JP2013509558A - 空気蒸留によって酸素を生成するための方法および設備 - Google Patents

空気蒸留によって酸素を生成するための方法および設備 Download PDF

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デュベティエ−グルニエ、リシャール
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Abstract

第１及び第２の圧縮空気流を生成するために供給される大気圧の空気の蒸留を介し、更に第１の浄化ユニット（５）及び第２の浄化ユニット（７）を介して酸素を生成するための方法において、第１及び第２の圧縮空気流は第１及び第２の圧力で圧縮手段から排出され、第１及び第２の圧力は少なくとも０．５bar異なる圧力であり；、第１の圧縮空気流は第１の浄化空気流を生成するために圧縮手段の第１の排出口から第１の浄化ユニットへ第１の圧力で送られ；、第１の浄化空気流は第１の浄化ユニットからカラムシステム（１５）に含まれるカラムへ送られ；第２の浄化空気流は少なくとも部分的に凝縮された形で第２の浄化ユニットからカラムシステムに含まれるカラムに送られ；、カラムシステムから酸素を豊富に含む液体が取り出され；、上記酸素を豊富に含む液体は少なくとも第２の浄化空気流との熱交換により気化され；、そして上記酸素を豊富に含む液体が原料として供給される。

Description

本発明は、空気蒸留によって酸素を生成するための方法および設備に関する。本発明は、要求される酸素圧力が例えば５から２０barの間に含まれる範囲内での、例えば非常に多量の酸素の製造に適用される。上記酸素は１または複数の大型の空気蒸留ユニット内で生成され、上記蒸留ユニットで生成される液体酸素を、ポンプを使用してこれらの圧力に到達させること、および、上記液体酸素を、酸素を気化させるに十分な圧力に圧縮された熱発生流体との熱交換により気化させることが好ましく、この熱発生流体は一般的には圧力が高められた空気である。常に扱いにくい酸素圧縮機の使用は、このように避けられる。
そのような空気分離ユニット（ＡＳＵｓ）において、並列に配置された１または複数の主な空気圧縮機内で大気圧の空気を圧縮することは一般的な方法である。このように圧縮された空気は、一般的には例えば５および４０℃間に含まれる範囲内に冷却手段で冷却される。このように冷却された空気は、水、ＣＯ２、および炭化水素のような不純物のほとんどの部分が除去される１または複数の浄化装置内で処理される。
このように浄化された空気の一部は増圧器に送られ、一般的には１０barを超える付加的な圧縮工程を受けるとともに、例えば酸素のような１または複数の生成物を蒸発させる熱発生流体を構成する。
ＡＳＵｓによる多量の酸素の製造は、浄化ユニットにおいて多量の空気を浄化することと、それを行うために、所定体積の空気を処理することができるこれら浄化ユニットのサイズを最小化することとを必要とする。
同心円の寝台型（concentric bed type）の浄化ユニットの使用は、それらユニットのサイズの縮小を可能とし、これらのユニットで浄化される空気の圧力を高めるか、または温度を下げることも可能となる。
ＵＳ-Ａ-５３３７５７０は２つの空気の流れが異なる圧力で浄化される方法を開示するが、その後にそれら流れの１つは、加圧された液体酸素の流れを蒸発させることが可能となるように、その圧力がより高い圧力に上げられる。
本発明は、先行技術の欠点を緩和し、浄化ユニットの後に空気圧昇圧機を付加することを避け、むしろ浄化ユニットにて空気を浄化する工程の前に同等の圧縮を持つことにより、投資コストを減らすことを可能にしようとするものである。
浄化ユニットは、第１の空気流は５から９barの間あるいは２から４barの間の第１の圧力で、第２の空気流は１１から５０barの間あるいは４．５から８barの間で、２つの空気流を２つの異なる圧力にて処理する。
本発明の一つの主題は、少なくとも１つのカラムシステムと、少なくとも１つの交換管路と、電気モータおよび／または蒸気タービンに駆動され、１つの第１および１つの第２の圧縮空気流を生成するための大気圧の空気が供給される少なくとも１つの圧縮手段と、１つの第１の浄化ユニットと、１つの第２の浄化ユニットと、を備え、上記第１および第２の圧縮空気流は第１および第２の圧力で上記圧縮手段を出て、上記第２の圧力は少なくとも０．５bar、少なくとも５bar、少なくとも１０bar、あるいは少なくとも２５barだけ上記第１の圧力よりも高く、そして上記第２の圧力は上記カラムシステムに供給される空気流の中で最も圧力が高い装置によって空気を蒸留することにより酸素を生成する方法であって；、上記第１の圧縮空気流は、水に関してまたは二酸化炭素に関して浄化される第１の空気流を生成するために略上記第１の圧力で上記圧縮手段の第１の排出口から上記第１の浄化ユニットに送られ、上記第２の圧縮空気流は、水に関してまたは二酸化炭素に関して浄化される第２の空気流を生成するために略上記第２の圧力で上記圧縮手段の第２の排出口から上記第２の浄化ユニットに送られ、浄化された上記第１の空気流は、略上記第１の圧力で、上記交換管路において冷却され、浄化された上記第２の空気流は、略上記第２の圧力で、上記交換管路において冷却され、浄化された上記第１の空気流は、上記第１の浄化ユニットから上記カラムシステムに含まれる１つのカラムに送られ、浄化された上記第２の空気流は、少なくとも部分的に凝縮された形で上記カラムシステムに含まれる１つのカラムに送られ、酸素を豊富に含む液体が上記カラムシステムから取り出され、上記交換管路または補助的な蒸発器にて、少なくとも上記第２の圧力の浄化された上記第２の空気流と熱交換することで気化されて、生成物として供給される方法である。
本発明の他の主題によれば；
２つの上記圧縮空気流の圧力差は、最大で４bar、または最小で１barかつ最大で３barである。
２つの上記圧縮空気流の圧力差は、最小で５barかつ最大で３０bar、または場合によって最小で１５barかつ最大で２５barである。
浄化された上記第１の空気流の少なくとも一部は、浄化された上記第２の空気流と同じ上記カラムシステムに含まれる上記カラムに送り込まれる。
上記第２の空気流のいずれの部分も上記カラムシステムに含まれるリボイラー（reboiler）に送り込まれない。
上記第２の圧力は、上記第１の圧力より最小で５bar高い。
上記第２の圧力は、上記第１の圧力より最小で１０bar高い。
上記第２の圧力は、上記第１の圧力より最大で２５bar高い。
上記第２の圧力における上記流れは、上記カラムシステムの１つのカラムに入り、上記カラムシステムのリボイラーを温めることに使用されない。
本発明の他の主題は、空気を蒸留することによって酸素を生成するための設備であって、少なくとも１つのカラムシステムと、少なくとも１つの交換管路と、少なくとも第１および第２の排出口を有し、圧縮手段蒸気タービンおよび／または電気モータに駆動される少なくとも１つの圧縮手段と、１つの第１浄化ユニットと、１つの第２浄化ユニットと、を備え、上記圧縮手段は、大気圧の空気が供給され、第１の圧力の第１の圧縮空気流を上記第１の排出口から生成するとともに第２の圧力の第２の圧縮空気流を上記第２の排出口から生成するように設計され、上記第２の圧縮空気流は、上記第１の圧縮空気流よりも少なくとも０．５bar、少なくとも５bar、少なくとも１０bar、あるいは少なくとも２５barだけ高い圧力であり、上記第１の排出口を上記第１の浄化ユニットに接続するための第１の導管と、上記第２の排出口を上記第２の浄化ユニットに接続するための第２の導管と、上記第１の浄化ユニットを上記交換管路に接続するための第３の導管と、上記第２の浄化ユニットを上記交換管路に接続するための第４の導管と、を備え、上記第２の浄化ユニットの下流に接続されて空気の上記圧力を上昇させる手段を備えず、上記交換管路を上記カラムシステムに含まれる１つのカラムに接続するための第５の導管と、上記交換管路を上記カラムシステムに含まれる１つのカラムに接続するための第６の導管と、上記カラムシステムから酸素を豊富に含む液体を取り出して蒸発器（２５）に送るための、上記交換管路からなる導管と、上記第２の空気流が凝縮する上記蒸発器に、浄化された上記第２の空気流の少なくとも一部を送るための手段と、を備え、上記第１の排出口と上記第１の浄化ユニットとの間に空気を圧縮する手段を備えず、上記第２の排出口と上記交換管路または上記カラムシステムとの間に空気を圧縮する手段を備えない設備である。
本発明の他の側面によれば：
上記圧縮手段は、第１の圧縮機と第２の圧縮機と、大気圧の空気を上記第１の圧縮機と上記第２の圧縮機に供給するための手段と、を備え、上記第１および第２の圧縮機は、共通する蒸気タービンによって駆動される。
上記第１および第２の空気圧縮機のいずれか一方は、中間冷却材（等温圧縮）を備える。
２つの上記圧縮機の中間冷却材を持たない一方の排出口から熱交換器に空気を送るための手段と、水および／または上記カラムシステムから少なくとも１つの流体を、上記交換器の熱せられた部分に送るための手段。
本発明の他の主題は、ｎ≧２であるｎ個のカラムシステムと、ｎ個の交換管路と、第１の圧力の空気流を生成するために大気圧を圧縮する少なくとも１つの第１の圧縮機と、第２の圧力の空気流を生成するために大気圧を圧縮する少なくとも１つの第２の圧縮機と、を備え、上記第１の圧力は少なくとも０．５bar、少なくとも５bar、少なくとも１０bar、あるいは少なくとも２５barだけ上記第１の圧力よりも高く、そして上記第２の圧力は蒸留に用いられる空気流の中で最も圧力が高い装置で空気を蒸留することにより酸素を生成する方法であって、上記第１の圧力の空気は、少なくとも１つの第１の圧縮機から少なくとも１つの第１の浄化ユニットに送られ、上記第２の圧力の空気は、少なくとも１つの第２の圧縮機から少なくとも１つの第２の浄化ユニットに送られ、上記第１の空気は、上記第１の浄化ユニットから少なくとも２つのカラムシステムに送られ、上記第２の圧力の空気は、上記第２の浄化ユニットから少なくとも２つのカラムシステムに送られ、そして少なくとも１つのカラムシステムから酸素が生成される方法である。
本発明の他の主題は、装置内で空気を蒸留することによって酸素を生成するための設備であって、ｎ≧２であるｎ個のカラムシステムと、ｎ個の交換管路と、第１の圧力の空気流を生成するために大気圧を圧縮する少なくとも１つの第１の圧縮機と、第２の圧力の空気流を生成するために大気圧を圧縮する少なくとも１つの第２の圧縮機と、を備え、上記第１の圧力は少なくとも０．５bar、少なくとも５bar、少なくとも１０bar、あるいは少なくとも２５barだけ上記第１の圧力よりも高く、少なくとも１つの第１の浄化ユニットと、少なくとも１つの第２の浄化ユニットと、上記第１の圧縮機から上記第１の浄化ユニットへ上記第１の圧力の空気を送るための手段と、上記第２の圧縮機から上記第２の浄化ユニットへ上記第２の圧力の空気を送るための手段と、上記第１の浄化ユニットから少なくとも２つのカラムシステムに空気を送るための手段と、上記第２の浄化ユニットから少なくとも上記２つのカラムシステムに空気を送るための手段と、を備え、上記第１の圧縮機と上記第１の浄化ユニットの間に圧縮手段を備えず、上記第２の圧縮機と上記各交換管路または上記各カラムシステムの間に圧縮手段を備えない設備。
好適には、（いずれか１つの）上記第１の圧縮機の排出口と（いずれか１つの）上記第２の圧縮機の排出口とを接続する手段を備えず、および／または、（いずれか１つの）上記第１の浄化ユニットの排出口と（いずれか１つの）上記第２の浄化ユニットの排出口とを接続する手段を備えない。
したがって、上記第１の圧力の空気を生成する少なくとも２つの圧縮機によって与えられる独立した周回路と、上記第２の圧力の空気を生成する少なくとも２つの圧縮機によって与えられる独立した周回路とが存在し、上記各周回路は少なくとも２つの独立したカラムシステムに供給する。
いくつかの実施形態につき、本発明に係る空気分離設備を示す添付図面を参照して説明する。
図１に示された設備は、例えば１または複数の鉄溶融還元ユニット（Ｃｏｒｅｘ（登録商標）／Ｆｉｎｅｘ（登録商標））、あるいは１または複数の酸素燃焼ユニットに酸素を供給することを意図したものである。第１のケースにおいて、供給される酸素の圧力は、５から１５barの範囲に含まれる。第２のケースにおいて、供給される酸素の圧力は、１から５bar（好ましくは１から２bar abs）の範囲に含まれる。
上記設備は、同じ場所に設置された第１の圧縮機１および第２の圧縮機３と、大気圧の空気を上記第１の圧縮機および上記第２の圧縮機に供給するための手段とを備え、上記第１および上記第２の圧縮機は電気モータに駆動され、それぞれ空気を２．５から８bar間に含まれる第１の圧力および４から３０bar間に含まれる第２の圧力に到達させる。
上記２つの空気圧縮機から出る２つの分かれた圧縮空気流は、１つの上記空気流は略第１の圧力で、２つ目は略第２の圧力で、第１および第２の浄化ユニット７，５に送り込まれる前に例えば最終的な冷却材（final coolant）を用いて十分冷やされる。
浄化された上記第１の空気流は、導管１１によって主交換管路（main exchange line）１３に送り込まれ、浄化された上記第２の空気流は、導管９によって上記主交換管路１３に送り込まれる。
一度交換器１３内で冷却されると、上記第１の空気流はカラムシステム１５に導入され、上記第２の空気流は導管１７およびポンプ２３によってカラムシステム１５から取り出された酸素を豊富に含む液体を用いる予備の蒸発器２５を通過した後に少なくとも部分的に凝縮された形でカラムシステム１５に導入される。カラムシステム１５に導入された上記第１の空気流は、少なくとも部分的に凝縮してカラムシステム１５に導入される上記第２の空気流と同じカラム（例えば高圧カラムと低圧カラムを備える二重カラムの高圧カラム）に少なくとも部分的に導入される。
図２は、上記第１および第２の空気圧縮機の一つ、つまり圧縮機１が中間冷却材（同温圧縮）を備え、２つの上記圧縮機のうち中間冷却材を備えない一方の排出口から取り出された空気を熱交換器３１へ送るための手段と、水および／または上記カラムシステムから少なくとも１つの流体を上記交換器の熱せられた部分に送るための手段とを備える、この設備の第１の選択的形態を表している。
２つの上記空気圧縮機から出た２つの圧縮空気流は、１つは略上記第１の圧力で、２つ目は略上記第２の圧力で、２つの浄化ユニット７，５に送り込まれる。
浄化された上記第１の空気流は、導管１１によって主交換管路１３に送り込まれ、浄化された上記第２の空気流は、導管９によって主交換管路１３に送り込まれる。
一度交換器１３内で冷却されると、上記第１の空気流はカラムシステム１５に導入され、上記第２の空気流は導管１７およびポンプ２３によってカラムシステム１５から取り出された酸素を豊富に含む液体を用いる予備の蒸発器２５を通過した後に少なくとも部分的に凝縮された形でカラムシステム１５に導入される。カラムシステム１５に導入された上記第１の空気流は、少なくとも部分的に凝縮された上記第２の空気流１５と同じカラムに少なくとも部分的に導入される。導管１７によってカラムシステム１５から取り出され、浄化された上記第２の空気流に対して予備の蒸発器２５において気化された上記酸素を豊富に含む液体は、熱交換器３１に導入され、そして、中間冷却材を備えない圧縮機１にて圧縮された空気の冷却を可能とする。
図３に示された設備は、酸素を鉄溶融還元ユニット（Ｃｏｒｅｘ（登録商標）／Ｆｉｎｅｘ（登録商標））に供給することを意図した第２の変形例を表す。供給される上記酸素の圧力は、５から１５bar（好ましくは８から１２bar abs）の範囲に含まれる。
上記設備は、第１の圧縮機１および第２の圧縮機３と、大気圧の空気を第１の圧縮機および第２の圧縮機に供給するための手段とを備え、上記第１および上記第２の圧縮機は共通の蒸気タービンに駆動され、そしてそれぞれ空気を４から７barの第１の圧力および１０から３０barの第２の圧力に到達させる。
２つの上記空気圧縮機から出た２つの圧縮空気流は、１つは略上記第１の圧力で、２つ目は略上記第２の圧力で、２つの浄化ユニット７，５に送り込まれる。
浄化された上記第１の空気流の第１の部分は、導管１１によって主交換管路１３に送り込まれ、浄化された上記第２の空気流は、導管９によって主交換管路１３に送り込まれる。
浄化された上記第１の空気流の第２の部分は、主交換管路１３で冷やされて昇圧タービンのタービン部分３５で膨張する前に、導管２９によって昇圧タービンの圧縮機３３に送り込まれる。上記タービン３５で膨張した空気は、導管４１を介して上記カラムシステムに送り込まれる。
浄化された上記第２の空気流は、一度上記交換管路で冷却されると、導管４３によってカラムシステム１５に導入される。
他の場合と同じように、カラムシステム１５に導入された上記第１の空気流は、カラムシステム１５に少なくとも部分的に凝縮されて導入される上記第２の空気流と同じカラムに少なくとも部分的に導入される。
図４は、いずれか１つの上記第１および第２空気圧縮機（圧縮機３）が中間冷却材（同温圧縮）を備え、２つの上記圧縮機のうち中間冷却材を持たない一方の排出口から上記熱交換器へ空気を送るための手段と、水を上記交換器の熱せられた部分に送るための手段とを備える、図３から派生する第３の選択的形態を表している。
図５は、２つの上記圧縮機が例えばアキシャル-ラジアル（axial-radial）圧縮機である１つの同じ機械装置３に結合された、図１に表された設備の第４の変形例を表す。
図６は、ｎの図１に表された設備が相互接続された追加的な変形例を表す。この図は、明瞭さのために、ｎ＝２の場合を示す：したがって同図は一方で導管４５，４７、他方で導管４９，５１で相互接続された、２つの図１に記載された設備を示す。したがって、導管４５は圧縮機１の排出口と圧縮機１’の排出口を接続し、導管４７は圧縮機３の排出口と圧縮機３’の排出口を接続し、導管４９は浄化手段７の排出口を浄化手段７’の排出口に接続し、そして最後に、導管５１は浄化手段５の排出口を浄化手段５’の排出口に接続する。
相互接続された２つの上記設備の一つ目は、第１および第２の圧縮機１，３とを備え、２つ目の上記設備は第１および第２の圧縮機１’，３’を備える。第１の圧縮機１，１’と第２の圧縮機３，３’は、大気圧の空気が供給され、上記第１および第２の圧縮機は電気モータに駆動され、それぞれ空気を２．５から８bar間に含まれる第１の圧力および４から３０bar間に含まれる第２の圧力に到達させる。
一方で圧縮機１，１’に、他方で圧縮機３，３’ に加圧された空気流は、圧縮機１，１’から取り出された当該一方は略第１の圧力で、圧縮機３，３’から取り出された当該他方は略第２の圧力で、当該一方は第１の浄化ユニット７，７’に、当該他方は第２の浄化ユニット５，５’に送り込まれる前に、例えば最終的な冷却材を用いて冷却される。
上記設備は、第１の圧縮機１，１’で圧縮された第１の空気流を接続する導管４５と、第２の圧縮機３，３’を接続する導管４７とを備える。上記設備はまた、浄化手段７，７’で浄化された第１の空気流を接続する導管４９と、浄化手段５，５’で浄化された第２の空気流を接続する導管５１を備える。
全図のカラムシステム１５は、数ある中で、１つのカラムや、高圧カラム、中間圧力カラムおよび低圧カラムを備える従来の二重カラムまたは三重カラムを備えてもよい。
上記設備は、２つの上記圧縮機の中間冷却材を持たない一方の排出口から熱交換器に空気を送るための手段と、水および／または上記カラムシステムから少なくとも１つの流体を、上記交換器の熱せられた部分に送るための手段とを備えるかもしれない。
図１は、本発明に係る設備を示す図。 図２は、同設備の第１の選択的形態を示す図。 図３は、同設備の第２の変形例を示す図。 図４は、図３から派生する第３の選択的形態を示す図。 図５は、図１に示された設備の第４の変形例を示す図。 図６は、ｎの図１に表された設備が相互接続された追加的な変形例を示す図。

Claims (14)

  1. 少なくとも１つのカラムシステム（１５）と、少なくとも１つの交換管路（１３）と、電気モータおよび／または蒸気タービンに駆動され、１つの第１および１つの第２の圧縮空気流を生成するための大気圧の空気が供給される少なくとも１つの圧縮手段と、１つの第１の浄化ユニット（５）と、１つの第２の浄化ユニット（７）と、を備え、前記第１および第２の圧縮空気流は第１および第２の圧力で前記圧縮手段を出て、前記第２の圧力は少なくとも０．５bar、少なくとも５bar、少なくとも１０bar、あるいは少なくとも２５barだけ前記第１の圧力よりも高く、そして前記第２の圧力は前記カラムシステムに供給される空気流の中で最も圧力が高い装置によって空気を蒸留することにより酸素を生成する方法であって、
    前記第１の圧縮空気流は、水に関してまたは二酸化炭素に関して浄化される第１の空気流を生成するために略前記第１の圧力で前記圧縮手段の第１の排出口から前記第１の浄化ユニット（５）に送られ、
    前記第２の圧縮空気流は、水に関してまたは二酸化炭素に関して浄化される第２の空気流を生成するために略前記第２の圧力で前記圧縮手段の第２の排出口から前記第２の浄化ユニット（７）に送られ、
    浄化された前記第１の空気流は、略前記第１の圧力で、前記交換管路（１３）において冷却され、
    浄化された前記第２の空気流は、略前記第２の圧力で、前記交換管路（１３）において冷却され、
    浄化された前記第１の空気流は、前記第１の浄化ユニットから前記カラムシステム（１５）に含まれる１つのカラムに送られ、
    浄化された前記第２の空気流は、少なくとも部分的に凝縮された形で前記カラムシステム（１５）に含まれる１つのカラムに送られ、
    酸素を豊富に含む液体が前記カラムシステムから取り出され、前記交換管路または補助的な蒸発器（２５）にて、少なくとも前記第２の圧力の浄化された前記第２の空気流と熱交換することで気化されて、生成物として供給される方法。
  2. ２つの前記圧縮空気流の圧力差は、最大で４bar、または最小で１barかつ最大で３barである、請求項１に係る方法。
  3. ２つの前記圧縮空気流の圧力差は、最小で５barかつ最大で３０bar、または最小で１５barかつ最大で２５barである、請求項１に係る方法。
  4. 浄化された前記第１の空気流の少なくとも一部は、浄化された前記第２の空気流と同じ前記カラムシステムに含まれる前記カラムに送り込まれる、請求項１，２または３に係る方法。
  5. 前記第２の空気流のいずれの部分も前記カラムシステムに含まれるリボイラー（reboiler）に送り込まれない、請求項１から４に係る方法。
  6. 前記第２の圧力は、前記第１の圧力より最小で５bar高い、請求項１乃至５のうちいずれか１に係る方法。
  7. 前記第２の圧力は、前記第１の圧力より最小で１０bar高い、請求項１乃至６のうちいずれか１に係る方法。
  8. 前記第２の圧力は、前記第１の圧力より最大で２５bar高い、請求項１乃至７のうちいずれか１に係る方法。
  9. 空気を蒸留することによって酸素を生成するための設備であって、
    少なくとも１つのカラムシステム（１５）と、
    少なくとも１つの交換管路（１３）と、少なくとも第１および第２の排出口を有し、圧縮手段蒸気タービンおよび／または電気モータに駆動される少なくとも１つの圧縮手段と、
    １つの第１浄化ユニット（５）と、
    １つの第２浄化ユニット（７）と、を備え、
    前記圧縮手段は、大気圧の空気が供給され、第１の圧力の第１の圧縮空気流を前記第１の排出口から生成するとともに第２の圧力の第２の圧縮空気流を前記第２の排出口から生成するように設計され、
    前記第２の圧縮空気流は、前記第１の圧縮空気流よりも少なくとも０．５bar、少なくとも５bar、少なくとも１０bar、あるいは少なくとも２５barだけ高い圧力であり、
    前記第１の排出口を前記第１の浄化ユニットに接続するための第１の導管と、
    前記第２の排出口を前記第２の浄化ユニットに接続するための第２の導管と、
    前記第１の浄化ユニットを前記交換管路に接続するための第３の導管（１１）と、
    前記第２の浄化ユニットを前記交換管路に接続するための第４の導管（９）と、を備え、
    前記第２の浄化ユニットの下流に接続されて空気の前記圧力を上昇させる手段を備えず、
    前記交換管路を前記カラムシステムに含まれる１つのカラムに接続するための第５の導管と、
    前記交換管路を前記カラムシステムに含まれる１つのカラムに接続するための第６の導管と、
    前記カラムシステムから酸素を豊富に含む液体を取り出して蒸発器（２５）に送るための、前記交換管路からなる導管（１７）と、
    前記第２の空気流が凝縮する前記蒸発器に、浄化された前記第２の空気流の少なくとも一部を送るための手段と、を備え、
    前記第１の排出口と前記第１の浄化ユニットとの間に空気を圧縮する手段を備えず、前記第２の排出口と前記交換管路または前記カラムシステムとの間に空気を圧縮する手段を備えない設備。
  10. 前記圧縮手段は、第１の圧縮機（１）および第２の圧縮機（３）と、大気圧の空気を前記第１の圧縮機および前記第２の圧縮機に供給するための手段と、を備え、前記第１および第２の圧縮機は、共通する蒸気タービン（３９）によって駆動される、請求項９に係る設備。
  11. 前記第１および前記第２の空気圧縮機のいずれか一方は、中間冷却材（等温圧縮）を備える、請求項９または１０に係る設備。
  12. ２つの前記圧縮機の中間冷却材を持たない一方の排出口から熱交換器（３１）に空気を送るための手段と、水および／または前記カラムシステムから少なくとも１つの流体を、前記交換器の熱せられた部分に送るための手段とを備える、請求項１１に係る設備。
  13. ｎ≧２であるｎ個のカラムシステムと、
    ｎ個の交換管路（１３，１３’）と、
    第１の圧力の空気流を生成するために大気圧を圧縮する少なくとも１つの第１の圧縮機（１，１’）と、
    第２の圧力の空気流を生成するために大気圧を圧縮する少なくとも１つの第２の圧縮機（３，３’）と、を備え、
    前記第１の圧力は少なくとも０．５bar、少なくとも５bar、少なくとも１０bar、あるいは少なくとも２５barだけ前記第１の圧力よりも高く、そして前記第２の圧力は蒸留に用いられる空気流の中で最も圧力が高い装置で空気を蒸留することにより酸素を生成する方法であって、
    前記第１の圧力の空気は、少なくとも１つの第１の圧縮機から少なくとも１つの第１の浄化ユニット（５，５’）に送られ、
    前記第２の圧力の空気は、少なくとも１つの第２の圧縮機から少なくとも１つの第２の浄化ユニット（７，７’）に送られ、
    前記第１の空気は、前記第１の浄化ユニットから少なくとも２つのカラムシステム（１５，１５’）に送られ、
    前記第２の圧力の空気は、前記第２の浄化ユニットから少なくとも２つのカラムシステムに送られ、そして少なくとも１つのカラムシステムから酸素が生成される方法。
  14. 装置内で空気を蒸留することによって酸素を生成するための設備であって、
    ｎ≧２であるｎ個のカラムシステムと、
    ｎ個の交換管路（１３，１３’）と、
    第１の圧力の空気流を生成するために大気圧を圧縮する少なくとも１つの第１の圧縮機（１，１’）と、
    第２の圧力の空気流を生成するために大気圧を圧縮する少なくとも１つの第２の圧縮機（３，３’）と、を備え、
    前記第１の圧力は少なくとも０．５bar、少なくとも５bar、少なくとも１０bar、あるいは少なくとも２５barだけ前記第１の圧力よりも高く、
    少なくとも１つの第１の浄化ユニット（５，５’）と、
    少なくとも１つの第２の浄化ユニット（７，７）と、
    前記第１の圧縮機から前記第１の浄化ユニットへ前記第１の圧力の空気を送るための手段と、
    前記第２の圧縮機から前記第２の浄化ユニットへ前記第２の圧力の空気を送るための手段と、
    前記第１の浄化ユニットから少なくとも２つのカラムシステム（１５，１５’）に空気を送るための手段と、
    前記第２の浄化ユニットから少なくとも前記２つのカラムシステムに空気を送るための手段と、を備え、
    前記第１の圧縮機と前記第１の浄化ユニットの間に圧縮手段を備えず、前記第２の圧縮機と前記各交換管路または前記各カラムシステムの間に圧縮手段を備えない設備。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013117371A (ja) * 2011-12-01 2013-06-13 L'air Liquide-Sa Pour L'etude & L'exploitation Des Procedes Georges Claude 深冷空気分離装置の運転方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2551619A1 (de) * 2011-07-26 2013-01-30 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff und Drucksauerstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
MX2016001221A (es) * 2013-08-02 2016-05-24 Linde Ag Metodo y dispositivo para producir nitrogeno comprimido.
US9995530B2 (en) * 2016-02-24 2018-06-12 Charles Bliss Method for the capture of carbon dioxide through cryogenically processing gaseous emissions from fossil-fuel power generation
FR3093169B1 (fr) 2019-02-21 2021-01-22 Air Liquide Installation et procédé de séparation des gaz de l’air mettant en œuvre un adsorbeur de forme parallélépipèdique
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Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2903089A1 (de) * 1979-01-26 1980-07-31 Linde Ag Verfahren zur gewinnung von sauerstoff aus luft
JPS56115896A (en) * 1980-02-19 1981-09-11 Kawasaki Heavy Ind Ltd Gas compressor plant equipped with power recovering means
US4895583A (en) * 1989-01-12 1990-01-23 The Boc Group, Inc. Apparatus and method for separating air
FR2681415B1 (fr) * 1991-09-18 1999-01-29 Air Liquide Procede et installation de production d'oxygene gazeux sous haute pression par distillation d'air.
US5337570A (en) * 1993-07-22 1994-08-16 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system for producing lower purity oxygen
US5571309A (en) * 1995-07-28 1996-11-05 The Boc Group, Inc. Adsorption process
US5666823A (en) * 1996-01-31 1997-09-16 Air Products And Chemicals, Inc. High pressure combustion turbine and air separation system integration
US6141950A (en) * 1997-12-23 2000-11-07 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated air separation and combustion turbine process with steam generation by indirect heat exchange with nitrogen
EP1197717A1 (en) * 2000-10-12 2002-04-17 Linde Aktiengesellschaft Process and apparatus for air separation
FR2819583B1 (fr) * 2001-01-12 2003-03-07 Air Liquide Procede integre de separation d'air et de generation d'energie et installation pour la mise en oeuvre d'un tel procede
US6536234B1 (en) * 2002-02-05 2003-03-25 Praxair Technology, Inc. Three column cryogenic air separation system with dual pressure air feeds
FR2961586B1 (fr) * 2010-06-18 2014-02-14 Air Liquide Installation et procede de separation d'air par distillation cryogenique

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013117371A (ja) * 2011-12-01 2013-06-13 L'air Liquide-Sa Pour L'etude & L'exploitation Des Procedes Georges Claude 深冷空気分離装置の運転方法

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