JP3305977B2 - 原料空気多段圧縮機における原料空気の除湿・冷却システム - Google Patents
原料空気多段圧縮機における原料空気の除湿・冷却システムInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空気を圧縮、精製、
冷却して精留塔に導入し、液化精留分離を行って酸素や
窒素等の空気成分を分離する空気液化分離装置における
原料空気多段圧縮機の動力を低減するための、吸気除湿
冷却システムに関するものである。
冷却して精留塔に導入し、液化精留分離を行って酸素や
窒素等の空気成分を分離する空気液化分離装置における
原料空気多段圧縮機の動力を低減するための、吸気除湿
冷却システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来次のような技術がある。 １）特開平６−２４１６４８「空気液化分離方法及び装
置」、これはＬＮＧの寒冷を利用して、原料空気を冷却
して動力費の低減を図るものである。
置」、これはＬＮＧの寒冷を利用して、原料空気を冷却
して動力費の低減を図るものである。
【０００３】２）特開平８−６１０９０「燃焼タービン
の吸気冷却方法及び装置」、これは吸気冷却により燃焼
タービンの出力を増強するため、吸気である燃焼用空気
を除湿すると共に、河川水など未利用エネルギ一又はク
ーリングタワー冷却水を用いて冷却した後、潜熱蓄熱装
置の冷熱を用いて更に冷却することで省エネルギー及び
効率向上を図り、また再生熱に燃焼タービンの排ガスを
使用するものである。
の吸気冷却方法及び装置」、これは吸気冷却により燃焼
タービンの出力を増強するため、吸気である燃焼用空気
を除湿すると共に、河川水など未利用エネルギ一又はク
ーリングタワー冷却水を用いて冷却した後、潜熱蓄熱装
置の冷熱を用いて更に冷却することで省エネルギー及び
効率向上を図り、また再生熱に燃焼タービンの排ガスを
使用するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記、特開平６−２４
１６４８では、ＬＮＧの寒冷を利用するため、近くにＬ
ＮＧがないところでは使用できないという問題があり、
また、特開平８−６１０９０では、再生用熱源としてタ
ービン排ガスを用いているが、空気液化分離装置では、
タービン排ガスのような再生用熱源は必ずしも存在せ
ず、これを利用することはできない。そこで、これら熱
源を必要としない吸気の除湿・冷却システムを提供する
ことを課題とするものである。
１６４８では、ＬＮＧの寒冷を利用するため、近くにＬ
ＮＧがないところでは使用できないという問題があり、
また、特開平８−６１０９０では、再生用熱源としてタ
ービン排ガスを用いているが、空気液化分離装置では、
タービン排ガスのような再生用熱源は必ずしも存在せ
ず、これを利用することはできない。そこで、これら熱
源を必要としない吸気の除湿・冷却システムを提供する
ことを課題とするものである。
【０００５】一方、空気液化分離装置にて、酸素、窒素
を製造するための動力のうち、原料空気圧縮機の動力が
大部分を占めており、特に夏期の高温多湿時において
は、温度上昇分、空気の体積が増加するので、圧縮機処
理の見掛け風量が増大し、単位流量当たりの動力が大き
くなる。一方、温度が上昇すると、空気の密度が小さく
なり、実質的な処理空気量（質量流量）が減少するた
め、夏期は酸素、窒素の生産能力が低下する。
を製造するための動力のうち、原料空気圧縮機の動力が
大部分を占めており、特に夏期の高温多湿時において
は、温度上昇分、空気の体積が増加するので、圧縮機処
理の見掛け風量が増大し、単位流量当たりの動力が大き
くなる。一方、温度が上昇すると、空気の密度が小さく
なり、実質的な処理空気量（質量流量）が減少するた
め、夏期は酸素、窒素の生産能力が低下する。
【０００６】最近、特に昼夜間の電力消費量の平準化
と、安価な酸素、窒素を提供するためその省エネルギー
が強く要請されている。本発明は、以上のような課題を
解決するためになされたもので、原料空気圧縮機の吸気
及び中間段空気を除湿、冷却することにより、圧縮機動
力を削減するシステムを提供することにある。
と、安価な酸素、窒素を提供するためその省エネルギー
が強く要請されている。本発明は、以上のような課題を
解決するためになされたもので、原料空気圧縮機の吸気
及び中間段空気を除湿、冷却することにより、圧縮機動
力を削減するシステムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の原料
空気多段圧縮機における原料空気の除湿・冷却システム
は、空気を圧縮、精製、冷却して精留塔に導入し、液化
精留分離を行って酸素や窒素等の空気成分を分離する空
気液化分離装置用原料空気多段圧縮機において、１段目
圧縮機入口に原料空気中の湿分を除湿する除湿装置を設
けると共に、その後方に吸気冷却器を設け、更に、各段
圧縮機の間に，前段中間冷却器と、その後方に後段中間
冷却器を設けた、ことを特徴とするものである。
空気多段圧縮機における原料空気の除湿・冷却システム
は、空気を圧縮、精製、冷却して精留塔に導入し、液化
精留分離を行って酸素や窒素等の空気成分を分離する空
気液化分離装置用原料空気多段圧縮機において、１段目
圧縮機入口に原料空気中の湿分を除湿する除湿装置を設
けると共に、その後方に吸気冷却器を設け、更に、各段
圧縮機の間に，前段中間冷却器と、その後方に後段中間
冷却器を設けた、ことを特徴とするものである。
【０００８】また、請求項２の発明は、請求項１におけ
る原料空気多段圧縮機における原料空気の除湿・冷却シ
ステムで、原料空気と吸湿性の高い吸収液を直接接触さ
せ除湿する除湿器と、水滴を除去するデミスタで構成さ
れた湿式除湿装置と、この湿式除湿装置で水分を吸収し
た低濃度吸収液を導出する低濃度吸収液配管と、前記低
濃度吸収液を予熱する吸収液熱交換器と、更に加熱する
吸収液加熱器と、加熱された吸収液から水分を除去する
再生器と、再生された高濃度吸収液を前記吸収液熱交換
器を経由して前記湿式除湿装置へ循環導入する高濃度吸
収液配管とから構成される再生装置において、前記吸収
液加熱器の熱源として、前記原料空気多段圧縮機で昇
温、昇圧された原料空気の圧縮熱あるいは周辺の排ガス
などの未利用熱を回収する排熱回収熱交換器と熱媒配管
を設けたことを特徴とするものである。
る原料空気多段圧縮機における原料空気の除湿・冷却シ
ステムで、原料空気と吸湿性の高い吸収液を直接接触さ
せ除湿する除湿器と、水滴を除去するデミスタで構成さ
れた湿式除湿装置と、この湿式除湿装置で水分を吸収し
た低濃度吸収液を導出する低濃度吸収液配管と、前記低
濃度吸収液を予熱する吸収液熱交換器と、更に加熱する
吸収液加熱器と、加熱された吸収液から水分を除去する
再生器と、再生された高濃度吸収液を前記吸収液熱交換
器を経由して前記湿式除湿装置へ循環導入する高濃度吸
収液配管とから構成される再生装置において、前記吸収
液加熱器の熱源として、前記原料空気多段圧縮機で昇
温、昇圧された原料空気の圧縮熱あるいは周辺の排ガス
などの未利用熱を回収する排熱回収熱交換器と熱媒配管
を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】また、請求項３の発明は、請求項１又は２
記載の原料空気多段圧縮機における原料空気の除湿・冷
却システムで、前記吸気冷却器が、冷水で冷却する熱交
換部と，その冷水よりも温度の低い冷水あるいは氷など
の潜熱輸送媒体で冷却する熱交換部とからなり２段階で
冷却することを特徴とするものである。
記載の原料空気多段圧縮機における原料空気の除湿・冷
却システムで、前記吸気冷却器が、冷水で冷却する熱交
換部と，その冷水よりも温度の低い冷水あるいは氷など
の潜熱輸送媒体で冷却する熱交換部とからなり２段階で
冷却することを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の除湿・冷却システムの一
例を図１に示す。この例では、圧縮機は２段の軸流ター
ボ圧縮機１，２であり、吸気温度を５℃まで冷却する場
合である。
例を図１に示す。この例では、圧縮機は２段の軸流ター
ボ圧縮機１，２であり、吸気温度を５℃まで冷却する場
合である。
【００１１】原料空気中の湿分を除湿するための除湿装
置４と、除湿された空気を冷却するため冷凍機１７，製
氷機１８で製造された冷熱を用いた吸気冷却器８と、１
段目圧縮機１出口に冷却塔１６の冷却水で１段目圧縮後
の高温空気を冷却する前段中間冷却器５とさらにその後
冷凍機１７で製造された冷熱を用いて冷却する後段中間
冷却器６とで構成されている。
置４と、除湿された空気を冷却するため冷凍機１７，製
氷機１８で製造された冷熱を用いた吸気冷却器８と、１
段目圧縮機１出口に冷却塔１６の冷却水で１段目圧縮後
の高温空気を冷却する前段中間冷却器５とさらにその後
冷凍機１７で製造された冷熱を用いて冷却する後段中間
冷却器６とで構成されている。
【００１２】除湿装置４は、高濃度吸収液と原料空気を
直接接触させて、原料空気中の湿分を除去するもので、
フィルタ４ａ、除湿部４ｂ、デミスタ４ｃで構成されて
いる。
直接接触させて、原料空気中の湿分を除去するもので、
フィルタ４ａ、除湿部４ｂ、デミスタ４ｃで構成されて
いる。
【００１３】また、湿分を吸収した低濃度吸収液は、再
生装置９にて濃縮し高濃度吸収液に再生するため、低濃
度／高濃度吸収液熱交換器１０、低濃度吸収液加熱器１
１，加熱された低濃度吸収液中の水分を空気を用いて除
去するための再生器９ａで構成されている。
生装置９にて濃縮し高濃度吸収液に再生するため、低濃
度／高濃度吸収液熱交換器１０、低濃度吸収液加熱器１
１，加熱された低濃度吸収液中の水分を空気を用いて除
去するための再生器９ａで構成されている。
【００１４】ここで、低濃度吸収液加熱器１１で用いる
熱源は、空気液化分離装置周辺で発生する排熱や、圧縮
比の高い原料空気圧縮機の場合、圧縮機出口温度は１０
０℃以上となるため、その顕熱を回収して用いるのが望
ましい。
熱源は、空気液化分離装置周辺で発生する排熱や、圧縮
比の高い原料空気圧縮機の場合、圧縮機出口温度は１０
０℃以上となるため、その顕熱を回収して用いるのが望
ましい。
【００１５】また、吸気冷却器８は、前段８ａと後段８
ｂの熱交換部に分け、前段で５℃程度の冷水で空気を１
０℃程度まで冷却し、後段では５℃以下の冷水あるいは
氷スラリなど潜熱媒体を用いて、空気を１０℃以下まで
冷却するように２段階で冷却することを特徴としてい
る。
ｂの熱交換部に分け、前段で５℃程度の冷水で空気を１
０℃程度まで冷却し、後段では５℃以下の冷水あるいは
氷スラリなど潜熱媒体を用いて、空気を１０℃以下まで
冷却するように２段階で冷却することを特徴としてい
る。
【００１６】また、中間冷却器５，６では、１段目圧縮
機入口での空気の湿度と、各段圧縮機出口の空気圧力を
検出し、これより露点温度を演算し、次段圧縮機入口温
度がその露点温度付近になるように中間冷却器の冷却水
あるいは冷水の流量コントロールあるいは中間冷却器バ
イパス空気流量コントロールにより次段圧縮機入口温度
制御を行うことを特徴としている。 「作用」原料空気を除湿装置４にて除湿した後、吸気冷
却器８にて圧縮式冷凍機あるいは吸収式冷凍機１７，製
氷機１８にて製造した冷熱で冷却して１段目圧縮機１に
導入する。１段目圧縮機出口の高温空気は、冷却塔１６
の冷却水で冷却した後、圧縮式冷凍機あるいは吸収式冷
凍機１７にて製造した冷熱でさらに露点温度近くまで冷
却し、次段圧縮機２に導入する。多段圧縮機の場合、２
段目圧縮機以降も同様である。
機入口での空気の湿度と、各段圧縮機出口の空気圧力を
検出し、これより露点温度を演算し、次段圧縮機入口温
度がその露点温度付近になるように中間冷却器の冷却水
あるいは冷水の流量コントロールあるいは中間冷却器バ
イパス空気流量コントロールにより次段圧縮機入口温度
制御を行うことを特徴としている。 「作用」原料空気を除湿装置４にて除湿した後、吸気冷
却器８にて圧縮式冷凍機あるいは吸収式冷凍機１７，製
氷機１８にて製造した冷熱で冷却して１段目圧縮機１に
導入する。１段目圧縮機出口の高温空気は、冷却塔１６
の冷却水で冷却した後、圧縮式冷凍機あるいは吸収式冷
凍機１７にて製造した冷熱でさらに露点温度近くまで冷
却し、次段圧縮機２に導入する。多段圧縮機の場合、２
段目圧縮機以降も同様である。
【００１７】除湿装置４は、除塵フィルタ４ａで流入し
た空気中の大きなごみを取り除いた後、塩化リチュウム
やエチレングリコールなど吸湿性の高い水溶液と直接接
触して、除湿される。そのため、吸収液の低濃度になっ
た吸収液は低濃度吸収液配管１４を通って再生装置９へ
送られる。
た空気中の大きなごみを取り除いた後、塩化リチュウム
やエチレングリコールなど吸湿性の高い水溶液と直接接
触して、除湿される。そのため、吸収液の低濃度になっ
た吸収液は低濃度吸収液配管１４を通って再生装置９へ
送られる。
【００１８】再生装置９では、低濃度吸収液は吸収液加
熱器１１にて８０℃以上に加熱した後、再生器９ａにて
大気と直接接触により濃縮され、再び、高濃度吸収液配
管１５を通り、除湿装置４へ循環導入される。
熱器１１にて８０℃以上に加熱した後、再生器９ａにて
大気と直接接触により濃縮され、再び、高濃度吸収液配
管１５を通り、除湿装置４へ循環導入される。
【００１９】低濃度吸収液を再生するために、近隣の工
場で発生する排熱を排熱回収熱交換器で回収し、また、
原料空気圧縮機の圧縮比が高い場合、圧縮後の高温空気
の顕熱を排熱回収熱交換器で回収した熱源を使用する。
場で発生する排熱を排熱回収熱交換器で回収し、また、
原料空気圧縮機の圧縮比が高い場合、圧縮後の高温空気
の顕熱を排熱回収熱交換器で回収した熱源を使用する。
【００２０】上記構成によれば、空気液化分離に不必要
な水分が予め大部分除去されるため、その分圧縮機動力
が低減され、かつ吸気冷却にて除湿用吸収液の再生熱に
未利用エネルギ−を利用しているので、原料空気の除湿
や冷却に要する運転費が低減され、ひいては安価な酸
素、窒素が提供できる。 「実施例」以下、本発明を、図１に示す例１に基づいて
詳細に説明する。
な水分が予め大部分除去されるため、その分圧縮機動力
が低減され、かつ吸気冷却にて除湿用吸収液の再生熱に
未利用エネルギ−を利用しているので、原料空気の除湿
や冷却に要する運転費が低減され、ひいては安価な酸
素、窒素が提供できる。 「実施例」以下、本発明を、図１に示す例１に基づいて
詳細に説明する。
【００２１】なお、記載された温度湿度、圧力などはこ
れに限定されたものではなく、適宜最適に設定されるも
のである。 「実施例１」図１の空気液化分離装置用の原料空気圧縮
機は、２段の軸流圧縮機１，２である。原料空気流量は
約１１７ｋＮｍ3 ／ｈである。大気温度２７．ｌ℃、絶
対湿度１６．３７ｇ／ｋｇ′の空気は、除湿装置４にて
絶対湿度５．５ｇ／ｋｇ′まで除湿される。
れに限定されたものではなく、適宜最適に設定されるも
のである。 「実施例１」図１の空気液化分離装置用の原料空気圧縮
機は、２段の軸流圧縮機１，２である。原料空気流量は
約１１７ｋＮｍ3 ／ｈである。大気温度２７．ｌ℃、絶
対湿度１６．３７ｇ／ｋｇ′の空気は、除湿装置４にて
絶対湿度５．５ｇ／ｋｇ′まで除湿される。
【００２２】これは、圧力が大気圧では露点温度は約５
℃に相当する。除湿された空気は若干温度が上がり約３
５℃となり、吸気冷却器８にて、電気駆動の圧縮式冷凍
機または蒸気駆動の吸収式冷凍機１７で製造された約５
℃の冷水でまず１０℃程度まで冷却される。その後、製
氷機１８にて製造された約０℃の冷水または氷スラリに
て、さらに５℃程度まで冷却して１段目圧縮機１に導入
される。
℃に相当する。除湿された空気は若干温度が上がり約３
５℃となり、吸気冷却器８にて、電気駆動の圧縮式冷凍
機または蒸気駆動の吸収式冷凍機１７で製造された約５
℃の冷水でまず１０℃程度まで冷却される。その後、製
氷機１８にて製造された約０℃の冷水または氷スラリに
て、さらに５℃程度まで冷却して１段目圧縮機１に導入
される。
【００２３】このように、原料空気は吸気冷却器８で、
予め除湿しているため、冷却されても、圧縮機入り口で
凝縮水（卜゛レン）が発生することがない、従って、水
滴飛散による圧縮機のトラブルがない。
予め除湿しているため、冷却されても、圧縮機入り口で
凝縮水（卜゛レン）が発生することがない、従って、水
滴飛散による圧縮機のトラブルがない。
【００２４】１段目圧縮機の出口圧力は約１．９ｋｇ／
ｃｍ2 ，ｇ、温度は約１３０℃となり、絶対湿度５．５
ｇ／ｋｇ′であるから露点温度は２１．２℃となる。前
段中間冷却器５では、冷却塔１６の冷却水（上記の大気
温湿度での冷却水温度は、約２８℃）にておよそ３１℃
まで冷却した後、後段中間冷却器６にて約５℃の冷水に
て露点温度２１．２℃よりも若干高い温度になるように
制御を行い、冷却して２段目圧縮機２へ流入させる。
ｃｍ2 ，ｇ、温度は約１３０℃となり、絶対湿度５．５
ｇ／ｋｇ′であるから露点温度は２１．２℃となる。前
段中間冷却器５では、冷却塔１６の冷却水（上記の大気
温湿度での冷却水温度は、約２８℃）にておよそ３１℃
まで冷却した後、後段中間冷却器６にて約５℃の冷水に
て露点温度２１．２℃よりも若干高い温度になるように
制御を行い、冷却して２段目圧縮機２へ流入させる。
【００２５】ここでも、冷却器６では露点温度以上であ
るため、凝縮水（卜゛レン）が発生することがなく、水
滴飛散による圧縮機のトラブルがない。図１では、前段
中間冷却器５と後段中間冷却器６が別々になっている
が、一つの熱交換器内で伝熱部を分けてもよい。
るため、凝縮水（卜゛レン）が発生することがなく、水
滴飛散による圧縮機のトラブルがない。図１では、前段
中間冷却器５と後段中間冷却器６が別々になっている
が、一つの熱交換器内で伝熱部を分けてもよい。
【００２６】除湿装置４では、約４０％程度の塩化リチ
ウム水溶液にて空気中の水分を吸収し、濃度が低くなっ
た吸収液は再生装置９にて、図１では、周辺工場で発生
している高温排ガス（約２５０℃）から排熱回収熱交換
器１２で熱回収して、吸収液を加熱している。
ウム水溶液にて空気中の水分を吸収し、濃度が低くなっ
た吸収液は再生装置９にて、図１では、周辺工場で発生
している高温排ガス（約２５０℃）から排熱回収熱交換
器１２で熱回収して、吸収液を加熱している。
【００２７】図１では、水等の熱媒に一旦熱交換してい
るが、排熱回収熱交換器１２を設けず、高温排ガスを直
接吸収液加熱器１１へ導入してもよい。また、図２に示
すように、原料空気圧縮機１段目圧縮機の出口高温空気
の顕熱を熱交換器１９で回収して、再生用熱源として使
用してもよい。
るが、排熱回収熱交換器１２を設けず、高温排ガスを直
接吸収液加熱器１１へ導入してもよい。また、図２に示
すように、原料空気圧縮機１段目圧縮機の出口高温空気
の顕熱を熱交換器１９で回収して、再生用熱源として使
用してもよい。
【００２８】「実施例２」図３は、圧縮機入口温度を１
０℃に設定したときの除湿・冷却システムである。除湿
装置４は、実施例１と同じである。
０℃に設定したときの除湿・冷却システムである。除湿
装置４は、実施例１と同じである。
【００２９】吸気冷却器８は、吸気温度を１０℃にすれ
ばよいため、５℃の冷水のみで良い。それゆえ、吸気冷
却器８は、１段でよく、また、製氷機１８は不要であ
る。実施例１と同様に除湿装置４にて、絶対湿度５．５
ｇ／ｋｇ′まで除湿され、吸気冷却器８で１０℃に冷却
された後、１段目圧縮機１に入る。１段目圧縮機出口で
は、空気温度は約１３０℃となるが、露点温度は実施例
１と同じ２１．２℃であるので、中間冷却器での運転制
御は実施例１と同様である。
ばよいため、５℃の冷水のみで良い。それゆえ、吸気冷
却器８は、１段でよく、また、製氷機１８は不要であ
る。実施例１と同様に除湿装置４にて、絶対湿度５．５
ｇ／ｋｇ′まで除湿され、吸気冷却器８で１０℃に冷却
された後、１段目圧縮機１に入る。１段目圧縮機出口で
は、空気温度は約１３０℃となるが、露点温度は実施例
１と同じ２１．２℃であるので、中間冷却器での運転制
御は実施例１と同様である。
【００３０】このように多段圧縮機の除湿・冷却を行う
ことにより、空気圧縮機の動力費を大幅に削減できる。
表１は上記実施例１、２の圧縮機消費電力及び冷凍機と
除湿器消費電力を、除湿冷却を行わない従来の場合と比
較したものである。
ことにより、空気圧縮機の動力費を大幅に削減できる。
表１は上記実施例１、２の圧縮機消費電力及び冷凍機と
除湿器消費電力を、除湿冷却を行わない従来の場合と比
較したものである。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１から明らかなように、従来と比べて、
実施例１では約９％、実施例２では約８％の正味省電力
が図られる。なお、本発明は空気液化分離装置の原料空
気圧縮機ばかりでなく、ガスタービンの空気圧縮機やプ
ロセス用圧縮空気製造用の圧縮機など、大気を圧縮する
圧縮機全てに利用可能である。
実施例１では約９％、実施例２では約８％の正味省電力
が図られる。なお、本発明は空気液化分離装置の原料空
気圧縮機ばかりでなく、ガスタービンの空気圧縮機やプ
ロセス用圧縮空気製造用の圧縮機など、大気を圧縮する
圧縮機全てに利用可能である。
【００３３】なお、吸気冷却の冷熱源としては、空気液
化分離装置で製造した液化酸素、液化窒素、低温酸素ガ
ス、低温窒素ガスの潜熱もしくは顕熱を回収して利用し
てもよい。
化分離装置で製造した液化酸素、液化窒素、低温酸素ガ
ス、低温窒素ガスの潜熱もしくは顕熱を回収して利用し
てもよい。
【００３４】また、２段以上の多段圧縮機では、すべて
の中間段に前段、後段中間冷却器を設置しなくても、必
要に応じて設置すればよい。なお、製氷機１８にはブラ
イン冷凍機を用いてもよい。また、冷熱輸送媒体として
は、氷水スラリーの他にクラスレート、マイクロカプセ
ル等を用いてもよい。
の中間段に前段、後段中間冷却器を設置しなくても、必
要に応じて設置すればよい。なお、製氷機１８にはブラ
イン冷凍機を用いてもよい。また、冷熱輸送媒体として
は、氷水スラリーの他にクラスレート、マイクロカプセ
ル等を用いてもよい。
【００３５】また、吸気の除湿・冷却に、湿式除湿器と
スプレー蒸発式冷却器を組合わせた装置を用いてもよ
い。この場合には、冷凍機や、吸気冷却器が不要とな
る。また、除湿液の再生熱源として、太陽熱及び近くに
ガス・エンジン、ガスタービンが設置されている場合は
その排熱等を用いてもよい。
スプレー蒸発式冷却器を組合わせた装置を用いてもよ
い。この場合には、冷凍機や、吸気冷却器が不要とな
る。また、除湿液の再生熱源として、太陽熱及び近くに
ガス・エンジン、ガスタービンが設置されている場合は
その排熱等を用いてもよい。
【００３６】
１）除湿器において、除湿してから吸気冷却すること
で、圧縮機入口で凝縮水（ドレン）が発生することがな
いため、水滴飛散による圧縮機のトラブルがない。
で、圧縮機入口で凝縮水（ドレン）が発生することがな
いため、水滴飛散による圧縮機のトラブルがない。
【００３７】２）除湿器の再生用熱源に未利用エネルギ
−を使用することで、運転費を大幅に削減することがで
きる。 ３）周辺工場での排熱が有効利用できる。
−を使用することで、運転費を大幅に削減することがで
きる。 ３）周辺工場での排熱が有効利用できる。
【００３８】４）予め除湿を行うことで、中間段での露
点温度を下げることができ、そのため、中問冷却温度が
下げられるので、圧縮機動力がより低減できる。 ５）除湿器が吸収液と空気との直接接触方式であるた
め、除塵装置と兼用することができる。そのため、従来
の吸気フィルタ及び圧縮機出口に設置されている水洗塔
が不要もしくは軽減でき、設備費が削減できる。
点温度を下げることができ、そのため、中問冷却温度が
下げられるので、圧縮機動力がより低減できる。 ５）除湿器が吸収液と空気との直接接触方式であるた
め、除塵装置と兼用することができる。そのため、従来
の吸気フィルタ及び圧縮機出口に設置されている水洗塔
が不要もしくは軽減でき、設備費が削減できる。
【００３９】６）年間を通して、圧縮機入口温、湿度が
一定となるため、圧縮機は最高効率点で運転できる。 ７）予め除湿されているため、圧縮機後方に設置されて
いる水分除去装置（ＭＳ吸着器、リバーシング熱交換
器）の負荷が軽減される。
一定となるため、圧縮機は最高効率点で運転できる。 ７）予め除湿されているため、圧縮機後方に設置されて
いる水分除去装置（ＭＳ吸着器、リバーシング熱交換
器）の負荷が軽減される。
【００４０】８）中間冷却器を、前段中間冷却器と後段
中間冷却器の２段とし、次段圧縮機への入口温度をより
低くするようにしたので、次段圧縮機の動力をより低減
できる。
中間冷却器の２段とし、次段圧縮機への入口温度をより
低くするようにしたので、次段圧縮機の動力をより低減
できる。
【図１】本発明の一実施例を示す空気多段圧縮機の除湿
・冷却システムの系統図。
・冷却システムの系統図。
【図２】本発明の他の実施例を示す空気多段圧縮機の除
湿・冷却システムの系統図。
湿・冷却システムの系統図。
【図３】本発明の他の実施例を示す空気多段圧縮機の除
湿・冷却システムの系統図で吸気温度を約１０℃とする
場合。
湿・冷却システムの系統図で吸気温度を約１０℃とする
場合。
１…１段目圧縮機、２…２段目圧縮機、３…電動機、４
…除湿装置、４ａ…除塵フィルタ、４ｂ…除湿部、４ｃ
…デミスタ、５…前段中間冷却器、６…後段中間冷却
器、７…アフタークーラー、８…吸気冷却器、９…再生
装置、９ａ…再生器、１０…吸収液熱交換器、１１…吸
収液加熱器、１２…排熱回収熱交換器、１３…水溶液冷
却器、１４…低濃度吸収液配管、１５…高濃度吸収液配
管、１６…冷却塔、１７…冷凍機、１８…製氷機。
…除湿装置、４ａ…除塵フィルタ、４ｂ…除湿部、４ｃ
…デミスタ、５…前段中間冷却器、６…後段中間冷却
器、７…アフタークーラー、８…吸気冷却器、９…再生
装置、９ａ…再生器、１０…吸収液熱交換器、１１…吸
収液加熱器、１２…排熱回収熱交換器、１３…水溶液冷
却器、１４…低濃度吸収液配管、１５…高濃度吸収液配
管、１６…冷却塔、１７…冷凍機、１８…製氷機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 生越 英雅 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 上原 正弘 東京都港区西新橋１丁目16番７号 日本 酸素株式会社内 (72)発明者 千田 健一郎 東京都港区西新橋１丁目16番７号 日本 酸素株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25J 1/00 - 5/00
Claims (3)
- 【請求項１】 空気を圧縮、精製、冷却して精留塔に導
入し、液化精留分離を行って酸素や窒素等の空気成分を
分離する空気液化分離装置用原料空気多段圧縮機におい
て、 １段目圧縮機入口に原料空気中の湿分を除湿する除湿装
置を設けると共に、 その後方に吸気冷却器を設け、 更に、各段圧縮機の間に，前段中間冷却器と、その後方
に後段中間冷却器を設けた、 ことを特徴とする原料空気多段圧縮機における原料空気
の除湿・冷却システム。 - 【請求項２】 原料空気と吸湿性の高い吸収液を直接接
触させ除湿する除湿器と、水滴を除去するデミスタで構
成された湿式除湿装置と、この湿式除湿装置で水分を吸
収した低濃度吸収液を導出する低濃度吸収液配管と、前
記低濃度吸収液を予熱する吸収液熱交換器と、更に加熱
する吸収液加熱器と、加熱された吸収液から水分を除去
する再生器と、再生された高濃度吸収液を前記吸収液熱
交換器を経由して前記湿式除湿装置へ循環導入する高濃
度吸収液配管とから構成される再生装置において、 前記吸収液加熱器の熱源として、前記原料空気多段圧縮
機で昇温、昇圧された原料空気の圧縮熱あるいは周辺の
排ガスなどの未利用熱を回収する排熱回収熱交換器と熱
媒配管を設けたことを特徴とする請求項１記載の原料空
気多段圧縮機における原料空気の除湿・冷却システム。 - 【請求項３】 前記吸気冷却器が、冷水で冷却する熱交
換部と，その冷水よりも温度の低い冷水あるいは氷など
の潜熱輸送媒体で冷却する熱交換部とからなり２段階で
冷却することを特徴とする請求項１又は２記載の原料空
気多段圧縮機における原料空気の除湿・冷却システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07119097A JP3305977B2 (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 原料空気多段圧縮機における原料空気の除湿・冷却システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07119097A JP3305977B2 (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 原料空気多段圧縮機における原料空気の除湿・冷却システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10267528A JPH10267528A (ja) | 1998-10-09 |
| JP3305977B2 true JP3305977B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=13453508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07119097A Expired - Fee Related JP3305977B2 (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 原料空気多段圧縮機における原料空気の除湿・冷却システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3305977B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003102424A1 (de) * | 2002-06-04 | 2003-12-11 | Alstom Technology Ltd | Verfahren zum betreiben eines verdichters |
| JP5170358B2 (ja) * | 2006-03-27 | 2013-03-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 酸素製造設備および酸素製造方法 |
| JP2010271030A (ja) * | 2009-04-24 | 2010-12-02 | Daikin Ind Ltd | 冷凍システム |
| CN108775771A (zh) * | 2018-06-23 | 2018-11-09 | 浙江智海化工设备工程有限公司 | 一种压缩机级间余热梯级利用系统及方法 |
-
1997
- 1997-03-25 JP JP07119097A patent/JP3305977B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10267528A (ja) | 1998-10-09 |
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