JP3488695B2 - 窒素製造装置 - Google Patents

窒素製造装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、深冷蒸留法を用い
た窒素製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、空気中の窒素を分離して高純
度化する窒素製造装置は一般に知られており、図６は、
その一種である深冷蒸留法を用いた窒素製造装置を示し
ている。以下、この窒素製造装置の概略について説明す
る。
【０００３】同図にいて、原料となる空気は、圧縮機１
０によって圧縮され、吸着精製装置１２により水分、炭
酸ガス等が除去された後、原料空気供給通路１４を通じ
て主熱交換器１６に導入され、その液化温度近くまで冷
却されてから精留塔１８下部へ導入される。そして、精
留塔１８内を上昇する過程で還流液（液体窒素）の寒冷
によりさらに冷却され、液化温度の高い酸素は還流液中
に移動して精留塔１８の下部に高濃度の液体空気として
貯溜される。液化温度の低い窒素の多くはガス状態のま
まで塔内を上昇して取出し通路２２から精留塔１８外に
導出され、その一部は分岐通路２３を経て精留塔頭部の
主凝縮器２０に入り液化される。液化した窒素は上記還
流液として精留塔１８に戻されて塔内を流下する。一
方、主凝縮器２０へ導入されなかった残りの窒素ガスは
上記取出し通路２２を通じて主熱交換器１６へ導入さ
れ、ここで原料空気の冷却に利用されて常温まで昇温
し、製品窒素として取出される。
【０００４】なお、精留塔１８の下部に貯溜された液体
空気は取出し通路２４を通じて取出された後、膨張弁２
６を経て減圧されてから主凝縮器２０へ導入され、主凝
縮器２０の冷媒として利用され、自らは気化して排ガス
として取出し通路２８から導出される。そして、この通
路２８を通じて主熱交換器１６へ導入され、ここで原料
空気の冷却に利用されて常温まで昇温した後、排出され
る。
【０００５】そして、主熱交換器１６、精留塔１８等が
コールドボックス３３内に収められる一方、供給通路３
４を通じて液体窒素貯槽３２から精留塔上部に寒冷補助
用の液体窒素が供給可能とされ、この液体窒素の保有す
る寒冷によって装置の低温が保持され、継続的な運転操
業がなされるようになっている。
【０００６】上記のような窒素製造装置では、長期にわ
たる使用により液体空気の一部が主凝縮器２０に滞留
し、これを放置すると液体空気中の炭化水素が濃縮され
てしまう虞れがある。そのため、このような炭化水素を
含んだ残留液体空気（廃液）を主凝縮器２０から取出し
て排出することが必要となるが、この場合、廃液をその
まま排出するのでは当該廃液が有する冷熱が無駄になり
得策ではない。
【０００７】そこで、この廃液を主熱交換器１６を介し
て排出することにより原料空気の寒冷源として活用する
ことが考えられる。しかしながら、通常、主熱交換器１
６としては効率の良い例えばプレートフィンタイプの熱
交換器が使用されており、廃液をそのまま導入すると、
廃液が気化する過程で炭化水素がフィン等に析出し易く
好ましくない。
【０００８】そのため、一般には図６に示すように、主
熱交換器１６とは別個に、炭化水素の析出し難いチュー
ブタイプの廃液熱交換器３８を設け、廃液通路３６を通
じて主凝縮器２０から取出した廃液をこの廃液熱交換器
３８を経由して排出するとともに、主熱交換器１６を経
る前の原料空気の一部をバイパス通路１５を通じて原料
空気供給通路１４から導出して上記廃液熱交換器３８を
経由させるようにしている。これにより廃液の冷熱を原
料空気の寒冷源として活用し、廃液自体は気化させて排
出するようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、チューブタ
イプの上記廃液熱交換器３８は、構造上プレートフィン
タイプの熱交換器に比べて効率が悪く、廃液の有する冷
熱を全て利用しようとすると（つまり廃液を気化させ、
さらに常温まで昇温させようとすると）、多くの原料空
気を廃液熱交換器３８側へ分岐させる必要がある。
【００１０】そのため、主熱交換器１６側では、いきお
い窒素ガス及び排ガスに対する相対的な原料空気量が減
少し（流量バランスが崩れ）、これにより熱収支にアン
バランスを生じて排ガス等の有する冷熱の一部を無駄に
排出することとなっている。そして、このように消費
（排出）された冷熱を補う必要から、液体窒素貯槽３２
から精留塔１８へより多くの液体窒素が供給されること
となり、その結果、液体窒素の消費量が増大するに至っ
ている。
【００１１】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であって、冷熱の無駄な消費を効果的に抑え、エネルギ
ーロスの少ない窒素製造装置を提供することを目的とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、精留塔内の窒素ガスの一部を還流液とし
て液化する凝縮器に、この精留塔において分離された液
体空気を供給して凝縮器における窒素ガスの凝縮熱によ
り気化し、これを排ガスとして、精留塔により得られる
窒素ガスとともに主熱交換器により原料空気と熱交換さ
せてから排出するようにした窒素製造装置において、排
ガスの一部を主熱交換器の途中部分から抜出して主熱交
換器の低温側に還流する還流通路と、凝縮器に滞留して
いる炭化水素含有の廃液を還流通路内の排ガスに合流さ
せる廃液通路とを備えているものである（請求項１）。
【００１３】この装置によると、凝縮器の廃液は、廃液
通路を通じて還流通路内の排ガスに合流して気化し、排
ガスと共に主熱交換器に導入される。つまり、排ガス、
窒素ガスおよび廃液（気化したもの）が全て共通の主熱
交換器に導入されて原料空気と熱交換されるため、主熱
交換器における排ガス等と原料空気との流量バランスが
確保され、その結果、熱収支バランスが良好に保たれ
る。しかも、凝縮器の廃液は、排ガスに合流することに
より気化した状態で主熱交換器に導入されるため、主熱
交換器内で炭化水素等が析出することがない。
【００１４】また、本発明の窒素製造装置は、精留塔内
の窒素ガスの一部を還流液として液化する凝縮器に、こ
の精留塔において分離された液体空気を供給して凝縮器
における窒素ガスの凝縮熱により気化し、これを排ガス
として、精留塔により得られる窒素ガスとともに主熱交
換器により原料空気と熱交換させてから排出するように
した窒素製造装置において、凝縮器として第１及び第２
の凝縮器を備え、さらに上記第１の凝縮器に滞留してい
る炭化水素含有の廃液を第２の凝縮器に導入する廃液通
路と、第２の凝縮器において窒素ガスの凝縮熱により廃
液が気化してなる排ガスを主熱交換器を経由させて排出
する排ガス通路とを備えているものである（請求項
２）。
【００１５】この装置によると、第１の凝縮器の廃液
は、廃液通路を通じて第２の凝縮器に移され、ここで窒
素ガスの冷媒として利用されることにより窒素ガスの凝
縮熱により気化し、その後、排ガス通路を通じて主熱交
換器に導入されて窒素ガス等と共に原料空気の寒冷源と
して利用される。つまり、排ガス、窒素ガスおよび廃液
（気化したもの）が共通の主熱交換器に導入されて原料
空気と熱交換されるため、主熱交換器における排ガス等
と原料空気との流量バランスが良好に確保される。しか
も、凝縮器の廃液は、別の凝縮器に移されることにより
気化した状態で主熱交換器に導入されるため、主熱交換
器内で炭化水素等が析出することがない。
【００１６】この装置おいては、第２の凝縮器内に滞留
している廃液を窒素ガスの凝縮熱以外の手段により加熱
する加熱手段を備えておくのが望ましい（請求項３）。
これによれば気化することなく第２の凝縮器内に滞留し
ている廃液を強制的に気化させて主熱交換器に導入する
ことが可能となる。
【００１７】また、第２の凝縮器に滞留している廃液を
導出可能な導出通路と、原料空気の一部を主熱交換器を
迂回して精留塔に導入するバイパス通路と、このバイパ
ス通路を流通する原料空気と導出通路を流通する廃液と
の間で熱交換を行わせる廃液熱交換器とを設けるように
すれば（請求項４）、第２の凝縮器から導出した廃液の
冷熱を有効活用することが可能となる。この場合、大部
分の廃液は第２の凝縮器において気化してしまうため、
廃液熱交換器に導入される廃液は極めて少量であり、そ
のため必要な原料空気量も少なくて済む。従って、主熱
交換器側の排ガス等と原料空気との流量バランスが大き
く損なわれることはない。
【００１８】また、本発明の窒素製造装置は、精留塔内
の窒素ガスの一部を還流液として液化する凝縮器に、こ
の精留塔において分離された液体空気を供給して凝縮器
における窒素ガスの凝縮熱により気化し、これを排ガス
として、精留塔により得られる窒素ガスとともに主熱交
換器により原料空気と熱交換させてから排出するように
した窒素製造装置において、主熱交換器に排ガスを案内
する排ガス通路と、凝縮器に滞留している炭化水素含有
の廃液を上記排ガスに合流させるべく排ガス通路に接続
される廃液通路と、この廃液通路を流通する廃液と主熱
交換器を経た原料空気との間で熱交換を行わせる廃液熱
交換器とを備えているものである（請求項５）。
【００１９】この装置によると、凝縮器の廃液は、廃液
通路を通じて先ず廃液熱交換器に導入され、ここで主熱
交換器を経た原料空気と熱交換されて気化し、その後、
排ガスと共に主熱交換器に導入されて原料空気の寒冷源
として利用される。つまり、排ガス、窒素ガスおよび廃
液（気化したもの）は全て共通の主熱交換器に導入され
て原料空気との熱交換に用いられるため、主熱交換器に
おける排ガス等と原料空気との流量バランスが良好に確
保される。しかも、凝縮器の廃液は、予め主熱交換器を
経た原料空気との熱交換により気化させた状態で主熱交
換器に導入されるため、主熱交換器内で炭化水素等が析
出することがない。
【００２０】この場合、主熱交換器を経た原料空気を精
留塔に導入する導入通路内の原料空気と廃液とを熱交換
させるように廃液熱交換器を設けてもよく（請求項
６）、あるいは精留塔からガス状の原料空気を導出して
再度精留塔に導入する循環通路を設け、この循環通路内
のガス状の原料空気と廃液とを熱交換させるように廃液
熱交換器を設けてもよい（請求項７）。
【００２１】なお、請求項１乃至７に記載の窒素製造装
置は、特に、液体窒素の寒冷を補助的に使用可能に構成
された装置に有効である（請求項８）。つまり、主熱交
換器において熱収支バランスが保たれていない場合に
は、多くの冷熱が無駄に系外に排出されることとなり、
その分、液体窒素の消費量が増大することとなる。従っ
て、主熱交換器の熱収支バランスを良好に保つことがで
きる上記各装置によれば、液体窒素の消費を効果的に抑
えることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。
【００２３】なお、以下に説明する窒素製造装置の基本
的な構成は図６に示した従来装置と共通するため、共通
部分については同一符号を付して説明を省略し、相違点
についてのみ詳細に説明することにする。
【００２４】図１は、本発明の第１の実施の形態にかか
る窒素製造装置を示している。
【００２５】この図に示す装置には、従来装置（図６）
のような原料空気のバイパス通路１５や、該バイパス通
路１５を流通する原料空気と主凝縮器２０の廃液（炭化
水素を含んだ残留液体空気）とを熱交換させる廃液熱交
換器３８は設けられておらず、これらの構成の代わり
に、排ガスの還流通路４０が設けられ、主凝縮器２０か
ら廃液を取出す廃液通路３６がこの還流通路４０に接続
された構成となっている。
【００２６】還流通路４０は、精留塔１８から主熱交換
器１６に送られる排ガスの一部を導出して主熱交換器１
６に導入し、この排ガスを主熱交換器１６の途中から引
出して該主熱交換器１６の上流側（排ガスの流れ方向に
おける上流側；低温側）に戻すように構成されており、
廃液通路３６は、主熱交換器１６を経由した排ガスに対
して廃液を合流させるように主熱交換器１６の下流側
（高温側）で還流通路４０に接続されている。
【００２７】つまり、この装置では、主凝縮器２０の廃
液を廃液通路３６を通じて還流通路４０内に導入し、こ
こで排ガスに合流させて気化させた後、排ガスと共に主
熱交換器１６に導入し、さらに、主熱交換器１６におい
て常温まで昇温させてから系外に排出するように構成さ
れている。この際、廃液は、還流通路内において直接排
ガスと接触することにより効率良く気化するため、主熱
交換器１６に廃液（気化したもの）を導入してもフィン
等に炭化水素が析出することがない。
【００２８】このような第１の実施の形態の装置による
と、排ガス、製品窒素および廃液（気化したもの）を全
て共通の主熱交換器１６に導入し、ここで原料空気と排
ガス等とを熱交換させて原料空気を冷却するため、主熱
交換器１６における排ガス等と原料空気との流量バラン
スが良好に確保され、トータル的な熱収支バランスが良
好に保たれる。すなわち排ガス等の有する冷熱が全て原
料空気の寒冷源として有効活用されることとなる。従っ
て、冷熱の無駄な消費（排出）が防止され、その結果、
液体窒素貯槽３２から寒冷補助として供給される液体窒
素を節約することができるという効果がある。
【００２９】しかも、上記のように一つの主熱交換器１
６のみで原料空気を冷却するため、２つの熱交換器を必
要とする従来装置に比べると、装置構成を簡略化できる
という効果もある。
【００３０】なお、この装置では、上述のように主凝縮
器２０の廃液を排ガスに合流させることにより廃液を気
化するが、合流に際しては、還流通路４０の排ガスに対
して廃液を対向流で合流させたり、あるいは還流通路４
０内に充填物やラインミキサーを設けて排ガスと廃液と
の接触性を高めて排ガスを効率良く気化させ得るように
するのが望ましい。
【００３１】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。
【００３２】図２は、第２の実施の形態にかかる窒素製
造装置を示している。この図に示す装置も、従来装置
（図６）のような原料空気のバイパス通路１５や廃液熱
交換器３８は備えておらず、これらの構成の代わりに、
以下のような構成が採用されている。
【００３３】すなわち、この装置には、精留塔頭部の主
凝縮器２０（第１の凝縮器）とは別に副凝縮器４２（第
２の凝縮器）が設けらており、上記のように取出し通路
２２を通じて精留塔１８から取出される窒素ガスの一部
を分岐通路２３を通じて主凝縮器２０に導入するととも
に、分岐通路２３から更に分岐する分岐通路２３ａを通
じて窒素ガスを副凝縮器４２に導入し、これら凝縮器２
０，４２においてそれぞれ窒素ガスを液化してから精留
塔１８に還流するように構成されている。
【００３４】そして、上記副凝縮器４２に対して廃液通
路３６が接続され、また副凝縮器４２に、窒素ガスの凝
縮熱により気化した廃液の取出し通路４４および副凝縮
器４２に滞留する廃液を取出すための取出し通路４６
（導出通路）がそれぞれ設けられている。
【００３５】つまり、この装置では、主凝縮器２０の廃
液を、全て窒素を液化するための冷媒として副凝縮器４
２に導入することにより窒素ガスの凝縮熱により廃液を
気化させ、これを取出し通路４４を通じて取出した後、
上記取出し通路２８内の排ガスに合流させて主熱交換器
１６に導入し、その一方、副凝縮器４２に気化されるこ
となく溜った廃液を取出し通路４６を通じて系外に導出
するように構成されている。
【００３６】このような第２の実施の形態の装置におい
ても、排ガス、製品窒素および廃液（気化したもの）を
全て共通の主熱交換器１６に導入し、ここで原料空気と
排ガス等とを熱交換させて原料空気を冷却するため、主
熱交換器１６における排ガス等と原料空気との流量バラ
ンスが良好に確保され、トータル的な熱収支バランスが
良好に保たれる。従って、冷熱の無駄な消費（排出）が
有効に防止される。
【００３７】なお、この装置では、最終的に気化するこ
となく副凝縮器４２に残った廃液を系外に排出するた
め、その分の冷熱が失われることになるが、主凝縮器２
０から副凝縮器４２に導入される廃液の大部分は副凝縮
器４２の冷媒として利用されることにより気化するた
め、現実に系外に排出される廃液は極めて少量となる。
従って、トータル的なエネルギーロスは従来装置に比べ
て少なくなる。
【００３８】ところで、上記装置においては、上記分岐
通路２３ａおよび廃液通路３６を常時連通状態としてお
き、これにより副凝縮器４２を常に機能させるように構
成してもよいが、例えば、上記各通路２３ａ，３６に開
閉バルブを介設し、主凝縮器２０に一定量の廃液が溜ま
ったときに副凝縮器４２を機能させるようにしてもよ
い。
【００３９】また、副凝縮器４２に溜まった廃液を窒素
ガスの凝縮熱以外により加熱する手段、例えば加温ガス
を副凝縮器４２に供給する手段を設け、例えば定期的に
廃液を強制的に気化させて排出するように構成してもよ
い。
【００４０】さらに、副凝縮器４２に殆ど廃液が溜まら
ないような場合、あるいは上述のような加熱手段を設け
る場合には、廃液の取出し通路４６を省略して装置構成
を簡略化するようにしてもよい。
【００４１】また、上記構成では、副凝縮器４２におい
て気化した廃液を取出し通路４４を通じて取出し通路２
８内の排ガスに合流させてから主熱交換器１６に導入し
ているが（つまり、これら取出し通路２８，４４により
本発明の排ガス通路が構成されているが）、勿論、副凝
縮器４２で気化した廃液を直接主熱交換器１６に導入す
るようにしても構わない。
【００４２】なお、この窒素製造装置においては、変形
例として図３に示すような構成を採用することもでき
る。
【００４３】すなわち、従来装置（図６）と同様にバイ
パス供給通路１５及び廃液熱交換器３８を設けておき、
副凝縮器４２から取出した廃液を取出し通路４６を通じ
て廃液熱交換器３８に導入し、ここで原料空気と熱交換
させてから排出するように構成してもよい。
【００４４】この構成によれば、廃液の冷熱を原料空気
の寒冷源として有効活用することができるという効果が
ある。なお、この場合、廃液熱交換器３８において廃液
の有する冷熱を全て利用しようとすると（つまり、廃液
を気化して常温まで昇温させようとすると）、従来装置
同様に、廃液熱交換器３８側の原料空気量が増大して主
熱交換器１６側の原料空気と排ガス等との流量バランス
が崩れ、その結果、熱収支バランスが損なわれるとの懸
念がある。しかし、この装置では、上述のように廃液熱
交換器３８に導入される廃液は極めて少ないため必要な
原料空気量も少なくて済む。従って、従来装置のように
主熱交換器１６側の排ガス等と原料空気との流量バラン
スが大きく損なわれることはなく、トータル的なエネル
ギーロスは従来装置に比べて少なくなる。
【００４５】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。
【００４６】図４は、本発明の第３の実施の形態にかか
る窒素製造装置を示している。この図に示す装置には、
従来装置（図６）のような原料空気のバイパス通路１５
や廃液熱交換器３８は備えておらず、これらの構成の代
わりに、以下のような構成が採用されている。
【００４７】この装置には、炭化水素が析出し難い例え
ばチューブタイプの廃熱交換器５０が設けられており、
主熱交換器１６を経た原料空気の一部が取出し通路４８
（導入通路）を通じて原料空気供給通路１４から取出さ
れ、上記廃液熱交換器５０を経由して精留塔１８に導入
されるように構成されている。また、主凝縮器２０から
廃液通路３６を通じて取出された廃液が上記廃液熱交換
器５０を経由して取出し通路２８内の排ガスに合流する
ように構成されている。
【００４８】すなわち、この装置では、主凝縮器２０か
ら取出した廃液を廃液熱交換器５０に導入し、ここで原
料空気と熱交換させて気化させた後、排ガスと共に主熱
交換器１６に導入し、さらに主熱交換器１６において常
温まで昇温させてから系外に排出するように構成されて
いる。この際、廃液は、上記のように、廃液熱交換器５
０での熱交換により気化してから主熱交換器１６に導入
されるため、主熱交換器１６のフィン等に炭化水素が析
出することがない。
【００４９】このような第３の実施の形態の窒素製造装
置においても、排ガス、製品窒素および廃液（気化した
もの）を全て共通の主熱交換器１６に導入し、ここで原
料空気と排ガス等とを熱交換させて原料空気を冷却する
ため、主熱交換器１６における排ガス等と原料空気との
流量バランスが良好に確保され、トータル的な熱収支バ
ランスが良好に保たれる。従って、冷熱の無駄な消費
（排出）が有効に防止される。
【００５０】なお、この窒素製造装置においては、変形
例として図５に示すような構成を採用することもでき
る。
【００５１】すなわち、上記のように精留塔１８に導入
する前の原料空気を取出し通路４８を通じて廃液熱交換
器５０に導入する代わりに、精留塔１８の下部から取出
し通路５２（循環通路）を通じて原料空気（ガス状の空
気）を取出し、これを廃液熱交換器５０を経由させて再
度精留塔１８に導入するように構成してもよい。
【００５２】このような構成においても、主凝縮器２０
の廃液は、廃液熱交換器５０での熱交換により気化して
から主熱交換器１６に導入されることとなるため、図４
の構成と同様の作用効果を得ることができる。
【００５３】なお、上記図４及び図５に示す構成では、
廃液熱交換器５０において原料空気と廃液とを熱交換さ
せるが、原料空気としては主熱交換器１６を経た原料空
気が利用されるため、主熱交換器１６の排ガス等と原料
空気との流量バランスに影響を与えることはない。
【００５４】ところで、以上説明した第１〜第３の実施
の形態に係る窒素製造装置は、本発明に係る窒素製造装
置の一例であって、その具体的な構成は本発明の要旨を
逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００５５】また、上記各実施の形態では、装置の低温
を保持して継続的な運転操業を可能にするために液体窒
素貯槽３２から寒冷補助として液体窒素を供給するタイ
プの窒素製造装置に本発明を適用しているが、本発明
は、膨張タービンにより排ガスの一部を断熱膨張させて
から主熱交換器に導入して原料空気の寒冷源とするタイ
プの窒素製造装置にも勿論適用可能である。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、凝縮器
において生成された排ガスと、精留塔により得られた窒
素ガスとを主熱交換器により原料空気と熱交換させてか
ら排出するようにした窒素製造装置において、凝縮器に
滞留する廃液を排ガスに合流させることにより予め気化
した状態で主熱交換器に導入するようにしたので、炭化
水素を主熱交換器のフィン等に析出させることなく主熱
交換器に廃液を通すことができる。そして、このように
排ガス、窒素ガスおよび廃液（気化したもの）が共通の
主熱交換器に導入され、ここで原料空気と熱交換される
ことにより、主熱交換器における排ガス等と原料空気と
の流量バランスが良好に確保され、トータル的な熱収支
バランスが良好に保たれる。つまり、排ガス等の有する
冷熱を全て原料空気の寒冷源として有効活用することが
できる。従って、冷熱の無駄な消費（排出）を有効に防
止することができるという効果がある。
【００５７】特に、寒冷補助として液体窒素を系内に供
給する場合には、上記のように冷熱の無駄な消費が防止
される分、液体窒素を節約できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の窒素製造装置を示
す概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の窒素製造装置を示
す概略構成図である。
【図３】図２に示す窒素製造装置の変形例を示す概略構
成図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の窒素製造装置を示
す概略構成図である。
【図５】図４に示す窒素製造装置の変形例を示す概略構
成図である。
【図６】従来の窒素製造装置の変形例を示す概略構成図
である。
【符号の説明】
１０ 圧縮機 １２ 吸着精製装置 １４ 原料空気供給通路 １６ 主熱交換器 １８ 精留塔 ２０ 主凝縮器 ２４ 取出し通路 ２８ 取出し通路 ３２ 液体窒素貯槽 ３６ 廃液通路 ４０ 還流通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末長 純也 大阪府堺市築港新町２丁６番40 エア・ ウォーター株式会社 堺工場内 (72)発明者 泉地 哲夫 大阪府堺市築港新町２丁６番40 エア・ ウォーター株式会社 堺工場内 (72)発明者 宮本 篤 大阪府堺市築港新町２丁６番40 エア・ ウォーター株式会社 堺工場内 (72)発明者 田中 正幸 大阪市中央区備後町４丁目１番３号 株 式会社神戸製鋼所 大阪支社内 (72)発明者 花谷 健一朗 大阪市中央区備後町４丁目１番３号 株 式会社神戸製鋼所 大阪支社内 (72)発明者 三浦 真一 大阪市中央区備後町４丁目１番３号 株 式会社神戸製鋼所 大阪支社内 (56)参考文献 特開 平１−239375（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−158187（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−3392（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25J 1/00 - 5/00

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 精留塔内の窒素ガスの一部を還流液とし
    て液化する凝縮器に、この精留塔において分離された液
    体空気を供給して上記凝縮器における窒素ガスの凝縮熱
    により気化し、これを排ガスとして、精留塔により得ら
    れる窒素ガスとともに主熱交換器により原料空気と熱交
    換させてから排出するようにした窒素製造装置におい
    て、上記排ガスの一部を上記主熱交換器の途中部分から
    抜出して主熱交換器の低温側に還流する還流通路と、上
    記凝縮器に滞留している炭化水素含有の廃液を上記還流
    通路内の排ガスに合流させる廃液通路とを備えているこ
    とを特徴とする窒素製造装置。
  2. 【請求項２】 精留塔内の窒素ガスの一部を還流液とし
    て液化する凝縮器に、この精留塔において分離された液
    体空気を供給して上記凝縮器における窒素ガスの凝縮熱
    により気化し、これを排ガスとして、精留塔により得ら
    れる窒素ガスとともに主熱交換器により原料空気と熱交
    換させてから排出するようにした窒素製造装置におい
    て、上記凝縮器として第１及び第２の凝縮器を備え、さ
    らに上記第１の凝縮器に滞留している炭化水素含有の廃
    液を第２の凝縮器に導入する廃液通路と、第２の凝縮器
    において窒素ガスの凝縮熱により上記廃液が気化してな
    る排ガスを上記主熱交換器を経由させて排出する排ガス
    通路とを備えていることを特徴とする窒素製造装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の窒素製造装置において、
    上記第２の凝縮器内に滞留している上記廃液を窒素ガス
    の凝縮熱以外の手段により加熱する加熱手段を備えてい
    ることを特徴とする窒素製造装置。
  4. 【請求項４】 請求項２又は３記載の窒素製造装置にお
    いて、上記第２の凝縮器に滞留している廃液を導出可能
    な導出通路と、原料空気の一部を上記主熱交換器を迂回
    して上記精留塔に導入するバイパス通路と、このバイパ
    ス通路を流通する原料空気と上記導出通路を流通する廃
    液との間で熱交換を行わせる廃液熱交換器とを備えてい
    ることを特徴とする窒素製造装置。
  5. 【請求項５】 精留塔内の窒素ガスの一部を還流液とし
    て液化する凝縮器に、この精留塔において分離された液
    体空気を供給して上記凝縮器における窒素ガスの凝縮熱
    により気化し、これを排ガスとして、精留塔により得ら
    れる窒素ガスとともに主熱交換器により原料空気と熱交
    換させてから排出するようにした窒素製造装置におい
    て、上記主熱交換器に排ガスを案内する排ガス通路と、
    上記凝縮器に滞留している炭化水素含有の廃液を上記排
    ガスに合流させるべく上記排ガス通路に接続される廃液
    通路と、この廃液通路を流通する廃液と上記主熱交換器
    を経た原料空気との間で熱交換を行わせる廃液熱交換器
    とを備えていることを特徴とする窒素製造装置。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の窒素製造装置において、
    上記主熱交換器を経た原料空気を精留塔に導入する導入
    通路を備え、上記廃液熱交換器は、この導入通路を流通
    する原料空気と上記廃液通路を流通する廃液との間で熱
    交換を行わせることを特徴とする窒素製造装置。
  7. 【請求項７】 請求項５記載の窒素製造装置において、
    上記精留塔からガス状の原料空気を導出して再度精留塔
    に導入する循環通路を備え、上記廃液交換器は、この循
    環通路を流通する原料空気と上記廃液通路を流通する廃
    液との間で熱交換を行わせることを特徴とする窒素製造
    装置。
  8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかに記載の窒素
    製造装置において、液体窒素の寒冷を補助的に使用可能
    とされていることを特徴とする窒素製造装置。
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