JPH04126988A - 外部冷熱源利用の空気分離方法 - Google Patents
外部冷熱源利用の空気分離方法Info
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- F25J3/04254—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using the cold stored in external cryogenic fluids
- F25J3/0426—The cryogenic component does not participate in the fractionation
- F25J3/04266—The cryogenic component does not participate in the fractionation and being liquefied hydrocarbons
-
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- F25J3/04406—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、空気分離装置から導出されたリサイクル不活
性ガスを外部冷熱源との熱交換で液化する圧力まで圧縮
して圧縮不活性ガスとし、この圧縮不活性ガスを前記外
部冷熱源との間接熱交換で液化させて液化不活性ガスと
し、この液化不活性ガスを前記空気分離装置に導入して
空気分離に必要な冷熱を供給した後、再びリサイクル不
活性ガスとして前記空気分離装置から導出する外部冷熱
源利用の空気分離方法に関する。
性ガスを外部冷熱源との熱交換で液化する圧力まで圧縮
して圧縮不活性ガスとし、この圧縮不活性ガスを前記外
部冷熱源との間接熱交換で液化させて液化不活性ガスと
し、この液化不活性ガスを前記空気分離装置に導入して
空気分離に必要な冷熱を供給した後、再びリサイクル不
活性ガスとして前記空気分離装置から導出する外部冷熱
源利用の空気分離方法に関する。
液化天然ガス等のガス化時に発生ずる冷熱を外部冷熱源
として依存する空気分離方法は、液化天然ガス等の供給
量が季節的、或いは時間的な要因で変動した場合、それ
に応じて発生する冷熱量も変動するから空気分離量か変
動し易い問題があり、外部冷熱源を無駄なく活用しなか
ら、これによる空気分離量の変動を極力抑制することが
望ましい。
として依存する空気分離方法は、液化天然ガス等の供給
量が季節的、或いは時間的な要因で変動した場合、それ
に応じて発生する冷熱量も変動するから空気分離量か変
動し易い問題があり、外部冷熱源を無駄なく活用しなか
ら、これによる空気分離量の変動を極力抑制することが
望ましい。
この要望に対処するため、空気分離装置で製造した液体
窒素の一部を常時液体窒素貯留槽に貯留しておき、液化
天然ガスの供給量が変動して冷熱量か不足し、空気分離
量が減少するおそれかある場合には、液体窒素貯留槽に
貯留した液体窒素を取り出して熱交換器に供給し、不足
冷熱量を補うようにした空気分離方法が提案されている
（例えば、特公平２’−９２７４号公報参照）。
窒素の一部を常時液体窒素貯留槽に貯留しておき、液化
天然ガスの供給量が変動して冷熱量か不足し、空気分離
量が減少するおそれかある場合には、液体窒素貯留槽に
貯留した液体窒素を取り出して熱交換器に供給し、不足
冷熱量を補うようにした空気分離方法が提案されている
（例えば、特公平２’−９２７４号公報参照）。
上記従来方法によれば、空気分離装置で製造した製品と
しての液体窒素の一部で不足冷熱量を補うから、外部冷
熱源による冷熱量が不足するまま空気分離装置を運転し
続けると製品としての液体窒素の実質的な分離比率が徐
々に低下し、液体窒素の製造量だけか減少する欠点かあ
る。
しての液体窒素の一部で不足冷熱量を補うから、外部冷
熱源による冷熱量が不足するまま空気分離装置を運転し
続けると製品としての液体窒素の実質的な分離比率が徐
々に低下し、液体窒素の製造量だけか減少する欠点かあ
る。
この欠点を解決するために、例えばフロン等を冷媒とす
る冷熱サイクルを別途設けて、この冷熱サイクルで外部
冷熱源の不足冷熱量を補うように構成することか考えら
れるか、設備コストか上昇する欠点かある。
る冷熱サイクルを別途設けて、この冷熱サイクルで外部
冷熱源の不足冷熱量を補うように構成することか考えら
れるか、設備コストか上昇する欠点かある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、リサ
イクル不活性ガスを外部冷熱源との熱交換で液化する圧
力まで圧縮して圧縮不活性ガスとする工程をうまく活用
して、設備コストの上昇を抑制しながら、外部冷熱源の
冷熱量か不足する場合でも一定又は略一定の分離比率で
所望の空気分離量を確保しやすい外部冷熱源利用の空気
分離方法を提供することを目的とする。
イクル不活性ガスを外部冷熱源との熱交換で液化する圧
力まで圧縮して圧縮不活性ガスとする工程をうまく活用
して、設備コストの上昇を抑制しながら、外部冷熱源の
冷熱量か不足する場合でも一定又は略一定の分離比率で
所望の空気分離量を確保しやすい外部冷熱源利用の空気
分離方法を提供することを目的とする。
」−記目的を達成するための本発明の特徴構成は、冒記
外部冷熱源利用の空気分離方法において、 ハ、前記液化不活性ガスの一部を膨張させて前記圧縮不
活性ガスに冷熱を供給する内部冷熱源か設けられ、 Ｂ、前記外部冷熱源の冷熱量か不足するとき、前記圧縮
不活性ガスを前記外部冷熱源と前記内部冷熱源の両方の
冷熱源との間接熱交換で液化させて前記液化不活性ガス
とし、 Ｃ３前記圧縮不活性ガスに冷熱を供給するために膨張さ
せた前記内部冷熱源の不活性ガスを、前記空気分離装置
から導出された前記リサイクル不活性ガスに合流させて
、この合流不活性ガスを圧縮して前記圧縮不活性ガスと
すること 」二部Δ、 Ｂ、 Ｃの構成にあり、かかる構成か
ら次の作用効果を奏する。
外部冷熱源利用の空気分離方法において、 ハ、前記液化不活性ガスの一部を膨張させて前記圧縮不
活性ガスに冷熱を供給する内部冷熱源か設けられ、 Ｂ、前記外部冷熱源の冷熱量か不足するとき、前記圧縮
不活性ガスを前記外部冷熱源と前記内部冷熱源の両方の
冷熱源との間接熱交換で液化させて前記液化不活性ガス
とし、 Ｃ３前記圧縮不活性ガスに冷熱を供給するために膨張さ
せた前記内部冷熱源の不活性ガスを、前記空気分離装置
から導出された前記リサイクル不活性ガスに合流させて
、この合流不活性ガスを圧縮して前記圧縮不活性ガスと
すること 」二部Δ、 Ｂ、 Ｃの構成にあり、かかる構成か
ら次の作用効果を奏する。
０作 用〕
ａ、前記Ａ、Ｂの構成により、所要量の圧縮不活性ガス
を液化させるに必要な外部冷熱源の冷熱量が不足すると
き、液化不活性ガスの一部を用いてその冷熱で不足冷熱
量か補われ、ｂ、前記Ｃの構成により、不足冷熱量を補
うにあたって、不活性ガスの一部を冷媒として、この冷
媒としての不活性ガスか空気分離装置から導出されたリ
サイクル不活性ガスとともに圧縮されて圧縮不活性ガス
となり、この圧縮不活性ガスが外部冷熱源と内部冷熱源
とで冷却されて液化不活性ガスとなり、次にこの液化不
活性ガスの一部か膨張して内部冷熱源として圧縮不活性
ガスに不足冷熱を供給し、膨張した冷媒としての不活性
ガスか空気分離装置から導出されたリサイクル不活性ガ
スとともに再び圧縮されて圧縮不活性ガスになるという
冷熱サイクルが構成される。
を液化させるに必要な外部冷熱源の冷熱量が不足すると
き、液化不活性ガスの一部を用いてその冷熱で不足冷熱
量か補われ、ｂ、前記Ｃの構成により、不足冷熱量を補
うにあたって、不活性ガスの一部を冷媒として、この冷
媒としての不活性ガスか空気分離装置から導出されたリ
サイクル不活性ガスとともに圧縮されて圧縮不活性ガス
となり、この圧縮不活性ガスが外部冷熱源と内部冷熱源
とで冷却されて液化不活性ガスとなり、次にこの液化不
活性ガスの一部か膨張して内部冷熱源として圧縮不活性
ガスに不足冷熱を供給し、膨張した冷媒としての不活性
ガスか空気分離装置から導出されたリサイクル不活性ガ
スとともに再び圧縮されて圧縮不活性ガスになるという
冷熱サイクルが構成される。
〔発明の効果〕
従って、リサイクル不活性ガスを外部冷熱源との熱交換
で液化する圧力まで圧縮して圧縮不活性ガスとする工程
を活用して不活性ガスの一部を冷媒とする冷熱サイクル
を構成し、この冷熱サイクルで外部冷熱源の冷熱量不足
を補うことか出来るから、設備コストの上昇を抑制しな
がら、外部冷熱源の冷熱量が不足する場合でも一定又は
略一定の分離比率て所望の空気分離量を確保し易い。
で液化する圧力まで圧縮して圧縮不活性ガスとする工程
を活用して不活性ガスの一部を冷媒とする冷熱サイクル
を構成し、この冷熱サイクルで外部冷熱源の冷熱量不足
を補うことか出来るから、設備コストの上昇を抑制しな
がら、外部冷熱源の冷熱量が不足する場合でも一定又は
略一定の分離比率て所望の空気分離量を確保し易い。
請求項２記載の外部冷熱源利用の空気分離方法は、前記
外部冷熱源の冷熱量の不足を検知する検知手段と、前記
液化不活性ガスの前記内部冷熱源側への供給量を調節可
能な供給量調節手段とが備えられ、前記検知手段による
検知結果に基づいて前記供給量調節手段を自動調節する
から、供給量調節手段を人為的に調節する場合に比べて
、効率良く所望の空気分離量を確保し易い。
外部冷熱源の冷熱量の不足を検知する検知手段と、前記
液化不活性ガスの前記内部冷熱源側への供給量を調節可
能な供給量調節手段とが備えられ、前記検知手段による
検知結果に基づいて前記供給量調節手段を自動調節する
から、供給量調節手段を人為的に調節する場合に比べて
、効率良く所望の空気分離量を確保し易い。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明による外部冷熱源利用の空気分離方法の
実施例を示すフローダイヤグラムで、中圧精留塔（５）
と低圧精留塔（６）とを備えている空気分離装置（Ａ）
から導出されたリサイクル不活性ガスとしてのリサイク
ル窒素ガスを、外部冷熱源としての液化天然ガス（以下
、ＬＮＧと称する）との熱交換で液化する圧力まで圧縮
して圧縮窒素ガスとし、この圧縮窒素ガスをＬＮＧとの
間接熱交換で液化させて液体窒素とし、この液体窒素を
空気分離装置（Ａ）に導入して空気分離に必要な冷熱を
供給した後、再びリサイクル窒素ガスとして空気分離装
置（Ａ）から導出するものである。
実施例を示すフローダイヤグラムで、中圧精留塔（５）
と低圧精留塔（６）とを備えている空気分離装置（Ａ）
から導出されたリサイクル不活性ガスとしてのリサイク
ル窒素ガスを、外部冷熱源としての液化天然ガス（以下
、ＬＮＧと称する）との熱交換で液化する圧力まで圧縮
して圧縮窒素ガスとし、この圧縮窒素ガスをＬＮＧとの
間接熱交換で液化させて液体窒素とし、この液体窒素を
空気分離装置（Ａ）に導入して空気分離に必要な冷熱を
供給した後、再びリサイクル窒素ガスとして空気分離装
置（Ａ）から導出するものである。
空気濾過器（１）を通過して空気中の塵埃が除去された
原料空気は、配管（Ｐυで空気圧縮機（２）に導かれて
圧力約５ｋｇ／ｅｎｆＧに圧縮され、配管（Ｐ２）に導
かれて除炭乾燥ユニット（３）で炭酸ガスと水分か除去
され、配管（Ｐ３）で熱交換器（４）に導入される。
原料空気は、配管（Ｐυで空気圧縮機（２）に導かれて
圧力約５ｋｇ／ｅｎｆＧに圧縮され、配管（Ｐ２）に導
かれて除炭乾燥ユニット（３）で炭酸ガスと水分か除去
され、配管（Ｐ３）で熱交換器（４）に導入される。
熱交換器（４）に導入された原料空気は、低圧精留塔（
６）から配管（Ｐ、ｌ）で熱交換器（４）に導入される
リサイクル窒素ガス及び低圧精留塔（６）から配管（Ｐ
３．）で熱交換器（４）に導入される廃ガスと熱交換し
て液化点近くにまで冷却され、配管（Ｐ４）で中圧精留
塔（５）の下部に導入され、この中圧精留塔（５）内で
精留されて頂部に窒素ガス及び液体窒素、底部に酸素リ
ッチ液体が製出する。
６）から配管（Ｐ、ｌ）で熱交換器（４）に導入される
リサイクル窒素ガス及び低圧精留塔（６）から配管（Ｐ
３．）で熱交換器（４）に導入される廃ガスと熱交換し
て液化点近くにまで冷却され、配管（Ｐ４）で中圧精留
塔（５）の下部に導入され、この中圧精留塔（５）内で
精留されて頂部に窒素ガス及び液体窒素、底部に酸素リ
ッチ液体が製出する。
中圧精留塔（５）の底部に溜まった酸素リッチ液体は配
管（Ｐ、）で膨張弁（Ｖｌ）に導かれて自由膨張され、
配管（Ｐ６）で低圧精留塔（６）の中部に導入される。
管（Ｐ、）で膨張弁（Ｖｌ）に導かれて自由膨張され、
配管（Ｐ６）で低圧精留塔（６）の中部に導入される。
中圧精留塔（５）の中部にできる液体窒素は配管（Ｐ７
）で膨張弁（■２）に導かれて自由膨張され、配管（Ｐ
８）で低圧精留塔（６）の上部に導入される。
）で膨張弁（■２）に導かれて自由膨張され、配管（Ｐ
８）で低圧精留塔（６）の上部に導入される。
中圧精留塔（５）の頂部にできる液体窒素の一部は配管
（Ｐ９）で膨張弁（Ｖ３）に導かれて自由膨張され、配
管（Ｐｒｏ）で低圧精留塔（６）の頂部に導入されると
ともに、残りは製品液体窒素として配管（Ｐ３６）で導
出される。
（Ｐ９）で膨張弁（Ｖ３）に導かれて自由膨張され、配
管（Ｐｒｏ）で低圧精留塔（６）の頂部に導入されると
ともに、残りは製品液体窒素として配管（Ｐ３６）で導
出される。
低圧精留塔（６）は底部で中圧精留塔（５）から熱を授
受し、頂部に窒素ガス、下部に液体酸素を製出して、製
品液体酸素は配管（Ｐ２ｇ）て導出される。
受し、頂部に窒素ガス、下部に液体酸素を製出して、製
品液体酸素は配管（Ｐ２ｇ）て導出される。
配管（Ｐ３ｏ）で熱交換器（４）に導入された廃ガスは
原料空気と熱交換して常温になり、配管（Ｐｓｉ）を通
って一部は配管（Ｐ２２）から放出され、残りは配管（
Ｐｓｉ）を通って除炭乾燥ユニット（３）に導かれ、除
炭乾燥ユニット（３）の再生に使用された後、配管（Ｐ
３４）を通って放出される。
原料空気と熱交換して常温になり、配管（Ｐｓｉ）を通
って一部は配管（Ｐ２２）から放出され、残りは配管（
Ｐｓｉ）を通って除炭乾燥ユニット（３）に導かれ、除
炭乾燥ユニット（３）の再生に使用された後、配管（Ｐ
３４）を通って放出される。
次にリサイクル窒素ガスについて説明する。
低圧精留塔（６）の頂部から配管（Ｐ、、）で熱交換器
（４）に導入されたリサイクル窒素ガスは原料空気との
熱交換で圧力約０．１ ｋｇ／ ｃｎｆ Ｇの常温にな
り、配管（Ｐ、２）で常温低圧圧縮機（７）に導かれて
圧力約５ｋｇ／ｃｄＧに圧縮される。
（４）に導入されたリサイクル窒素ガスは原料空気との
熱交換で圧力約０．１ ｋｇ／ ｃｎｆ Ｇの常温にな
り、配管（Ｐ、２）で常温低圧圧縮機（７）に導かれて
圧力約５ｋｇ／ｃｄＧに圧縮される。
常温低圧圧縮機（７）で圧縮されたリサイクル窒素ガス
は、配管（Ｐ、、）で熱交換器（ｌＯ）に導かれて冷却
され、この冷却されたリサイクル窒素ガスか配管（Ｐ、
４）で導かれて、中圧精留塔（５）の頂部から配管（Ｐ
＋５）で導かれた圧力的５ｋｇ／ｃｒｌＧのリサイクル
窒素ガスと合流した後、配管（ｐｕｓ）で中圧圧縮機（
８）に導かれて圧力的３５ｋｇ ／ ｃｎｆ Ｇに低温
圧縮される。
は、配管（Ｐ、、）で熱交換器（ｌＯ）に導かれて冷却
され、この冷却されたリサイクル窒素ガスか配管（Ｐ、
４）で導かれて、中圧精留塔（５）の頂部から配管（Ｐ
＋５）で導かれた圧力的５ｋｇ／ｃｒｌＧのリサイクル
窒素ガスと合流した後、配管（ｐｕｓ）で中圧圧縮機（
８）に導かれて圧力的３５ｋｇ ／ ｃｎｆ Ｇに低温
圧縮される。
圧力的３５ｋｇ／ｃｎｆＧに低温圧縮されたりザイクル
窒素ガスは配管（Ｐ＋。）を経て熱交換器（１ｏ）で再
度冷却され、配管（Ｐ、、）、配管（Ｐ、９）で高圧圧
縮機（９）に導かれて外部冷熱源との熱交換で液化する
圧力的６０ ｋｇ／ｃｎｆ Ｇに低温圧縮され、圧縮窒
素ガスとなる。
窒素ガスは配管（Ｐ＋。）を経て熱交換器（１ｏ）で再
度冷却され、配管（Ｐ、、）、配管（Ｐ、９）で高圧圧
縮機（９）に導かれて外部冷熱源との熱交換で液化する
圧力的６０ ｋｇ／ｃｎｆ Ｇに低温圧縮され、圧縮窒
素ガスとなる。
圧力的６０ｋｇ／ｃｒｌＧに低温圧縮されたリサイクル
窒素ガスは配管（Ｐ２ｏ）て熱交換器（１０）に導かれ
てその圧縮熱が除去され、配管（Ｐ２＋）で熱交換器（
１１）に導かれてＬＮＧの昇温時やガス化時に発生する
冷熱で冷却され、配管（Ｐ２２）て熱交換器（１０）に
導かれて、配管（Ｐ、３）、配管（Ｐ、□）。
窒素ガスは配管（Ｐ２ｏ）て熱交換器（１０）に導かれ
てその圧縮熱が除去され、配管（Ｐ２＋）で熱交換器（
１１）に導かれてＬＮＧの昇温時やガス化時に発生する
冷熱で冷却され、配管（Ｐ２２）て熱交換器（１０）に
導かれて、配管（Ｐ、３）、配管（Ｐ、□）。
配管（Ｐ２ｏ）で導かれてきたリサイクル窒素ガスに冷
熱を与えた後、配管（Ｐ２３）で再び熱交換器（１１）
に導かれて冷却されて液体窒素となり、配管（Ｐ２４）
、配管（Ｐ２．）に介在する流量計（Ｆ）を通り、配管
（Ｐ２ｓ）で膨張弁（■５）に導かれて膨張して圧力が
約５ｋｇ／ｃｎｆＧに下げられ、配管（Ｐ２６）で中圧
精留塔（５）の上部に液体窒素として導入されて、中圧
精留塔（５）の還流液となる。
熱を与えた後、配管（Ｐ２３）で再び熱交換器（１１）
に導かれて冷却されて液体窒素となり、配管（Ｐ２４）
、配管（Ｐ２．）に介在する流量計（Ｆ）を通り、配管
（Ｐ２ｓ）で膨張弁（■５）に導かれて膨張して圧力が
約５ｋｇ／ｃｎｆＧに下げられ、配管（Ｐ２６）で中圧
精留塔（５）の上部に液体窒素として導入されて、中圧
精留塔（５）の還流液となる。
外部冷熱源としてのＬＮＧは配管（Ｐ３□）て熱交換器
（ＩＩ）に供給されてその冷熱を圧縮窒素ガスに与え、
ＬＮＧ自身は昇温した後配管（Ｐ、１．）て熱交換器（
１２）に供給されてフロン等の冷媒と熱交換し、ＬＮＧ
はガス化して天然ガスとなって、配管（Ｐ、９）で天然
ガス導管に導かれる。
（ＩＩ）に供給されてその冷熱を圧縮窒素ガスに与え、
ＬＮＧ自身は昇温した後配管（Ｐ、１．）て熱交換器（
１２）に供給されてフロン等の冷媒と熱交換し、ＬＮＧ
はガス化して天然ガスとなって、配管（Ｐ、９）で天然
ガス導管に導かれる。
配管（Ｐ４．）から熱交換器（１２）に入ったフロン等
の冷媒はＬＮＧ余剰冷熱を回収して自らは冷却され、図
示しない原料空気の冷却、冷却水の冷却、原料アルゴン
の冷却等種々の用途に使用される。
の冷媒はＬＮＧ余剰冷熱を回収して自らは冷却され、図
示しない原料空気の冷却、冷却水の冷却、原料アルゴン
の冷却等種々の用途に使用される。
前記液体窒素の一部を配管（Ｐ２□）に分流してコント
ローラー付膨張弁（Ｖ４）で膨張させ、配管（Ｐ２１）
、配管（Ｐ、）て熱交換器（１１）に導かれる圧縮窒素
ガスに冷熱を供給する内部冷熱源と、外部冷熱源として
のＬＮＧの冷熱量の不足を検知する検知手段と、液体窒
素の内部冷熱源側への分流比率を調節可能な供給量調節
手段とが備えられている。
ローラー付膨張弁（Ｖ４）で膨張させ、配管（Ｐ２１）
、配管（Ｐ、）て熱交換器（１１）に導かれる圧縮窒素
ガスに冷熱を供給する内部冷熱源と、外部冷熱源として
のＬＮＧの冷熱量の不足を検知する検知手段と、液体窒
素の内部冷熱源側への分流比率を調節可能な供給量調節
手段とが備えられている。
前記検知手段は、配管（Ｐ２５）を通過する液体窒素の
流量を計測する流量計（Ｆ）に、当該流量計（Ｆ）で計
測された液体窒素の流量を、ＬＮＧの冷熱量か不足しな
い場合に配管（Ｐ２５）を通過すべき液体窒素の設定流
量と比較する比較手段を設けて構成され、流量計（Ｆ）
で計測された液体窒素の流量が設定流量よりも不足して
いる場合に、熱交換器（１１）に必要なＬＮＧの冷熱量
不足として検知して、供給量調節手段に供給量制御信号
を出力するよう構成されている。
流量を計測する流量計（Ｆ）に、当該流量計（Ｆ）で計
測された液体窒素の流量を、ＬＮＧの冷熱量か不足しな
い場合に配管（Ｐ２５）を通過すべき液体窒素の設定流
量と比較する比較手段を設けて構成され、流量計（Ｆ）
で計測された液体窒素の流量が設定流量よりも不足して
いる場合に、熱交換器（１１）に必要なＬＮＧの冷熱量
不足として検知して、供給量調節手段に供給量制御信号
を出力するよう構成されている。
前記供給量調節手段は、膨張弁（Ｖ４）に、当該膨張弁
（■４）の開度を変更して配管（Ｐ２８）側に流れる液
体窒素量を調節するコントローラを設けて構成され、流
量計（Ｆ）に設けた比較手段から供給量制御信号か入力
されると膨張弁（Ｖ４）の開度か自動操作され、液化窒
素の配管（Ｐ２□）側への分流比率が、冷熱量の不足を
補って、所定量の製品液体酸素と製品液体窒素が得られ
る分流比率に自動調節される。
（■４）の開度を変更して配管（Ｐ２８）側に流れる液
体窒素量を調節するコントローラを設けて構成され、流
量計（Ｆ）に設けた比較手段から供給量制御信号か入力
されると膨張弁（Ｖ４）の開度か自動操作され、液化窒
素の配管（Ｐ２□）側への分流比率が、冷熱量の不足を
補って、所定量の製品液体酸素と製品液体窒素が得られ
る分流比率に自動調節される。
そして、熱交換器（ＩＩ）に必要な圧力３５ｋｇ／ｃｉ
Ｇ以下のＬ Ｎ Ｇの冷熱か不足することか検知手段で
検知されると、その信号を受けたコントローラー付膨張
弁（Ｖ４）で配管（Ｐ２□）に分流された圧力的６０ｋ
ｇ／ｃＭＧの液体窒素か前記コントローラ付膨張弁（Ｖ
４）で圧力的３５ｋｇ／ｃｒｌＧに膨張して配管（Ｐ２
．）を通り、熱交換器（１１）でＬＮＧの冷熱不足分を
補い、配管（Ｐ、、９）を通って配管（Ｐ、、）を通る
リサイクル窒素ガスと合流して合流窒素ガスとなる。
Ｇ以下のＬ Ｎ Ｇの冷熱か不足することか検知手段で
検知されると、その信号を受けたコントローラー付膨張
弁（Ｖ４）で配管（Ｐ２□）に分流された圧力的６０ｋ
ｇ／ｃＭＧの液体窒素か前記コントローラ付膨張弁（Ｖ
４）で圧力的３５ｋｇ／ｃｒｌＧに膨張して配管（Ｐ２
．）を通り、熱交換器（１１）でＬＮＧの冷熱不足分を
補い、配管（Ｐ、、９）を通って配管（Ｐ、、）を通る
リサイクル窒素ガスと合流して合流窒素ガスとなる。
従って、合流窒素ガスは高圧圧縮器（９）で圧縮されて
圧縮窒素ガスとなり、この圧縮窒素ガスか配管（Ｐ２．
）、熱交換器（１０）、配管（Ｐ２．）、熱交換器（１
１）、配管（Ｐ２２）、熱交換器（１０）、配管（Ｐ２
３）を経て再び熱交換器（１１）に導かれ、外部冷熱源
としてのＬ Ｎ Ｇと内部冷熱源の両方の冷熱源との間
接熱交換で液化させて液体窒素とし、液体窒素の一部が
コントローラ付膨張弁（Ｖ４）で膨張されて熱交換器（
１１）でＬＮＧの冷熱不足分を補い、膨張した窒素ガス
をリサイクル窒素ガスとともに高圧圧縮器（９）で再び
圧縮して圧縮窒素ガスとする冷熱サイクルが構成され、
外部冷熱源の冷熱量が不足する場合でも、冷熱サイクル
を循環する窒素ガス流量に相当する製品液体窒素量が一
時的に減るものの、そのあとは略一定の分離比率で所定
の空気分離量を確保することができる。
圧縮窒素ガスとなり、この圧縮窒素ガスか配管（Ｐ２．
）、熱交換器（１０）、配管（Ｐ２．）、熱交換器（１
１）、配管（Ｐ２２）、熱交換器（１０）、配管（Ｐ２
３）を経て再び熱交換器（１１）に導かれ、外部冷熱源
としてのＬ Ｎ Ｇと内部冷熱源の両方の冷熱源との間
接熱交換で液化させて液体窒素とし、液体窒素の一部が
コントローラ付膨張弁（Ｖ４）で膨張されて熱交換器（
１１）でＬＮＧの冷熱不足分を補い、膨張した窒素ガス
をリサイクル窒素ガスとともに高圧圧縮器（９）で再び
圧縮して圧縮窒素ガスとする冷熱サイクルが構成され、
外部冷熱源の冷熱量が不足する場合でも、冷熱サイクル
を循環する窒素ガス流量に相当する製品液体窒素量が一
時的に減るものの、そのあとは略一定の分離比率で所定
の空気分離量を確保することができる。
尚、中圧圧縮機（８）による圧縮圧力は外部冷熱源とし
て利用できるＬＮＧの圧力によって決まり、ＬＮＧの圧
力が３５ｋｇ／ｃｉＧ以下の場合には３５ｋｇ／ａｌＧ
の圧縮圧力が選ばれ、ＬＮＧの圧力が３５ｋｇ／ａｌＧ
より高い場合にはそのＬＮＧの圧力よりも更に高い圧縮
圧力が選ばれる。
て利用できるＬＮＧの圧力によって決まり、ＬＮＧの圧
力が３５ｋｇ／ｃｉＧ以下の場合には３５ｋｇ／ａｌＧ
の圧縮圧力が選ばれ、ＬＮＧの圧力が３５ｋｇ／ａｌＧ
より高い場合にはそのＬＮＧの圧力よりも更に高い圧縮
圧力が選ばれる。
第２図に示すように、第１実施例における常温低圧圧縮
機（７）に換え、熱交換器（１０）を通過した後の低温
のリサイクル窒素ガスを少ない消費電力で圧縮できるよ
うに低温低圧圧縮機（７°）を配管（ｐ＋、）の途中に
設けて実施しても良い。
機（７）に換え、熱交換器（１０）を通過した後の低温
のリサイクル窒素ガスを少ない消費電力で圧縮できるよ
うに低温低圧圧縮機（７°）を配管（ｐ＋、）の途中に
設けて実施しても良い。
この場合、熱交換器（４）を通過した常温窒素ガスは配
管（Ｐ、２）を通って熱交換器（ｌＯ）で低温に冷却さ
れ、低温低圧圧縮機（７゛）で圧力的０．１ｋｇ ／
ｃイＧから圧力的５ｋｇ／ｃｒＩＧに圧縮される。
管（Ｐ、２）を通って熱交換器（ｌＯ）で低温に冷却さ
れ、低温低圧圧縮機（７゛）で圧力的０．１ｋｇ ／
ｃイＧから圧力的５ｋｇ／ｃｒＩＧに圧縮される。
又、必要に応じ、低温圧縮機（７′）の中間段あるいは
圧縮後のリサイクル窒素ガスを上記熱交換器（１０）で
更に冷却することを組合せ実施しても良い。
圧縮後のリサイクル窒素ガスを上記熱交換器（１０）で
更に冷却することを組合せ実施しても良い。
その他の構成は第１実施例と同様である。
イ、リサイクル不活性ガスとしては窒素ガスに限定され
ず、粗アルゴンガスであっても良い。
ず、粗アルゴンガスであっても良い。
口、空気分離装置は、液体窒素、液体酸素に加え粗アル
ゴンを分離するものてあっても良い。
ゴンを分離するものてあっても良い。
ハ、外部冷熱源の冷熱量の不足を検知する検知手段の構
成は特に限定されず、ＬＮＧの流量もしくは温度、又は
その双方を計測する計測装置と、この計測装置による計
測値と設定値とを比較する比較回路とを設けて検知手段
を構成しても良い。
成は特に限定されず、ＬＮＧの流量もしくは温度、又は
その双方を計測する計測装置と、この計測装置による計
測値と設定値とを比較する比較回路とを設けて検知手段
を構成しても良い。
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成
に限定されるものではない。
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成
に限定されるものではない。
第１図は本発明に係る外部冷熱源利用の空気分離方法の
実施例を示す系統図であり、第２図は別実施例を示す系
統図である。 （９）・・・・・・圧縮機、（１１）・・・・・・熱交
換器、（Ａ）・・・・・・空気分離装置、（Ｆ）・・・
・・・流量計、（■４）・・・・・・コントローラー付
膨張弁。
実施例を示す系統図であり、第２図は別実施例を示す系
統図である。 （９）・・・・・・圧縮機、（１１）・・・・・・熱交
換器、（Ａ）・・・・・・空気分離装置、（Ｆ）・・・
・・・流量計、（■４）・・・・・・コントローラー付
膨張弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、空気分離装置（Ａ）から導出されたリサイクル不活
性ガスを外部冷熱源との熱交換で液化する圧力まで圧縮
して圧縮不活性ガスとし、この圧縮不活性ガスを前記外
部冷熱源との間接熱交換で液化させて液化不活性ガスと
し、この液化不活性ガスを前記空気分離装置（Ａ）に導
入して空気分離に必要な冷熱を供給した後、再びリサイ
クル不活性ガスとして前記空気分離装置（Ａ）から導出
する外部冷熱源利用の空気分離方法において、前記液化
不活性ガスの一部を膨張させて前記圧縮不活性ガスに冷
熱を供給する内部冷熱源が設けられ、前記外部冷熱源の
冷熱量が不足するとき、前記圧縮不活性ガスを前記外部
冷熱源と前記内部冷熱源の両方の冷熱源との間接熱交換
で液化させて前記液化不活性ガスとし、前記圧縮不活性
ガスに冷熱を供給するために膨張させた前記内部冷熱源
の不活性ガスを、前記空気分離装置（Ａ）から導出され
た前記リサイクル不活性ガスに合流させて、この合流不
活性ガスを圧縮して前記圧縮不活性ガスとすることを特
徴とする外部冷熱源利用の空気分離方法。 ２、前記外部冷熱源の冷熱量の不足を検知する検知手段
（Ｆ）と、前記液化不活性ガスの前記内部冷熱源側への
供給量を調節可能な供給量調節手段（Ｖ＿４）とが備え
られ、前記検知手段（Ｆ）による検知結果に基づいて前
記供給量調節手段（Ｖ＿４）を自動調節する請求項１記
載の外部冷熱源利用の空気分離方法
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2249840A JP2622021B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 外部冷熱源利用の空気分離方法 |
| FR9111253A FR2666877B1 (fr) | 1990-09-18 | 1991-09-12 | Procede de separation d'air mettant une source de froid externe. |
| US07/959,540 US5220798A (en) | 1990-09-18 | 1992-10-13 | Air separating method using external cold source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2249840A JP2622021B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 外部冷熱源利用の空気分離方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04126988A true JPH04126988A (ja) | 1992-04-27 |
| JP2622021B2 JP2622021B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=17198968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2249840A Expired - Fee Related JP2622021B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 外部冷熱源利用の空気分離方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2622021B2 (ja) |
| FR (1) | FR2666877B1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008025986A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-02-07 | Air Products & Chemicals Inc | 空気分離プロセスにおけるｌｎｇベース液化装置の能力増強システム |
| CN103438665A (zh) * | 2013-09-01 | 2013-12-11 | 杭州哲达科技股份有限公司 | 降低空分设备综合电单耗的装置及方法 |
| CN104110940A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-10-22 | 中国寰球工程公司 | 一种利用液化天然气冷能的高效空分装置 |
| CN106062496A (zh) * | 2013-12-20 | 2016-10-26 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 用于在低于环境温度下分离的方法和设备 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5141543A (en) * | 1991-04-26 | 1992-08-25 | Air Products And Chemicals, Inc. | Use of liquefied natural gas (LNG) coupled with a cold expander to produce liquid nitrogen |
| US5139547A (en) * | 1991-04-26 | 1992-08-18 | Air Products And Chemicals, Inc. | Production of liquid nitrogen using liquefied natural gas as sole refrigerant |
| US5137558A (en) * | 1991-04-26 | 1992-08-11 | Air Products And Chemicals, Inc. | Liquefied natural gas refrigeration transfer to a cryogenics air separation unit using high presure nitrogen stream |
| JP2000065470A (ja) * | 1998-08-20 | 2000-03-03 | Air Liquide Japan Ltd | 空気分離装置 |
| CN101839612B (zh) * | 2010-04-06 | 2012-05-02 | 浙江大学 | 基于lng卫星站冷能利用的倒灌式空气分离系统及方法 |
| CN101943512B (zh) * | 2010-09-29 | 2012-08-29 | 中国海洋石油总公司 | 一种利用液化天然气冷能的空分方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5382687A (en) * | 1976-12-28 | 1978-07-21 | Nippon Oxygen Co Ltd | Air liquefaction rectifying method |
| JPH0789014B2 (ja) * | 1987-07-28 | 1995-09-27 | テイサン株式会社 | 空気分離装置における外部冷熱源利用方法 |
-
1990
- 1990-09-18 JP JP2249840A patent/JP2622021B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-09-12 FR FR9111253A patent/FR2666877B1/fr not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008025986A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-02-07 | Air Products & Chemicals Inc | 空気分離プロセスにおけるｌｎｇベース液化装置の能力増強システム |
| CN103438665A (zh) * | 2013-09-01 | 2013-12-11 | 杭州哲达科技股份有限公司 | 降低空分设备综合电单耗的装置及方法 |
| CN103438665B (zh) * | 2013-09-01 | 2015-06-17 | 杭州哲达科技股份有限公司 | 降低空分设备综合电单耗的装置及方法 |
| CN106062496A (zh) * | 2013-12-20 | 2016-10-26 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 用于在低于环境温度下分离的方法和设备 |
| CN104110940A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-10-22 | 中国寰球工程公司 | 一种利用液化天然气冷能的高效空分装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2666877A1 (fr) | 1992-03-20 |
| JP2622021B2 (ja) | 1997-06-18 |
| FR2666877B1 (fr) | 1994-05-06 |
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