JP2622021B2 - 外部冷熱源利用の空気分離方法 - Google Patents
外部冷熱源利用の空気分離方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気分離装置から導出されたリサイクル不
活性ガスを外部冷熱源との熱交換で液化する圧力まで圧
縮して圧縮不活性ガスとし、この圧縮不活性ガスを前記
外部冷熱源との間接熱交換で液化させて液化不活性ガス
とし、この液化不活性ガスを前記空気分離装置に導入し
て空気分離に必要な冷熱を供給した後、再びリサイクル
不活性ガスとして前記空気分離装置から導出する外部冷
熱源利用の空気分離方法に関する。
活性ガスを外部冷熱源との熱交換で液化する圧力まで圧
縮して圧縮不活性ガスとし、この圧縮不活性ガスを前記
外部冷熱源との間接熱交換で液化させて液化不活性ガス
とし、この液化不活性ガスを前記空気分離装置に導入し
て空気分離に必要な冷熱を供給した後、再びリサイクル
不活性ガスとして前記空気分離装置から導出する外部冷
熱源利用の空気分離方法に関する。
液化天然ガス等のガス化時に発生する冷熱を外部冷熱
源として依存する空気分離方法は、液化天然ガス等の供
給量が季節的、或いは時間的な要因で変動した場合、そ
れに応じて発生する冷熱量も変動するから空気分離量が
変動し易い問題があり、外部冷熱源を無駄なく活用しな
がら、これによる空気分離量の変動を極力抑制すること
が望ましい。
源として依存する空気分離方法は、液化天然ガス等の供
給量が季節的、或いは時間的な要因で変動した場合、そ
れに応じて発生する冷熱量も変動するから空気分離量が
変動し易い問題があり、外部冷熱源を無駄なく活用しな
がら、これによる空気分離量の変動を極力抑制すること
が望ましい。
この要望に対処するため、空気分離装置で製造した液
体窒素の一部を常時液体窒素貯留槽に貯留しておき、液
化天然ガスの供給量が変動して冷熱量が不足し、空気分
離量が減少するおそれがある場合には、液体窒素貯留槽
に貯留した液体窒素を取り出して熱交換器に供給し、不
足冷熱量を補うようにした空気分離方法が提案されてい
る（例えば、特公平２−9274号公報参照）。
体窒素の一部を常時液体窒素貯留槽に貯留しておき、液
化天然ガスの供給量が変動して冷熱量が不足し、空気分
離量が減少するおそれがある場合には、液体窒素貯留槽
に貯留した液体窒素を取り出して熱交換器に供給し、不
足冷熱量を補うようにした空気分離方法が提案されてい
る（例えば、特公平２−9274号公報参照）。
上記従来方法によれば、空気分離装置で製造した製品
としての液体窒素の一部で不足冷熱量を補うから、外部
冷熱源による冷熱量が不足するまま空気分離装置を運転
し続けると製品としての液体窒素の実質的な分離比率が
徐々に低下し、液体窒素の製造量だけが減少する欠点が
ある。
としての液体窒素の一部で不足冷熱量を補うから、外部
冷熱源による冷熱量が不足するまま空気分離装置を運転
し続けると製品としての液体窒素の実質的な分離比率が
徐々に低下し、液体窒素の製造量だけが減少する欠点が
ある。
この欠点を解決するために、例えばフロン等を冷媒と
する冷熱サイクルを別途設けて、この冷熱サイクルで外
部冷熱源の不足冷熱量を補うように構成することが考え
られるが、設備コストが上昇する欠点がある。
する冷熱サイクルを別途設けて、この冷熱サイクルで外
部冷熱源の不足冷熱量を補うように構成することが考え
られるが、設備コストが上昇する欠点がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、リ
サイクル不活性ガスを外部冷熱源との熱交換で液化する
圧力まで圧縮して圧縮不活性ガスとする工程をうまく活
用して、設備コストの上昇を抑制しながら、外部冷熱源
の冷熱量が不足する場合でも一定又は略一定の分離比率
で所望の空気分離量を確保しやすい外部冷熱源利用の空
気分離方法を提供することを目的とする。
サイクル不活性ガスを外部冷熱源との熱交換で液化する
圧力まで圧縮して圧縮不活性ガスとする工程をうまく活
用して、設備コストの上昇を抑制しながら、外部冷熱源
の冷熱量が不足する場合でも一定又は略一定の分離比率
で所望の空気分離量を確保しやすい外部冷熱源利用の空
気分離方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の特徴構成は、冒記
外部冷熱源利用の空気分離方法において、 A.前記液化不活性ガスの一部を膨張させて前記圧縮不活
性ガスに冷熱を供給する内部冷熱源が設けられ、 B.前記外部冷熱源の冷熱量が不足するとき、前記圧縮不
活性ガスを前記外部冷熱源と前記内部冷熱源の両方の冷
熱源との間接熱交換で液化させて前記液化不活性ガスと
し、 C.前記圧縮不活性ガスに冷熱を供給するために膨張させ
た前記内部冷熱源の不活性ガスを、前記空気分離装置か
ら導出された前記リサイクル不活性ガスに合流させて、
この合流不活性ガスを圧縮して前記圧縮不活性ガスとす
ること 上記A,B,Cの構成にあり、かかる構成から次の作用効果
を奏する。
外部冷熱源利用の空気分離方法において、 A.前記液化不活性ガスの一部を膨張させて前記圧縮不活
性ガスに冷熱を供給する内部冷熱源が設けられ、 B.前記外部冷熱源の冷熱量が不足するとき、前記圧縮不
活性ガスを前記外部冷熱源と前記内部冷熱源の両方の冷
熱源との間接熱交換で液化させて前記液化不活性ガスと
し、 C.前記圧縮不活性ガスに冷熱を供給するために膨張させ
た前記内部冷熱源の不活性ガスを、前記空気分離装置か
ら導出された前記リサイクル不活性ガスに合流させて、
この合流不活性ガスを圧縮して前記圧縮不活性ガスとす
ること 上記A,B,Cの構成にあり、かかる構成から次の作用効果
を奏する。
a.前記A,Bの構成により、所要量の圧縮不活性ガスを液
化させるに必要な外部冷熱源の冷熱量が不足するとき、
液化不活性ガスの一部を用いてその冷熱で不足冷熱量が
補われ、 b.前記Ｃに構成により、不足冷熱量を補うにあたって、
不活性ガスの一部を冷媒として、この冷媒としての不活
性ガスが空気分離装置から導出されたリサイクル不活性
ガスとともに圧縮されて圧縮不活性ガスとなり、この圧
縮不活性ガスが外部冷熱源と内部冷熱源とで冷却されて
液化不活性ガスとなり、次にこの液化不活性ガスの一部
が膨張して内部冷熱源として圧縮不活性ガスに不足冷熱
を供給し、膨張した冷媒としての不活性ガスが空気分離
装置から導出されたリサイクル不活性ガスとともに再び
圧縮されて圧縮不活性ガスになるという冷熱サイクルが
構成される。
化させるに必要な外部冷熱源の冷熱量が不足するとき、
液化不活性ガスの一部を用いてその冷熱で不足冷熱量が
補われ、 b.前記Ｃに構成により、不足冷熱量を補うにあたって、
不活性ガスの一部を冷媒として、この冷媒としての不活
性ガスが空気分離装置から導出されたリサイクル不活性
ガスとともに圧縮されて圧縮不活性ガスとなり、この圧
縮不活性ガスが外部冷熱源と内部冷熱源とで冷却されて
液化不活性ガスとなり、次にこの液化不活性ガスの一部
が膨張して内部冷熱源として圧縮不活性ガスに不足冷熱
を供給し、膨張した冷媒としての不活性ガスが空気分離
装置から導出されたリサイクル不活性ガスとともに再び
圧縮されて圧縮不活性ガスになるという冷熱サイクルが
構成される。
従って、リサイクル不活性ガスを外部冷熱源との熱交
換で液化する圧力まで圧縮して圧縮不活性ガスとする工
程を活用して不活性ガスの一部を冷媒とする冷熱サイク
ルを構成し、この冷熱サイクルで外部冷熱源の冷熱量不
足を補うことが出来るから、設備コストの上昇を抑制し
ながら、外部冷熱源の冷熱量が不足する場合でも一定又
は略一定の分離比率で所望の空気分離量を確保し易い。
換で液化する圧力まで圧縮して圧縮不活性ガスとする工
程を活用して不活性ガスの一部を冷媒とする冷熱サイク
ルを構成し、この冷熱サイクルで外部冷熱源の冷熱量不
足を補うことが出来るから、設備コストの上昇を抑制し
ながら、外部冷熱源の冷熱量が不足する場合でも一定又
は略一定の分離比率で所望の空気分離量を確保し易い。
請求項２記載の外部冷熱源利用の空気分離方法は、前
記外部冷熱源の冷熱量の不足を検知する検知手段と、前
記液化不活性ガスの前記内部冷熱源側への供給量を調節
可能な供給量調節手段とが備えられ、前記検知手段によ
る検知結果に基づいて前記供給量調節手段を自動調節す
るから、供給量調節手段を人為的に調節する場合に比べ
て、効率良く所望の空気分離量を確保し易い。
記外部冷熱源の冷熱量の不足を検知する検知手段と、前
記液化不活性ガスの前記内部冷熱源側への供給量を調節
可能な供給量調節手段とが備えられ、前記検知手段によ
る検知結果に基づいて前記供給量調節手段を自動調節す
るから、供給量調節手段を人為的に調節する場合に比べ
て、効率良く所望の空気分離量を確保し易い。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明による外部冷熱源利用の空気分離方法
の実施例を示すフローダイヤグラムで、中圧精留塔
（５）と低圧精留塔（６）とを備えている空気分離装置
（Ａ）から導出されたリサイクル不活性ガスとしてのリ
サイクル窒素ガスを、外部冷熱源としての液化天然ガス
（以下、LNGと称する）との熱交換で液化する圧力まで
圧縮して圧縮窒素ガスとし、この圧縮窒素ガスをLNGと
の間接熱交換で液化させて液体窒素とし、この液体窒素
を空気分離装置（Ａ）に導入して空気分離に必要な冷熱
を供給した後、再びリサイクル窒素ガスとして空気分離
装置（Ａ）から導出するものである。
の実施例を示すフローダイヤグラムで、中圧精留塔
（５）と低圧精留塔（６）とを備えている空気分離装置
（Ａ）から導出されたリサイクル不活性ガスとしてのリ
サイクル窒素ガスを、外部冷熱源としての液化天然ガス
（以下、LNGと称する）との熱交換で液化する圧力まで
圧縮して圧縮窒素ガスとし、この圧縮窒素ガスをLNGと
の間接熱交換で液化させて液体窒素とし、この液体窒素
を空気分離装置（Ａ）に導入して空気分離に必要な冷熱
を供給した後、再びリサイクル窒素ガスとして空気分離
装置（Ａ）から導出するものである。
空気瀘過器（１）を通過して空気中の塵埃が除去され
た原料空気は、配管（P1）で空気圧縮器（２）に導かれ
て圧力約5kg/cm2Gに圧縮され、配管（P2）に導かれて除
炭乾燥ユニット（３）で炭酸ガスと水分が除去され、配
管（P3）で熱交換器（４）に導入される。
た原料空気は、配管（P1）で空気圧縮器（２）に導かれ
て圧力約5kg/cm2Gに圧縮され、配管（P2）に導かれて除
炭乾燥ユニット（３）で炭酸ガスと水分が除去され、配
管（P3）で熱交換器（４）に導入される。
熱交換器（４）に導入された原料空気は、低圧精留塔
（６）から配管（P11）で熱交換器（４）に導入される
リサイクル窒素ガス及び低圧精留塔（６）から配管（P
30）で熱交換器（４）に導入される廃ガスと熱交換して
液化点近くにまで冷却され、配管（P4）で中圧精留塔
（５）の下部に導入され、この中圧精留塔（５）内で精
留されて頂部に窒素ガス及び液体窒素、底部に酸素リッ
チ液体が製出する。
（６）から配管（P11）で熱交換器（４）に導入される
リサイクル窒素ガス及び低圧精留塔（６）から配管（P
30）で熱交換器（４）に導入される廃ガスと熱交換して
液化点近くにまで冷却され、配管（P4）で中圧精留塔
（５）の下部に導入され、この中圧精留塔（５）内で精
留されて頂部に窒素ガス及び液体窒素、底部に酸素リッ
チ液体が製出する。
中圧精留塔（５）の底部に溜まった酸素リッチ液体は
配管（P5）で膨張弁（V1）に導かれて自由膨張され、配
管（P6）で低圧精留塔（６）の中部に導入される。
配管（P5）で膨張弁（V1）に導かれて自由膨張され、配
管（P6）で低圧精留塔（６）の中部に導入される。
中圧精留塔（５）の中部にできる液体窒素は配管
（P7）で膨張弁（V2）に導かれて自由膨張され、配管
（P8）で低圧精留塔（６）の上部に導入される。
（P7）で膨張弁（V2）に導かれて自由膨張され、配管
（P8）で低圧精留塔（６）の上部に導入される。
中圧精留塔（５）の頂部にできる液体窒素の一部は配
管（P9）で膨張弁（V3）に導かれて自由膨張され、配管
（P10）で低圧精留塔（６）の頂部に導入されるととも
に、残りは製品液体窒素として配管（P35）で導出され
る。
管（P9）で膨張弁（V3）に導かれて自由膨張され、配管
（P10）で低圧精留塔（６）の頂部に導入されるととも
に、残りは製品液体窒素として配管（P35）で導出され
る。
低圧精留塔（６）は底部で中圧精留塔（５）から熱を
授受し、頂部に窒素ガス、下部に液体酸素を製出して、
製品液体酸素は配管（P36）で導出される。
授受し、頂部に窒素ガス、下部に液体酸素を製出して、
製品液体酸素は配管（P36）で導出される。
配管（P30）で熱交換器（４）に導入された廃ガスは
原料空気と熱交換して常温になり、配管（P31）を通っ
て一部は配管（P32）から放出され、残りは配管（P33）
を通って除炭乾燥ユニット（３）に導かれ、除炭乾燥ユ
ニット（３）の再生に使用された後、配管（P34）を通
って放出される。
原料空気と熱交換して常温になり、配管（P31）を通っ
て一部は配管（P32）から放出され、残りは配管（P33）
を通って除炭乾燥ユニット（３）に導かれ、除炭乾燥ユ
ニット（３）の再生に使用された後、配管（P34）を通
って放出される。
次にリサイクル窒素ガスについて説明する。
低圧精留塔（６）の頂部から配管（P11）熱交換器
（４）に導入されたリサイクル窒素ガスは原料空気との
熱交換で圧力約0.1kg/cm2Gの常温になり、配管（P12）
で常温低圧圧縮機（７）に導かえて圧力約5kg/cm2Gに圧
縮される。
（４）に導入されたリサイクル窒素ガスは原料空気との
熱交換で圧力約0.1kg/cm2Gの常温になり、配管（P12）
で常温低圧圧縮機（７）に導かえて圧力約5kg/cm2Gに圧
縮される。
常温低圧圧縮機（７）で圧縮されたリサイクル窒素ガ
スは、配管（P13）で熱交換機（10）に導かれて冷却さ
れ、この冷却されたリサイクル窒素ガスが配管（P14）
で導かれて、中圧精留塔（５）の頂部から配管（P15）
で導かれた圧力約5kg/cm2Gのリサイクル窒素ガスと合流
した後、配管（P16）で中圧圧縮機（８）に導かれて圧
力約35kg/cm2Gに低温圧縮される。
スは、配管（P13）で熱交換機（10）に導かれて冷却さ
れ、この冷却されたリサイクル窒素ガスが配管（P14）
で導かれて、中圧精留塔（５）の頂部から配管（P15）
で導かれた圧力約5kg/cm2Gのリサイクル窒素ガスと合流
した後、配管（P16）で中圧圧縮機（８）に導かれて圧
力約35kg/cm2Gに低温圧縮される。
圧力約35kg/cm2Gに低温圧縮されたリサイクル窒素ガ
スは配管（P17）を経て熱交換機（10）で再度冷却さ
れ、配管（P18），配管（P19）で高圧圧縮機（９）に導
かれて外部冷熱源との熱交換で液化する圧力約60kg/cm2
Gに低温圧縮され、圧縮窒素ガスとなる。
スは配管（P17）を経て熱交換機（10）で再度冷却さ
れ、配管（P18），配管（P19）で高圧圧縮機（９）に導
かれて外部冷熱源との熱交換で液化する圧力約60kg/cm2
Gに低温圧縮され、圧縮窒素ガスとなる。
圧力約60kg/cm2Gに低温圧縮されたリサイクル窒素ガ
スは配管（P20）で熱交換器（10）に導かれてその圧縮
熱が除去され、配管（P21）で熱交換器（11）に導かれ
てLNGの昇温時やガス化時に発生する冷熱で冷却され、
配管（P22）で熱交換器（10）に導かれて、配管
（P13），配管（P17），配管（P20）で導かれてきたリ
サイクル窒素ガスに冷熱を与えた後、配管（P23）で再
び熱交換器（11）に導かれて冷却されて液体窒素とな
り、配管（P24）、配管（P25）に介在する流量計（Ｆ）
を通り、配管（P25）で膨張弁（V5）に導かれて膨張し
て圧力が約5kg/cm2Gに下げられ、配管（P26）で中圧精
留塔（５）の上部に液体窒素として導入されて、中圧精
留塔（５）の還流液となる。
スは配管（P20）で熱交換器（10）に導かれてその圧縮
熱が除去され、配管（P21）で熱交換器（11）に導かれ
てLNGの昇温時やガス化時に発生する冷熱で冷却され、
配管（P22）で熱交換器（10）に導かれて、配管
（P13），配管（P17），配管（P20）で導かれてきたリ
サイクル窒素ガスに冷熱を与えた後、配管（P23）で再
び熱交換器（11）に導かれて冷却されて液体窒素とな
り、配管（P24）、配管（P25）に介在する流量計（Ｆ）
を通り、配管（P25）で膨張弁（V5）に導かれて膨張し
て圧力が約5kg/cm2Gに下げられ、配管（P26）で中圧精
留塔（５）の上部に液体窒素として導入されて、中圧精
留塔（５）の還流液となる。
外部冷熱源としてのLNGは配管（P37）で熱交換器（1
1）に供給されてその冷熱を圧縮窒素ガスに与え、LNG自
身は昇温した後配管（P38）で熱交換器（12）に供給さ
れてフロン等の冷媒と熱交換し、LNGはガス化して天然
ガスとなって、配管（P39）で天然ガス導管に導かれ
る。
1）に供給されてその冷熱を圧縮窒素ガスに与え、LNG自
身は昇温した後配管（P38）で熱交換器（12）に供給さ
れてフロン等の冷媒と熱交換し、LNGはガス化して天然
ガスとなって、配管（P39）で天然ガス導管に導かれ
る。
配管（P40）から熱交換器（12）に入ったフロン等の
冷媒はLNG余剰冷熱を回収して自らは冷却され、図示し
ない原料空気の冷却、冷却水の冷却、原料アルゴンの冷
却等種々の用途に使用される。
冷媒はLNG余剰冷熱を回収して自らは冷却され、図示し
ない原料空気の冷却、冷却水の冷却、原料アルゴンの冷
却等種々の用途に使用される。
前記液体窒素の一部を配管（P27）に分流してコント
ローラー付膨張弁（V4）で膨張させ、配管（P21），配
管（P23）で熱交換器（11）に導かれる圧縮窒素ガスに
冷熱を供給する内部冷熱源と、外部冷熱源としてのLNG
の冷熱量の不足を検知する検知手段と、液体窒素の内部
冷熱源側への分流比率を調節可能な供給量調節手段とが
備えられている。
ローラー付膨張弁（V4）で膨張させ、配管（P21），配
管（P23）で熱交換器（11）に導かれる圧縮窒素ガスに
冷熱を供給する内部冷熱源と、外部冷熱源としてのLNG
の冷熱量の不足を検知する検知手段と、液体窒素の内部
冷熱源側への分流比率を調節可能な供給量調節手段とが
備えられている。
前記検知手段は、配管（P25）を通過する液体窒素の
流量を計測する流量計（Ｆ）に、当該流量計（Ｆ）で計
測された液体窒素の流量を、LNGの冷熱量が不足しない
場合に配管（P25）を通過すべき液体窒素の設定流量と
比較する比較手段を設けて構成され、流量計（Ｆ）で計
測された液体窒素の流量が設定流量よりも不足している
場合に、熱交換器（11）に必要なLNGの冷熱量不足とし
て検知して、供給量調節手段に供給量制御信号を出力す
るよう構成されている。
流量を計測する流量計（Ｆ）に、当該流量計（Ｆ）で計
測された液体窒素の流量を、LNGの冷熱量が不足しない
場合に配管（P25）を通過すべき液体窒素の設定流量と
比較する比較手段を設けて構成され、流量計（Ｆ）で計
測された液体窒素の流量が設定流量よりも不足している
場合に、熱交換器（11）に必要なLNGの冷熱量不足とし
て検知して、供給量調節手段に供給量制御信号を出力す
るよう構成されている。
前記供給量調節手段は、膨張弁（V4）に、当該膨張弁
（V4）の開度を変更して配管（P28）側に流れる液体窒
素量を調節するコントローラを設けて構成され、流量計
（Ｆ）に設けた比較手段から供給量制御信号が入力され
ると膨張弁（V4）の開度が自動操作され、液化窒素の配
管（P27）側への分流比率が、冷熱量の不足を補って、
所定量の製品液体酸素と製品液体窒素が得られる分流比
率に自動調節される。
（V4）の開度を変更して配管（P28）側に流れる液体窒
素量を調節するコントローラを設けて構成され、流量計
（Ｆ）に設けた比較手段から供給量制御信号が入力され
ると膨張弁（V4）の開度が自動操作され、液化窒素の配
管（P27）側への分流比率が、冷熱量の不足を補って、
所定量の製品液体酸素と製品液体窒素が得られる分流比
率に自動調節される。
そして、熱交換器（11）に必要な圧力35kg/cm2G以下
のLNGの冷熱が不足することが検知手段で検知される
と、その信号を受けたコントローラー付膨張弁（V4）で
配管（P27）に分流された圧力約60kg/cm2Gの液体窒素が
前記コントローラ付膨張弁（V4）で圧力約35kg/cm2Gに
膨張して配管（P28）を通り、熱交換器（11）でLNGの冷
熱不足分を補い、配管（P29）を通って配管（P18）を通
るリサイクル窒素ガスと合流して合流窒素ガスとなる。
のLNGの冷熱が不足することが検知手段で検知される
と、その信号を受けたコントローラー付膨張弁（V4）で
配管（P27）に分流された圧力約60kg/cm2Gの液体窒素が
前記コントローラ付膨張弁（V4）で圧力約35kg/cm2Gに
膨張して配管（P28）を通り、熱交換器（11）でLNGの冷
熱不足分を補い、配管（P29）を通って配管（P18）を通
るリサイクル窒素ガスと合流して合流窒素ガスとなる。
従って、合流窒素ガスは高圧圧縮器（９）で圧縮され
て圧縮窒素ガスとなり、この圧縮窒素ガスが配管
（P20），熱交換器（10），配管（P21），熱交換器（1
1），配管（P22），熱交換器（10），配管（P23）を経
て再び熱交換器（11）に導かれ、外部冷熱源としてのLN
Gと内部冷熱源の両方の冷熱源との間接熱交換で液化さ
せて液体窒素とし、液体窒素の一部がコントローラ付膨
張弁（V4）で膨張されて熱交換器（11）でLNGの冷熱不
足分を補い、膨張した窒素ガスをリサイクル窒素ガスと
ともに高圧圧縮器（９）で再び圧縮して圧縮窒素ガスと
する冷熱サイクルが構成され、外部冷熱源の冷熱量が不
足する場合でも、冷熱サイクルを循環する窒素ガス流量
に相当する製品液体窒素量が一時的に減るものの、その
あとは略一定の分離比率で所定の空気分離量を確保する
ことができる。
て圧縮窒素ガスとなり、この圧縮窒素ガスが配管
（P20），熱交換器（10），配管（P21），熱交換器（1
1），配管（P22），熱交換器（10），配管（P23）を経
て再び熱交換器（11）に導かれ、外部冷熱源としてのLN
Gと内部冷熱源の両方の冷熱源との間接熱交換で液化さ
せて液体窒素とし、液体窒素の一部がコントローラ付膨
張弁（V4）で膨張されて熱交換器（11）でLNGの冷熱不
足分を補い、膨張した窒素ガスをリサイクル窒素ガスと
ともに高圧圧縮器（９）で再び圧縮して圧縮窒素ガスと
する冷熱サイクルが構成され、外部冷熱源の冷熱量が不
足する場合でも、冷熱サイクルを循環する窒素ガス流量
に相当する製品液体窒素量が一時的に減るものの、その
あとは略一定の分離比率で所定の空気分離量を確保する
ことができる。
尚、中圧圧縮器（８）による圧縮圧力は外部冷熱源と
して利用できるLNGの圧力によって決まり、LNGの圧力が
35kg/cm2G以下の場合には35kg/cm2Gの圧縮圧力が選ば
れ、LNGの圧力が35kg/cm2Gより高い場合にはそのLNGの
圧力よりも更に高い圧縮圧力が選ばれる。
して利用できるLNGの圧力によって決まり、LNGの圧力が
35kg/cm2G以下の場合には35kg/cm2Gの圧縮圧力が選ば
れ、LNGの圧力が35kg/cm2Gより高い場合にはそのLNGの
圧力よりも更に高い圧縮圧力が選ばれる。
第２図に示すように、第１実施例における常温低圧圧
縮機（７）に換え、熱交換器（10）を通過した後の低温
のリサイクル窒素ガスを少ない消費電力で圧縮できるよ
うに低温低圧圧縮機（７′）を配管（P14）の途中に設
けて実施しても良い。
縮機（７）に換え、熱交換器（10）を通過した後の低温
のリサイクル窒素ガスを少ない消費電力で圧縮できるよ
うに低温低圧圧縮機（７′）を配管（P14）の途中に設
けて実施しても良い。
この場合、熱交換器（４）を通過した常温窒素ガスは
配管（P12）を通って熱交換器（10）で低温に冷却さ
れ、低温低圧圧縮機（７′）で圧力約0.1kg/cm2Gから圧
力約5kg/cm2Gに圧縮される。
配管（P12）を通って熱交換器（10）で低温に冷却さ
れ、低温低圧圧縮機（７′）で圧力約0.1kg/cm2Gから圧
力約5kg/cm2Gに圧縮される。
又、必要に応じ、低温圧縮機（７′）の中間段あるい
は圧縮後のリサイクル窒素ガスを上記熱交換器（10）で
更に冷却することを組合せ実施しても良い。
は圧縮後のリサイクル窒素ガスを上記熱交換器（10）で
更に冷却することを組合せ実施しても良い。
その他の構成は第１実施例と同様である。
イ．リサイクル不活性ガスとしては窒素ガスに限定され
ず、粗アルゴンガスであっても良い。
ず、粗アルゴンガスであっても良い。
ロ．空気分離装置は、液体窒素、液体酸素に加え粗アル
ゴンを分離するものであっても良い。
ゴンを分離するものであっても良い。
ハ．外部冷熱源の冷熱量の不足を検知する検知手段の構
成は特に限定されず、LNGの流量もしくは温度、又はそ
の双方を計測する計測装置と、この計測装置による計測
値と設定値とを比較する比較回路とを設けて検知手段を
構成しても良い。
成は特に限定されず、LNGの流量もしくは温度、又はそ
の双方を計測する計測装置と、この計測装置による計測
値と設定値とを比較する比較回路とを設けて検知手段を
構成しても良い。
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
成に限定されるものではない。
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
成に限定されるものではない。
第１図は本発明に係る外部冷熱源利用の空気分離方法の
実施例を示す系統図であり、第２図は別実施例を示す系
統図である。 （９）……圧縮機、（11）……熱交換器、（Ａ）……空
気分離装置、（Ｆ）……流量計、（V4）……コントロー
ラー付膨張弁。
実施例を示す系統図であり、第２図は別実施例を示す系
統図である。 （９）……圧縮機、（11）……熱交換器、（Ａ）……空
気分離装置、（Ｆ）……流量計、（V4）……コントロー
ラー付膨張弁。
Claims (2)
- 【請求項１】空気分離装置（Ａ）から導出されたリサイ
クル不活性ガスを外部冷熱源との熱交換で液化する圧力
まで圧縮して圧縮不活性ガスとし、この圧縮不活性ガス
を前記外部冷熱源との間接熱交換で液化させて液化不活
性ガスとし、この液化不活性ガスを前記空気分流装置
（Ａ）に導入して空気分離に必要な冷熱を供給した後、
再びリサイクル不活性ガスとして前記空気分離装置
（Ａ）から導出する外部冷熱源利用の空気分離方法にお
いて、前記液化不活性ガスの一部を膨張させて前記圧縮
不活性ガスに冷熱を供給する内部冷熱源が設けられ、前
記外部冷熱源の冷熱量が不足するとき、前記圧縮不活性
ガスを前記外部冷熱源と前記内部冷熱源の両方の冷熱源
との間接熱交換で液化させて前記液化不活性ガスとし、
前記圧縮不活性ガスに冷熱を供給するために膨張させた
前記内部冷熱源の不活性ガスを、前記空気分離装置
（Ａ）から導出された前記リサイクル不活性ガスに合流
させて、この合流不活性ガスを圧縮して前記圧縮不活性
ガスとすることを特徴とする外部冷熱源利用の空気分離
方法。 - 【請求項２】前記外部冷熱源の冷熱量の不足を検知する
検知手段（Ｆ）と、前記液化不活性ガスの前記内部冷熱
源側への供給量を調節可能な供給量調節手段（V4）とが
備えられ、前記検知手段（Ｆ）による検知結果に基づい
て前記供給量調節手段（V4）を自動調節する請求項１記
載の外部冷熱源利用の空気分離方法
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2249840A JP2622021B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 外部冷熱源利用の空気分離方法 |
| FR9111253A FR2666877B1 (fr) | 1990-09-18 | 1991-09-12 | Procede de separation d'air mettant une source de froid externe. |
| US07/959,540 US5220798A (en) | 1990-09-18 | 1992-10-13 | Air separating method using external cold source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2249840A JP2622021B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 外部冷熱源利用の空気分離方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04126988A JPH04126988A (ja) | 1992-04-27 |
| JP2622021B2 true JP2622021B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=17198968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2249840A Expired - Fee Related JP2622021B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 外部冷熱源利用の空気分離方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2622021B2 (ja) |
| FR (1) | FR2666877B1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5137558A (en) * | 1991-04-26 | 1992-08-11 | Air Products And Chemicals, Inc. | Liquefied natural gas refrigeration transfer to a cryogenics air separation unit using high presure nitrogen stream |
| US5139547A (en) * | 1991-04-26 | 1992-08-18 | Air Products And Chemicals, Inc. | Production of liquid nitrogen using liquefied natural gas as sole refrigerant |
| US5141543A (en) * | 1991-04-26 | 1992-08-25 | Air Products And Chemicals, Inc. | Use of liquefied natural gas (LNG) coupled with a cold expander to produce liquid nitrogen |
| JP2000065470A (ja) * | 1998-08-20 | 2000-03-03 | Air Liquide Japan Ltd | 空気分離装置 |
| US7712331B2 (en) * | 2006-06-30 | 2010-05-11 | Air Products And Chemicals, Inc. | System to increase capacity of LNG-based liquefier in air separation process |
| CN101839612B (zh) * | 2010-04-06 | 2012-05-02 | 浙江大学 | 基于lng卫星站冷能利用的倒灌式空气分离系统及方法 |
| CN101943512B (zh) * | 2010-09-29 | 2012-08-29 | 中国海洋石油总公司 | 一种利用液化天然气冷能的空分方法 |
| CN103438665B (zh) * | 2013-09-01 | 2015-06-17 | 杭州哲达科技股份有限公司 | 降低空分设备综合电单耗的装置及方法 |
| FR3015306A1 (fr) * | 2013-12-20 | 2015-06-26 | Air Liquide | Procede et appareil de separation a temperature subambiante |
| CN104110940A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-10-22 | 中国寰球工程公司 | 一种利用液化天然气冷能的高效空分装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5382687A (en) * | 1976-12-28 | 1978-07-21 | Nippon Oxygen Co Ltd | Air liquefaction rectifying method |
| JPH0789014B2 (ja) * | 1987-07-28 | 1995-09-27 | テイサン株式会社 | 空気分離装置における外部冷熱源利用方法 |
-
1990
- 1990-09-18 JP JP2249840A patent/JP2622021B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-09-12 FR FR9111253A patent/FR2666877B1/fr not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2666877A1 (fr) | 1992-03-20 |
| JPH04126988A (ja) | 1992-04-27 |
| FR2666877B1 (fr) | 1994-05-06 |
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