JP3327808B2 - 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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- JP3327808B2 JP3327808B2 JP07118897A JP7118897A JP3327808B2 JP 3327808 B2 JP3327808 B2 JP 3327808B2 JP 07118897 A JP07118897 A JP 07118897A JP 7118897 A JP7118897 A JP 7118897A JP 3327808 B2 JP3327808 B2 JP 3327808B2
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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、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
に関する。
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、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
に関する。
【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ー又はク
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ー又はク
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不都合があ
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
しないので適用範囲が限定される。そこで、これら熱源
を必要としない吸気の除湿・冷却システム及び方法を提
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不都合があ
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
しないので適用範囲が限定される。そこで、これら熱源
を必要としない吸気の除湿・冷却システム及び方法を提
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、原料空気多段圧縮機の動
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、原料空気多段圧縮機の動
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、特に昼夜間の消費電力量の平準化
と、安価な酸素、窒素を提供するためそのエネルギーが
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、原料空気多段圧縮機の吸
気を除湿、冷却することにより、圧縮機動力を削減する
システム及び方法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、原料空気多段圧縮機の吸
気を除湿、冷却することにより、圧縮機動力を削減する
システム及び方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項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
空気液化分離装置に使用される、原料空気多段圧縮機に
おける原料空気の除湿・冷却システムにおいて、圧縮機
と、この圧縮機の入口側に設けられ、吸着部及び再生部
から構成された、原料空気中の湿分を除去する除湿器
と、この除湿器の下流側に配置された吸気冷却器と、前
記除湿器の再生部に接続され、空気液化分離装置で発生
する乾燥窒素を前記再生部に導入する経路と、この経路
に介装された窒素ガス加熱器とを具備することを特徴と
する。
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
空気液化分離装置に使用される、原料空気多段圧縮機に
おける原料空気の除湿・冷却システムにおいて、圧縮機
と、この圧縮機の入口側に設けられ、吸着部及び再生部
から構成された、原料空気中の湿分を除去する除湿器
と、この除湿器の下流側に配置された吸気冷却器と、前
記除湿器の再生部に接続され、空気液化分離装置で発生
する乾燥窒素を前記再生部に導入する経路と、この経路
に介装された窒素ガス加熱器とを具備することを特徴と
する。
【０００８】また、請求項２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、前記窒素ガス加
熱器の熱源に、圧縮後の高温空気の顕熱あるいは周辺の
排ガスなどの未利用熱を用いることを特徴とする。
ける原料空気の除湿・冷却システムは、前記窒素ガス加
熱器の熱源に、圧縮後の高温空気の顕熱あるいは周辺の
排ガスなどの未利用熱を用いることを特徴とする。
【０００９】
【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段の軸流圧縮
機１，２であり，吸気温度を１０℃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段の軸流圧縮
機１，２であり，吸気温度を１０℃まで冷却する場合で
ある。
【００１０】原料空気中の湿分を除去するための除湿器
４と，除湿された空気を冷却するため冷却塔１６からの
冷却水を利用する吸気冷却器９と，冷凍機１７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，更にその後に冷凍機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。
４と，除湿された空気を冷却するため冷却塔１６からの
冷却水を利用する吸気冷却器９と，冷凍機１７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，更にその後に冷凍機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。
【００１１】除湿器４は，吸着部４ａと再生部４ｂとか
ら構成されている。除湿器としては，回転体内部に水分
吸着剤（シリカゲルまたはゼオライトなど）を充填し，
回転軸を中心にある部分を吸着部，その他の部分を再生
部としたロータリー式乾式除湿器，あるいは水分吸着剤
を充填した容器を複数個用意し，ある容器は吸着過程，
その他の容器は再生過程となるように交互に吸着と再生
を行うバッチ式乾式除湿器がある。
ら構成されている。除湿器としては，回転体内部に水分
吸着剤（シリカゲルまたはゼオライトなど）を充填し，
回転軸を中心にある部分を吸着部，その他の部分を再生
部としたロータリー式乾式除湿器，あるいは水分吸着剤
を充填した容器を複数個用意し，ある容器は吸着過程，
その他の容器は再生過程となるように交互に吸着と再生
を行うバッチ式乾式除湿器がある。
【００１２】また，塩化リチウムやエチレングリコール
など水溶液を用いた湿式除湿器もある。一般に，除湿器
の再生には，大気を加熱して再生部に通風し，吸着剤か
ら水分を除去していたが，大気中にも水分が含まれてい
るため，再生能力が大気湿度に影響される。すなわち，
多湿時においては，再生能力が低下する。
など水溶液を用いた湿式除湿器もある。一般に，除湿器
の再生には，大気を加熱して再生部に通風し，吸着剤か
ら水分を除去していたが，大気中にも水分が含まれてい
るため，再生能力が大気湿度に影響される。すなわち，
多湿時においては，再生能力が低下する。
【００１３】空気分離装置では、例えば深冷液化分離方
式の場合、高純度酸素、窒素の他に、精留塔上部から低
純度の排窒素ガス（ＲＮ2 ）が取出される。そこで，本
発明では，空気液化分離装置２０で発生した，この純度
の低い排窒素ガスを用いる。この排窒素ガス中に含まれ
ている水分はほとんど無く（０．００９ｇ／kg′（乾
式））乾燥しているため，再生能力は高くかつ大気湿度
に関係なく常時一定の再生能力を得ることができる。
式の場合、高純度酸素、窒素の他に、精留塔上部から低
純度の排窒素ガス（ＲＮ2 ）が取出される。そこで，本
発明では，空気液化分離装置２０で発生した，この純度
の低い排窒素ガスを用いる。この排窒素ガス中に含まれ
ている水分はほとんど無く（０．００９ｇ／kg′（乾
式））乾燥しているため，再生能力は高くかつ大気湿度
に関係なく常時一定の再生能力を得ることができる。
【００１４】従来の方法と本発明での除湿能力を比較す
ると，温度３２℃，相対湿度７０％ＲＨ（絶対湿度２
１．１４ｇ／kg′）のとき 大気使用時 除湿量…７．４４ｇ／kg′ 排Ｎ2 使用時 除湿量…７．９４ｇ／kg′（約７％増
加） そして，この排窒素ガスは導管２１により窒素ガス加熱
器１１に導かれ，加熱されてから除湿器４の再生部４ｂ
の吸着剤の再生に使用されている。なお，この窒素ガス
加熱器１１の熱源としては、原料空気多段圧縮機で圧縮
後の高温空気の顕熱あるいは周辺の排ガスなどによる熱
交換器１２からの未利用熱が用いられている。
ると，温度３２℃，相対湿度７０％ＲＨ（絶対湿度２
１．１４ｇ／kg′）のとき 大気使用時 除湿量…７．４４ｇ／kg′ 排Ｎ2 使用時 除湿量…７．９４ｇ／kg′（約７％増
加） そして，この排窒素ガスは導管２１により窒素ガス加熱
器１１に導かれ，加熱されてから除湿器４の再生部４ｂ
の吸着剤の再生に使用されている。なお，この窒素ガス
加熱器１１の熱源としては、原料空気多段圧縮機で圧縮
後の高温空気の顕熱あるいは周辺の排ガスなどによる熱
交換器１２からの未利用熱が用いられている。
【００１５】原料空気多段圧縮機の１段目圧縮機の入口
に除湿・冷却システムを設置するだけでなく，中間段に
おいても必要に応じて，除湿器と冷却器を設置してもよ
い。各段圧縮機の入口では，空気温度を露点温度以上と
して，凝縮水（ドレン）の圧縮機内キャリーオーバーに
よるトラブルを防止しなくてはならない。
に除湿・冷却システムを設置するだけでなく，中間段に
おいても必要に応じて，除湿器と冷却器を設置してもよ
い。各段圧縮機の入口では，空気温度を露点温度以上と
して，凝縮水（ドレン）の圧縮機内キャリーオーバーに
よるトラブルを防止しなくてはならない。
【００１６】空気の露点温度は，絶対湿度が同じ場合，
圧力が高くなるに連れて，上昇する。そのため，各段入
口の空気を冷却し温度を下げ圧縮機動力を低減するため
には，中間段にも必要に応じて除湿器と冷却器を設置す
るのが効果的である。
圧力が高くなるに連れて，上昇する。そのため，各段入
口の空気を冷却し温度を下げ圧縮機動力を低減するため
には，中間段にも必要に応じて除湿器と冷却器を設置す
るのが効果的である。
【００１７】
【発明の効果】凝縮水（ドレン）の圧縮機内キャリーオ
ーバーによるトラブルを防止し，かつ吸気冷却による圧
縮機動力低減を最大限大きくし，また，除湿器及び冷却
器での運転を無駄無く行うことができる。
ーバーによるトラブルを防止し，かつ吸気冷却による圧
縮機動力低減を最大限大きくし，また，除湿器及び冷却
器での運転を無駄無く行うことができる。
【００１８】除湿器の再生に空気分離装置から発生する
乾燥窒素ガスを用いるので，再生能力を高く，かつ大気
湿度に関係なく常時一定の再生能力を得ることかでき
る。除湿器の再生用熱源に未利用エネルギーを使用する
ことで，運転費を大幅に削減することができる。
乾燥窒素ガスを用いるので，再生能力を高く，かつ大気
湿度に関係なく常時一定の再生能力を得ることかでき
る。除湿器の再生用熱源に未利用エネルギーを使用する
ことで，運転費を大幅に削減することができる。
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す説明図。
１，２…圧縮機，４…除湿器，５，６…中間冷却器，
８，９…吸気冷却器，１１…窒素ガス加熱器，１２…排
ガス熱交換器，１６…冷却塔，１７…冷凍機，２０…空
気液化分離装置，２１…乾燥窒素ガス導管。
８，９…吸気冷却器，１１…窒素ガス加熱器，１２…排
ガス熱交換器，１６…冷却塔，１７…冷凍機，２０…空
気液化分離装置，２１…乾燥窒素ガス導管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福嶋 信一郎 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 (56)参考文献 特開 昭63−91121（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25J 1/00 - 5/00
Claims (2)
- 【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に使用される、原料空気多段
圧縮機における原料空気の除湿・冷却システムにおい
て、圧縮機と、この圧縮機の入口側に設けられ、吸着部及び
再生部から構成された、原料空気中の湿分を除去する除
湿器と、この除湿器の下流側に配置された吸気冷却器
と、前記除湿器の再生部に接続され、空気液化分離装置
で発生する乾燥窒素を前記再生部に導入する経路と、こ
の経路に介装された窒素ガス加熱器とを具備する 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】 前記窒素ガス加熱器の熱源に、圧縮後の
高温空気の顕熱あるいは周辺の排ガスなどの未利用熱を
用いることを特徴とする請求項１に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 |
|---|---|---|---|
| JP07118897A JP3327808B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP07118897A JP3327808B2 (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 |
|---|---|
| JPH10267526A JPH10267526A (ja) | 1998-10-09 |
| JP3327808B2 true JP3327808B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=13453446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07118897A Expired - Fee Related JP3327808B2 (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) | JP3327808B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7305838B2 (en) * | 2005-04-05 | 2007-12-11 | Bendix Commercial Vehicle Systems Llc | Cooling compressor intake air |
| JP2007255802A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Jfe Engineering Kk | 深冷ガス分離システム |
-
1997
- 1997-03-25 JP JP07118897A patent/JP3327808B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10267526A (ja) | 1998-10-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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