JPH0252979A - 空気分離装置 - Google Patents

空気分離装置

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JPH0252979A
JPH0252979A JP20496688A JP20496688A JPH0252979A JP H0252979 A JPH0252979 A JP H0252979A JP 20496688 A JP20496688 A JP 20496688A JP 20496688 A JP20496688 A JP 20496688A JP H0252979 A JPH0252979 A JP H0252979A
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JP
Japan
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pressure column
liquid
low
nitrogen gas
liquefied
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JP20496688A
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Yasushi Tomisaka
富阪　泰
Tetsuo Senchi
泉地　哲夫
Masayuki Tanaka
正幸 田中
Kazuhiko Asada
和彦 浅田
Yoshinori Hisakado
喜徳 久角
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Kobe Steel Ltd
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Osaka Gas Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は精留操作により原料空気から液体窒素および液
体酸素を製造するための空気分離装置に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来の空気分離装置の構成と作用を第２図によって説明
する。
Ａはコールドボックス、ＢはこのコールドボックスＡ内
に設置された精留装置である。
この精留装置Ｂは、原料空気圧力（通常は５　ＫＦｉ／
ｍａ）で操作される高圧塔１と、これよりも低圧（通常
は０．２〜０．５に９／ａｉＱ）で操作される低圧塔と
、低圧塔２内の底部に設けられた主蒸化器３とから成っ
ている。
原料空気は、コンプレッサにより加圧され、かつ吸着塔
（いずれも図示せず）により不要成分を除去された後、
精留装置Ｂにおける高圧塔１の底部に入り、この高圧塔
１で液体空気と窒素ガスとに分離される。
このうち、窒素ガスは主蒸化器３に送られ、ここで低圧
塔底部の液体酸素との熱交換により凝縮して液体窒素と
なり、この液体窒素が高圧塔頂部に戻される。４はこの
液体窒素を受ける液体窒素レシーバである。
この液体窒素は、一部が高圧塔還流液として高圧塔内を
流下し、また一部が低圧塔還流液として低圧塔頂部に送
られ、残りは製品窒素として図示しない液体窒素タンク
に扱き出される。
上記高圧塔還流液は、高圧塔１内を下っていく間に空気
と接触して酸素濃度を高め、酸素３５〜４０％を含む液
体空気となって塔底から低圧塔中間部に供給される。こ
の液体空気は、低圧塔２内を下っていく間に液体酸素と
窒素ガスとに分離され、同塔底部から高純度液体酸素が
図示しない液体酸素タンクに抽出され、同塔頂部から高
純度窒素ガスが外部還流ライン５に抜き出される。
この外部還流ライン５には、上記窒素ガスを加圧するコ
ンプレッサ、この加圧された窒素ガスを冷却して液化さ
せるＬＮＧ熱交換器（液化天然ガスを寒冷源とする熱交
換器、この液体窒素を高圧塔１内の圧力まで減圧づるフ
ラッジｌボトル（いずれも図示せず）が設けられ、この
外部１１ライン５で作られた液体窒素が、高圧塔１頂部
の液体窒素レシーバ４に供給されて、前記主蒸化器３か
らの液体窒素と合流する。
このレシーバ４に集められた液体窒素は、一部が高圧塔
還流液として高圧塔１内を自重によって流下し、また一
部が低圧塔還流液として、両塔圧力差（たとえば高圧塔
１が５〜１０Ｋｇ／ｃｄＱに対して低圧塔２が０．５Ｋ
ｃＪ／ａｉにＪ＞を利用して低圧塔頂部に送られ、残り
は製品窒素として図示しない液体窒素タンクに扱き出さ
れる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、このように、主蒸化器３で作られた液体窒素
を高圧塔頂部に戻し、外部還流ライン５からの液体窒素
と合流させて一部を高圧塔１に還流させる従来装置によ
ると、主蒸化器３から高圧塔１に液体窒素が流れ落ちる
ように、高圧塔１を主蒸化器３の下方に配置する必要が
ある。なお、主蒸化器３は、低圧塔２から下りてきた液
体酸桑を受入れる必要があるため、低圧塔底部に配置す
る必要がある。
従って、従来装置においては、図示のように高圧塔１の
上に低圧塔２を直列に設置して、精留装ＥＩＢを一連塔
構造に構成しなければならないため、この精留装置ＦＢ
、およびＭ留装置Ｂを収容するコールドボックスＡの全
高が４０ｍ以上ときわめて高くなり、これらの建設費が
非常に高いものとなっていた。
そこで本発明は、精留装置およびコールドボックスの全
高を低く抑えてこれらの建設費を低廉化することができ
る空気分離装置を提供するものである。
（課題を解決するための手段〕 まず、本発明の技術背景について説明する。
上記のような精留装ｆｆＢを用いる空気分離装置におい
て、液体窒素の生産量は、−殻内には液体酸素生産量の
１〜１．５倍であるが、近年、液体窒素の需要の伸びに
伴い、液体窒素の生産量を液体酸素の３倍以上まで増加
させる必要が生じている。このように液体窒素の生産量
を大幅に増加させるためには、外部寒冷（ＬＮＧ）を増
やして、外部還流ライン５による精留装置Ｂへの還流液
の量を増加させる必要がある。
こうして外部還流ライン５による還流液（以下、外部還
流液という）の場を増加させると、高圧塔１に供給すべ
き還流液をこの外部還流液のみで十分賄いうることにな
るため、主蒸化器３で作られた還流用液体窒素（以下、
内部還流液という）を高圧塔１にまねず必要がなくなり
、この内部還流液を全量、低圧塔２に供給することが可
能となる。
本発明は、このような技術背景、すなわち液体窒素生産
量が多く、外部還流液で高圧塔還流を賄いつる場合を前
提として、原料空気を液体空気と窒素ガスとに分離する
高圧塔と、この高圧塔から供給される液体空気を液体酸
素と窒素ガスとに分離する低圧塔とがコールドボックス
内において並列配置されるとともに、上記低圧塔内の底
部に、窒素ガスを低圧塔内の液体酸素と熱交換させて液
化させる主蒸化器が設けられて精留装置が構成され、か
つ、この精留装置から出た窒素ガスを外部寒冷との熱交
換により液化させて高圧塔および低圧塔に還流液として
供給する外部還流ラインと、上記主蒸化器で作られた還
流用液体窒素を低圧塔のみに供給する低圧塔専用還流ラ
インとを具備してなるものである。
〔作用〕
このように、液体窒素生産量の増加に伴う外部還流液の
増加により、この外部還流液で高圧塔還流を賄いうるこ
ととなる点に着目し、主蒸化器で作られた内部還流液を
全量、低圧塔に還流させる構成とすることにより、高圧
塔を主蒸化２の下方、すなわち低圧塔の下方に設置する
必要がなくなり、両塔を並列に配置することが可能とな
る。これにより、精留装置およびコールドボックスの全
高を低く抑えることができるため、これらの建設費が非
常に安くてすむ。
〔実施例〕
本発明の実施例を第１図によって説明する。
６は高圧塔、７は低圧塔で、これら両塔６，７がコール
ドボックスＣ内において並列に設置されて精留装置りが
構成されている。８は低圧塔７内の底部に設けられた主
蒸化器である。
高圧塔６には、第２図に示す従来装置における外部還流
ライン５と同様の、コンプレッサ、しＮＧ熱交換器、フ
ラッシュボトル（いずれも図示せず）を備えた外部還流
ライン９が接続され、高圧塔頂部から出た窒素ガスがこ
の外部還流ライン９により液化して、同塔頂部の液体窒
素レシーバ１０に外部還流液として供給される。
また、高圧塔６と低圧塔７との間には、この外部還流液
の一部を液体窒素レシーバ１ｏがら低圧塔７の頂部に還
流する分配還流ライン１１と、高圧塔６内の窒素ガスを
同塔頂部がら主蒸化器８に送る窒素ガス導入ライン１２
と、高圧塔６内底部に溜まった液体空気を低圧塔７の中
間部に送る液体空気導入ライン１３とが設けられている
。
一方、低圧塔７には、主蒸化器８の液体窒素出口と低圧
塔頂部とを結ぶ低圧塔専用還流ライン１４が設けられ、
主蒸化器８で作られた内部還流液がこの低圧塔専用還流
ライン１４を通って低圧塔頂部に供給されるように構成
されている。
また、低圧塔７における頂部と主蒸化器８との間には、
コンプレッサ１５を備えた液化ライン１６が接続され、
低圧塔頂部から出た窒素ガスがこの液化ライン１６を通
り、主蒸化器８で液化して製品液体窒素として取出され
る。
この構成において、高圧塔６で原料空気から分離された
窒素ガスは、窒素ガス導入ライン１２を通って主蒸化器
８に送られると同時に、外部還流ライン９により液化し
て高圧塔頂部の液体窒素レシーバ１０に外部還流液とし
て戻される。　また、原料空気から分離された液体空気
は、液体空気導入ライン１３を通って低圧塔中間部に送
られる。
この液体空気は、低圧塔７内で液体耐糸と窒素ガスとに
分離され、この窒素ガスが液化ライン１６により液化し
製品液体窒素として外部に取出される。
上記外部還流ライン９から液体窒素レシーバ１０に送ら
れた外部還流液は、一部が高圧塔還流液としてそのまま
高圧塔６内を流下し、残りが分配還流ライン１１を通っ
て低圧塔７の頂部に供給される。
一方、高圧塔頂部から主蒸化器８に送られた窒素ガスは
、低圧塔内底部に溜まった液体酸素との熱交換により液
化する。
この主蒸化器８で作られた液体窒素は、全組が内部還流
液として、低圧塔専用還流ライン１４を通って低圧塔頂
部に還流される。
プなわち、高圧塔６月の還流液は、外部還流ライン９に
よる外部還流液ですべて賄われ、主蒸化器８で作られる
内部還流液は全量が低圧塔３！流液としてのみ使用され
る。
（発明の効果〕 上記のように本発明によるときは、液体窒素生産量の増
加に伴う外部還流液の増加により、この外部還流液で高
圧塔用の還流液を十分賄いうろこととなる点に着目し、
主蒸化器で作られた内部還流液を、全量、低圧塔頂部に
供給し、高圧塔には外部還流液のみを供給する構成とす
ることにより、高圧塔を低圧塔の下方に配置する必要を
なくし、両塔をコールドボックス内において並列に設置
したから、精留装置およびコールド・ボックスの建設費
が、両塔を上下直列に配置した従来装置と比較して遥か
、に安くてすむものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例を示す７０−シート、第２図は
従来例を示すフローシートである。 Ｃ・・・］−ルドボックス、Ｄ・・・精留装置、６・・
・高圧塔、７・・・低圧塔、８・・・主蒸化器、９・・
・外部還流ライン、１４・・・低圧塔専用還流ライン。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、原料空気を液体空気と窒素ガスとに分離する高圧塔
    と、この高圧塔から供給される液体空気を液体酸素と窒
    素ガスとに分離する低圧塔とがコールドボックス内にお
    いて並列配置されるとともに、上記低圧塔内の底部に、
    窒素ガスを低圧塔内の液体酸素と熱交換させて液化させ
    る主蒸化器が設けられて精留装置が構成され、かつ、こ
    の精留装置から出た窒素ガスを外部寒冷との熱交換によ
    り液化させて高圧塔および低圧塔に還流液として供給す
    る外部還流ラインと、上記主蒸化器で作られた還流用液
    体窒素を低圧塔のみに供給する低圧塔専用還流ラインと
    を具備してなることを特徴とする空気分離装置。
JP20496688A 1988-08-18 1988-08-18 空気分離装置 Pending JPH0252979A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008248745A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Hiroshima Univ ピストン、ピストンポンプ、および、スラリー供給装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4940548A (ja) * 1972-08-21 1974-04-16
JPS5844190A (ja) * 1981-09-09 1983-03-15 佐藤工業株式会社 シ−ルド掘削機

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