JP3532466B2 - Air separation device - Google Patents

Air separation device

Info

Publication number
JP3532466B2
JP3532466B2 JP20685199A JP20685199A JP3532466B2 JP 3532466 B2 JP3532466 B2 JP 3532466B2 JP 20685199 A JP20685199 A JP 20685199A JP 20685199 A JP20685199 A JP 20685199A JP 3532466 B2 JP3532466 B2 JP 3532466B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
raw material
material air
tower
catalyst
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP20685199A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001033156A (en
Inventor
俊一 高橋
耕治 田中
有幸 藤本
嘉昭 裏久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Water Inc
Original Assignee
Air Water Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Water Inc filed Critical Air Water Inc
Priority to JP20685199A priority Critical patent/JP3532466B2/en
Publication of JP2001033156A publication Critical patent/JP2001033156A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3532466B2 publication Critical patent/JP3532466B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、空気分離装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air separation device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、空気分離装置において、原料
空気中の不純物(CO・H2 等)を除去する前処理装置
として、触媒を使用した酸化反応タイプが用いられてい
る。その理由は、深冷分離方法では、COとN2 の沸点
が極めて近いこと、また、H2はN2 より沸点が低いこ
とから、CO・H2 とN2 との分離が困難であるからで
ある。したがって、前処理段階で、触媒によりCO・H
2 とO2 とを反応させてそれぞれCO2 ・H2 Oに変化
させてから、吸着塔によりCO2 ・H2 Oを吸着除去す
る方法が採用されている。
Heretofore, in an air separation unit, a processing unit prior to the removal of impurities in the feed air (CO · H 2, etc.), an oxidation reaction type using a catalyst is used. The reason is that the cryogenic separation method, the boiling point of CO and N 2 is very close, also, since the H 2 has a boiling point less than N 2, because separation of CO · H 2 and N 2 is difficult Is. Therefore, in the pretreatment stage, CO
A method is employed in which 2 and O 2 are reacted to change each to CO 2 · H 2 O, and then CO 2 · H 2 O is adsorbed and removed by an adsorption tower.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】通常、圧縮機による圧
縮熱を有効利用するために、圧縮機の吐出側に前処理装
置を接続している。この場合に、夏場の水分の多い時期
やSOX の多く含まれる環境下で運転すると、水分およ
びSOX は触媒毒であるため、触媒は被毒し活性が低下
する。そして、活性が低下すると、酸化反応率が低下
し、ppbオーダーでのCO・H2 の除去が困難とな
る。また、水分の被毒は一次的なものであり、水分の少
ない冬場になれば、活性をある程度取り戻すものの、S
X は永久的に被毒し、再活性化は難しい。
Usually, a pretreatment device is connected to the discharge side of the compressor in order to effectively utilize the compression heat of the compressor. In this case, when operated in an atmosphere containing a lot of watery timing and SO X in summer, moisture and SO X because a catalyst poison, catalyst poisoning and activity decreases. When the activity decreases, the rate of oxidation reaction decreases and it becomes difficult to remove CO · H 2 on the ppb order. In addition, water poisoning is temporary, and although it regains some activity in winter when the water content is low, S
O X is permanently poisoned, reactivation is difficult.

【0004】そこで、このような状況を打開するため
に、触媒の反応温度を高め、より活性の高い条件で運転
を行うことや、SOX を反応除去する充填物を前処理段
階に設置すること等の対策が行われているが、大きな効
果が得られていない。また、最近のガスに要望される不
純物含有量は、低下の一途をたどっており、超高純度化
が強く要求されている(ppbレベル)。しかしなが
ら、現在の装置では、このような要求を長期間満足させ
ることができていないのが実情である。
Therefore, in order to overcome such a situation, it is necessary to raise the reaction temperature of the catalyst to operate under conditions of higher activity and to install a packing for reacting and removing SO X in the pretreatment stage. Although measures such as these have been implemented, no major effect has been obtained. In addition, the content of impurities required for recent gases is steadily decreasing, and ultra-high purification is strongly required (ppb level). However, in the current device, such a requirement cannot be satisfied for a long period of time.

【0005】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、原料空気中の水分,SOXが少ない環境で、触
媒による酸化反応が効率良く行える空気分離装置の提供
をその目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an air separation device capable of efficiently carrying out an oxidation reaction by a catalyst in an environment in which the amount of water and SO X in the feed air is small.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の空気分離装置は、外部より取り入れた原料
空気を圧縮する圧縮機と、この圧縮機による圧縮熱によ
って昇温した原料空気を水と熱交換させて冷却する第1
の熱交換器と、この第1の熱交換器による冷却によって
発生した凝縮水を分離する凝縮水分離器と、この凝縮水
分離器を経た原料空気中の水分をさらに吸着して除湿す
るとともに酸化イオウを代表とする触媒毒を吸着する第
1の吸着塔と、原料空気中の一酸化炭素および水素を酸
化する触媒塔と、上記第1の吸着塔を経た原料空気と触
媒塔を経た原料空気とを熱交換させて上記第1の吸着塔
を経た原料空気を昇温させるとともに上記触媒塔を経た
原料空気を降温させる第2の熱交換器と、この第2の熱
交換器を経た原料空気を加熱するヒーターと、このヒー
ターにより加熱された原料空気を上記触媒塔に導入して
原料空気中の一酸化炭素および水素を酸化させる導入路
と、上記触媒塔から取り出されたのち第2の熱交換器を
経由した原料空気を冷却水により冷却する第3の熱交換
器と、この第3の熱交換器により冷却された原料空気中
の炭酸ガスと水とを吸着して除去する第2の吸着塔と、
この第2の吸着塔を経た原料空気を超低温に冷却する主
熱交換手段と、この主熱交換手段により超低温に冷却さ
れた原料空気の一部を液化して底部に溜め窒素のみを気
体として上部側から取り出す精留塔と、この精留塔から
気体として取り出される窒素を上記主熱交換手段を経由
させその内部を通る原料空気と熱交換させることにより
温度上昇させ取り出す窒素ガス取出路とを備えたという
構成をとる。
In order to achieve the above object, the air separation apparatus of the present invention is a compressor for compressing raw material air taken from the outside, and a raw material air heated by the heat of compression by the compressor. For cooling water by exchanging heat with water
Heat exchanger, a condensed water separator that separates condensed water generated by cooling by the first heat exchanger, and moisture in the raw material air that has passed through the condensed water separator is further adsorbed to dehumidify and oxidize. A first adsorption tower that adsorbs a catalyst poison represented by sulfur, a catalyst tower that oxidizes carbon monoxide and hydrogen in the raw material air, a raw material air that has passed through the first adsorption tower, and a raw material air that has passed through the catalyst tower. And a second heat exchanger for raising the temperature of the raw material air that has passed through the first adsorption tower and lowering the temperature of the raw material air that has passed through the catalyst tower, and the raw material air that has passed through the second heat exchanger. A heater for heating the catalyst, an inlet passage for introducing the raw material air heated by the heater into the catalyst tower to oxidize carbon monoxide and hydrogen in the raw material air, and a second heat after being taken out from the catalyst tower. Raw material air passed through the exchanger A third heat exchanger for cooling the coolant, a second adsorption tower for adsorbing and removing the carbon dioxide and water in the feed air which is cooled by the third heat exchanger,
Main heat exchanging means for cooling the raw material air that has passed through the second adsorption tower to an ultra low temperature, and a part of the raw material air cooled to the ultra low temperature by this main heat exchanging means is liquefied and stored in the bottom portion only nitrogen as a gas A rectification column to be taken out from the side, and a nitrogen gas take-out passage to take out nitrogen, which is taken out as a gas from this rectification tower, by raising the temperature by exchanging heat with the raw material air passing through the main heat exchange means. Take the configuration.

【0007】すなわち、本発明の空気分離装置は、圧縮
機と主熱交換手段の間に、第1の熱交換器と凝縮水分離
器と第1の吸着塔と第2の熱交換器とヒーターと触媒塔
と第3の熱交換器と第2の吸着塔とを備えている。そし
て、第1の熱交換器により、圧縮機による圧縮熱によっ
て昇温した原料空気を水(例えば、32℃以下の冷却
水)と熱交換させて冷却し、ついで凝縮水分離器によ
り、第1の熱交換器による冷却によって発生した凝縮水
を分離し、つぎに第1の吸着塔により、凝縮水分離器を
経た原料空気中の水分をさらに吸着して除湿するととも
に酸化イオウを代表とする触媒毒を吸着し、つぎに第2
の熱交換器により、第1の吸着塔を経た原料空気を触媒
塔を経た原料空気と熱交換させて昇温させ、つぎにヒー
ターにより、第2の熱交換器により昇温された原料空気
をさらに(第2の熱交換器の温端温度差分)加熱し、つ
ぎに触媒塔により、ヒーターを経た原料空気中の一酸化
炭素および水素を酸化し、つぎに第2の熱交換器によ
り、触媒塔を経た原料空気を第1の吸着塔を経た原料空
気と熱交換させて降温させ、つぎに第3の熱交換器によ
り第2の熱交換器により降温された原料空気を冷却水に
よりさらに冷却し、つぎに第2の吸着塔により、第3の
熱交換器により降温された原料空気中の炭酸ガスと水と
を吸着して除去したのち、精製ガスとして主熱交換手
段,精留塔に導入するようにしている。
That is, in the air separation apparatus of the present invention, the first heat exchanger, the condensed water separator, the first adsorption tower, the second heat exchanger, and the heater are provided between the compressor and the main heat exchange means. And a catalyst tower, a third heat exchanger, and a second adsorption tower. Then, the first heat exchanger exchanges heat with the water (for example, cooling water having a temperature of 32 ° C. or less) of the raw material air that has been heated by the heat of compression by the compressor to cool the raw material air. Condensed water generated by cooling by the heat exchanger is separated, and then the first adsorption tower further adsorbs moisture in the raw material air that has passed through the condensed water separator to dehumidify it and a catalyst represented by sulfur oxide. Adsorb the poison, then the second
Heat exchange of the raw material air that has passed through the first adsorption tower with the raw material air that has passed through the catalyst tower to raise the temperature, and then by the heater, the raw material air that has been raised in temperature by the second heat exchanger. Further heating (difference in the temperature of the second heat exchanger), then the catalyst tower oxidizes carbon monoxide and hydrogen in the feed air that has passed through the heater, and then the second heat exchanger conducts the catalyst. The raw material air that has passed through the tower is heat-exchanged with the raw material air that has passed through the first adsorption tower to lower the temperature, and then the raw material air that has been cooled by the second heat exchanger by the third heat exchanger is further cooled by cooling water. Then, the second adsorption tower adsorbs and removes carbon dioxide gas and water in the raw material air whose temperature has been lowered by the third heat exchanger, and then the purified gas is supplied to the main heat exchange means and the rectification tower. I am trying to introduce it.

【0008】このように、本発明では、凝縮水分離器に
より凝縮水を分離するときに、原料空気中の水分、およ
び凝縮水に溶け込んだ原料空気中の大半のSOX を除去
することができ、また、第1の吸着塔によりさらに水分
およびSOX を除去することができる。したがって、触
媒塔に原料空気を導入する前に、原料空気中の水分・S
X をほとんど除去することができる。その結果、反応
環境がドライになり、つぎの効果が得られる。すなわ
ち、触媒の反応率が高くなり、このため、ガスの精製度
が良くなり、高純度のガスが得られる。しかも、触媒毒
の水分がないため、ガスの精製度が良くなり、高純度の
ガスが得られるとともに、触媒が長寿命になる。しか
も、触媒が水分により膨脹しないため、触媒が粉化しに
くくなり、長寿命になる。また、反応環境に触媒毒であ
るSOX がなく、つぎの効果が得られる。すなわち、触
媒の反応率が高くなり、このため、ガスの精製度が良く
なり、高純度のガスが得られるとともに、触媒が長寿命
になる。また、上記の効果から、従来の仕様を満足させ
る装置を設計した場合に、触媒の反応温度を低下させる
ことができ、つぎの効果が得られる。すなわち、触媒本
体(貴金属等)が酸化しにくくなるため、触媒の寿命が
長くなる。しかも、触媒本体の加熱温度が低くなるた
め、触媒が粉化しにくくなり、長寿命になる。しかも、
第2の熱交換器の熱交換量が少なくなるため、第2の熱
交換器を小さくすることができ、低コストになる。しか
も、触媒の充填量を少なくすることができるため、触媒
量を減らすことができ、低コストになる。しかも、触媒
量を減らすことができるため、触媒塔が小さくなり、低
コストになる。さらに、第2の熱交換器の熱交換量が少
ないこと、触媒の充填量が少ないこと、および、触媒量
が減少することから、放熱が少なくなり、ヒーターを小
さくすることができて低コストになるうえ、消費電力が
減って省エネになる。このように、本発明によれば、高
純度化,低コスト化,省エネ化を実現することができ
る。
As described above, according to the present invention, when the condensed water is separated by the condensed water separator, the water in the raw material air and most of the SO X in the raw material air dissolved in the condensed water can be removed. Further, water and SO X can be further removed by the first adsorption tower. Therefore, before introducing the raw material air into the catalyst tower, the water content of the raw material air
Most of O x can be removed. As a result, the reaction environment becomes dry, and the following effects are obtained. That is, the reaction rate of the catalyst is increased, and thus the purification degree of the gas is improved and a high-purity gas is obtained. Moreover, since there is no water that is a catalyst poison, the degree of purification of the gas is improved, high-purity gas is obtained, and the catalyst has a long life. Moreover, since the catalyst does not expand due to water, it becomes difficult for the catalyst to be pulverized and the life becomes long. In addition, since the reaction environment does not contain SO X which is a catalyst poison, the following effects can be obtained. That is, the reaction rate of the catalyst becomes high, so that the degree of purification of gas is improved, high-purity gas is obtained, and the catalyst has a long life. Further, from the above effects, the reaction temperature of the catalyst can be lowered when the device that meets the conventional specifications is designed, and the following effects can be obtained. That is, the catalyst body (noble metal or the like) is less likely to be oxidized, so that the life of the catalyst is extended. Moreover, since the heating temperature of the catalyst body is lowered, the catalyst is less likely to be pulverized and the life is extended. Moreover,
Since the amount of heat exchange of the second heat exchanger is small, the size of the second heat exchanger can be made small and the cost can be reduced. Moreover, since the filling amount of the catalyst can be reduced, the amount of the catalyst can be reduced and the cost can be reduced. Moreover, since the amount of catalyst can be reduced, the size of the catalyst column becomes smaller and the cost becomes lower. Further, since the heat exchange amount of the second heat exchanger is small, the catalyst filling amount is small, and the catalyst amount is reduced, the heat radiation is reduced, and the heater can be made smaller and the cost can be reduced. In addition, it consumes less power and saves energy. As described above, according to the present invention, high purity, low cost, and energy saving can be realized.

【0009】また、本発明では、反応温度が250℃以
上である場合に、CH4 が酸化反応し、CH4 の除去が
可能となる。従来の方式では、250℃以上であって
も、CH4 が酸化反応せず、最低でも350℃程度は必
要であった。これは、反応環境に水が存在したため、反
応率が低下していたことが原因であった。また、従来の
TSA方式の吸着塔では、CH4 を吸着除去することが
できないため、後段のコールドボックスにて処理してい
た。本発明でも、後段の処理設備を外すことはできない
が、安全性は数段向上する。
Further, according to the present invention, when the reaction temperature is 250 ° C. or higher, CH 4 undergoes an oxidation reaction and CH 4 can be removed. In the conventional method, CH 4 does not undergo an oxidation reaction even at 250 ° C. or higher, and at least about 350 ° C. is required. This was because water was present in the reaction environment and the reaction rate was reduced. Further, in the conventional TSA type adsorption tower, CH 4 cannot be adsorbed and removed, so that it is treated in the cold box in the latter stage. Even in the present invention, it is not possible to remove the processing equipment in the subsequent stage, but the safety is improved by several steps.

【0010】また、本発明において、触媒塔に用いる触
媒がパラジウム等の貴金属触媒および銅系触媒である場
合には、原料空気中の一酸化炭素および水素を効果的に
酸化させることができる。
Further, in the present invention, when the catalyst used in the catalyst tower is a noble metal catalyst such as palladium and a copper-based catalyst, carbon monoxide and hydrogen in the feed air can be effectively oxidized.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図
面にもとづいて詳しく説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0012】図1は本発明の空気分離装置の前処理装置
の一実施の形態を示すフローシートである。この実施の
形態では、Aは原空圧縮機であり、図2に示すように、
外部より取り入れた原料空気を清浄化するフィルター1
と、第1圧縮機2と、第1圧縮機2を経た原料空気を冷
却水(32℃以下)により40℃以下に冷却するインタ
ークーラー3と、第2圧縮機4と、第2圧縮機4を経た
原料空気と再生ガス(精留塔41〔図6参照〕で発生し
た排ガス)とを熱交換させて原料空気を降温させるとと
もに再生ガスを昇温(30→110℃)させる排熱回収
器5と、排熱回収器5を経た原料空気を冷却水(32℃
以下)により40℃以下に冷却するアフタークーラー6
とを備えている。図において、8は再生ガスを排熱回収
器5に供給するパイプ(放出パイプ54〔図6参照〕に
接続している)であり、9は排熱回収器5を経た再生ガ
スを後述する第2吸着ユニットEの第2再生ヒーター2
7に供給するパイプである。
FIG. 1 is a flow sheet showing an embodiment of a pretreatment device for an air separation device of the present invention. In this embodiment, A is an original air compressor, and as shown in FIG.
Filter 1 for cleaning the raw material air taken in from the outside
A first compressor 2, an intercooler 3 that cools the raw material air that has passed through the first compressor 2 to 40 ° C. or less with cooling water (32 ° C. or less), a second compressor 4, and a second compressor 4. Exhaust heat recovery unit 5 that heats the raw material air that has passed through and the regeneration gas (exhaust gas generated in the rectification column 41 [see FIG. 6]) to lower the temperature of the raw material air and raise the temperature of the regeneration gas (30 → 110 ° C.) And the raw material air that has passed through the exhaust heat recovery unit 5 is cooled with water (32 ° C.
After cooler 6 to cool below 40 ℃ by
It has and. In the figure, 8 is a pipe (connected to the discharge pipe 54 [see FIG. 6]) for supplying the regenerated gas to the exhaust heat recovery device 5, and 9 is a first part of the regenerated gas that has passed through the exhaust heat recovery device 5. 2 Second regeneration heater 2 of adsorption unit E
It is a pipe to supply to 7.

【0013】Bは原空冷却器ユニットであり、図2に示
すように、アフタークーラー6を経た原料空気を冷却水
(32℃以下)により34℃以下に冷却する第1原空冷
却器(第1の熱交換器)10と、第1原空冷却器10に
よる冷却によって発生した凝縮水(この凝縮水には、圧
縮機2,4による圧縮によって、大気中のSOX の大半
が溶け込んでいる)を分離するミストセパレーター11
と、後述する空気処理設備Dの原空熱交換器20(第2
の熱交換器)で降温した原料空気を冷却水(32℃以
下)により34℃以下に冷却する第2原空冷却器12と
を備えている。図において、7は原空圧縮機Aのインタ
ークーラー3,アフタークーラー6および原空冷却器ユ
ニットBの第1原空冷却器10,第2原空冷却器12に
冷却水(32℃以下)を供給するパイプであり、13は
ミストセパレーター11を経た原料空気を後述する第1
吸着ユニットCの第1吸着塔15もしくは第2吸着塔1
6に供給するパイプであり、23は原空熱交換器20を
経た原料空気を第2原空冷却器12に供給するパイプで
あり、24は第2原空冷却器12を経た原料空気を後述
する第2吸着ユニットEの第1吸着塔25もしくは第2
吸着塔26に供給するパイプである。
Reference numeral B denotes an original air cooler unit, and as shown in FIG. 2, a first original air cooler (first air cooler for cooling the raw material air having passed through the aftercooler 6 to 34 ° C. or less with cooling water (32 ° C. or less). No. 1 heat exchanger) 10 and condensed water generated by cooling by the first original air cooler 10 (most of SO X in the atmosphere is dissolved in this condensed water by compression by the compressors 2 and 4) ) Separating mist separator 11
And the raw air heat exchanger 20 of the air treatment facility D (second
The second raw air cooler 12 for cooling the raw material air whose temperature has been reduced by the heat exchanger (1) to 34 ° C. or lower with the cooling water (32 ° C. or lower). In the figure, reference numeral 7 supplies cooling water (32 ° C. or less) to the intercooler 3 and aftercooler 6 of the raw air compressor A and the first raw air cooler 10 and the second raw air cooler 12 of the raw air cooler unit B. Is a pipe, and 13 is a first air which will be described later with respect to the raw material air that has passed through the mist separator 11.
The first adsorption tower 15 or the second adsorption tower 1 of the adsorption unit C
6, a pipe 23 supplies the raw material air that has passed through the raw air heat exchanger 20 to the second raw air cooler 12, and 24 denotes the raw material air that has passed through the second raw air cooler 12 described below. The first adsorption tower 25 or the second adsorption unit E of the second adsorption unit E
It is a pipe that supplies the adsorption tower 26.

【0014】Cは第1吸着ユニットであり、図3に示す
ように、TSA吸着方式による2塔交互切替式の第1吸
着塔15,第2吸着塔16と、第1再生ヒーター17と
を備えている。上記両吸着塔15,16には、水分の吸
着容量が大きい合成ゼオライトが充填されており、精製
工程では、ミストセパレーター11を経た原料空気中の
水分を露点−70℃以下まで、CO2 を0〜500pp
m程度に吸着除去する。また、ミストセパレーター11
による凝縮水分離時に一部残っていたSOX も水分とと
もに吸着されるか、もしくは合成ゼオライト等と反応し
て除去される。一方、第1再生ヒーター17では、第2
吸着ユニットEの第1吸着塔25もしくは第2吸着塔2
6を経た再生ガスを170℃程度に加熱する。図におい
て、18は第1吸着ユニットCの第1吸着塔15もしく
は第2吸着塔16を経た原料空気を原空熱交換器20に
供給するパイプであり、19は再生ガスを外部に放出す
る放出弁19a付きパイプであり、28は第2吸着ユニ
ットEの第1吸着塔25もしくは第2吸着塔26を経た
再生ガスを第1再生ヒーター17に供給するパイプであ
る。このパイプ28は、後述するバイパスパイプ30,
バイパス弁30aによりバイパスされた再生ガスを第1
吸着ユニットCの第1吸着塔15もしくは第2吸着塔1
6に供給する作用もする。
C is a first adsorption unit, and as shown in FIG. 3, it is equipped with a first adsorption tower 15 and a second adsorption tower 16 of a two-column alternating switching type by the TSA adsorption method, and a first regeneration heater 17. ing. Both of the adsorption towers 15 and 16 are filled with synthetic zeolite having a large water adsorption capacity, and in the refining step, the water content in the raw material air that has passed through the mist separator 11 is reduced to −70 ° C. or lower and CO 2 is set to 0. ~ 500pp
Adsorb and remove to about m. Also, the mist separator 11
The SO X, which remains partially when the condensed water is separated by, is adsorbed together with the water or is removed by reacting with the synthetic zeolite or the like. On the other hand, in the first regeneration heater 17, the second regeneration heater 17
The first adsorption tower 25 or the second adsorption tower 2 of the adsorption unit E
The regenerated gas after 6 is heated to about 170 ° C. In the figure, reference numeral 18 is a pipe for supplying the raw air having passed through the first adsorption tower 15 or the second adsorption tower 16 of the first adsorption unit C to the raw air heat exchanger 20, and 19 is a discharge for releasing the regeneration gas to the outside. Reference numeral 28 denotes a pipe with a valve 19a, and 28 denotes a pipe for supplying the regeneration gas, which has passed through the first adsorption tower 25 or the second adsorption tower 26 of the second adsorption unit E, to the first regeneration heater 17. This pipe 28 is a bypass pipe 30, which will be described later.
The regeneration gas bypassed by the bypass valve 30a is
The first adsorption tower 15 or the second adsorption tower 1 of the adsorption unit C
It also has the function of supplying to 6.

【0015】Dは空気処理設備であり、図4に示すよう
に、第1吸着ユニットCの第1吸着塔15もしくは第2
吸着塔16を経た原料空気(入口ガス)と後述する触媒
塔22(空気処理塔)を経た原料空気(出口ガス)とを
熱交換させて入口ガスを加温させるとともに出口ガスを
降温させる原空熱交換器20と、原空熱交換器20によ
り加温された原料空気(上記入口ガス)を触媒塔22で
の酸化反応温度まで再加温させる(この再加温は、原空
熱交換器20の温端ロスおよび外部放熱分を補うために
行う)原空ヒーター21と、原空ヒーター21により再
加温された原料空気中のCOおよびH2 を酸化反応しそ
れぞれCO2 およびH2 Oに変化させる触媒塔22(パ
ラジウム触媒を使用している)とを備えている。この触
媒塔22での一般的な酸化反応温度は、水素除去目的の
場合に160〜280℃であり、CO除去目的の場合に
90〜160℃である。この実施の形態では、導入する
原料空気中に触媒毒が殆ど無く、反応の活性の高い乾燥
状態であるため、触媒塔22での酸化反応温度を一般的
な反応温度に対して80〜200℃程度に低く設定する
ことができる。このような触媒塔22は、性能,寿命と
もに現在の装置を上回る。また、触媒の充填量について
も、現在の量を20〜50%程度減少させることができ
る。
D is an air treatment facility, and as shown in FIG. 4, the first adsorption tower 15 or the second adsorption tower 15 of the first adsorption unit C.
Raw air that heat-exchanges the raw material air (inlet gas) that has passed through the adsorption tower 16 and the raw material air (outlet gas) that has passed through the catalyst tower 22 (air processing tower) described below to heat the inlet gas and lower the temperature of the outlet gas. The heat exchanger 20 and the raw air (the inlet gas) heated by the raw air heat exchanger 20 are reheated to the oxidation reaction temperature in the catalyst column 22 (this reheating is performed by the raw air heat exchanger). 20) is performed in order to compensate for the heat end loss of 20 and the amount of external heat radiation) and the CO and H 2 in the raw material air reheated by the raw air heater 21 are oxidized to react with CO 2 and H 2 O, respectively. And a catalyst tower 22 (using a palladium catalyst). The general oxidation reaction temperature in the catalyst tower 22 is 160 to 280 ° C. for the purpose of removing hydrogen, and 90 to 160 ° C. for the purpose of removing CO. In this embodiment, since the raw material air to be introduced has almost no catalyst poison and the reaction is in a dry state with high activity, the oxidation reaction temperature in the catalyst tower 22 is 80 to 200 ° C. relative to the general reaction temperature. It can be set as low as possible. Such a catalyst tower 22 is superior in performance and life to the present apparatus. Also, regarding the filling amount of the catalyst, the present amount can be reduced by about 20 to 50%.

【0016】Eは第2吸着ユニットであり、図3に示す
ように、TSA吸着方式による2塔交互切替式の第1吸
着塔25,第2吸着塔26と、第2再生ヒーター27と
を備えている。上記両吸着塔25,26には、CO2
吸着容量が大きい合成ゼオライトが充填されており、精
製工程では、第2原空冷却器12を経た原料空気中の水
分を露点−70℃以下まで、CO2 を1ppm以下まで
吸着除去する。また、従来のTSA吸着方式により吸着
除去していたアセチレン等の炭化水素も同様に吸着除去
する。一方、第2再生ヒーター27では、排熱回収器5
を経由した再生ガスを210℃程度に加熱する。図にお
いて、29は冷却工程において再生ガスを第2吸着ユニ
ットEの第1吸着塔25もしくは第2吸着塔26に直接
供給する切換弁29a付きパイプであり、30は再生ガ
スをバイパスしてパイプ28に供給するバイパス弁30
a付きバイパスパイプであり、31は原料空気(精製ガ
ス)を第1および第2の主熱交換器40a,40b(図
6参照)に送るパイプである。
E is a second adsorption unit, and as shown in FIG. 3, it is provided with a first adsorption tower 25, a second adsorption tower 26 and a second regeneration heater 27, which are of the TSA adsorption system and which are alternately switched between two towers. ing. Both of the adsorption towers 25 and 26 are filled with synthetic zeolite having a large CO 2 adsorption capacity, and in the refining step, the water content in the raw material air that has passed through the second raw air cooler 12 is reduced to a dew point of −70 ° C. or lower. , CO 2 is adsorbed and removed to 1 ppm or less. Hydrocarbons such as acetylene, which have been adsorbed and removed by the conventional TSA adsorption method, are also adsorbed and removed. On the other hand, in the second regeneration heater 27, the exhaust heat recovery unit 5
The regenerated gas passing through is heated to about 210 ° C. In the figure, 29 is a pipe with a switching valve 29a for directly supplying the regenerated gas to the first adsorption tower 25 or the second adsorption tower 26 of the second adsorption unit E in the cooling step, and 30 is a pipe 28 bypassing the regenerated gas. Valve 30 to supply to
Reference numeral 31 is a bypass pipe with a, and 31 is a pipe for sending the raw material air (purified gas) to the first and second main heat exchangers 40a, 40b (see FIG. 6).

【0017】上記構成において、つぎのようにして、精
製および再生を行う。すなわち、精製工程では、原空圧
縮機Aの圧縮機2,4により圧縮した原料空気をアフタ
ークーラー6により40℃以下に冷却する。ついで、ア
フタークーラー6により冷却した原料空気を原空冷却器
ユニットBの第1原空冷却器10の冷却水により34℃
以下に冷却し、この冷却により発生した凝縮水をミスト
セパレーター11により原料空気から分離する。このと
き、原料空気中のSOX も、その大半が凝縮水に溶け込
んでいるため、原料空気から分離される。つぎに、ミス
トセパレーター11を経由した原料空気を第1吸着ユニ
ットCの精製工程の第1吸着塔15もしくは第2吸着塔
16(以下、精製塔という)に供給し、ここで原料空気
中の水分を露点−70℃以下まで、CO2 を0〜500
ppm程度に吸着除去する。このとき、ミストセパレー
ター11による凝縮水分離時に一部残っていたSO
X も、水分とともに吸着されるか、もしくは、合成ゼオ
ライト等と反応し、除去される。また、水分吸着により
吸着熱が発生し、5〜30℃程度原料空気が温度上昇す
る。
With the above structure, purification and regeneration are performed as follows. That is, in the refining process, the raw air compressed by the compressors 2 and 4 of the raw air compressor A is cooled to 40 ° C. or lower by the aftercooler 6. Then, the raw air cooled by the aftercooler 6 is cooled to 34 ° C. by the cooling water of the first raw air cooler 10 of the raw air cooler unit B.
It cools below, and the condensed water generated by this cooling is separated from the raw material air by the mist separator 11. At this time, most of SO X in the raw material air is also dissolved in the condensed water, so that it is separated from the raw material air. Next, the raw material air that has passed through the mist separator 11 is supplied to the first adsorption tower 15 or the second adsorption tower 16 (hereinafter referred to as the purification tower) in the refining process of the first adsorption unit C, where the water content in the raw material air is increased. To a dew point of −70 ° C. or lower, CO 2 of 0 to 500
Adsorbed and removed to about ppm. At this time, the SO partially remaining when the condensed water was separated by the mist separator 11
X is also adsorbed together with water or reacts with synthetic zeolite or the like to be removed. Also, heat of adsorption is generated by water adsorption, and the temperature of the raw material air rises by about 5 to 30 ° C.

【0018】つぎに、精製塔15(16)を経た原料空
気を空気処理設備Dの原空熱交換器20に供給し、触媒
塔22を経た原料空気と熱交換して加温したのち、原空
ヒーター21により酸化反応温度まで再加温し触媒塔2
2に供給する。この触媒塔22では、原料空気中のCO
およびH2 を酸化反応し、それぞれCO2 およびH2
に変化させる。つぎに、触媒塔22を経た原料空気を再
度原空熱交換器20に供給し、精製塔15(16)を経
た原料空気と熱交換して降温したのち、第2原空冷却器
12の冷却水により34℃以下に冷却する。そののち、
第2原空冷却器12を経た原料空気(水分:露点−70
℃以下,CO2 :0〜500ppm,温度34℃以下)
を第2吸着ユニットEの精製工程の第1吸着塔25もし
くは第2吸着塔26(以下、精製塔という)に供給し、
ここで水分:露点−70℃以下,CO2 :1ppm以下
まで精製する。このとき、アセチレン等の炭化水素も同
様に吸着除去する。なお、原料空気を第2原空冷却器1
2により冷却することなく、第2吸着ユニットEの精製
塔25(26)に供給する場合には、吸着温度が高く、
吸着剤のCO2 を吸着する吸着容量が半減する。そし
て、第2吸着ユニットEの精製塔25(26)を経た原
料空気(精製ガス)をパイプ31により第1および第2
の主熱交換器40a,40b,精留塔41に送る(図6
参照)。
Next, the raw material air that has passed through the refining tower 15 (16) is supplied to the raw air heat exchanger 20 of the air treatment facility D, and heat is exchanged with the raw material air that has passed through the catalyst tower 22 to heat the raw air. The catalyst tower 2 is reheated to the oxidation reaction temperature by the empty heater 21.
Supply to 2. In this catalyst tower 22, CO in the raw material air
And H 2 are oxidized to form CO 2 and H 2 O, respectively.
Change to. Next, the raw material air that has passed through the catalyst tower 22 is supplied again to the raw air heat exchanger 20, and heat exchange is performed with the raw material air that has passed through the purification tower 15 (16) to lower the temperature, and then the second raw air cooler 12 is cooled. Cool to below 34 ° C with water. after that,
Raw material air that has passed through the second original air cooler 12 (water content: dew point -70
(° C or lower, CO 2 : 0 to 500 ppm, temperature 34 ° C or lower)
Is supplied to the first adsorption tower 25 or the second adsorption tower 26 (hereinafter referred to as the purification tower) in the purification step of the second adsorption unit E,
Here, water: dew point-70 ° C. or lower, CO 2 : 1 ppm or lower. At this time, hydrocarbons such as acetylene are also adsorbed and removed. In addition, the raw air is supplied to the second raw air cooler 1
When supplying to the purification tower 25 (26) of the second adsorption unit E without cooling by 2, the adsorption temperature is high,
The adsorption capacity for adsorbing CO 2 of the adsorbent is halved. Then, the raw material air (purified gas) that has passed through the purification tower 25 (26) of the second adsorption unit E is passed through the pipe 31 to the first and second
To the main heat exchangers 40a, 40b and the rectification tower 41 (see FIG. 6).
reference).

【0019】一方、再生工程では、再生ガスを原空圧縮
機Aの排熱回収器5に供給し、ここで圧縮機4の圧縮熱
を回収して加熱する(30→100℃)。ついで、排熱
回収器5を経た再生ガスを第2再生ヒーター27により
210℃程度に加熱したのち、第2吸着ユニットEの再
生工程の第2吸着塔26もしくは第1吸着塔25(以
下、再生塔という)に供給し加熱する。この実施の形態
では、再生ガスを効率よく利用するために、第2吸着ユ
ニットEでの精製工程,再生工程(加熱工程+冷却工
程)を第1吸着ユニットCでの精製工程,再生工程(加
熱工程+冷却工程)より1時間早める(図5参照)。
On the other hand, in the regeneration step, the regeneration gas is supplied to the exhaust heat recovery unit 5 of the original air compressor A, where the compression heat of the compressor 4 is recovered and heated (30 → 100 ° C.). Then, the regenerated gas that has passed through the exhaust heat recovery unit 5 is heated to about 210 ° C. by the second regeneration heater 27, and then the second adsorption tower 26 or the first adsorption tower 25 (hereinafter referred to as regeneration) in the regeneration process of the second adsorption unit E is heated. It is supplied to a tower) and heated. In this embodiment, in order to efficiently use the regenerated gas, the purification process and the regeneration process (heating process + cooling process) in the second adsorption unit E are performed in the first adsorption unit C. 1 hour earlier than the process + cooling process) (see FIG. 5).

【0020】第2吸着ユニットEの再生塔26(25)
が加熱工程の初期1時間は、第1吸着ユニットCが切替
中であるため、パイプ28中の再生塔26(25)使用
済み再生ガスをパイプ19,放出弁19aにより放出す
る。すなわち、再生ガスとして、精留塔41で発生した
排ガスを使用しているため、再生ガス量を変動させるこ
とは精留塔41の圧力等の制御に外乱を与えることにな
る。これを防止するために、この実施の形態では、再生
ガスが必要でない場合に(切替時に)、同一量を外部に
放出している。
Regeneration tower 26 (25) of the second adsorption unit E
However, during the initial 1 hour of the heating step, since the first adsorption unit C is being switched, the regeneration tower 26 (25) used regeneration gas in the pipe 28 is released by the pipe 19 and the release valve 19a. That is, since the exhaust gas generated in the rectification column 41 is used as the regeneration gas, changing the amount of the regeneration gas causes disturbance in the control of the pressure in the rectification column 41. In order to prevent this, in this embodiment, when the regeneration gas is not needed (at the time of switching), the same amount is discharged to the outside.

【0021】第2吸着ユニットEの再生塔26(25)
の加熱工程の1時間経過後、第1吸着ユニットCの第2
吸着塔16もしくは第1吸着塔15は加熱工程に入る。
この加熱工程では、再生塔26(25)を加熱した再生
ガスは第1再生ヒーター17により170℃程度に再加
熱されたのち、上記加熱工程の第2吸着塔16もしくは
第1吸着塔15(以下、再生塔という)を加熱する。な
お、第2吸着ユニットEの再生塔26(25)が加熱工
程に入ったとき、この再生塔26(25)の加温のため
に再生ガスは熱量を消費し、再生塔26(25)の塔出
口では常温の状態となっているが、加熱工程の約1時間
経過後には、次第に再生塔26(25)の塔本体が加温
され、上記再生塔26(25)の塔出口での再生ガスの
温度も上昇を始める。第1吸着ユニットCの再生塔16
(15)の加熱工程は、上記再生塔26(25)の塔出
口での再生ガスが温度上昇を始めた時間にスタートす
る。
Regeneration tower 26 (25) of the second adsorption unit E
After the lapse of 1 hour of the heating step of the first adsorption unit C,
The adsorption tower 16 or the first adsorption tower 15 enters a heating process.
In this heating step, the regeneration gas that has heated the regeneration tower 26 (25) is reheated to about 170 ° C. by the first regeneration heater 17, and then the second adsorption tower 16 or the first adsorption tower 15 (hereinafter , The regeneration tower). When the regeneration tower 26 (25) of the second adsorption unit E enters the heating step, the regeneration gas consumes heat due to the heating of the regeneration tower 26 (25), and the regeneration gas of the regeneration tower 26 (25) is consumed. Although the temperature at the outlet of the tower is normal temperature, after about 1 hour of the heating step, the tower main body of the regeneration tower 26 (25) is gradually heated and the regeneration at the outlet of the regeneration tower 26 (25) is performed. The gas temperature also begins to rise. Regeneration tower 16 of first adsorption unit C
The heating step (15) starts at the time when the temperature of the regeneration gas at the tower outlet of the regeneration tower 26 (25) starts to rise.

【0022】つぎに、第2吸着ユニットEの再生塔26
(25)の加熱工程終了後、冷却工程に入る。この冷却
工程は、パイプ29,切換弁29aにより、再生ガスを
直接再生塔26(25)に導入して行う。第2吸着ユニ
ットEの再生塔26(25)が冷却工程に入ったとき、
この再生塔26(25)の冷却のために再生ガスは高温
の状態となっている。そして、この高温の状態で再生ガ
スが第1吸着ユニットCの再生塔16(15)に供給さ
れる。それ以降も第2吸着ユニットEの再生塔26(2
5)が常温になるまでは、第1吸着ユニットCの再生塔
16(15)が加熱工程であるために、第2吸着ユニッ
トEの再生塔26(25)において加熱に使用された熱
はほとんど第1吸着ユニットCの再生塔16(15)の
加熱に再利用される。このように、両吸着ユニットC,
Eの切替時間を1時間遅らせることにより、再生熱の回
収を効率的に行うことができる。また、両吸着ユニット
C,Eの切替を同時に行わないことにより、精製ガスラ
インの圧力変動を低減することができる。
Next, the regeneration tower 26 of the second adsorption unit E
After the heating step (25) is completed, the cooling step is started. This cooling step is performed by directly introducing the regeneration gas into the regeneration tower 26 (25) through the pipe 29 and the switching valve 29a. When the regeneration tower 26 (25) of the second adsorption unit E enters the cooling step,
Due to the cooling of the regeneration tower 26 (25), the regeneration gas is in a high temperature state. Then, in this high temperature state, the regeneration gas is supplied to the regeneration tower 16 (15) of the first adsorption unit C. After that, the regeneration tower 26 of the second adsorption unit E (2
Since the regeneration tower 16 (15) of the first adsorption unit C is in the heating step until 5) reaches room temperature, most of the heat used for heating in the regeneration tower 26 (25) of the second adsorption unit E is heated. It is reused for heating the regeneration tower 16 (15) of the first adsorption unit C. In this way, both suction units C,
By delaying the switching time of E by 1 hour, it is possible to efficiently recover the regeneration heat. Further, by not switching the adsorption units C and E at the same time, it is possible to reduce the pressure fluctuation of the purified gas line.

【0023】第2吸着ユニットEの再生塔26(25)
の冷却工程終了1時間前に、第1吸着ユニットCの再生
塔16(15)は冷却工程を開始する。その時点では、
再生塔26(25)使用済み再生ガスの温度はほぼ常温
となっているため、第1吸着ユニットCの再生塔16
(15)の冷却に支障はない。なお、第1再生ヒーター
17は作動停止の状態になっている。そして、第2吸着
ユニットEは冷却工程終了後に、切替工程に入る。その
とき、第1吸着ユニットCの再生塔16(15)は冷却
工程を続けているために、バイパスパイプ30,バイパ
ス弁30a,パイプ28により再生ガスを直接第1吸着
ユニットCの再生塔16(15)に送る。以上のような
プロセスにより、非常に効率良く、前処理装置を運転す
ることができる。また、切替工程には、昇圧・並列・脱
圧工程があり、精製は連続的に行われる。
Regeneration tower 26 (25) of the second adsorption unit E
One hour before the end of the cooling step, the regeneration tower 16 (15) of the first adsorption unit C starts the cooling step. At that time,
Regeneration tower 26 (25) Since the temperature of the used regeneration gas is almost room temperature, the regeneration tower 16 of the first adsorption unit C is
There is no hindrance to the cooling of (15). The first regeneration heater 17 is in a deactivated state. Then, the second adsorption unit E enters the switching process after the cooling process is completed. At that time, since the regeneration tower 16 (15) of the first adsorption unit C continues the cooling process, the regeneration gas is directly supplied to the regeneration tower 16 (of the first adsorption unit C by the bypass pipe 30, the bypass valve 30a, and the pipe 28. Send to 15). With the above process, the pretreatment device can be operated very efficiently. In addition, the switching process includes a pressurizing / parallel / depressurizing process, and the purification is continuously performed.

【0024】上記の前処理装置により精製された原料空
気(精製ガス)は、図6に示すように、第1および第2
の主熱交換器40a,40bに送られる。図6におい
て、40aは第1の主熱交換器であり、上記の前処理装
置により精製された原料空気がパイプ31により送り込
まれる。40bは第2の主熱交換器であり、第1の主熱
交換器40aを経た原料空気が送り込まれる。41は、
塔頂に、凝縮器42a内蔵の分縮器42を備えた精留塔
であり、第1および第2の主熱交換器40a,40bに
より超低温に冷却されパイプ43を経て送り込まれる原
料空気をさらに冷却し、その一部を液化し液体空気44
として底部に溜め、窒素のみを気体状態で上部天井部に
溜めるようになっている。
As shown in FIG. 6, the raw material air (purified gas) purified by the above-mentioned pretreatment device is the first and second air.
To the main heat exchangers 40a and 40b. In FIG. 6, reference numeral 40a is a first main heat exchanger, and the raw material air purified by the above-mentioned pretreatment device is fed into the pipe 31. 40b is a 2nd main heat exchanger, and the raw material air which passed the 1st main heat exchanger 40a is sent in. 41 is
It is a rectification column equipped with a condenser 42a with a built-in condenser 42a at the top of the column, and further feeds raw air cooled to ultra-low temperature by the first and second main heat exchangers 40a, 40b and fed through a pipe 43. Cool and liquefy a part of the liquid air 44
As a result, only nitrogen is stored in the upper ceiling part in a gas state.

【0025】45は液体窒素貯槽であり、内部の液体窒
素(高純度品)を、導入路パイプ46を経由させて精留
塔41の上部側に送入し、精留塔41内に供給される原
料空気の寒冷源にする。ここで精留塔41についてより
詳しく説明すると、上記精留塔41は天井板41aの上
側に分縮器42を備えており、上記分縮器42内の凝縮
器42aには、精留塔41の上部に溜る窒素ガスの一部
が第1の還流液パイプ47を介して送入される。この分
縮器42内は、精留塔41内よりも減圧状態になってお
り、精留塔41の底部の貯留液体空気(N2 50〜70
%,O2 30〜50%)44が膨脹弁49a付きパイプ
49を経て送り込まれ、気化して内部温度を液体窒素の
沸点以下の温度に冷却するようになっている。この冷却
により、凝縮器42a内に送入された窒素ガスが液化す
る。
Reference numeral 45 is a liquid nitrogen storage tank, and the liquid nitrogen (high-purity product) therein is sent to the upper side of the rectification column 41 via an introduction path pipe 46 and supplied into the rectification column 41. Use the source air as a cold source. The rectification column 41 will be described in more detail. The rectification column 41 is provided with a partial condenser 42 on the upper side of the ceiling plate 41a, and the condenser 42a in the partial condenser 42 includes a rectification column 41. A part of the nitrogen gas accumulated in the upper part of the is supplied through the first reflux liquid pipe 47. The inside of the dephlegmator 42 is in a reduced pressure state as compared with the inside of the rectification tower 41, and the stored liquid air (N 2 50 to 70) at the bottom of the rectification tower 41.
%, O 2 30 to 50%) 44 is fed through a pipe 49 with an expansion valve 49a, vaporized and cooled to an internal temperature below the boiling point of liquid nitrogen. Due to this cooling, the nitrogen gas fed into the condenser 42a is liquefied.

【0026】51は液面計であり、分縮器42内の液体
空気44の液面が一定レベルを保つようその液面に応じ
てバルブ46aを制御し液体窒素貯槽45からの液体窒
素の供給量を制御する。精留塔41の上部側の部分に
は、上記分縮器42内の凝縮器42aで生成した液体窒
素が第2の還流液パイプ48を通って流下供給されると
ともに、液体窒素貯槽45から液体窒素が導入路パイプ
46を経て供給され、これらが精留塔41内を下方に流
下し、精留塔41の底部から上昇する原料空気と向流的
に接触し冷却してその一部を液化するようになってい
る。この過程で原料空気中の高沸点成分は液化されて精
留塔41の底部に溜り、低沸点成分の窒素ガスが精留塔
41の上部に溜る。
A liquid level gauge 51 controls the valve 46a according to the liquid level of the liquid air 44 in the dephlegmator 42 so as to maintain a constant level, and supplies the liquid nitrogen from the liquid nitrogen storage tank 45. Control the amount. The liquid nitrogen produced in the condenser 42a in the dephlegmator 42 is supplied to the upper part of the rectification column 41 through the second reflux liquid pipe 48 while being supplied from the liquid nitrogen storage tank 45. Nitrogen is supplied through the inlet pipe 46, and these flow downward in the rectification column 41, come into countercurrent contact with the raw material air rising from the bottom of the rectification column 41, and cool it to liquefy a part thereof. It is supposed to do. In this process, the high boiling point component in the raw material air is liquefied and accumulated at the bottom of the rectification column 41, and the nitrogen gas of the low boiling point component accumulates at the upper part of the rectification column 41.

【0027】52は精留塔41の上部天井部に溜った窒
素ガスを製品窒素ガスとして取り出す取出パイプで、超
低温の窒素ガスを第2および第1の主熱交換器40b,
40a内に案内し、そこに送り込まれる原料空気と熱交
換させて常温にしメインパイプ53に送り込む作用をす
る。この場合、精留塔41内における最上部には、窒素
ガスとともに、沸点の低いHe(−269℃),H
2 (−253℃)が溜りやすいため、取出パイプ52
は、精留塔41の最上部よりかなり下側に開口してお
り、He,H2 の混在しない純窒素ガスのみを製品窒素
ガスとして取り出すようになっている。54は分縮器4
2内の気化液体空気を第2および第1の主熱交換器40
b,40aに送り込んだのちにパイプ8に供給する放出
パイプであり、54aはその保圧弁である。
Reference numeral 52 is an extraction pipe for taking out the nitrogen gas accumulated in the upper ceiling portion of the rectification tower 41 as product nitrogen gas. The ultra low temperature nitrogen gas is supplied to the second and first main heat exchangers 40b, 40b.
It guides the inside of 40a, heat-exchanges with the raw material air sent there, and makes it normal temperature, and acts to send it into the main pipe 53. In this case, at the uppermost part in the rectification column 41, together with nitrogen gas, He (−269 ° C.) and H having a low boiling point are used.
2 (-253 ° C) easily collects, so the extraction pipe 52
Is opened considerably below the uppermost part of the rectification column 41, and only pure nitrogen gas in which He and H 2 are not mixed is taken out as product nitrogen gas. 54 is a demultiplexer 4
The vaporized liquid air in the second main heat exchanger 40
b, 40a is a discharge pipe which is supplied to the pipe 8 after being sent to b, 40a, and 54a is its pressure-holding valve.

【0028】55はバックアツプ系ラインであり、空気
圧縮系ラインが故障したときに液体窒素貯槽45内の液
体窒素を蒸発器56により蒸発させてメインパイプ53
に送り込み、窒素ガスの供給がとだえることのないよう
にする。57は不純物分析計であり、メインパイプ53
に送り出される製品窒素ガスの純度を分析し、純度の低
いときは、弁58,59を作動させて製品窒素ガスを矢
印Fのように外部に逃気する作用をする。60は真空保
冷函(一点鎖線で示す)であり、その内部に精留塔41
および第1,第2の主熱交換器40a,40bを収容す
ることにより、精留効率の向上を図っている。
Reference numeral 55 is a back-up system line, and when the air compression system line fails, the liquid nitrogen in the liquid nitrogen storage tank 45 is evaporated by the evaporator 56 and the main pipe 53 is used.
To prevent the nitrogen gas supply from stalling. 57 is an impurity analyzer, which is the main pipe 53
The purity of the product nitrogen gas sent out to is analyzed. When the purity is low, the valves 58 and 59 are operated to let the product nitrogen gas escape to the outside as shown by arrow F. Reference numeral 60 denotes a vacuum cold storage box (shown by a one-dot chain line), in which the rectification column 41 is provided.
By accommodating the first and second main heat exchangers 40a and 40b, the rectification efficiency is improved.

【0029】上記構成において、つぎのようにして製品
窒素ガスの製造を行う。すなわち、上記の前処理装置に
より精製された原料空気を、精留塔41からパイプ52
を経て送り込まれる製品窒素ガス等によって冷やされて
いる第1,第2の主熱交換器40a,40bに送り込ん
で超低温に冷却し、その状態で精留塔41の下部内に投
入する。ついで、この投入原料空気を、液体窒素貯槽4
5から導入路パイプ46を経由して精留塔41内に送り
込まれた液体窒素および第2の還流液パイプ48から流
下する液体窒素と接触させて冷却し、一部を液化して精
留塔41の底部に液体空気44として溜める。この過程
において、窒素と酸素の沸点の差(酸素の沸点−183
℃,窒素の沸点−196℃)により、原料空気中の高沸
点成分である酸素が液化し、窒素が気体のまま残る。つ
いで、この気体のまま残った窒素を取出パイプ52から
取り出して第2および第1の主熱交換器40b,40a
に送り込み、常温近くまで昇温させメインパイプ53か
ら製品窒素ガスとして送り出す。この場合、精留塔41
内は、圧縮機2,4の圧縮力および液体窒素の蒸気圧に
より高圧になっているため、取出パイプ52から取り出
される製品窒素ガスの圧力も高い。他方、精留塔41の
下部に溜った液体空気44については、これを分縮器4
2内に送り込み凝縮器42aを冷却させる。この冷却に
より、精留塔41の上部から凝縮器42aに送入された
窒素ガスが液化して精留塔41用の還流液となり、第2
の還流液パイプ48を経て精留塔41に戻る。そして、
凝縮器42aを冷却し終えた液体空気44は気化し、放
出パイプ54により第2および第1の主熱交換器40
b,40aに送られ両主熱交換器40b,40aを冷や
したのちパイプ8に供給される。なお、液体窒素貯槽4
5から導入路パイプ46を経由して精留塔41内に送り
込まれた液体窒素は、原料空気液化用の寒冷源として作
用し、それ自身は気化して取出パイプ52から製品窒素
ガスの一部として取り出される。
With the above structure, the product nitrogen gas is manufactured as follows. That is, the raw material air purified by the above pretreatment device is supplied from the rectification tower 41 to the pipe 52.
The product is sent to the first and second main heat exchangers 40a and 40b which are cooled by the product nitrogen gas or the like to be cooled to an ultralow temperature, and in that state, it is charged into the lower part of the rectification column 41. Then, this feed raw material air is supplied to the liquid nitrogen storage tank 4
5, the liquid nitrogen sent into the rectification column 41 via the introduction path pipe 46 and the liquid nitrogen flowing down from the second reflux liquid pipe 48 are brought into contact with each other to be cooled, and a part thereof is liquefied to rectify the column. It is stored as liquid air 44 at the bottom of 41. In this process, the difference between the boiling points of nitrogen and oxygen (oxygen boiling point-183
C., boiling point of nitrogen −196 ° C.), oxygen, which is a high-boiling point component in the raw material air, is liquefied and nitrogen remains as a gas. Then, the nitrogen remaining as the gas is taken out from the take-out pipe 52, and the second and first main heat exchangers 40b, 40a are taken out.
Then, the temperature is raised to near room temperature and the product nitrogen gas is sent out from the main pipe 53. In this case, the rectification tower 41
Since the inside has a high pressure due to the compressive force of the compressors 2 and 4 and the vapor pressure of liquid nitrogen, the pressure of the product nitrogen gas taken out from the take-out pipe 52 is also high. On the other hand, for the liquid air 44 accumulated in the lower part of the rectification column 41, the liquid air 44 is
2 to cool the condenser 42a. By this cooling, the nitrogen gas fed into the condenser 42a from the upper part of the rectification column 41 is liquefied and becomes the reflux liquid for the rectification column 41, and the second
It returns to the rectification column 41 through the reflux liquid pipe 48 of FIG. And
The liquid air 44 that has finished cooling the condenser 42a is vaporized and is discharged by the discharge pipe 54 to the second and first main heat exchangers 40.
b, 40a, the main heat exchangers 40b, 40a are cooled, and then supplied to the pipe 8. Liquid nitrogen storage tank 4
5, the liquid nitrogen sent into the rectification column 41 via the introduction path pipe 46 acts as a cold source for liquefying the raw material air, and is itself vaporized and a part of the product nitrogen gas is taken out from the extraction pipe 52. Is taken out as.

【0030】このように、上記実施の形態では、触媒塔
22に原料空気を導入する前に、触媒塔22の触媒に対
し、触媒毒となる水分・SOX をほとんど除去すること
ができる。このため、触媒塔22に充填する触媒量を低
減することができる。また、触媒塔22での反応状態が
ドライの状態であるため、触媒が粉化しにくい。また、
触媒塔22での高反応率を長時間維持することができ、
精製ガスの高純度化が図れる。また、触媒塔22での外
部放熱量を低減することができ、エネルギーを節約する
ことができる。しかも、原空熱交換器20の熱交換量が
減り、設備が小さくなり、設備コストが下がる。さら
に、上記実施の形態では、原料空気の冷却手段として、
冷凍機を用いる必要がない。さらに、第1吸着ユニット
Cを水分精製用(粗精製)とし、第2吸着ユニットEを
水分精製用(精密精製)とCO2 精製用としているた
め、第1吸着ユニットCの両吸着塔15,16およびは
第2吸着ユニットEの両吸着塔25,26の吸着剤の充
填量を低減することができる。しかも、第1および第2
の吸着ユニットC,Eに分離したことにより、第2吸着
ユニットEで再生に使用した再生ガスを第1吸着ユニッ
トCの再生に使用することができる。さらに、両吸着ユ
ニットC,Eの工程を1時間ずらすことにより、第2吸
着ユニットEの再生に利用した熱を第1吸着ユニットC
の再生にほとんど回収することができ、省エネルギーを
実現することができる。
As described above, in the above-described embodiment, most of the water and SO x which are catalyst poisons to the catalyst in the catalyst tower 22 can be removed before the raw material air is introduced into the catalyst tower 22. Therefore, the amount of catalyst filled in the catalyst tower 22 can be reduced. Further, since the reaction state in the catalyst tower 22 is a dry state, the catalyst is hard to be pulverized. Also,
It is possible to maintain a high reaction rate in the catalyst tower 22 for a long time,
The purified gas can be highly purified. Moreover, the amount of external heat radiation in the catalyst tower 22 can be reduced, and energy can be saved. Moreover, the heat exchange amount of the raw air heat exchanger 20 is reduced, the equipment becomes small, and the equipment cost is reduced. Further, in the above embodiment, as a means for cooling the raw material air,
There is no need to use a refrigerator. Further, since the first adsorption unit C is used for water purification (rough purification) and the second adsorption unit E is used for water purification (precision purification) and CO 2 purification, both adsorption towers 15 of the first adsorption unit C, It is possible to reduce the filling amount of the adsorbent in both adsorption towers 25 and 26 of the second adsorption unit E. Moreover, the first and second
By separating into the adsorption units C and E, the regeneration gas used for regeneration in the second adsorption unit E can be used in regeneration of the first adsorption unit C. Furthermore, the heat used for the regeneration of the second adsorption unit E is transferred to the first adsorption unit C by shifting the steps of both adsorption units C and E by 1 hour.
Almost all can be recovered for recycling, and energy saving can be realized.

【0031】また、上記実施の形態では、精留塔41の
上部に凝縮器42a内蔵型の分縮器42を設け、凝縮器
42a内へ精留塔41内の窒素ガスの一部を常時案内し
て液化するため、凝縮器42a内へ液化窒素が所定量溜
まったのちはそれ以降生成する液化窒素が還流液として
常時精留塔41内に戻るようになる。したがって、凝縮
器42aからの還流液の流下供給の断続に起因する製品
純度のばらつきを生じず、常時安定した純度の製品窒素
ガスを供給することができる。しかも、この実施の形態
では、製品窒素ガスの需要量に変動が生じても、液面計
51がバルブ46aの開度等を制御し、精留塔41に対
する液体窒素の供給量を制御することにより分縮器42
内の液体空気44の液面を一定に制御するため、需要量
の変動に迅速に対応できる。
Further, in the above embodiment, the condenser 42a built-in type partial condenser 42 is provided in the upper portion of the rectification column 41, and a part of the nitrogen gas in the rectification column 41 is constantly guided into the condenser 42a. Since the liquefied nitrogen is accumulated in the condenser 42a in a predetermined amount, the liquefied nitrogen produced thereafter returns to the rectification column 41 as a reflux liquid at all times. Therefore, variation in product purity due to intermittent supply of reflux liquid from the condenser 42a does not occur, and product nitrogen gas with stable purity can be always supplied. Moreover, in this embodiment, even if the demand amount of the product nitrogen gas fluctuates, the liquid level gauge 51 controls the opening degree of the valve 46a and the like to control the supply amount of liquid nitrogen to the rectification column 41. By the decompressor 42
Since the liquid level of the liquid air 44 inside is controlled to be constant, it is possible to quickly respond to fluctuations in demand.

【0032】図7は本発明の空気分離装置の他の実施の
形態を示している。この実施の形態では、精留塔41内
に第2の凝縮器61を設けている。すなわち、上記精留
塔41内に第2の凝縮器61を設け、ここに、導入路パ
イプ46から液体窒素貯槽45の液体窒素を寒冷源とし
て供給し、精留塔41内を上昇する原料空気を冷却し酸
素等の高沸点分を液化して精留塔41の底部に溜め、沸
点の低い窒素ガスを精留塔41の上部に溜めるようにし
ている。そして、第2の凝縮器61内において寒冷とし
ての作用を終えて気化した気化液体窒素を放出路パイプ
62に入れ、第2および第1の主熱交換器40b,40
aを経由させて熱交換させたのち系外に放出するように
している。それ以外の部分は上記実施の形態と同様であ
り、同様の部分には同じ符号を付している。この実施の
形態でも、上記実施の形態と同様の作用・効果を奏す
る。
FIG. 7 shows another embodiment of the air separation device of the present invention. In this embodiment, a second condenser 61 is provided inside the rectification column 41. That is, the second condenser 61 is provided in the rectification column 41, and the liquid nitrogen in the liquid nitrogen storage tank 45 is supplied as a cold source from the introduction path pipe 46 to the raw condenser air which rises in the rectification column 41. Is cooled to liquefy high-boiling-point components such as oxygen and store them at the bottom of the rectification column 41, and nitrogen gas having a low boiling point is stored at the top of the rectification column 41. Then, in the second condenser 61, the vaporized liquid nitrogen that has finished the action as cold and is vaporized is put into the discharge passage pipe 62, and the second and first main heat exchangers 40b, 40 are provided.
The heat is exchanged via a and then discharged to the outside of the system. The other parts are the same as those in the above embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals. Also in this embodiment, the same actions and effects as those of the above-mentioned embodiment are exhibited.

【0033】なお、上記両実施の形態では、再生工程に
おいて、再生ガスとして、精留塔41で発生した排ガス
を用いているが、第2吸着ユニットEの両吸着塔25,
26の塔出口の精製ガスを用いてもよい。また、上記両
実施の形態では、再生ガスを排熱回収器5に導入してい
るが、この排熱回収工程は省エネルギーのための工程で
あり、必要不可欠なものではない。また、上記両実施の
形態では、切替時間を1時間に設定しているが、1時間
に限定するものではない。
In both of the above embodiments, the exhaust gas generated in the rectification column 41 is used as the regeneration gas in the regeneration step, but both adsorption columns 25 of the second adsorption unit E,
The purified gas at the tower outlet of 26 may be used. Further, in both of the above-described embodiments, the regeneration gas is introduced into the exhaust heat recovery device 5, but this exhaust heat recovery process is a process for energy saving and is not essential. Further, in both of the above embodiments, the switching time is set to 1 hour, but it is not limited to 1 hour.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように、本発明の空気分離装置に
よれば、凝縮水分離器により凝縮水を分離するときに、
原料空気中の水分、および凝縮水に溶け込んだ原料空気
中の大半のSOX を除去することができ、また、第1の
吸着塔によりさらに水分およびSOX を除去することが
できる。したがって、触媒塔に原料空気を導入する前
に、原料空気中の水分・SOX をほとんど除去すること
ができる。その結果、反応環境がドライになり、つぎの
効果が得られる。すなわち、触媒の反応率が高くなり、
このため、ガスの精製度が良くなり、高純度のガスが得
られる。しかも、触媒毒の水分がないため、ガスの精製
度が良くなり、高純度のガスが得られるとともに、触媒
が長寿命になる。しかも、触媒が水分により膨脹しない
ため、触媒が粉化しにくくなり、長寿命になる。また、
反応環境に触媒毒であるSOX がなく、つぎの効果が得
られる。すなわち、触媒の反応率が高くなり、このた
め、ガスの精製度が良くなり、高純度のガスが得られる
とともに、触媒が長寿命になる。また、上記の効果か
ら、従来の仕様を満足させる装置を設計した場合に、触
媒の反応温度を低下させることができ、つぎの効果が得
られる。すなわち、触媒本体(貴金属等)が酸化しにく
くなるため、触媒の寿命が長くなる。しかも、触媒本体
の加熱温度が低くなるため、触媒が粉化しにくくなり、
長寿命になる。しかも、第2の熱交換器の熱交換量が少
なくなるため、第2の熱交換器を小さくすることがで
き、低コストになる。しかも、触媒の充填量を少なくす
ることができるため、触媒量を減らすことができ、低コ
ストになる。しかも、触媒量を減らすことができるた
め、触媒塔が小さくなり、低コストになる。さらに、第
2の熱交換器の熱交換量が少ないこと、触媒の充填量が
少ないこと、および、触媒量が減少することから、放熱
が少なくなり、ヒーターを小さくすることができて低コ
ストになるうえ、消費電力が減って省エネになる。この
ように、本発明によれば、高純度化,低コスト化,省エ
ネ化を実現することができる。
As described above, according to the air separation device of the present invention, when the condensed water is separated by the condensed water separator,
Moisture in the raw material air and most of SO X in the raw material air dissolved in the condensed water can be removed, and the first adsorption tower can further remove the water and SO X. Therefore, before introducing the raw material air into the catalyst tower, most of the water and SO x in the raw material air can be removed. As a result, the reaction environment becomes dry, and the following effects are obtained. That is, the reaction rate of the catalyst becomes high,
Therefore, the degree of purification of the gas is improved, and a high-purity gas can be obtained. Moreover, since there is no water that is a catalyst poison, the degree of purification of the gas is improved, high-purity gas is obtained, and the catalyst has a long life. Moreover, since the catalyst does not expand due to water, it becomes difficult for the catalyst to be pulverized and the life becomes long. Also,
Since the reaction environment does not contain SO X which is a catalyst poison, the following effects can be obtained. That is, the reaction rate of the catalyst becomes high, so that the degree of purification of gas is improved, high-purity gas is obtained, and the catalyst has a long life. Further, from the above effects, the reaction temperature of the catalyst can be lowered when the device that meets the conventional specifications is designed, and the following effects can be obtained. That is, the catalyst body (noble metal or the like) is less likely to be oxidized, so that the life of the catalyst is extended. Moreover, since the heating temperature of the catalyst body becomes low, it becomes difficult for the catalyst to powder,
It has a long life. Moreover, since the amount of heat exchange of the second heat exchanger is small, the size of the second heat exchanger can be made small and the cost can be reduced. Moreover, since the filling amount of the catalyst can be reduced, the amount of the catalyst can be reduced and the cost can be reduced. Moreover, since the amount of catalyst can be reduced, the size of the catalyst column becomes smaller and the cost becomes lower. Further, since the heat exchange amount of the second heat exchanger is small, the catalyst filling amount is small, and the catalyst amount is reduced, the heat radiation is reduced, and the heater can be made smaller and the cost can be reduced. In addition, it consumes less power and saves energy. As described above, according to the present invention, high purity, low cost, and energy saving can be realized.

【0035】また、本発明では、反応温度が250℃以
上である場合に、CH4 が酸化反応し、CH4 の除去が
可能となる。従来の方式では、250℃以上であって
も、CH4 が酸化反応せず、最低でも350℃程度は必
要であった。これは、反応環境に水が存在したため、反
応率が低下していたことが原因であった。また、従来の
TSA方式の吸着塔では、CH4 を吸着除去することが
できないため、後段のコールドボックスにて処理してい
た。本発明でも、後段の処理設備を外すことはできない
が、安全性は数段向上する。
Further, in the present invention, when the reaction temperature is 250 ° C. or higher, CH 4 undergoes an oxidation reaction, and CH 4 can be removed. In the conventional method, CH 4 does not undergo an oxidation reaction even at 250 ° C. or higher, and at least about 350 ° C. is required. This was because water was present in the reaction environment and the reaction rate was reduced. Further, in the conventional TSA type adsorption tower, CH 4 cannot be adsorbed and removed, so that it is treated in the cold box in the latter stage. Even in the present invention, it is not possible to remove the processing equipment in the subsequent stage, but the safety is improved by several steps.

【0036】また、本発明において、触媒塔に用いる触
媒がパラジウムである場合には、原料空気中の一酸化炭
素および水素を効果的に酸化させることができる。
Further, in the present invention, when the catalyst used in the catalyst tower is palladium, carbon monoxide and hydrogen in the raw material air can be effectively oxidized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の空気分離装置の前処理装置のフローシ
ートを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a flow sheet of a pretreatment device for an air separation device of the present invention.

【図2】上記フローシートの要部を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a main part of the flow sheet.

【図3】上記フローシートの要部を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a main part of the flow sheet.

【図4】上記フローシートの要部を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a main part of the flow sheet.

【図5】精製工程および再生工程の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a purification process and a regeneration process.

【図6】上記前処理装置により精製された原料空気のフ
ローシートを示す図である。
FIG. 6 is a view showing a flow sheet of raw material air purified by the pretreatment device.

【図7】本発明の空気分離装置の他の実施の形態を示す
構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing another embodiment of the air separation device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2,4 圧縮機 10 第1原空冷却器 11 ミストセパレーター 12 第2原空冷却器 15 第1吸着塔 16 第2吸着塔 20 原空熱交換器 21 原空ヒーター 22 触媒塔 25 第1吸着塔 26 第2吸着塔 C 第1吸着ユニット E 第2吸着ユニット 2,4 compressor 10 1st original air cooler 11 Mist separator 12 Second original air cooler 15 First adsorption tower 16 Second adsorption tower 20 original air heat exchanger 21 Air heater 22 catalyst tower 25 First adsorption tower 26 Second adsorption tower C 1st adsorption unit E 2nd adsorption unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 裏久保 嘉昭 大阪府堺市築港新町2丁6番地40 大同 ほくさん株式会社 堺工場内 (56)参考文献 特開 平3−194381(JP,A) 特開 平9−33166(JP,A) 特開 平5−172458(JP,A) 特開 平5−177115(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25J 1/00 - 5/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshiaki Urakubo 2-6-6 Tsukikoshinmachi, Sakai City, Osaka 40 Daido Hokusan Co., Ltd. in Sakai Plant (56) Reference JP-A-3-194381 (JP, A) JP Hei 9-33166 (JP, A) JP 5-172458 (JP, A) JP 5-177115 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F25J 1 / 00-5/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 外部より取り入れた原料空気を圧縮する
圧縮機と、この圧縮機による圧縮熱によって昇温した原
料空気を水と熱交換させて冷却する第1の熱交換器と、
この第1の熱交換器による冷却によって発生した凝縮水
を分離する凝縮水分離器と、この凝縮水分離器を経た原
料空気中の水分をさらに吸着して除湿するとともに酸化
イオウを代表とする触媒毒を吸着する第1の吸着塔と、
原料空気中の一酸化炭素および水素を酸化する触媒塔
と、上記第1の吸着塔を経た原料空気と触媒塔を経た原
料空気とを熱交換させて上記第1の吸着塔を経た原料空
気を昇温させるとともに上記触媒塔を経た原料空気を降
温させる第2の熱交換器と、この第2の熱交換器を経た
原料空気を加熱するヒーターと、このヒーターにより加
熱された原料空気を上記触媒塔に導入して原料空気中の
一酸化炭素および水素を酸化させる導入路と、上記触媒
塔から取り出されたのち第2の熱交換器を経由した原料
空気を冷却水により冷却する第3の熱交換器と、この第
3の熱交換器により冷却された原料空気中の炭酸ガスと
水とを吸着して除去する第2の吸着塔と、この第2の吸
着塔を経た原料空気を超低温に冷却する主熱交換手段
と、この主熱交換手段により超低温に冷却された原料空
気の一部を液化して底部に溜め窒素のみを気体として上
部側から取り出す精留塔と、この精留塔から気体として
取り出される窒素を上記主熱交換手段を経由させその内
部を通る原料空気と熱交換させることにより温度上昇さ
せ取り出す窒素ガス取出路とを備えたことを特徴とする
空気分離装置。
1. A compressor for compressing raw material air taken from the outside, and a first heat exchanger for cooling the raw material air that has been heated by the heat of compression by the compressor by exchanging heat with water.
A condensed water separator that separates condensed water generated by cooling by the first heat exchanger, and a catalyst typified by sulfur oxide while further adsorbing moisture in the raw material air that has passed through the condensed water separator to dehumidify A first adsorption tower for adsorbing poison,
The catalyst tower that oxidizes carbon monoxide and hydrogen in the raw material air and the raw material air that has passed through the first adsorption tower and the raw material air that has passed through the catalyst tower are heat-exchanged to obtain the raw material air that has passed through the first adsorption tower. A second heat exchanger that raises the temperature and lowers the temperature of the raw material air that has passed through the catalyst tower, a heater that heats the raw material air that has passed through the second heat exchanger, and the raw material air that has been heated by the heater An introduction path for introducing carbon monoxide and hydrogen in the raw material air to oxidize the raw material air, and a third heat for cooling the raw material air, which has been taken out from the catalyst tower and passed through the second heat exchanger, with cooling water. An exchanger, a second adsorption tower that adsorbs and removes carbon dioxide gas and water in the raw material air cooled by the third heat exchanger, and the raw material air that has passed through the second adsorption tower is brought to an ultralow temperature. Main heat exchange means for cooling and this main heat exchange means A rectification column that liquefies a part of the raw air cooled to a much lower temperature and collects it at the bottom and takes out only nitrogen as a gas from the upper side, and nitrogen taken out as a gas from this rectification column via the main heat exchange means An air separation device comprising: a nitrogen gas take-out path for raising the temperature by taking out heat from the raw material air passing through the inside of the apparatus and raising the temperature.
【請求項2】 触媒塔に用いる触媒がパラジウム等の貴
金属触媒および銅系触媒である請求項1記載の空気分離
装置。
2. The air separation device according to claim 1, wherein the catalyst used in the catalyst tower is a noble metal catalyst such as palladium and a copper catalyst.
JP20685199A 1999-07-21 1999-07-21 Air separation device Expired - Fee Related JP3532466B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20685199A JP3532466B2 (en) 1999-07-21 1999-07-21 Air separation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20685199A JP3532466B2 (en) 1999-07-21 1999-07-21 Air separation device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001033156A JP2001033156A (en) 2001-02-09
JP3532466B2 true JP3532466B2 (en) 2004-05-31

Family

ID=16530110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20685199A Expired - Fee Related JP3532466B2 (en) 1999-07-21 1999-07-21 Air separation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3532466B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6800622B2 (en) * 2016-06-16 2020-12-16 エア・ウォーター株式会社 Purified gas production method and refined gas production equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001033156A (en) 2001-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1994024501A1 (en) Method of and apparatus for manufacturing various kinds of gases to be supplied to semiconductor manufacturing factories
US5783162A (en) Argon purification process
JPH11316082A (en) Method and device for producing clean and dry air
JP2000088455A (en) Method and apparatus for recovering and refining argon
JPH0789012B2 (en) Carbon monoxide separation and purification equipment
JP2585955B2 (en) Air separation equipment
JP3532465B2 (en) Air separation device
JPH04359785A (en) Device for collecting liquid carbon dioxide
JP3532466B2 (en) Air separation device
JP2782356B2 (en) Argon recovery method
JPH11228116A (en) Recovering and purifying method of argon and device therefor
JPH08291967A (en) Method and apparatus for separating the air
JP3544860B2 (en) Pretreatment device in air separation unit
US5787730A (en) Thermal swing helium purifier and process
JP3841792B2 (en) Pretreatment method in air separation apparatus and apparatus used therefor
JP2574270B2 (en) Carbon monoxide separation and purification equipment
JP3515901B2 (en) Pretreatment device in air separation unit
JP4024347B2 (en) Argon recovery method and apparatus
JP2997939B2 (en) Recovery and utilization of evaporative gas in low-temperature storage tank
JPH0816583B2 (en) Carbon monoxide separation and purification equipment
JP3466437B2 (en) Air separation equipment
JPH0529834B2 (en)
JPH07111301B2 (en) Air separation device
JPH0744943Y2 (en) Air separation device
JPH02287085A (en) Method of and apparatus for purifying argon for air separation device

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040303

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3532466

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080312

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090312

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090312

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100312

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100312

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110312

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110312

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120312

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120312

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130312

Year of fee payment: 9

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130312

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140312

Year of fee payment: 10

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees