JP2917163B2 - 窒素発生装置の運転方法 - Google Patents
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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、深冷分離法による窒素発生装置の運転方法
に関する。
に関する。
［従来の技術］ この種の窒素発生装置において、装置各部の条件と設
定された製品ガス窒素発生量および製品液体窒素発生量
をマイクロコンピュータに入力して必要な原料空気量を
演算し、これを原料空気量調節器の設定値として出力す
ることにより、自動的に運転する方法が、例えば特開昭
62−123279号公報に見られるように知られている。
定された製品ガス窒素発生量および製品液体窒素発生量
をマイクロコンピュータに入力して必要な原料空気量を
演算し、これを原料空気量調節器の設定値として出力す
ることにより、自動的に運転する方法が、例えば特開昭
62−123279号公報に見られるように知られている。
この自動運転方法は、製品窒素純度をほぼ一定にする
純度優先モードで運転され、また、製品ガス窒素と製品
液体窒素の併産時における原料空気の液化量を製品液化
窒素量と同量として扱つていた。
純度優先モードで運転され、また、製品ガス窒素と製品
液体窒素の併産時における原料空気の液化量を製品液化
窒素量と同量として扱つていた。
［発明が解決しようとする課題］ 従来の自動運転方法は、上記したように、純度優先モ
ードのみで運転され、また製品ガス窒素、液体窒素併産
時における原料空気の液化率の変化を考慮していなかつ
た等のため、ユーザから要求される各種運転条件に好適
に対応できないという問題があつた。
ードのみで運転され、また製品ガス窒素、液体窒素併産
時における原料空気の液化率の変化を考慮していなかつ
た等のため、ユーザから要求される各種運転条件に好適
に対応できないという問題があつた。
したがつて、本発明の目的は、ユーザから要求される
各種運転条件に好適に対応し得る窒素発生装置の運転方
法を提供することにある。
各種運転条件に好適に対応し得る窒素発生装置の運転方
法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、 精留塔からの廃ガスによって駆動される膨張タービン
によつて寒冷が与えられた原料空気を精留塔内に供給し
深冷分離法により製品ガス窒素および製品液体窒素を発
生する窒素発生装置であつて、この装置各部の条件と設
定された製品ガス窒素発生量および製品液体窒素発生量
とを用いて必要な原料空気量を演算し、これを原料空気
量調節器の設定値として出力する窒素発生装置の運転方
法において、 下記（ａ）〜（ｇ）の各方法のいずれかを実施するこ
とを特徴とするものである。
によつて寒冷が与えられた原料空気を精留塔内に供給し
深冷分離法により製品ガス窒素および製品液体窒素を発
生する窒素発生装置であつて、この装置各部の条件と設
定された製品ガス窒素発生量および製品液体窒素発生量
とを用いて必要な原料空気量を演算し、これを原料空気
量調節器の設定値として出力する窒素発生装置の運転方
法において、 下記（ａ）〜（ｇ）の各方法のいずれかを実施するこ
とを特徴とするものである。
（ａ）製品窒素純度をほぼ一定にする純度優先モード時
に、採取する製品ガス窒素量および製品液体窒素量によ
つて変化する原料空気の液化率に応じて上記原料空気量
を自動的に補正する。
に、採取する製品ガス窒素量および製品液体窒素量によ
つて変化する原料空気の液化率に応じて上記原料空気量
を自動的に補正する。
（ｂ）原料空気に与えられる寒冷量に依存した製品液体
窒素採取量を主体とする液体窒素採取量優先モード特性
に従つて上記原料空気量を演算する。
窒素採取量を主体とする液体窒素採取量優先モード特性
に従つて上記原料空気量を演算する。
（ｃ）上記純度優先モード特性か、液体窒素採取優先モ
ード特性かいずれかに従って上記原料空気量を演算す
る。
ード特性かいずれかに従って上記原料空気量を演算す
る。
（ｄ）精留塔を備えた窒素凝縮器に供給される液体空気
の圧力を、上記液体空気の圧力と製品窒素圧力との相関
関係に基づいて、上記製品窒素圧力がほぼ一定となるよ
うに自動的に制御する。
の圧力を、上記液体空気の圧力と製品窒素圧力との相関
関係に基づいて、上記製品窒素圧力がほぼ一定となるよ
うに自動的に制御する。
（ｅ）装置の初期運転時に得られる製品ガス窒素発生量
および製品液体窒素発生量の少なくとも２点のデータか
ら運転特性線、例えば定格運転時、減量運転時および増
量運転時のそれぞれにおける運転特性線を求め、この運
転特性線に従って上記原料空気量を演算する。
および製品液体窒素発生量の少なくとも２点のデータか
ら運転特性線、例えば定格運転時、減量運転時および増
量運転時のそれぞれにおける運転特性線を求め、この運
転特性線に従って上記原料空気量を演算する。
（ｆ）製品窒素純度を検出し、この検出値が設定された
製品窒素純度範囲からはずれたときには、製品窒素純度
が上記製品窒素純度範囲内に入るように上記原料空気量
を自動的に補正する。
製品窒素純度範囲からはずれたときには、製品窒素純度
が上記製品窒素純度範囲内に入るように上記原料空気量
を自動的に補正する。
［作用］ 本発明は上述の如く構成したので、次の如く作用す
る。すなわち、 上記（ａ）の構成により、製品窒素純度は常時一定の
値となるため、原料空気量の過多による消費動力の無駄
や、原料空気量の不足による製品窒素純度の悪化を防ぐ
ことができる。
る。すなわち、 上記（ａ）の構成により、製品窒素純度は常時一定の
値となるため、原料空気量の過多による消費動力の無駄
や、原料空気量の不足による製品窒素純度の悪化を防ぐ
ことができる。
また上記（ｂ）の構成により、必要とする製品液体窒
素量に応じて製品ガス窒素量を調整し、その分を膨張タ
ービンに供給して寒冷量を増加し、採取する製品液体窒
素量を増加することができる。
素量に応じて製品ガス窒素量を調整し、その分を膨張タ
ービンに供給して寒冷量を増加し、採取する製品液体窒
素量を増加することができる。
また上記（ｃ）の構成により、採取しようとする製品
ガス窒素量および製品液体窒素量に好適な各モード特性
で運転することができる。
ガス窒素量および製品液体窒素量に好適な各モード特性
で運転することができる。
また上記（ｄ）の構成により、窒素凝縮器に供給され
る液体空気の圧力の変化にかかわらず製品窒素圧力がほ
ぼ一定の状態で運転することができる。
る液体空気の圧力の変化にかかわらず製品窒素圧力がほ
ぼ一定の状態で運転することができる。
また上記（ｅ）の構成により、設計時における製品ガ
ス窒素発生量および製品液体窒素発生量を初期運転時に
得られた実際の製品ガス窒素発生量および製品液体窒素
発生量データで修正し、好適な運転を行なうことができ
る。
ス窒素発生量および製品液体窒素発生量を初期運転時に
得られた実際の製品ガス窒素発生量および製品液体窒素
発生量データで修正し、好適な運転を行なうことができ
る。
さらにまた上記（ｆ）の構成により、運転時の外部条
件、経年変化などによつて製品窒素純度が変化しても、
これに対応する指令値をフイードバツク制御して自動的
に補正し、常に好適な運転を行なうことができる。
件、経年変化などによつて製品窒素純度が変化しても、
これに対応する指令値をフイードバツク制御して自動的
に補正し、常に好適な運転を行なうことができる。
したがつて、ユーザから要求される各種運転条件に対
応した好適な運転を行なうことができる。
応した好適な運転を行なうことができる。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図について説
明する。
明する。
第２図は本発明が適用される窒素発生装置の一例を示
す系統図である。
す系統図である。
この図において、１は原料空気圧縮機、２は吸着塔、
３は膨張タービン、４は空気熱交換器、５は精留塔、5
a,5bはその精留皿と液体空気溜め部、６は窒素凝縮器、
７は液体窒素タンク、８は原料空気入口弁、９はタービ
ン入口弁、10はバイパス弁、11は減圧弁、12は純度計、
13は圧力計、14は液面計、15はバイパス弁開度検出器で
あり、これらのうち膨張タービン３の一部と空気熱交換
器４、精留塔５、窒素凝縮器６、タービン入口弁９、バ
イパス弁10、減圧弁11、液面計14およびバイパス弁開度
検出器15は保冷槽16内に収納されている。また、17はマ
イクロコンピュータ、18,19はその入力インターフエー
スおよび入出力インターフエースである。
３は膨張タービン、４は空気熱交換器、５は精留塔、5
a,5bはその精留皿と液体空気溜め部、６は窒素凝縮器、
７は液体窒素タンク、８は原料空気入口弁、９はタービ
ン入口弁、10はバイパス弁、11は減圧弁、12は純度計、
13は圧力計、14は液面計、15はバイパス弁開度検出器で
あり、これらのうち膨張タービン３の一部と空気熱交換
器４、精留塔５、窒素凝縮器６、タービン入口弁９、バ
イパス弁10、減圧弁11、液面計14およびバイパス弁開度
検出器15は保冷槽16内に収納されている。また、17はマ
イクロコンピュータ、18,19はその入力インターフエー
スおよび入出力インターフエースである。
このような構成の窒素発生装置において、原料空気圧
縮機１により７〜9kg/cm2Gに昇圧された原料空気は、吸
着塔２に入り、冷却時に液化、固化して空気熱交換器４
などを閉塞する原因となる炭酸ガス、水分などが除去さ
れた後に保冷槽16内に入る。保冷槽16内に入つた原料空
気は空気熱交換器４で精留塔５からの製品窒素ガスおよ
び膨張タービン３からの廃ガスと熱交換され、−165〜
−175℃程度まで冷却されて一部が液化した状態で精留
塔５に入る。ここで、ガス状の原料空気は精留塔５内を
上昇し、精留塔５内に数十段設けられている精留皿5a上
で下降液と気液接触して窒素リツチとなつてゆき、窒素
純度が規定値以下となつた製品窒素が精留塔５上部から
採取される。ガス状で採取された製品窒素は空気熱交換
器４に入り、ここで常温まで温度回復された後、使用場
所へ供給される。また、液状で採取された製品窒素は液
体窒素タンク７に貯蔵される。一方、精留塔５で下降液
となり、その下部に落ちてくる酸素リツチの液体空気
は、精留塔５から取り出され、減圧弁11により３〜4kg/
cm2Gに減圧されて７℃程度温度が低下し、精留塔５上部
に設置されている液体空気溜め部5bに供給される。この
液体空気は窒素凝縮器６で製品窒素ガスの一部と熱交換
され、ガス状となつて空気熱交換器４に入り、−140〜
−150℃程度に温度回復された後、膨張タービン３に入
り、保冷槽16内で消費される熱量、すなわち保冷損失、
液体窒素発生などに見合う寒冷量をその断熱膨張によつ
て作り出す。膨張タービン３から排出されるガスは空気
熱交換器４に入り、原料空気と熱交換されて常温まで温
度回復された後、吸着塔２の再生ガス、すなわち炭酸ガ
ス、水分などの除去用ガスとして利用されてから大気中
に放出される。
縮機１により７〜9kg/cm2Gに昇圧された原料空気は、吸
着塔２に入り、冷却時に液化、固化して空気熱交換器４
などを閉塞する原因となる炭酸ガス、水分などが除去さ
れた後に保冷槽16内に入る。保冷槽16内に入つた原料空
気は空気熱交換器４で精留塔５からの製品窒素ガスおよ
び膨張タービン３からの廃ガスと熱交換され、−165〜
−175℃程度まで冷却されて一部が液化した状態で精留
塔５に入る。ここで、ガス状の原料空気は精留塔５内を
上昇し、精留塔５内に数十段設けられている精留皿5a上
で下降液と気液接触して窒素リツチとなつてゆき、窒素
純度が規定値以下となつた製品窒素が精留塔５上部から
採取される。ガス状で採取された製品窒素は空気熱交換
器４に入り、ここで常温まで温度回復された後、使用場
所へ供給される。また、液状で採取された製品窒素は液
体窒素タンク７に貯蔵される。一方、精留塔５で下降液
となり、その下部に落ちてくる酸素リツチの液体空気
は、精留塔５から取り出され、減圧弁11により３〜4kg/
cm2Gに減圧されて７℃程度温度が低下し、精留塔５上部
に設置されている液体空気溜め部5bに供給される。この
液体空気は窒素凝縮器６で製品窒素ガスの一部と熱交換
され、ガス状となつて空気熱交換器４に入り、−140〜
−150℃程度に温度回復された後、膨張タービン３に入
り、保冷槽16内で消費される熱量、すなわち保冷損失、
液体窒素発生などに見合う寒冷量をその断熱膨張によつ
て作り出す。膨張タービン３から排出されるガスは空気
熱交換器４に入り、原料空気と熱交換されて常温まで温
度回復された後、吸着塔２の再生ガス、すなわち炭酸ガ
ス、水分などの除去用ガスとして利用されてから大気中
に放出される。
第１図は窒素発生装置で発生するガス窒素量と液体窒
素量の関係を示す運転特性図であり、QAF,QAMAX,QARは
原料空気量が定格時、増量時、原料時の各特性線であ
る。また、斜線で示す（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はガス窒
素の最大採取量GNMAXを超えた領域、液体窒素の最大採
取量LNMAXを超えた領域、ガス窒素の最小採取量GNMINに
達しない領域である。
素量の関係を示す運転特性図であり、QAF,QAMAX,QARは
原料空気量が定格時、増量時、原料時の各特性線であ
る。また、斜線で示す（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はガス窒
素の最大採取量GNMAXを超えた領域、液体窒素の最大採
取量LNMAXを超えた領域、ガス窒素の最小採取量GNMINに
達しない領域である。
まず、原料空気量が定格時の特性線QAFについて説明
する。この特性線QAFは、第１の点（GNB1,LNB1）と第２
の点（GNB2,LNB2）を結ぶ直線ｆ（GAST1）と、第２の点
（GNB2,LNB2）と第３の点（GNB3,LNB3）を結ぶ直線ｆ
（GAST2）からなつている。第１の点（GNB1,LNB1（＝
０））は、例えば液体窒素タンク７が満杯などで窒素ガ
スのみを採取する運転で、液体窒素を採取する必要がな
いので、膨張タービン３へ供給する廃ガス量を最大限絞
り、寒冷量を減らした状態にある。この第１の点のガス
窒素量GNB1は窒素純度が規定値になるような値に決めら
れている。すなわち、窒素純度優先モードである。膨張
タービン３に供給可能なガス量は保冷槽16に供給される
原料空気量から製品ガス窒素量および製品液体窒素量を
差し引いた量、すなわち廃ガス量であるが、このガス窒
素のみの採取時には、その一部しか使用する必要がな
い。
する。この特性線QAFは、第１の点（GNB1,LNB1）と第２
の点（GNB2,LNB2）を結ぶ直線ｆ（GAST1）と、第２の点
（GNB2,LNB2）と第３の点（GNB3,LNB3）を結ぶ直線ｆ
（GAST2）からなつている。第１の点（GNB1,LNB1（＝
０））は、例えば液体窒素タンク７が満杯などで窒素ガ
スのみを採取する運転で、液体窒素を採取する必要がな
いので、膨張タービン３へ供給する廃ガス量を最大限絞
り、寒冷量を減らした状態にある。この第１の点のガス
窒素量GNB1は窒素純度が規定値になるような値に決めら
れている。すなわち、窒素純度優先モードである。膨張
タービン３に供給可能なガス量は保冷槽16に供給される
原料空気量から製品ガス窒素量および製品液体窒素量を
差し引いた量、すなわち廃ガス量であるが、このガス窒
素のみの採取時には、その一部しか使用する必要がな
い。
ガス窒素の採取のみでなく液体窒素の採取も必要とな
つてきたときには、膨張タービン３に供給する廃ガス量
をガス窒素のみの採取時よりも増加させてゆく。この
際、後述するように原料空気の液化率を考慮する必要は
あるが、窒素純度をほぼ一定にする純度優先モードとす
るために、ガス窒素量と液体窒素量を加えたものがほぼ
一定となるように膨張タービン３に廃ガスを供給してゆ
く。しかし、膨張タービン３に供給可能なガス量は前述
したように保冷槽16に供給される原料空気量から製品ガ
ス窒素量および製品液体窒素量を差し引いた量、すなわ
ち廃ガス量であるから、最大量としてこの廃ガス量まで
しか膨張タービン３に供給することができない。純度優
先モードにおいて、この廃ガス量まで膨張タービン３に
供給したときに得られるガス窒素量と液体窒素量が第２
の点のGNB2とLNB2である。そして、さらに液体窒素量を
増加しようとする場合には、純度優先モードはやめ、ガ
ス窒素量の割合を減らして廃ガス量を増加し、その分膨
張タービン３の負荷、つまり寒冷量を増加する液体窒素
採取優先モードにする。このときのガス窒素量と液体窒
素量が第３の点のGNB3とLNB3である。
つてきたときには、膨張タービン３に供給する廃ガス量
をガス窒素のみの採取時よりも増加させてゆく。この
際、後述するように原料空気の液化率を考慮する必要は
あるが、窒素純度をほぼ一定にする純度優先モードとす
るために、ガス窒素量と液体窒素量を加えたものがほぼ
一定となるように膨張タービン３に廃ガスを供給してゆ
く。しかし、膨張タービン３に供給可能なガス量は前述
したように保冷槽16に供給される原料空気量から製品ガ
ス窒素量および製品液体窒素量を差し引いた量、すなわ
ち廃ガス量であるから、最大量としてこの廃ガス量まで
しか膨張タービン３に供給することができない。純度優
先モードにおいて、この廃ガス量まで膨張タービン３に
供給したときに得られるガス窒素量と液体窒素量が第２
の点のGNB2とLNB2である。そして、さらに液体窒素量を
増加しようとする場合には、純度優先モードはやめ、ガ
ス窒素量の割合を減らして廃ガス量を増加し、その分膨
張タービン３の負荷、つまり寒冷量を増加する液体窒素
採取優先モードにする。このときのガス窒素量と液体窒
素量が第３の点のGNB3とLNB3である。
以上をまとめると、第１の点（GNB1,LNB1）と第２の
点（GNB2,LNB2）を結ぶ直線ｆ（GAST1）は窒素純度をほ
ぼ一定にする純度優先モード特性線、第２の点（GNB2,L
NB2）と第３の点（GNB3,LNB3）を結ぶ直線ｆ（GAST2）
は膨張タービンの寒冷量に依存する液体窒素採取優先モ
ード特性線であり、これら両特性線の分岐点が第２の点
（GNB2,LNB2）となる。
点（GNB2,LNB2）を結ぶ直線ｆ（GAST1）は窒素純度をほ
ぼ一定にする純度優先モード特性線、第２の点（GNB2,L
NB2）と第３の点（GNB3,LNB3）を結ぶ直線ｆ（GAST2）
は膨張タービンの寒冷量に依存する液体窒素採取優先モ
ード特性線であり、これら両特性線の分岐点が第２の点
（GNB2,LNB2）となる。
純度優先モード特性線ｆ（GAMAX1）と液体窒素採取優
先モード特性線ｆ（GAMAX2）からなる増量時の運転特性
線GAMAX、および純度優先モード特性線ｆ（GARE1）と液
体窒素採取優先モード特性線ｆ（GARE2）からなる減量
時の運転特性線QARも上記した定格時の運転特性線QAFと
同様に描くことができる。また、両運転特性線の分岐
点、例えば第２の点（GNB2,LNB2）と第４の点（GNB4,LN
B4）を結ぶことにより、両モード領域を区分するモード
区分特性線ｆ（SP）を得ることができる。
先モード特性線ｆ（GAMAX2）からなる増量時の運転特性
線GAMAX、および純度優先モード特性線ｆ（GARE1）と液
体窒素採取優先モード特性線ｆ（GARE2）からなる減量
時の運転特性線QARも上記した定格時の運転特性線QAFと
同様に描くことができる。また、両運転特性線の分岐
点、例えば第２の点（GNB2,LNB2）と第４の点（GNB4,LN
B4）を結ぶことにより、両モード領域を区分するモード
区分特性線ｆ（SP）を得ることができる。
次に、原料空気の液化率について説明する。上記した
ように、第１の点と第２の点を結ぶ直線ｆ（GAST1）上
は純度優先モードである。窒素純度は精留塔５内におけ
る下降液L2と原料空気の上昇ガスＶとの比（L2/V）で決
まる。精留塔５内に原料空気が供給されるとき、上記し
たように、その一部は液化して液体空気L1となつてい
る。この液化量は膨張タービン３の負荷、すなわち寒冷
量によつて決まるので、純度優先モードで採取する液体
窒素量を増加すれば、膨張タービン３の寒冷量も増加
し、上記液化量も増加する。この液化量の増加分をαと
し、ガス窒素量と液体窒素量を加えた量を一定とする
と、上記下降液L2と上昇ガスＶの比は（L2−α）／（Ｖ
−α）となり、液化率を考慮しない場合の比（L2/V）よ
りも小となるので、窒素純度は悪くなる。したがつて、
純度優先モードにおいて、ガス窒素のみでなく液体窒素
も併せて採取するガス窒素、液体窒素併産時には、原料
空気の液化量の変化を考慮して窒素の回収率を落とす必
要がある。すなわち、第１の点における（GNB1＋LNB1）
よりも第２の点における（GNB2＋LNB2）の方が小とな
る。
ように、第１の点と第２の点を結ぶ直線ｆ（GAST1）上
は純度優先モードである。窒素純度は精留塔５内におけ
る下降液L2と原料空気の上昇ガスＶとの比（L2/V）で決
まる。精留塔５内に原料空気が供給されるとき、上記し
たように、その一部は液化して液体空気L1となつてい
る。この液化量は膨張タービン３の負荷、すなわち寒冷
量によつて決まるので、純度優先モードで採取する液体
窒素量を増加すれば、膨張タービン３の寒冷量も増加
し、上記液化量も増加する。この液化量の増加分をαと
し、ガス窒素量と液体窒素量を加えた量を一定とする
と、上記下降液L2と上昇ガスＶの比は（L2−α）／（Ｖ
−α）となり、液化率を考慮しない場合の比（L2/V）よ
りも小となるので、窒素純度は悪くなる。したがつて、
純度優先モードにおいて、ガス窒素のみでなく液体窒素
も併せて採取するガス窒素、液体窒素併産時には、原料
空気の液化量の変化を考慮して窒素の回収率を落とす必
要がある。すなわち、第１の点における（GNB1＋LNB1）
よりも第２の点における（GNB2＋LNB2）の方が小とな
る。
第３図は本発明の運転プロセスの一例を示すフローチ
ヤートである。
ヤートである。
まずプロセス１では、各入力データD1〜D17を入力イ
ンターフエース18を介してマイクロコンピユータ17に入
力する。各入力データのうち、D1〜D15は試運転などの
初期運転時に得られたデータや計画時の設定データなど
で、初期設定時に入力しておくものであり、通常時、ユ
ーザとしてはD16,D17のみを入力すればよいようになつ
ている。
ンターフエース18を介してマイクロコンピユータ17に入
力する。各入力データのうち、D1〜D15は試運転などの
初期運転時に得られたデータや計画時の設定データなど
で、初期設定時に入力しておくものであり、通常時、ユ
ーザとしてはD16,D17のみを入力すればよいようになつ
ている。
これらの各入力データについて説明する。D1は原料空
気量の最大値GAMAXで、プラント側で吸込める最大量、
原料空気圧縮機１の能力などから決まる値である。D2は
原料空気圧縮機１の定常運転時における原料空気量の最
大値GAMINで、プラントまたは原料空気圧縮機１の減量
限界から決まる値である。D3は雑空気量QGBで、保冷漕1
6に入る前に計測装置、吸着塔２、膨張タービン３など
に供給される空気量の合計値である。D4は第１図の領域
（Ｃ）を決めるガス窒素量の最小値GNMINで、ガス窒素
採取量を減らし過ぎてフラツテイングなどになることを
防ぐために設定される値である。D5は第１図の領域
（Ｂ）を決める液体窒素量の最大採取量LNMAXで、膨張
タービン３の能力から決まる値である。D6〜D9およびD
10〜D13は第１図の上記第１〜第４の点における各ガス
窒素量と各液体窒素量の値である。D14は定格時、すな
わち第１図の運転特性線QAF上の第１〜第３の点（GNB1
〜GNB3,LNB1〜LNB3）における原料空気量の値であり、
またD15は原料時、すなわち第１図の運転特性線QARの分
岐点である第４の点（GNB4,LNB4）における現領空気量
の値である。D16,D17は採取しようとするガス窒素量お
よび液体窒素量の各値GNINP,LNINPで、上記したように
ユーザが運転時に入力するデータである。
気量の最大値GAMAXで、プラント側で吸込める最大量、
原料空気圧縮機１の能力などから決まる値である。D2は
原料空気圧縮機１の定常運転時における原料空気量の最
大値GAMINで、プラントまたは原料空気圧縮機１の減量
限界から決まる値である。D3は雑空気量QGBで、保冷漕1
6に入る前に計測装置、吸着塔２、膨張タービン３など
に供給される空気量の合計値である。D4は第１図の領域
（Ｃ）を決めるガス窒素量の最小値GNMINで、ガス窒素
採取量を減らし過ぎてフラツテイングなどになることを
防ぐために設定される値である。D5は第１図の領域
（Ｂ）を決める液体窒素量の最大採取量LNMAXで、膨張
タービン３の能力から決まる値である。D6〜D9およびD
10〜D13は第１図の上記第１〜第４の点における各ガス
窒素量と各液体窒素量の値である。D14は定格時、すな
わち第１図の運転特性線QAF上の第１〜第３の点（GNB1
〜GNB3,LNB1〜LNB3）における原料空気量の値であり、
またD15は原料時、すなわち第１図の運転特性線QARの分
岐点である第４の点（GNB4,LNB4）における現領空気量
の値である。D16,D17は採取しようとするガス窒素量お
よび液体窒素量の各値GNINP,LNINPで、上記したように
ユーザが運転時に入力するデータである。
これらの各データD1〜D17がマイクロコンピユータ16
に入力されると、プロセス２として、第１の点（GNB1,L
NB1）でのガス窒素のみの採取時における廃ガス濃度CB1
を下記（１）式により計算する。
に入力されると、プロセス２として、第１の点（GNB1,L
NB1）でのガス窒素のみの採取時における廃ガス濃度CB1
を下記（１）式により計算する。
CB1＝｛（QAF−QBG）×0.2095｝ ÷｛（QAF−QBG）−（GNB1＋LNB1）｝ ……（１） プロセス３では、この廃ガス濃度CB1を用いて下記
（２）式により増量時、すなわち運転特性線QAMAXにお
けるガス窒素の最大採取量GNMAXを算出する。
（２）式により増量時、すなわち運転特性線QAMAXにお
けるガス窒素の最大採取量GNMAXを算出する。
GNMAX＝｛（QAMAX−QBG）× （CB1−0.2095）÷CB1 ……（２） その後、プロセス４で、ユーザが入力したデータD16,
D17、すなわち採取しようとするガス窒素量の値GNINPと
液体窒素量の値LNINPが第１図における領域（Ａ）〜
（Ｃ）の内側に入つているか否かを判定し、内側に入つ
ていない場合には、各値GNINP,LNINPが内側に来るよう
に、GNINPをGNMAXあるいはGNMINに、またLNINPをLNMAX
に自動的に修正する。
D17、すなわち採取しようとするガス窒素量の値GNINPと
液体窒素量の値LNINPが第１図における領域（Ａ）〜
（Ｃ）の内側に入つているか否かを判定し、内側に入つ
ていない場合には、各値GNINP,LNINPが内側に来るよう
に、GNINPをGNMAXあるいはGNMINに、またLNINPをLNMAX
に自動的に修正する。
次いで、プロセス５では、データD16,D17がさらに第
１図における純度優先モード領域（破線の上側）と液体
窒素採取優先モード領域（破線の下側）のどちらの領域
にあるかを判定する。すなわち、原料空気量が増量時の
運転特性線QAMAXの純度優先モード特性線ｆ（GAMAX1）
とモード区分特性線ｆ（SP）の交点のガス窒素量GNSP
を、ｆ（GAMAX1）＝ｆ（SP）として、算出し、データD
16であるGNINPがこのGNSPより大きいか否かを調べ、さ
らにGNINPがｆ（SP）の上側にあるか否か、すなわちｆ
（SP）上のLNINPに対応するガス窒素量を求め、GNINPが
このガス窒素量より大きいか否かを調べて、GNSPより大
きいか、あるいはｆ（SP）上のガス窒素量より大きいと
きには、純度優先モード領域にあると判定して純度優先
モード時の計算へ移行し、それ以外のときには液体窒素
採取優先モード領域にあると判定して液体窒素採取優先
モード時の計算へ移行する。
１図における純度優先モード領域（破線の上側）と液体
窒素採取優先モード領域（破線の下側）のどちらの領域
にあるかを判定する。すなわち、原料空気量が増量時の
運転特性線QAMAXの純度優先モード特性線ｆ（GAMAX1）
とモード区分特性線ｆ（SP）の交点のガス窒素量GNSP
を、ｆ（GAMAX1）＝ｆ（SP）として、算出し、データD
16であるGNINPがこのGNSPより大きいか否かを調べ、さ
らにGNINPがｆ（SP）の上側にあるか否か、すなわちｆ
（SP）上のLNINPに対応するガス窒素量を求め、GNINPが
このガス窒素量より大きいか否かを調べて、GNSPより大
きいか、あるいはｆ（SP）上のガス窒素量より大きいと
きには、純度優先モード領域にあると判定して純度優先
モード時の計算へ移行し、それ以外のときには液体窒素
採取優先モード領域にあると判定して液体窒素採取優先
モード時の計算へ移行する。
プロセス６は、LNINPを再判定するプロセスで、プロ
セス５で純度優先モード領域にあると判定されたときに
はLNINPが特性線ｆ（GAMAX1）の内側にあること、すな
わちｆ（GAMAX1）上のGNINPに対応する液体窒素量よりL
NINPが小さいことを確認し、また液体窒素採取優先モー
ド領域にあると判定されたときにはLNINPが特性線ｆ（G
AMAX2）の内側にあること、すなわちｆ（GAMAX2）上のG
NINPに対応する液体窒素量よりLNINPが小さいことを確
認する。もし両特性線の外側にあるときにはLNINPを両
特性線上のGNINPに対応する液体窒素量となるように自
動的に修正する。
セス５で純度優先モード領域にあると判定されたときに
はLNINPが特性線ｆ（GAMAX1）の内側にあること、すな
わちｆ（GAMAX1）上のGNINPに対応する液体窒素量よりL
NINPが小さいことを確認し、また液体窒素採取優先モー
ド領域にあると判定されたときにはLNINPが特性線ｆ（G
AMAX2）の内側にあること、すなわちｆ（GAMAX2）上のG
NINPに対応する液体窒素量よりLNINPが小さいことを確
認する。もし両特性線の外側にあるときにはLNINPを両
特性線上のGNINPに対応する液体窒素量となるように自
動的に修正する。
次のプロセス７では、上記両モード別に最適な原料空
気量QAの計算を行なう。この際、純度優先モード時に
は、前述したように、原料空気の液化量変化による補正
係数εを下記（３）式により算出し、この係数εを用い
て最適な原料空気量QAを下記（４）式により計算する。
気量QAの計算を行なう。この際、純度優先モード時に
は、前述したように、原料空気の液化量変化による補正
係数εを下記（３）式により算出し、この係数εを用い
て最適な原料空気量QAを下記（４）式により計算する。
ε＝｛（GNB1＋LNB1）−GNB2｝÷LNB2 ……（３） QA＝（GNINP＋ε×LNINP）× ｛CB1÷（CB1−0.2095）｝＋QBG ……（４） また、液体窒素採取優先モード時には、GNB2〜GNB4お
よびLNB2〜LNB4、すなわち第１図における第２〜第４の
点のガス窒素量および液体窒素量を用いて係数k1〜k3を
下記（５）〜（７）により算出し、これらの係数k1〜k3
を用いて最適な原料空気量QAを下記（８）式により計算
する。
よびLNB2〜LNB4、すなわち第１図における第２〜第４の
点のガス窒素量および液体窒素量を用いて係数k1〜k3を
下記（５）〜（７）により算出し、これらの係数k1〜k3
を用いて最適な原料空気量QAを下記（８）式により計算
する。
QAF＝k1×GNB2＋k2×LNB2＋k3 ……（５） QAF＝k1×GNB3＋k3×LNB3＋k3 ……（６） QAR＝k1×GNB4＋k3×LNB4＋k3 ……（７） QA＝k1×GNINP＋k2×LNINP＋k3 ……（８） そして、計算された最適な原料空気量QAとデータD2で
あるQAMINの大小関係を判定し、QAの方が小さいときに
はQAMINをQAとする。
あるQAMINの大小関係を判定し、QAの方が小さいときに
はQAMINをQAとする。
このように設定されたガス窒素量GNINPおよび液体窒
素量LNINPに応じて最適な原料空気量QAは決定される
が、原料空気量は経年変化、外的条件などによつて窒素
純度や寒冷量が所定の許容範囲からはずれたときには、
これらが所定の許容範囲内に入るように原料空気量を補
正する必要がある。
素量LNINPに応じて最適な原料空気量QAは決定される
が、原料空気量は経年変化、外的条件などによつて窒素
純度や寒冷量が所定の許容範囲からはずれたときには、
これらが所定の許容範囲内に入るように原料空気量を補
正する必要がある。
プロセス８はこのような補正を行なうためのフイード
バツク制御プロセスである。純度計12で検出された窒素
純度A0を入出力インターフエース19を介してマイクロコ
ンピユータ17に取り込み、これを予め設定された窒素純
度範囲の上限値AHおよび下限値ALと比較し、A0がAHを超
えたとき、すなわち純度が悪化したときには、所定の補
正係数βを用いて原料空気量QAを増加し、またA0がALよ
り低くなつたとき、すなわち純度が良くなりすぎたとき
には、補正係数βを用いて原料空気量QAを減少し、窒素
純度A0が設定された窒素純度範囲内に入るようにする。
また、寒冷量の変化は精留塔５の液体空気溜め部5bにお
ける液体空気の液面の変化またはバイパス弁10の開度の
変化として検出することができる。すなわち、寒冷量が
不足すると、液体空気の液面が低下する。また寒冷量が
過多であると、液体空気の液面が上昇しようとするが、
タービン入口弁９を絞つてこれを抑えるため、バイパス
弁10の開度が大きくなる。そこで、バイパス弁開度検出
器15で検出されたバイパス弁開度OS0および液面計14で
検出された液面レベルL0を予め設定されたバイパス弁開
度の上限値OSHおよび液面レベルの下限値LLと比較し、O
S0がOSHを超えたとき、すなわち寒冷量が過多のときに
は、所定の補正係数γを用いて原料空気量QAを減少し、
またL0がLLより低くなつたとき、すなわち寒冷量が不足
したときには、補正係数γを用いて原料空気量QAを増大
し、バイパス弁開度OS0が設定されたバイパス弁開度の
上限値OSHより小さくなるように、また液面レベルL0が
設定された液面レベルの下限値LLより大きくなるよう
に、すなわち寒冷量が設定された寒冷量範囲内に入るよ
うにする。
バツク制御プロセスである。純度計12で検出された窒素
純度A0を入出力インターフエース19を介してマイクロコ
ンピユータ17に取り込み、これを予め設定された窒素純
度範囲の上限値AHおよび下限値ALと比較し、A0がAHを超
えたとき、すなわち純度が悪化したときには、所定の補
正係数βを用いて原料空気量QAを増加し、またA0がALよ
り低くなつたとき、すなわち純度が良くなりすぎたとき
には、補正係数βを用いて原料空気量QAを減少し、窒素
純度A0が設定された窒素純度範囲内に入るようにする。
また、寒冷量の変化は精留塔５の液体空気溜め部5bにお
ける液体空気の液面の変化またはバイパス弁10の開度の
変化として検出することができる。すなわち、寒冷量が
不足すると、液体空気の液面が低下する。また寒冷量が
過多であると、液体空気の液面が上昇しようとするが、
タービン入口弁９を絞つてこれを抑えるため、バイパス
弁10の開度が大きくなる。そこで、バイパス弁開度検出
器15で検出されたバイパス弁開度OS0および液面計14で
検出された液面レベルL0を予め設定されたバイパス弁開
度の上限値OSHおよび液面レベルの下限値LLと比較し、O
S0がOSHを超えたとき、すなわち寒冷量が過多のときに
は、所定の補正係数γを用いて原料空気量QAを減少し、
またL0がLLより低くなつたとき、すなわち寒冷量が不足
したときには、補正係数γを用いて原料空気量QAを増大
し、バイパス弁開度OS0が設定されたバイパス弁開度の
上限値OSHより小さくなるように、また液面レベルL0が
設定された液面レベルの下限値LLより大きくなるよう
に、すなわち寒冷量が設定された寒冷量範囲内に入るよ
うにする。
このようなフイードバツク制御により、純度優先モー
ド、液体窒素採取優先モードの両モードにおいて初期設
定されたガス窒素量GNINPおよび液体窒素量LNINPによつ
て計算された最適な原料空気量QAは、修正が加えられた
上、入出力インターフエース19を介して原料空気入口弁
８に対する設定値として出力される。
ド、液体窒素採取優先モードの両モードにおいて初期設
定されたガス窒素量GNINPおよび液体窒素量LNINPによつ
て計算された最適な原料空気量QAは、修正が加えられた
上、入出力インターフエース19を介して原料空気入口弁
８に対する設定値として出力される。
次に、窒素凝縮器６に供給される液体空気溜め部5bの
液体空気の圧力制御について第４図のフローチヤートを
用いて説明する。
液体空気の圧力制御について第４図のフローチヤートを
用いて説明する。
液体窒素採取優先モード時は、前述したようにガス窒
素量を減少させるため、廃ガスの酸素濃度は空気中の酸
素濃度（20.95％）に近付いてきて25％付近となるが、
ガス窒素のみの採取時には、廃ガスの酸素濃度は35％付
近であるため、液体空気溜め部5bの液体空気圧力を一定
とした場合、この酸素濃度の違いから液化点が変化し、
原料空気の圧力、ガス窒素の圧力が変化する。したがつ
て、廃ガスの酸素濃度が変化した場合には、上記液体空
気圧力を変えて原料空気の圧力、ガス窒素の圧力を一定
にする必要がある。
素量を減少させるため、廃ガスの酸素濃度は空気中の酸
素濃度（20.95％）に近付いてきて25％付近となるが、
ガス窒素のみの採取時には、廃ガスの酸素濃度は35％付
近であるため、液体空気溜め部5bの液体空気圧力を一定
とした場合、この酸素濃度の違いから液化点が変化し、
原料空気の圧力、ガス窒素の圧力が変化する。したがつ
て、廃ガスの酸素濃度が変化した場合には、上記液体空
気圧力を変えて原料空気の圧力、ガス窒素の圧力を一定
にする必要がある。
そこで、試運転などの初期運転時に、第１図の第１の
点（GNB1,LNB1）と第３の点（GNB3,LNB3）における最適
な液体空気圧力PB1,PB3を調べておき、プロセス１で、
これらをデータD18,D19として上記各データD1〜D17に加
え入力インターフエース18を介してマイクロコンピユー
タ17に入力し、次のプロセス２で、第１の点（GNB1,LNB
1）、第３の点（GNB3,LNB3）および設定された点（GNIN
P,LNINP）における各廃ガスの酸素濃度CB1,CB3,CBINPを
それぞれ下記（９）〜（11）式により算出する。
点（GNB1,LNB1）と第３の点（GNB3,LNB3）における最適
な液体空気圧力PB1,PB3を調べておき、プロセス１で、
これらをデータD18,D19として上記各データD1〜D17に加
え入力インターフエース18を介してマイクロコンピユー
タ17に入力し、次のプロセス２で、第１の点（GNB1,LNB
1）、第３の点（GNB3,LNB3）および設定された点（GNIN
P,LNINP）における各廃ガスの酸素濃度CB1,CB3,CBINPを
それぞれ下記（９）〜（11）式により算出する。
CB1＝｛（QAF−QBG）×0.2095）÷ ｛（QAF−QBG）−（GNB1＋LNB1）｝ ……（９） CB3＝｛（QAF−QBG）×0.2095）÷ ｛（QAF−QBG）−（GNB3＋LNB3）｝ ……（10） CBINP＝｛（QA−QBG）×0.2095）÷ ｛（QA−QBG）−（GNINP＋LNINP）｝ ……（11） プロセス３では、プロセス２で得られたこれらの各値
CB1,CB3,CBINPを用いて設定された点（GNINP,LNINP）に
おける最適な液体空気圧力PBINPを下記（12）式により
計算する。
CB1,CB3,CBINPを用いて設定された点（GNINP,LNINP）に
おける最適な液体空気圧力PBINPを下記（12）式により
計算する。
PBINP＝｛（CBINP−CB3）÷（CB1） −CB3）｝×（PB1−PB3）＋PB3 ……（12） このようにして原料空気の圧力、ガス窒素の圧力を一
定にする最適な液体空気圧力PBINPは決定されるが、ガ
ス窒素の圧力などは経年変化、外的条件などによつて変
化するので、これらの圧力が所定の許容範囲からはずれ
たときには、これらの圧力が所定の許容範囲内に入るよ
うに、液体空気圧力を補正する必要がある。
定にする最適な液体空気圧力PBINPは決定されるが、ガ
ス窒素の圧力などは経年変化、外的条件などによつて変
化するので、これらの圧力が所定の許容範囲からはずれ
たときには、これらの圧力が所定の許容範囲内に入るよ
うに、液体空気圧力を補正する必要がある。
プロセス４はこのような補正を行なうためのフイード
バツク制御プロセスである。圧力計13で検出されたガス
窒素圧力P0を入出力インターフエース19を介してマイク
ロコンピユータ17に取り込み、これを予め設定されたガ
ス窒素圧力範囲の上限値PHおよび下限値PLと比較し、P0
がPHを超えたとき、すなわちガス窒素圧力が高過ぎたと
きには、補正係数δを用いて液体空気圧力PBINPを下
げ、またP0がPLより低くなつたとき、すなわちガス窒素
圧力が低過ぎたときには、補正係数δを用いて液体空気
圧力PBINPを上げて、ガス窒素圧力P0が設定されたガス
窒素圧力範囲内に入るように、液体空気圧力PBINPを補
正する。
バツク制御プロセスである。圧力計13で検出されたガス
窒素圧力P0を入出力インターフエース19を介してマイク
ロコンピユータ17に取り込み、これを予め設定されたガ
ス窒素圧力範囲の上限値PHおよび下限値PLと比較し、P0
がPHを超えたとき、すなわちガス窒素圧力が高過ぎたと
きには、補正係数δを用いて液体空気圧力PBINPを下
げ、またP0がPLより低くなつたとき、すなわちガス窒素
圧力が低過ぎたときには、補正係数δを用いて液体空気
圧力PBINPを上げて、ガス窒素圧力P0が設定されたガス
窒素圧力範囲内に入るように、液体空気圧力PBINPを補
正する。
このようなフイードバツク制御により、初期設定され
たガス窒素量GNINPおよび液体窒素量LNINPにより計算さ
れた最適な液体空気圧力PBINPは、修正が加えられた
上、入出力インターフエース19を介してバイパス弁10に
対する設定値として出力される。
たガス窒素量GNINPおよび液体窒素量LNINPにより計算さ
れた最適な液体空気圧力PBINPは、修正が加えられた
上、入出力インターフエース19を介してバイパス弁10に
対する設定値として出力される。
なお、上記（１）〜（12）式、上記各上限値、下限
値、上記各補正係数などは、予めマイクロコンピユータ
17に記憶しておくものである。
値、上記各補正係数などは、予めマイクロコンピユータ
17に記憶しておくものである。
また、特に図示説明していないが、指令値として設定
された原料空気量QAや液体空気圧力PBINPと、流量計、
圧力計などによつて検出された実際の原料空気量や液体
空気圧力との偏差を求めて、この偏差が零となるように
マイクロコンピユータ17により原料空気入口弁８やバイ
パス弁10をフイードバツク制御することもできる。
された原料空気量QAや液体空気圧力PBINPと、流量計、
圧力計などによつて検出された実際の原料空気量や液体
空気圧力との偏差を求めて、この偏差が零となるように
マイクロコンピユータ17により原料空気入口弁８やバイ
パス弁10をフイードバツク制御することもできる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、原料空気の液
化率の変化にかかわらず、製品窒素純度は常時ほぼ一定
となるため、原料空気量過多による消費動力の無駄や原
料空気量の不足による製品窒素純度の悪化を防ぐことが
でき、また液体窒素採取優先モード特性で運転すること
により、採取する製品液体窒素量を増大することがで
き、また採取しようとする製品ガス窒素量および製品液
体窒素量に好適な各モード特性で運転することができ、
また窒素凝縮器に供給される液体空気の圧力を変化させ
て製品窒素圧力がほぼ一定の状態で運転することがで
き、また設計時における製品ガス窒素発生量および製品
液体窒素発生量を初期運転時に得られた実際の製品ガス
窒素発生量および製品液体窒素発生量データで修正して
好適な運転を行なうことができ、さらにまた、運転時の
外部条件、経年変化などによつて製品窒素純度が変化し
ても、これに対応する指令値をフイードバツク制御して
自動的に補正し、常に好適な運動を行なうことができ
る。その結果、ユーザから要求される各種運転条件に対
応した好適な運転をすることができる。
化率の変化にかかわらず、製品窒素純度は常時ほぼ一定
となるため、原料空気量過多による消費動力の無駄や原
料空気量の不足による製品窒素純度の悪化を防ぐことが
でき、また液体窒素採取優先モード特性で運転すること
により、採取する製品液体窒素量を増大することがで
き、また採取しようとする製品ガス窒素量および製品液
体窒素量に好適な各モード特性で運転することができ、
また窒素凝縮器に供給される液体空気の圧力を変化させ
て製品窒素圧力がほぼ一定の状態で運転することがで
き、また設計時における製品ガス窒素発生量および製品
液体窒素発生量を初期運転時に得られた実際の製品ガス
窒素発生量および製品液体窒素発生量データで修正して
好適な運転を行なうことができ、さらにまた、運転時の
外部条件、経年変化などによつて製品窒素純度が変化し
ても、これに対応する指令値をフイードバツク制御して
自動的に補正し、常に好適な運動を行なうことができ
る。その結果、ユーザから要求される各種運転条件に対
応した好適な運転をすることができる。
第１図はガス窒素量と液体窒素量の関係を示す本発明の
運転特性図、第２図は本発明が適用される窒素発生装置
の一例を示す系統図、第３図は本発明の運転プロセスの
一例を示すフローチヤート、第４図は本発明の液体空気
の圧力制御プロセスの一例を示すフローチヤートであ
る。 １……原料空気圧縮機、３……膨張タービン、４……空
気熱交換器、５……精留塔、６……窒素凝縮器、QAF…
…定格時運転特性線、QAMAX……増量時運転特性線、QAR
……原料時運転特性線、ｆ（GAST1）,f（GAMAX1）,f（G
ARE1）……純度優先モード特性線、ｆ（GAST2）,f（GAM
AX2）,f（GARE2）……液体窒素採取優先モード特性線、
ｆ（SP）……モード区分特性線。
運転特性図、第２図は本発明が適用される窒素発生装置
の一例を示す系統図、第３図は本発明の運転プロセスの
一例を示すフローチヤート、第４図は本発明の液体空気
の圧力制御プロセスの一例を示すフローチヤートであ
る。 １……原料空気圧縮機、３……膨張タービン、４……空
気熱交換器、５……精留塔、６……窒素凝縮器、QAF…
…定格時運転特性線、QAMAX……増量時運転特性線、QAR
……原料時運転特性線、ｆ（GAST1）,f（GAMAX1）,f（G
ARE1）……純度優先モード特性線、ｆ（GAST2）,f（GAM
AX2）,f（GARE2）……液体窒素採取優先モード特性線、
ｆ（SP）……モード区分特性線。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−123279（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F25J 1/00 - 5/00
Claims (7)
- 【請求項１】精留塔からの廃ガスによって駆動される膨
張タービンによって寒冷が与えられた原料空気を精留塔
内に供給し深冷分離法により製品ガス窒素および製品液
体窒素を発生する窒素発生装置であって、この窒素発生
装置各部の条件と設定された製品ガス窒素発生量および
製品液体窒素発生量とを用いて必要な原料空気量を演算
し、これを原料空気量調節器の設定値として出力する窒
素発生装置の運転方法において、製品窒素純度をほぼ一
定にする純度優先モード時に、採取する製品ガス窒素量
および製品液体窒素量によって変化する原料空気の液化
率に応じて上記原料空気量を自動的に補正することを特
徴とする窒素発生装置の運転方法。 - 【請求項２】精留塔からの廃ガスによって駆動される膨
張タービンによって寒冷が与えられた原料空気を精留塔
内に供給し深冷分離法により製品ガス窒素および製品液
体窒素を発生する窒素発生装置であって、この窒素発生
装置各部の条件と設定された製品ガス窒素発生量および
製品液体窒素発生量とを用いて必要な原料空気量を演算
し、これを原料空気量調節器の設定値として出力する窒
素発生装置の運転方法において、原料空気に与えられる
寒冷量に依存した製品液体窒素採取量を主体とする液体
窒素採取優先モード特性に従って上記原料空気量を演算
することを特徴とする窒素発生装置の運転方法。 - 【請求項３】精留塔からの廃ガスによって駆動される膨
張タービンによって寒冷が与えられた原料空気を精留塔
内に供給し深冷分離法により製品ガス窒素および製品液
体窒素を発生する窒素発生装置であって、この窒素発生
装置各部の条件と設定された製品ガス窒素発生量および
製品液体窒素発生量とを用いて必要な原料空気量を演算
し、これを原料空気量調節器の設定値として出力する窒
素発生装置の運転方法において、製品窒素純度をほぼ一
定にする純度優先モード特性か、原料空気に与えられる
寒冷量に依存した製品液体窒素採取量を主体とする液体
窒素採取優先モード特性かのいずれかに従って上記原料
空気量を演算することを特徴とする窒素発生装置の運転
方法。 - 【請求項４】精留塔からの廃ガスによって駆動される膨
張タービンによって寒冷が与えられた原料空気を窒素凝
縮器を備えた精留塔内に供給し深冷分離法により製品ガ
ス窒素および製品液体窒素を発生する窒素発生装置であ
って、この窒素発生装置各部の条件と設定された製品ガ
ス窒素発生量および製品液体窒素発生量とを用いて必要
な原料空気量を演算し、これを原料空気量調節器の設定
値として出力する窒素発生装置の運転方法において、上
記窒素凝縮器に供給される液体空気の圧力を、上記液体
空気の圧力と製品窒素圧力との相関関係に基づいて、上
記製品窒素圧力がほぼ一定となるように自動的に制御す
ることを特徴とする窒素発生装置の運転方法。 - 【請求項５】精留塔からの廃ガスによって駆動される膨
張タービンによって寒冷が与えられた原料空気を精留塔
内に供給し深冷分離法により製品ガス窒素および製品液
体窒素を発生する窒素発生装置であって、この窒素発生
装置各部の条件と設定された製品ガス窒素発生量および
製品液体窒素発生量とを用いて必要な原料空気量を演算
し、これを原料空気量調節器の設定値として出力する窒
素発生装置の運転方法において、窒素発生装置の初期運
転時に得られる製品ガス窒素発生量および製品液体窒素
発生量の少なくとも２点のデータから運転特性線を求
め、この運転特性線に従って上記原料空気量を演算する
ことを特徴とする窒素発生装置の運転方法。 - 【請求項６】特許請求の範囲第５項記載のものにおい
て、上記運転特性線は、定格運転時、減量運転時および
増量運転時のそれぞれにおける運転特性線であることを
特徴とする窒素発生装置の運転方法。 - 【請求項７】精留塔からの廃ガスによって駆動される膨
張タービンによって寒冷が与えられた原料空気を精留塔
内に供給し深冷分離法により製品ガス窒素および製品液
体窒素を発生する窒素発生装置であって、この窒素発生
装置各部の条件と設定された製品ガス窒素発生量および
製品液体窒素発生量とを用いて必要な原料空気量を演算
し、これを原料空気量調節器の設定値として出力する窒
素発生装置の運転方法において、製品窒素純度を検出
し、この検出値が設定された製品窒素純度範囲からはず
れたときには、製品窒素純度が上記製品窒素純度範囲内
に入るように上記原料空気量を自動的に補正することを
特徴とする窒素発生装置の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2052743A JP2917163B2 (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 窒素発生装置の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2052743A JP2917163B2 (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 窒素発生装置の運転方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00954399A Division JP3217320B2 (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 窒素発生装置およびその運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03255877A JPH03255877A (ja) | 1991-11-14 |
| JP2917163B2 true JP2917163B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=12923406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2052743A Expired - Fee Related JP2917163B2 (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 窒素発生装置の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2917163B2 (ja) |
-
1990
- 1990-03-06 JP JP2052743A patent/JP2917163B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03255877A (ja) | 1991-11-14 |
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