JPH01174879A

JPH01174879A - 空気分離装置

Info

Publication number: JPH01174879A
Application number: JP33569187A
Authority: JP
Inventors: Harumitsu Takagi; 高木　春光; Takashi Nagamura; 長村　孝; Takao Yamamoto; 隆夫山本
Original assignee: Teisan KK
Current assignee: Teisan KK
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-07-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、液化空気から酸素及び窒素の一方又は両方を
製造する分離装置に対する原料供給路に、空気圧縮機、
圧縮空気冷却器、吸着装置を前者ほど上流側になるよう
に配置し、前記吸着装置において複数の吸着ｉを並列に
設け、それら吸着塔の夫々に、原料空気中の水分と炭酸
ガスを除去するための吸着剤を内蔵させ、前記分離装置
からの廃ガス路に、前記吸着塔を並列接続すると共に、
廃ガス加熱手役を前記吸着塔より上流側になるように配
置し、前記吸着塔の一部を使用状態にかつ残部を廃ガス
による再生状態にすると共に前記吸着塔を順次再生状態
にするための流路切換手段を設けた空気分離装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、第２図に示すように、ゼオライト系吸着剤のよう
に水分と炭酸ガスの両方を除去する吸着剤（１１）を一
種類だけ吸着塔（５ａ）、　（５ｂ）の夫々に充填し、
また、分離装置（１）から吸着塔（５ａ）。

（５ｂ）への再生用廃ガス路（７）に、廃ガス加熱手段
としての電気式ヒータ（１２）を設けていた。

つまり、原料空気を空気圧縮機（３）で加圧し、圧縮空
気冷却器（４）で冷却し、一方の吸着塔（５ａ）又は（
５ｂ）に送って、吸着剤（１１）により原料空気中の水
分と炭酸ガスを除去し、不純物を除去した高圧の原料空
気を吸着塔（５ａ）又は（５ｂ）から分離装置（１）に
供給するように構成していた。また、他方の吸着塔（５
ｂ）又は（５ａ）に、分離装置（１）からの廃ガスを電
気式ヒータ（１２）で２００℃以上に加熱して供給し、
水分と炭酸ガスを吸着した吸着剤（１１）を高温廃ガス
で脱着再生するように構成していた。そして、流路切換
手段としてのバルブ群（ｖｌ）ないしくＶａ）の操作に
よって、両吸着塔（５ａ）、　（５ｂ）を交互に使用状
態と再生状態とに切換えるように構成していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、吸着剤（１１）の再生に必要な２００℃以上の
高温に廃ガスを加熱するための電気式ヒータ（１２）に
よって高価な電力を大量に消費し、運転経費が膨大にな
る欠点があった。

本発明の目的は、吸着剤再生のための廃ガスの加熱を、
そのための外部からのエネルギー供給無しで実行できる
ようにして、運転経費の大巾な低減を可能にする１幅に
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴構成は、液化空気から酸素や窒素を製造す
る分離装置に対する原料供給路において空気圧縮機と圧
縮空気冷却器の下流側に配置した吸着塔の夫々に、水分
除去用吸着剤を充填した第１吸着剤層と、炭酸ガス用吸
着剤を充填した第２吸着剤層を、使用状態で前記第１吸
着剤層が前記第２吸着剤層の上流側になるように配置し
、前記分離装置からの廃ガスを加熱して再生用ガスとし
て前記吸着塔に供給するための廃ガス加熱手段を、前記
空気圧縮機から前記圧縮空気冷却器に送られる高温圧縮
空気によって廃ガスを加熱する熱交換器に形成したこと
にあり、その作用効果は次の通りである。

〔作　用〕

つまり、吸着剤再生のための廃ガスの温度をいかにすれ
ば低くできるかを、各種実験によって調べたところ、水
分と炭酸ガスを各別の吸着剤で除去すると共に、先ず水
分を除去してその後で炭酸ガスを除去すると、８０℃以
下の廃ガスによって吸着剤の再生を十分に実現できる事
実を見出した。

そこで、上記新知見に基づいて、かつ、空気圧縮機から
圧縮空気冷却器への原料空気が圧縮に伴って９０〜１２
０℃に昇温しでいる事実を有効利用し、熱交換器で高温
圧縮空気により廃ガスを加熱することによって、吸着剤
再生に必要な廃ガスの加熱を、前述の従来技術のように
電気式ヒータによる外部からのエネルギー供給を必要と
せずに、十分に実行できるようになった。

〔発明の効果〕

その結果、吸着剤再生のための廃ガスの加熱を、有価エ
ネルギーの消費無しで極めて安価に行え、運転経費の大
巾な低減を実現できた。

〔実施例〕

次に、第１図により実施例を示す。

液化空気から酸素及び窒素の一方又は両方を製造する分
離装置（１）に対する原料空気供給路（２）に、空気圧
縮機（３）、圧縮空気冷却器（４）、吸着装置（５）を
前者ほど上流側になるように配置し、空気圧縮機（３）
で例えば９ｋｇ／ｃｉ程度に加圧された空気を、圧縮空
気冷却器（４）で５℃程度に冷却して吸着装置（５）に
供給するように構成してある。

吸着装置（５）において、２台の吸着塔（５ａ）。

（５ｂ）を並列に設け、吸着塔（５ａ）、　（５ｂ）の
夫々に、水分除去用吸着剤を充填した第１吸着剤層（６
ａ）と、炭酸ガス用吸着剤を充填した第２吸着剤層（６
ｂ）を、使用状態で第１吸着剤層（６ａ）が第２吸着剤
層（６ｂ）の上流側になるように配置し、両吸着塔（６
ａ）、　（６ｂ）を交互に圧縮空気冷却器（４）と分離
装置（１）に接続するためのバルブ（Ｖ、）ないしくｖ
４）を設け、冷却された加圧空気中の水分と炭酸ガスを
一方の吸着塔（５ａ）又は（５ｂ）で除去し、不純物を
除去した加圧空気を分離装置（１）に供給するように構
成してある。

水分除去用吸着剤は、例えばアルミナゲル、などであり
、炭酸ガス用吸着剤は、例えばゼオライト系吸着剤、シ
リカゲル系吸着剤などである。

分離装置（１）からの廃ガス路（７）に、吸着塔（５ａ
）、　（５ｂ）を並列接続すると共に、廃ガス加熱手段
としての熱交換器（８）を吸着塔（５ａ）、　（５ｂ）
より上流側になるように配置し、熱交換器（８）を空気
圧縮機（３）と圧縮空気冷却器（４）の間で原料空気路
（２）に接続して、空気圧縮機（３）からの９０〜１２
０℃の高温加圧空気で廃ガスを８０℃程度に加熱し、そ
の加熱廃ガスを再生用ガスとして吸着塔（５ａ）、　（
５ｂ）に供給し、水分除去用吸着剤と炭酸ガス除去用吸
着剤を脱着再生できるように構成してある。

両吸着塔（５ａ）、　（５ｂ）を交互に熱交換器（８）
と廃ガス放出路（９）に接続するためのバルブ（ｖ５）
ないしくＶａ）を設け、一方吸着塔（５ａ）又は（５ｂ
）が使用状態である時に他方の吸着塔（５ｂ）又は（５
ａ）を再生状態にするように構成して、連続運転を行え
るようにしてある。

〔別実施例〕

次に別実施例を説明する。

吸着塔（５ａ）、　（５ｂ）の設置数は３台以上であっ
でもよい。

吸着塔（５ａ）、　（５ｂ）の一部を使用状態にかつ残
部を再生状態にすると共に吸着塔（５ａ）、　（５ｂ）
を順次再生状態にするための具体構造は適当に変　　　
　　′更でき、それらを流路切換手段（Ｖ１）ないし（
Ｖ８）と総称する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すフローシートであり、第
２図は従来例のフローシートである。（１）・・・・・・分離装置、（２）・・・・・・原料
供給路、（３）・・・・・・空気圧縮機、（４）・・・
・・・圧縮空気冷却器、（５）・・・・・・吸着装置、
（５ａ）、　（５ｂ）・・・・・・吸着塔、（６ａ）・
・・・・・第１吸着剤層、（６ｂ）・・・・・・第２吸
着剤層、（７）・・・・・・廃ガス路、（８）・・・・
・・熱交換器、（Ｖ１）ないし（Ｖ８）・・・・・・流
路切換手段。

Claims

【特許請求の範囲】

液化空気から酸素及び窒素の一方又は両方を製造する分
離装置（１）に対する原料供給路（２）に、空気圧縮機
（３）、圧縮空気冷却器（４）、吸着装置（５）を前者
ほど上流側になるように配置し、前記吸着装置（５）に
おいて複数の吸着塔（５ａ）、（５ｂ）を並列に設け、
それら吸着塔（５ａ）、（５ｂ）の夫々に、原料空気中
の水分と炭酸ガスを除去するための吸着剤を内蔵させ、
前記分離装置（１）からの廃ガス路（７）に、前記吸着
塔（５ａ）、（５ｂ）を並列接続すると共に、廃ガス加
熱手段を前記吸着塔（５ａ）、（５ｂ）より上流側にな
るように配置し、前記吸着塔（５ａ）、（５ｂ）の一部
を使用状態にかつ残部を廃ガスによる再生状態にすると
共に前記吸着塔（５ａ）、（５ｂ）を順次再生状態にす
るための流路切換手段（Ｖ＿１）ないし（Ｖ＿８）を設
けた空気分離装置であって、前記吸着塔（５ａ）、（５
ｂ）の夫々に、水分除去用吸着剤を充填した第１吸着剤
層（６ａ）と、炭酸ガス用吸着剤を充填した第２吸着剤
層（６ｂ）を、使用状態で前記第１吸着剤層（６ａ）が
前記第２吸着剤層（６ｂ）の上流側になるように配置し
、前記廃ガス加熱手段を、前記空気圧縮機（３）から前
記圧縮空気冷却器（４）に送られる高温加圧空気によっ
て廃ガスを加熱する熱交換器（８）に形成してある空気
分離装置。