JPH02272289A - 空気分離方法及び装置 - Google Patents
空気分離方法及び装置Info
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- JPH02272289A JPH02272289A JP2044312A JP4431290A JPH02272289A JP H02272289 A JPH02272289 A JP H02272289A JP 2044312 A JP2044312 A JP 2044312A JP 4431290 A JP4431290 A JP 4431290A JP H02272289 A JPH02272289 A JP H02272289A
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- F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
- F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
- F25J2250/42—One fluid being nitrogen
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は空気を分離する方法および装置ならびに化学反
応、たとえば酸化（燃焼を含む）（こ空気の分離によっ
て得た酸素生成物を使用する方法および電力を発生させ
る方法にも前記の方法および装置を利用することに関す
る。
応、たとえば酸化（燃焼を含む）（こ空気の分離によっ
て得た酸素生成物を使用する方法および電力を発生させ
る方法にも前記の方法および装置を利用することに関す
る。
たとえば、直接還元製鋼法、石炭ガス化法、および天然
ガスを合成ガスに転化させる部分酸イヒ法に用いるため
に大量の酸素を製造する極低温空気分離プラントに対す
る要望が高まって（する。
ガスを合成ガスに転化させる部分酸イヒ法に用いるため
に大量の酸素を製造する極低温空気分離プラントに対す
る要望が高まって（する。
最近の工業的空気分離プラントはほとんど、低圧精留塔
の下端面と熱交換関係にある上端面を有する高圧精留塔
を使用している。高圧塔内で冷たい圧縮空気を酸素富有
液体と窒素富有液体とに分離し、これらの液体を低圧塔
に移して窒素富有製品と酸素富有製品とに分ける。原料
空気を圧縮するには大量のエネルギーを必要とする。米
国特許筒３，７３１，４９５号は工程の外部電力消費量
を低減させる方法を開示している。該方法は窒素急冷動
力タービンを使用する。圧縮原料空気の一部を燃料と混
合して燃焼させる０次に熱い燃焼混合物を低圧精留塔か
ら出る廃窒素富有ガスで急冷し、得られたガス混合物を
動力タービン中で膨張させる。
の下端面と熱交換関係にある上端面を有する高圧精留塔
を使用している。高圧塔内で冷たい圧縮空気を酸素富有
液体と窒素富有液体とに分離し、これらの液体を低圧塔
に移して窒素富有製品と酸素富有製品とに分ける。原料
空気を圧縮するには大量のエネルギーを必要とする。米
国特許筒３，７３１，４９５号は工程の外部電力消費量
を低減させる方法を開示している。該方法は窒素急冷動
力タービンを使用する。圧縮原料空気の一部を燃料と混
合して燃焼させる０次に熱い燃焼混合物を低圧精留塔か
ら出る廃窒素富有ガスで急冷し、得られたガス混合物を
動力タービン中で膨張させる。
この膨張によって原料空気を圧縮するエネルギーが生じ
る。この方法の主な欠点は動力タービン中で膨張したガ
ス混合物の圧力が燃焼ガスと混合される廃窒素の圧力に
達しないことがあるということである。米国特許筒４，
２２４，０４５号に指摘されているように、市販の動力
タービンは低圧精留塔の最適作動圧力よりも高い履適吸
込圧力を有している、従って、米国特許第４，２２４，
０４５号は、低圧精留塔から出る廃窒素を圧縮した後で
それを用いて燃焼混合物を急冷させることを提案してい
る。
る。この方法の主な欠点は動力タービン中で膨張したガ
ス混合物の圧力が燃焼ガスと混合される廃窒素の圧力に
達しないことがあるということである。米国特許筒４，
２２４，０４５号に指摘されているように、市販の動力
タービンは低圧精留塔の最適作動圧力よりも高い履適吸
込圧力を有している、従って、米国特許第４，２２４，
０４５号は、低圧精留塔から出る廃窒素を圧縮した後で
それを用いて燃焼混合物を急冷させることを提案してい
る。
このように、窒素を、１気圧よりも温か高い圧力から１
０気圧よりも高い圧力に圧縮するという余分の仕事が必
要になる。
０気圧よりも高い圧力に圧縮するという余分の仕事が必
要になる。
本発明による装置および方法によって、窒素を圧縮する
際に行う必要がある仕事を低減させることが可能となる
。
際に行う必要がある仕事を低減させることが可能となる
。
本発明によれば、
ｆａ） 圧縮空気原料ストリームから二酸化炭素およ
び水蒸気を除去し、かつこのように精製した原料ストリ
ームの少なくとも一部の温度を、極低温における精留に
よる空気の分離に適する水準まで低下させ、 （ｂ） このように冷却した空気ストリームを高圧精
留塔に導入し、高圧精留塔に液体窒素の還流を行い、塔
内の空気を酸素富有留分と窒素富有留分とに分離し、 （ｃ） 高圧塔から酸素富有留分の液体ストリームを
収り出して、低圧精留塔に移し、その中で酸素と窒素に
分離し、 （ｄ） 低圧精留塔から窒素ストリームと製品酸素ス
トリームを取り出し、 （ｅ） 高圧塔から窒素富有留分の液体ストリームを
取り出して、それを低圧塔内で還流として使用し、 （ｆ） 液体酸素を低圧塔内でまたは低圧塔から再沸
させ、 （０） 前記窒素ストリームの少なくとも一部を取り
、それを圧縮し、冷却して、少なくともその一部を凝縮
させて、得た液体窒素を低圧塔内で補足的な還流として
使用し、かつ （ｈ） 前記窒素富有留分のガス状製品ストリームを
高圧塔から取り出す： ことよりなる空気の分離方法が提供される。
び水蒸気を除去し、かつこのように精製した原料ストリ
ームの少なくとも一部の温度を、極低温における精留に
よる空気の分離に適する水準まで低下させ、 （ｂ） このように冷却した空気ストリームを高圧精
留塔に導入し、高圧精留塔に液体窒素の還流を行い、塔
内の空気を酸素富有留分と窒素富有留分とに分離し、 （ｃ） 高圧塔から酸素富有留分の液体ストリームを
収り出して、低圧精留塔に移し、その中で酸素と窒素に
分離し、 （ｄ） 低圧精留塔から窒素ストリームと製品酸素ス
トリームを取り出し、 （ｅ） 高圧塔から窒素富有留分の液体ストリームを
取り出して、それを低圧塔内で還流として使用し、 （ｆ） 液体酸素を低圧塔内でまたは低圧塔から再沸
させ、 （０） 前記窒素ストリームの少なくとも一部を取り
、それを圧縮し、冷却して、少なくともその一部を凝縮
させて、得た液体窒素を低圧塔内で補足的な還流として
使用し、かつ （ｈ） 前記窒素富有留分のガス状製品ストリームを
高圧塔から取り出す： ことよりなる空気の分離方法が提供される。
本発明は、また
（ａ） 圧縮した原料空気ストリームから二酸化炭素
および水蒸気を分離する手段と、 （ｂ） このように精製した空気ストリームの少なく
とも一部の温度を極低温精留による分離に適する水準ま
で低下させる熱交換手段と、（ｃ） 空気ストリーム
用熱交換手段中の流路の低温端面と連通する高圧精留塔
で、液体窒素還流の入口、窒素富有留分ストリームの出
口、および酸素富有留分液体ストリームの別の出口を有
する高圧精留塔と、 （ｄ） 酸素富有留分液体ストリームの前記出口と連
通する入口ならびに酸素ストリームおよび窒素ストリー
ムを分離する出口を有する低圧精留塔と、 （ｅ） 低圧塔内で、または低圧塔から液体酸素を再
沸させる手段と、 （ｆ） 暖めた窒素富有留分ストリームを圧縮する圧
縮機と、かつ （ｇ） 前記圧縮窒素ストリームを凝縮させる凝縮器
ならびに得た液体窒素および液体窒素還流を混合する手
段： よりなる空気分離装置をも提供する。
および水蒸気を分離する手段と、 （ｂ） このように精製した空気ストリームの少なく
とも一部の温度を極低温精留による分離に適する水準ま
で低下させる熱交換手段と、（ｃ） 空気ストリーム
用熱交換手段中の流路の低温端面と連通する高圧精留塔
で、液体窒素還流の入口、窒素富有留分ストリームの出
口、および酸素富有留分液体ストリームの別の出口を有
する高圧精留塔と、 （ｄ） 酸素富有留分液体ストリームの前記出口と連
通する入口ならびに酸素ストリームおよび窒素ストリー
ムを分離する出口を有する低圧精留塔と、 （ｅ） 低圧塔内で、または低圧塔から液体酸素を再
沸させる手段と、 （ｆ） 暖めた窒素富有留分ストリームを圧縮する圧
縮機と、かつ （ｇ） 前記圧縮窒素ストリームを凝縮させる凝縮器
ならびに得た液体窒素および液体窒素還流を混合する手
段： よりなる空気分離装置をも提供する。
低圧塔から窒素を再循環させ、れれを使用して該塔に還
流を形成させることによって、対比公知の方法と比較し
て、高圧塔からより高い圧力の窒素を取り出すことが可
能となる。この窒素、および低圧窒素から、たとえば、
それを圧縮し、さらにそれを用いて電力を発生させるの
に使用されるガスタービン中またはその下流の温度を抑
制させることによって仕事を取り戻すことができる。
流を形成させることによって、対比公知の方法と比較し
て、高圧塔からより高い圧力の窒素を取り出すことが可
能となる。この窒素、および低圧窒素から、たとえば、
それを圧縮し、さらにそれを用いて電力を発生させるの
に使用されるガスタービン中またはその下流の温度を抑
制させることによって仕事を取り戻すことができる。
本発明による方法および装置は、原料空気ストリームの
入口圧力が８ないし１５気圧（絶対）の範囲内にあると
き、特にこの圧力が８ないし１３気圧（絶対）の範囲内
にあるときに、とりわけ使用するのに適している。仕事
を取り戻すために窒素富有留分の中の若干をガス状製品
ストリームとして取り出すと、窒素が凝縮して低圧塔に
還流を形成させることができる割合が減少するけれども
、本発明によって、行わねばな°らぬ窒素の圧縮量に真
の埋め合わせがあるように低圧塔から取出した窒素を再
循環させることによって、この減少をまたは少なくとも
一部を埋め合わせることができる。
入口圧力が８ないし１５気圧（絶対）の範囲内にあると
き、特にこの圧力が８ないし１３気圧（絶対）の範囲内
にあるときに、とりわけ使用するのに適している。仕事
を取り戻すために窒素富有留分の中の若干をガス状製品
ストリームとして取り出すと、窒素が凝縮して低圧塔に
還流を形成させることができる割合が減少するけれども
、本発明によって、行わねばな°らぬ窒素の圧縮量に真
の埋め合わせがあるように低圧塔から取出した窒素を再
循環させることによって、この減少をまたは少なくとも
一部を埋め合わせることができる。
縮窒素ストリームの凝縮は低圧塔からの液＃酸素富有留
分との熱交換によって行うのが好ましい。
分との熱交換によって行うのが好ましい。
酸素はそれ自体蒸発し、生成蒸気は好ましくは低圧塔に
導入される。
導入される。
本発明による方法および装置を添付図面を参照しつつ実
施例によって説明する。
施例によって説明する。
図面の第１図について説明すると、ガスタービン（第１
図に図示せず）の一部を構成する空気圧［１（これも第
１図に図示せず）の出口から１０．９バールの圧力で空
気を提供する。該空気を水蒸気および二酸化炭素を圧縮
空気から除くのに効果的な精製装置４に通す、該装置４
は受入れ空気から水蒸気および二酸化炭素を吸着する吸
着剤層を用いるような装！である。核層は、１つの層が
空気を精製するのに用いられている間に他の層が、典型
的には♀素ストリームによって再生されているように相
互に不連続に作動させることができる。
図に図示せず）の一部を構成する空気圧［１（これも第
１図に図示せず）の出口から１０．９バールの圧力で空
気を提供する。該空気を水蒸気および二酸化炭素を圧縮
空気から除くのに効果的な精製装置４に通す、該装置４
は受入れ空気から水蒸気および二酸化炭素を吸着する吸
着剤層を用いるような装！である。核層は、１つの層が
空気を精製するのに用いられている間に他の層が、典型
的には♀素ストリームによって再生されているように相
互に不連続に作動させることができる。
次いで精製空気ストリームを主要ストリームと少量のス
トリームに分ける。
トリームに分ける。
主要ストリームは熱交換器６に通して、極低温精留によ
る空気の分離に適する水準まで温度を低下させる。典型
的には、従って主要空気ストリームは通常の圧力におけ
る飽和温度まで冷却される。
る空気の分離に適する水準まで温度を低下させる。典型
的には、従って主要空気ストリームは通常の圧力におけ
る飽和温度まで冷却される。
主要空気ストリームはさらに、入口８から高圧精留塔１
０に入り、そこで酸素富有留分と窒素留分に分けられる
。
０に入り、そこで酸素富有留分と窒素留分に分けられる
。
高圧精留塔は二重塔構造の一部を構成する。二重構造の
他の塔は低圧精留塔１２である。精留塔１０および１２
はいずれも液−気接触棚および付属溢流管（または他の
装置）を含み、それによって、二相間に物質移動が起る
ように下降液相を上昇気相と十分に接触させる。下降液
相は次第に酸素に富むようになり、上昇気相は次第に窒
素に富むようになる。典型的には、高圧精留塔１０は受
入れ空気を圧縮する圧力と実質的に同じ圧力で作動する
。塔１０は頂部に実質的に純粋な窒素留分およびまだ可
成りの割合の窒素を含んでいる酸素留分を底部に生成さ
せるように操作するのが好ましい。
他の塔は低圧精留塔１２である。精留塔１０および１２
はいずれも液−気接触棚および付属溢流管（または他の
装置）を含み、それによって、二相間に物質移動が起る
ように下降液相を上昇気相と十分に接触させる。下降液
相は次第に酸素に富むようになり、上昇気相は次第に窒
素に富むようになる。典型的には、高圧精留塔１０は受
入れ空気を圧縮する圧力と実質的に同じ圧力で作動する
。塔１０は頂部に実質的に純粋な窒素留分およびまだ可
成りの割合の窒素を含んでいる酸素留分を底部に生成さ
せるように操作するのが好ましい。
塔１０および１２は凝縮・再沸器１４によって相互に連
結されている。１縮・再沸器１４は高圧塔１０の頂部か
ら窒素蒸気を受は入れ、塔１２内の沸騰している液体酸
素との熱交換によって凝縮させる。生成した凝縮液を高
圧塔１０に戻す、凝ｌ液の一部を塔１０に還流させる一
方、残部を集めて、熱交換器１６で過冷却させ、膨張弁
１８を経て低圧塔１２の頂部に移行させて塔１２に還流
させる。
結されている。１縮・再沸器１４は高圧塔１０の頂部か
ら窒素蒸気を受は入れ、塔１２内の沸騰している液体酸
素との熱交換によって凝縮させる。生成した凝縮液を高
圧塔１０に戻す、凝ｌ液の一部を塔１０に還流させる一
方、残部を集めて、熱交換器１６で過冷却させ、膨張弁
１８を経て低圧塔１２の頂部に移行させて塔１２に還流
させる。
低圧精留塔は典型的には３．３バ一ル程度の圧力で作動
し、酸素−窒素混合物を受は入れて２つの源に分ける。
し、酸素−窒素混合物を受は入れて２つの源に分ける。
第１の源は、精製装置４を出る空気ストリームを分割し
て形成される少量の空気ストリームである。塔１２への
導入部よりも上流の少量の空気ストリームは圧縮機２０
で典型的には約２０バールの圧力でまず圧縮し、ついで
熱交換器の中で約２００にの温度に冷却し、熱交換器６
から取り出して、膨張タービン２２で塔１２の作動圧力
まで膨張させ、それによって工穆を冷却させる０次にこ
の空気ストリームを入口２４を経て塔１２に導入する。
て形成される少量の空気ストリームである。塔１２への
導入部よりも上流の少量の空気ストリームは圧縮機２０
で典型的には約２０バールの圧力でまず圧縮し、ついで
熱交換器の中で約２００にの温度に冷却し、熱交換器６
から取り出して、膨張タービン２２で塔１２の作動圧力
まで膨張させ、それによって工穆を冷却させる０次にこ
の空気ストリームを入口２４を経て塔１２に導入する。
所望の場合には、膨張タービン２２を圧縮機２０を駆動
させるために用いることができるか、もしくは２つの機
械、すなわち圧縮機２０およびタービン２２が相互に無
関係であることができる０両機の吐出圧力を互いに無関
係に設定することができるので、別個の構造が好まれる
ことが多い。
させるために用いることができるか、もしくは２つの機
械、すなわち圧縮機２０およびタービン２２が相互に無
関係であることができる０両機の吐出圧力を互いに無関
係に設定することができるので、別個の構造が好まれる
ことが多い。
塔１２内で分離させる第２の酸素−窒素混合物源は高圧
塔１０の底部から取り出される酸素富有留分の液体スト
リームである。このストリームは出口２６から取り出し
、熱交換器２８で過冷却させ、さらにその一部をジュー
ル・トムソン弁３０を通して塔１２に流入させる。
塔１０の底部から取り出される酸素富有留分の液体スト
リームである。このストリームは出口２６から取り出し
、熱交換器２８で過冷却させ、さらにその一部をジュー
ル・トムソン弁３０を通して塔１２に流入させる。
付図に示す装置は３つの製品ストリームを生じる。第１
は出口３２を経て低圧塔１２の底部から収り出されるガ
ス状酸素製品ストリームである。
は出口３２を経て低圧塔１２の底部から収り出されるガ
ス状酸素製品ストリームである。
このストリームは、次に熱交換器６で受入れ空気との向
流熱交換によって外界温度またはその近傍まで暖められ
る。この酸素は、たとえば、ガス化、製鋼または部分酸
化のプラントで使用することができる。２つの窒素製品
ストリームがさらに取り出される。第１の窒素製品スト
リームは塔１ｏの頂部に集まる窒素富有留分（典型的に
は実質的に純粋な窒素）からの蒸気と考えられる。この
窒素ストリームは出口３４から取り出され熱交換器６で
空気ストリームとの向流熱交換によって路外昇温度に暖
められる。この窒素ストリームは典型的には１０゜５バ
ールの圧力で熱交換器６を出る。窒素ストリームは、さ
らに圧縮器（第１図に図示せず）で圧縮し、ついでガス
タービン（第１図に図示せず）内の温度を制御させるよ
うにガスタービンに送る。もしくは、この窒素ストリー
ムから仕事を取り戻すために他の手段を用いることがで
きる。
流熱交換によって外界温度またはその近傍まで暖められ
る。この酸素は、たとえば、ガス化、製鋼または部分酸
化のプラントで使用することができる。２つの窒素製品
ストリームがさらに取り出される。第１の窒素製品スト
リームは塔１ｏの頂部に集まる窒素富有留分（典型的に
は実質的に純粋な窒素）からの蒸気と考えられる。この
窒素ストリームは出口３４から取り出され熱交換器６で
空気ストリームとの向流熱交換によって路外昇温度に暖
められる。この窒素ストリームは典型的には１０゜５バ
ールの圧力で熱交換器６を出る。窒素ストリームは、さ
らに圧縮器（第１図に図示せず）で圧縮し、ついでガス
タービン（第１図に図示せず）内の温度を制御させるよ
うにガスタービンに送る。もしくは、この窒素ストリー
ムから仕事を取り戻すために他の手段を用いることがで
きる。
所望の場合には、１０．５バールの窒素ストリームの一
部を別の製品と考えてガスタービンには送らないことが
できる。出口３４を経て高圧塔１０から９素ストリーム
を取り出すことによって、低圧塔１２に役立つ高圧塔１
０からの還流量が減少する。
部を別の製品と考えてガスタービンには送らないことが
できる。出口３４を経て高圧塔１０から９素ストリーム
を取り出すことによって、低圧塔１２に役立つ高圧塔１
０からの還流量が減少する。
この還流の減少は一部を下記のように本発明によって埋
め合わせることができる。
め合わせることができる。
もう一方の窒素製品ストリームは低圧塔１２の頂部から
出口３６を経て直接取り出される。この窒素ストリーム
は高圧塔から取り出される液体窒素ストリームと向流的
に熱交換器１６を流れて、このストリームの過冷却を引
き起す、さらに窒素製品ストリームは酸素富有留分の液
体ストリームと自流的に熱交換器２８を流れてこの液体
ストリームの過冷却をもたらす、塔１２の頂部から取り
出した窒素ストリームは、さらに主要空気ストリームと
自流的に熱交換器６を流れ、はぼ外界温度に暖められる
。この窒素ストリームは３．１バールの圧力で熱交換器
６を出る。これは、さらに２つの部分に分離される。一
つの部分は３．１バールの製品と考えられる。製品スト
リーム中のこの部分の若干またはすべては、典型的に精
製装′ｆ１４内で水蒸気および二酸化炭素の吸着層をパ
ージするのに用いられる。典型的には予熱される（図示
せず）このような窒素の用途は技術的に周知である。精
製装置４から水分および二酸化炭素をパージするという
その用途に関係なく、３．１バールの製品窒素ストリー
ムはそれ自体をガスタービン（第１図に図示せず）に供
給して、その中の温度を抑制させることができる。従っ
て、この窒素ストリームは精製装置４の下流でさらに圧
縮される。窒素ストリームの残部は低圧（塔）１２に補
足的な還流を形成させることである。これは、圧力を塔
１０および１２の作動圧力の中間水準、たとえば６．γ
バールまで高める圧縮機３８を経て熱交換器６の加温端
部を出る３、１バールの窒素ストリームの一部を用いる
ことによって行われる。窒素ストリームは次に、主要空
気ストリームと向流的に熱交換器６をずっと通過する。
出口３６を経て直接取り出される。この窒素ストリーム
は高圧塔から取り出される液体窒素ストリームと向流的
に熱交換器１６を流れて、このストリームの過冷却を引
き起す、さらに窒素製品ストリームは酸素富有留分の液
体ストリームと自流的に熱交換器２８を流れてこの液体
ストリームの過冷却をもたらす、塔１２の頂部から取り
出した窒素ストリームは、さらに主要空気ストリームと
自流的に熱交換器６を流れ、はぼ外界温度に暖められる
。この窒素ストリームは３．１バールの圧力で熱交換器
６を出る。これは、さらに２つの部分に分離される。一
つの部分は３．１バールの製品と考えられる。製品スト
リーム中のこの部分の若干またはすべては、典型的に精
製装′ｆ１４内で水蒸気および二酸化炭素の吸着層をパ
ージするのに用いられる。典型的には予熱される（図示
せず）このような窒素の用途は技術的に周知である。精
製装置４から水分および二酸化炭素をパージするという
その用途に関係なく、３．１バールの製品窒素ストリー
ムはそれ自体をガスタービン（第１図に図示せず）に供
給して、その中の温度を抑制させることができる。従っ
て、この窒素ストリームは精製装置４の下流でさらに圧
縮される。窒素ストリームの残部は低圧（塔）１２に補
足的な還流を形成させることである。これは、圧力を塔
１０および１２の作動圧力の中間水準、たとえば６．γ
バールまで高める圧縮機３８を経て熱交換器６の加温端
部を出る３、１バールの窒素ストリームの一部を用いる
ことによって行われる。窒素ストリームは次に、主要空
気ストリームと向流的に熱交換器６をずっと通過する。
この圧縮窒素ストリームは、さらに、凝縮・再沸器４０
を流れて、そこで凝縮する。生成した液体を高圧（塔）
１０か、ら収り出した液体窒素ストリームと混合させる
が、この混合は熱交換器１６の上流で行われる。ａ２綿
・再沸器中での窒素ストリームの凝縮は塔１０から取り
出される酸素富有留分の過冷却液体ストリームの一部に
よって引き起される。この液体はそれ自身凝縮・再沸器
４０中で蒸発し、生成した蒸気は入口４２を経て塔１２
に入る。
を流れて、そこで凝縮する。生成した液体を高圧（塔）
１０か、ら収り出した液体窒素ストリームと混合させる
が、この混合は熱交換器１６の上流で行われる。ａ２綿
・再沸器中での窒素ストリームの凝縮は塔１０から取り
出される酸素富有留分の過冷却液体ストリームの一部に
よって引き起される。この液体はそれ自身凝縮・再沸器
４０中で蒸発し、生成した蒸気は入口４２を経て塔１２
に入る。
第１図に示す空気分離プラントとガスタービンとの関係
を第２図に示す、空気分離プラントは極く概略的に表わ
し、参照数字５０で示す、空気分離プラントは１０．９
バールの空気ストリームの入口５２、酸素製品ストリー
ムの出口５４、低圧（３，１バール）窒素ストリームの
出口５６、および高圧（１０，５バール）窒素ストリー
ムの出口５８を有している。典型的には、水蒸気および
二酸化炭素を含み、プラント５０の空気精製装置構成部
分をパージするのに市いられている低圧窒素ストリーム
は圧縮機６０で高圧窒素ストリームの圧力まで圧縮され
る。該ストリームは次いで高圧窒素ストリームの大部分
と混合される。（高圧ストリームの残部は典型的には混
合が行われる部位の上流からの別の製品と考えられる。
を第２図に示す、空気分離プラントは極く概略的に表わ
し、参照数字５０で示す、空気分離プラントは１０．９
バールの空気ストリームの入口５２、酸素製品ストリー
ムの出口５４、低圧（３，１バール）窒素ストリームの
出口５６、および高圧（１０，５バール）窒素ストリー
ムの出口５８を有している。典型的には、水蒸気および
二酸化炭素を含み、プラント５０の空気精製装置構成部
分をパージするのに市いられている低圧窒素ストリーム
は圧縮機６０で高圧窒素ストリームの圧力まで圧縮され
る。該ストリームは次いで高圧窒素ストリームの大部分
と混合される。（高圧ストリームの残部は典型的には混
合が行われる部位の上流からの別の製品と考えられる。
）次に混合されたストリ・−ムは、さらに圧ｆ１機６２
で典型的には電力を発生するのに用いられるカスタービ
ン６４の燃焼室６６の作動圧力まで圧縮される。タービ
ン６４は、空気を取り入れて、燃焼室６６の作動圧力ま
で圧縮する空気圧縮機６８と連結し、これを駆動させる
。生成した圧縮空気の大部分は燃焼室６６に供給され、
一方残部は空気分離プラント５０への空気供給を行う、
燃料ガスは入ロア０を経て燃焼室６６に供給される。燃
料ガスは室７０内で燃焼し、燃焼は圧縮機６８から供給
される空気によって維持される。圧＃ａ機６２を出る窒
素も内部温度を抑制するように燃焼室６６に供給される
。
で典型的には電力を発生するのに用いられるカスタービ
ン６４の燃焼室６６の作動圧力まで圧縮される。タービ
ン６４は、空気を取り入れて、燃焼室６６の作動圧力ま
で圧縮する空気圧縮機６８と連結し、これを駆動させる
。生成した圧縮空気の大部分は燃焼室６６に供給され、
一方残部は空気分離プラント５０への空気供給を行う、
燃料ガスは入ロア０を経て燃焼室６６に供給される。燃
料ガスは室７０内で燃焼し、燃焼は圧縮機６８から供給
される空気によって維持される。圧＃ａ機６２を出る窒
素も内部温度を抑制するように燃焼室６６に供給される
。
第１図は空気を分離する装置の略工程系統図である。
第２図は第１図に示す装置とガスタービンとの一体化を
示す略回路図である。 図面の浄書（内容に変更なし） 手 続 補 正 書 平成２年特許願第４４３１２号 ２、発明の名称 空気の分離法 ３、補正をする者 事件との関係 住所
示す略回路図である。 図面の浄書（内容に変更なし） 手 続 補 正 書 平成２年特許願第４４３１２号 ２、発明の名称 空気の分離法 ３、補正をする者 事件との関係 住所
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、（ａ）圧縮空気原料ストリームから二酸化炭素およ
び水蒸気を除去し、かつこのように精製した原料ストリ
ームの少なくとも一部の温度を、極低温における精留に
よる空気の分離に適する水準まで低下させ、 （ｂ）このように冷却した空気ストリームを高圧精留塔
に導入して、高圧精留塔に液体窒素の還流を行い、塔内
の空気を酸素富有留分と窒素富有留分とに分離し、 （ｃ）高圧塔から酸素富有留分の液体ストリームを取り
出して、それを低圧精留塔に移し、その中で酸素と窒素
に分離し、 （ｄ）低圧精留塔から窒素ストリームおよび製品酸素ス
トリームを取り出し、 （ｅ）高圧塔から窒素富有留分の液体ストリームを取り
出し、それを低圧塔内で還流として使用し、 （ｆ）低圧塔内でまたは低圧塔から液体酸素を再沸させ
、 （ｇ）前記窒素ストリームの少なくとも一部をとり、そ
れを圧縮し、冷却して、少なくともその一部を凝縮させ
て、得た液体窒素を低圧塔内で追加の還流として使用し
、かつ （ｈ）前記窒素富有留分のガス状製品ストリームを高圧
塔から取り出す： ことを含む空気を分離する方法。 ２、圧縮空気原料ストリームが８ないし１３気圧（絶対
）の範囲内の圧力にある請求項１記載の方法。 ３、空気ストリームを空気原料ストリームからガスター
ビンに導びく請求項１または請求項２記載の方法。 ４、前記窒素富有留分の前記ガス状製品ストリームの少
なくとも一部をさらに圧縮して、それから出力を取り戻
す前記請求項のいずれか１つの項に記載の方法。 ５、低圧塔から取り出した窒素ストリームの残部を、圧
縮空気原料ストリームから水分および二酸化炭素を除く
のに用いられる装置から該水分および二酸化炭素をパー
ジするのに使用する前記請求項のいずれか１つの項に記
載の方法。 ６、低圧塔から取り出した窒素ストリームの残部の少な
くとも一部をさらに圧縮し、そらから出力を取り戻す前
記請求項のいずれか１つの項に記載の方法。 ７、窒素ストリームの前記一部の少なくとも部分的な凝
縮を前記酸素富有液体ストリームの一部との熱交換によ
って行い、酸素富有液体ストリームをそれ自体再沸させ
て、低圧塔に導入する前記請求項のいずれか１つの項に
記載の方法。 ８、タービン中の精製圧縮空気ストリームの少量を膨張
させることによって冷却を生成させ、生成した膨張空気
の少なくとも一部を低圧塔内に導入する前記請求項のい
ずれか１つの項に記載の方法。 ９、（ａ）圧縮原料空気ストリームから二酸化炭素およ
び水蒸気を分離する手段と、 （ｂ）このように精製した空気ストリームの少なくとも
一部の温度を、極低温精留による分離に適する水準まで
低下させる熱交換手段と、 （ｃ）空気ストリーム用熱交換手段中の流路の低温端面
と連通する高圧精留塔で、液体窒素還流の入口、窒素富
有留分ストリームの出口、および酸素富有留分液体スト
リームの別の出口を有する高圧精留塔と、 （ｄ）酸素富有留分液体ストリームの前記出口と連通す
る入口ならびに酸素ストリームおよび窒素ストリームを
分離する出口を有する低圧精留塔と、 （ｅ）低圧塔内でまたは低圧塔から液体酸素を再沸させ
る手段と、 （ｆ）暖めた窒素富有留分ストリームを圧縮する圧縮機
と、かつ （ｇ）前記圧縮窒素ストリームを凝縮させる凝縮器なら
びに得られた液体窒素と液体窒素還流とを混合する手段
； ことを含む空気を分離する装置。 １０、分離手段が、ガスタービンの混合室に空気を供給
するのに用いられる空気圧縮機の出口と連通する入口を
有する請求項９記載の装置。 １１、前記燃焼室上流の前記窒素富有留分ストリームの
少なくとも一部を受け入れるように該燃焼室が用いられ
る請求項１０記載の装置。 １２、前記燃焼室上流の前記窒素富有留分ストリームの
前記一部を圧縮する別の圧縮機を含む請求項１１記載の
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB898904275A GB8904275D0 (en) | 1989-02-24 | 1989-02-24 | Air separation |
| GB8904275.8 | 1989-02-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02272289A true JPH02272289A (ja) | 1990-11-07 |
| JP3058649B2 JP3058649B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=10652273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2044312A Expired - Lifetime JP3058649B2 (ja) | 1989-02-24 | 1990-02-23 | 空気分離方法及び装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5080703A (ja) |
| EP (1) | EP0384688B2 (ja) |
| JP (1) | JP3058649B2 (ja) |
| DE (1) | DE69004994T3 (ja) |
| GB (1) | GB8904275D0 (ja) |
| ZA (1) | ZA901248B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06159930A (ja) * | 1992-07-20 | 1994-06-07 | Air Prod And Chem Inc | 空気の低温蒸留方法 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE4109945A1 (de) * | 1991-03-26 | 1992-10-01 | Linde Ag | Verfahren zur tieftemperaturzerlegung von luft |
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| GB9208647D0 (en) * | 1992-04-22 | 1992-06-10 | Boc Group Plc | Air separation |
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| GB9213776D0 (en) * | 1992-06-29 | 1992-08-12 | Boc Group Plc | Air separation |
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| US5251451A (en) * | 1992-08-28 | 1993-10-12 | Air Products And Chemicals, Inc. | Multiple reboiler, double column, air boosted, elevated pressure air separation cycle and its integration with gas turbines |
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