気液化分離装置の構成要素と同一の構成要
素には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２６】この空気液化分離装置において、圧縮、精
製された原料空気は、制御弁２１Ｖを通り、熱交換器１
３で冷却された後に分岐し、一方は管路２２を通って高
圧塔１１の下部に導入され、他方の原料空気は、膨張タ
ービン１４で寒冷を発生した後、管路２４を通って低圧
塔１２の中部に導入される。
【００２７】高圧塔１１に導入された原料空気は、高圧
部精留によって塔上部の中圧窒素ガス及び液化窒素と塔
底部の液化空気とに分離する。高圧塔１１から管路２５
に抜き出された液化窒素は、制御弁２５Ｖを通って低圧
塔１２の上部に還流液化窒素として導入される。高圧塔
１１から管路２６に抜き出された液化空気は、制御弁２
６Ｖを通って低圧塔１２の中部に還流液化空気として導
入される。高圧塔１１から管路２７に抜き出された中圧
窒素ガスは、熱交換器１３、第１窒素圧縮機１６を経て
製品窒素ガスとなる。
【００２８】低圧塔１２での低圧部精留により分離した
塔頂部の低圧窒素ガスは、管路２８に抜き出されて熱交
換器１３、第２窒素圧縮機１７を経て製品窒素ガスとな
る。低圧塔１２の下部に生成した酸素ガスは、管路２９
に抜き出されて熱交換器１３、酸素圧縮機１８を経て製
品酸素ガスとなる。
【００２９】さらに、前記低圧塔１２の中部には上昇ガ
ス抜き出し用の管路３１が設けられており、熱交換器１
３、制御弁３１Ｖを通して所定量の上昇ガスを排ガスと
して抜き出せるようにしている。また、還流液化窒素が
通る管路２５には、液化窒素中の酸素濃度を測定する液
化窒素中酸素濃度計２５Ｃが、低圧窒素ガスが通る管路
２８には、低圧窒素ガス中の酸素濃度を測定する低圧窒
素ガス中酸素濃度計２８Ｃが、酸素ガスが通る管路２９
には酸素ガス中の酸素濃度を測定する酸素ガス中酸素濃
度計２９Ｃがそれぞれ設けられている。前記管路３１か
らの排ガスの抜き出し量は、低圧窒素ガス中酸素濃度計
２８Ｃで計測した製品窒素ガス中の酸素濃度が負荷変化
時においても仕様値を満足できるように、前記酸素濃度
に応じて制御弁３１Ｖの流量設定が制御される。
【００３０】このように形成された空気液化分離装置に
おいて、前記同様に、ガス化複合発電の減量時の負荷変
化に合わせて、前記図５に示したように、製品酸素ガス
の流量設定値ＧＯＦと製品窒素ガスの圧力設定値ＧＮＰ
とをランプ状に低下させたシミュレーションを行った。
なお、この場合も、還流液化窒素流量、還流液化空気流
量、原料空気流量を同時にランプ状に減少させている。
【００３１】前述のように、このような減量時には、原
料空気の圧力が低下するため、精留設備のマスバランス
から得られる窒素ガス流量よりも窒素ガスを多く抜き出
す必要があり、塔内の圧力低下による液のホールドアッ
プの蒸発によって低圧塔１２における上昇ガスが増加す
るため、Ｌ／Ｖが小さくなって製品窒素中の酸素濃度が
上昇する。このようなときに、負荷変化と同時に低圧塔
１２の中部から管路３１を通して上昇ガスの一部を、製
品窒素中の酸素濃度に応じて所定量抜き出すことによ
り、負荷変化時においても塔内のＬ／Ｖを定常状態と略
同じにすることができる。これにより、図２に示すよう
に、負荷減少時においても、製品酸素濃度ＧＯＣ及び製
品窒素濃度ＧＮＣを仕様値を満足する範囲内に維持する
ことができる。
【００３２】また、前記図９に示したように、ガス化複
合発電の増量時の負荷変化に合わせて、製品酸素ガス流
量ＧＯＦと製品窒素ガス圧力ＧＮＰとをランプ状に上昇
させた。なお、この場合も、同時に、原料空気流量、還
流液化窒素流量、還流液化空気流量をランプ状に増加さ
せている。
【００３３】このような増量時には、前述のように、原
料空気の圧力が上昇するため、精留設備のマスバランス
から得られる窒素ガス流量よりも抜き出す窒素ガス量を
減少させる必要があり、塔内の圧力上昇によるガスのホ
ールドアップの凝縮によって各塔内の上昇ガスが減少す
る。このとき、高圧塔１１においては、上昇ガスの減少
量が低圧塔１２と比較して小さく、増量による下降液の
増加速度が上昇ガスの増加速度と比較して遅いことによ
って塔内のＬ／Ｖが小さくなり、この結果、還流液化窒
素中の酸素濃度が上昇することになる。
【００３４】還流液化窒素中の酸素濃度が上昇すると前
記液化窒素中酸素濃度計２５Ｃの計測結果によって還流
液化窒素の流量２５Ｆが減少するように制御弁２５Ｖが
操作され、酸素濃度の上昇に伴って還流液化窒素流量を
減少させる。これにより、還流液化窒素に同伴されて低
圧塔１２内に流入する酸素量の上昇を抑えることができ
るので、製品窒素の酸素濃度上昇を防止できる。
【００３５】また、還流液化窒素流量の減少に伴い、低
圧塔１２の上部、すなわち、管路２６の接続部より上の
部分における還流液量が減少し、この部分におけるＬ／
Ｖが小さくなるので、負荷変化と同時に低圧塔１２の中
部から管路３１を通して抜き出す上昇ガス量を適正に設
定することにより、負荷変化時においても塔上部のＬ／
Ｖを定常状態と略同じにすることができる。これによ
り、図３に示すように、負荷増加時においても、製品酸
素濃度ＧＯＣ及び製品窒素濃度ＧＮＣを仕様値を満足す
る範囲内に維持することができる。
【００３６】このシミュレーションは、原料空気の定常
時の圧力を約１１ｂａｒＡに設定したものであり、ガス
化複合発電設備から抽気される原料空気の圧力としては
比較的低い圧力となっているため、製品の仕様を十分に
満足することができる。
【００３７】しかし、ガス化複合発電設備によっては、
より高い圧力で原料空気が抽気される場合がある。ま
た、ガス化複合発電設備のガスタービンにおける燃焼温
度は、発電効率向上のために今後さらに高くなることが
予想され、この場合には、抽気される原料空気の圧力は
さらに高くなる。
【００３８】このような高圧の原料空気を直接精留塔に
供給すると、圧力の増加に伴って精留塔での酸素に対す
る窒素の比揮発度の値が小さくなり、蒸留分離が困難と
なる。この場合、管路２８を通って前記第２窒素圧縮機
１７で圧縮された低圧窒素ガスの一部を、図１に破線で
示す管路３２に分岐し、熱交換器１３で冷却後に制御弁
３２Ｖを通して高圧塔１１の上部に供給することによ
り、高圧塔１１における還流液を増加させて蒸留分離を
促進させることもできる。この場合、低圧窒素ガス中酸
素濃度計２８Ｃで計測した低圧窒素ガスの酸素濃度に応
じて制御弁３２Ｖを操作することにより、導管３２を通
る分岐窒素ガスの流量を適当に調節することができる。
【００３９】また、低圧塔１２において、膨張タービン
１４で減圧した原料空気が通る管路２４の位置と、排ガ
スを抜き出す管路３１の位置とが同一乃至近接している
場合は、管路２４を通る原料空気の一部又は全部を低圧
塔１２に導入せずに管路３１から抜き出しても実質的に
同様の効果が得られる。例えば、低圧塔１２に接続する
管路を１本とし、該管路に管路２４と管路３１とを合流
させることにより、低圧塔１２に接続する管路数を減少
させて設備費の削減を図れる。なお、定常時は、管路３
１からの排ガスの抜き出しは行わないようにしている
が、排ガスの用途があれば適当量を抜き出すようにして
もよい。
【００４０】このように、負荷変化時に原料空気の圧力
の変化を伴う空気液化分離装置において、減量時に供給
される原料空気の圧力が低下することによる製品窒素ガ
ス中の酸素濃度の上昇を抑えるために、低圧塔上部にお
けるＬ／Ｖを定常状態と略同じになるように低圧塔の中
部から上昇ガスの一部を抜き出したり、増量時に供給さ
れる原料空気の圧力が上昇することによる製品窒素ガス
中の酸素濃度の上昇を抑えるために、低圧塔上部におけ
るＬ／Ｖを定常状態と略同じになるように、低圧塔の中
部から上昇ガスの一部を抜き出したりすることにより、
製品窒素ガス中の酸素濃度を仕様の範囲内に維持するこ
とができる。
【００４１】なお、前記シミュレーションにおいて、製
品酸素ガスは、流量１８７００Ｎｍ ３／ｈ、酸素濃度９
５％、負荷変化時の酸素濃度低下幅−１％、負荷変化時
の流量変動幅１００〜６０％、負荷変化時の流量変化速
度３％／ｍｉｎとし、中圧窒素ガスは、流量２００Ｎｍ
３／ｈ、酸素濃度１％未満とし、残りのガスを酸素濃度
１％未満の低圧窒素ガスとして回収するにあたり、原料
空気圧力の変化幅を１１〜７ｂａｒＡとした。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低圧塔上部におけるＬ／Ｖを定常状態と略同じになるよ
うに低圧塔の中部から上昇ガスの一部を抜き出すことに
よって製品窒素ガス中の酸素濃度を仕様の範囲内に維持
することができる。また、ガスの流量を制御しているの
で、還流液化窒素等の液流量を制御する場合と比較して
制御性にも優れている。さらに、ガスを抜き出すので、
液及びガスを貯蔵する必要が無く、追加の設備も不要で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用した空気液化分離装置の一形態
例を示す系統図である。
【図２】 減量時に本発明を適用したときの製品酸素中
の酸素濃度及び製品窒素中の酸素濃度の変化を示す図で
ある。
【図３】 増量時に本発明を適用したときの製品酸素中
の酸素濃度及び製品窒素中の酸素濃度の変化を示す図で
ある。
【図４】 従来の空気液化分離装置の一形態例を示す系
統図である。
【図５】 減量時における製品酸素流量の設定値と製品
窒素ガス圧力の設定値の変化を示す図である。
【図６】 減量時における製品窒素流量の変化を示す図
である。
【図７】 減量時における製品酸素中の酸素濃度の変化
を示す図である。
【図８】 減量時における製品窒素中の酸素濃度の変化
を示す図である。
【図９】 増量時における製品酸素流量の設定値と製品
窒素圧力の設定値の変化を示す図である。
【図１０】 増量時における製品窒素流量の変化を示す
図である。
【図１１】 増量時における製品酸素中の酸素濃度の変
化を示す図である。
【図１２】 増量時における製品窒素中の酸素濃度の変
化を示す図である。
【符号の説明】
１０…複式精留塔、１１…高圧塔、１２…低圧塔、１３
…熱交換器、１４…膨張タービン、１５…凝縮蒸発器、
１６…中圧窒素圧縮機、１７…低圧窒素圧縮機、１８…
酸素圧縮機、１９…制御器、２５Ｃ…液化窒素中酸素濃
度計、２８Ｃ…低圧窒素ガス中酸素濃度計、２９Ｃ…酸
素ガス中酸素濃度計、３１…上昇ガス抜き出し用の管
路、３１Ｖ…制御弁

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧縮、精製、冷却した原料空気を、高圧
    部精留と低圧部精留とを有する複式精留によって酸素及
    び窒素を製造する空気液化分離方法において、前記原料
    空気の圧力変化を伴う減量時又は増量時に、前記低圧部
    精留の上昇ガスの一部を流量調節して抜き出すことを特
    徴とする空気液化分離方法。
  2. 【請求項２】 前記上昇ガスの抜き出し量は、分離した
    前記窒素中の酸素濃度に応じて調節することを特徴とす
    る請求項１記載の空気液化分離方法。
  3. 【請求項３】 前記減量時又は増量時に、前記低圧部精
    留における還流液化窒素の流量を調節することを特徴と
    する請求項１記載の空気液化分離方法。
  4. 【請求項４】 圧縮、精製、冷却した原料空気を酸素及
    び窒素に分離するための高圧塔及び低圧塔を有する複式
    精留塔と、熱交換器で冷却された前記原料空気を熱交換
    器から前記高圧塔に導入する管路と、該高圧塔の下部に
    分離した液化空気を減圧弁を介して前記低圧塔の中部に
    導入する管路と、高圧塔の上部から製品窒素を導出する
    管路と、高圧塔の上部から液化窒素を減圧弁を介して低
    圧塔の頂部に導入する管路と、低圧塔の下部から酸素ガ
    スを導出する管路とを備えるとともに、低圧塔の中部か
    ら排ガスを導出する管路と、該管路に導出する排ガスの
    流量を調節する手段とを備えていることを特徴とする空
    気液化分離装置。
  5. 【請求項５】 前記排ガスの流量を調節する手段は、前
    記製品窒素中の酸素濃度を測定する手段と、該手段で測
    定した酸素濃度に応じて排ガスの流量を調節する手段を
    制御する手段とを備えていることを特徴とする請求項４
    記載の空気液化分離装置。
  6. 【請求項６】 前記高圧塔の上部から低圧塔の頂部に導
    入する液化窒素の流量を調節する手段と、前記製品窒素
    中の酸素濃度を測定する手段と、該手段で測定した酸素
    濃度に応じて前記液化窒素の流量を調節する手段を制御
    する手段とを備えていることを特徴とする請求項４記載
    の空気液化分離装置。
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