JPH05256570A - Ａｒガスの回収方法 - Google Patents
Ａｒガスの回収方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】空気深冷分離装置に導入されるＡｒ含有排ガス
のＡｒ濃度を一定に制御し、空気深冷分離装置の運転を
安定化させる。 【構成】Ａｒ使用設備１から排出されるＡｒ含有排ガス
のＡｒ濃度Ｃ1 をＡｒ濃度計２１により測定し、このＡ
ｒ濃度Ｃ1 と設定Ａｒ濃度Ｃ2 とから次式により、Ａｒ
含有排ガス流量Ｆ1 と空気流量Ｆ0 との比率Ｒを求め、 Ｒ（Ｆ1 ／Ｆ0 ）＝（Ｃ2 −０．９３）／（Ｃ1 −
Ｃ2 ） この比率Ｒが一定となるように、流量調節弁２３によ
り、Ａｒ含有排ガス流量Ｆ1 を制御し、前記空気深冷分
離装置８に導入されるガスのＡｒ濃度を一定に保つ。
のＡｒ濃度を一定に制御し、空気深冷分離装置の運転を
安定化させる。 【構成】Ａｒ使用設備１から排出されるＡｒ含有排ガス
のＡｒ濃度Ｃ1 をＡｒ濃度計２１により測定し、このＡ
ｒ濃度Ｃ1 と設定Ａｒ濃度Ｃ2 とから次式により、Ａｒ
含有排ガス流量Ｆ1 と空気流量Ｆ0 との比率Ｒを求め、 Ｒ（Ｆ1 ／Ｆ0 ）＝（Ｃ2 −０．９３）／（Ｃ1 −
Ｃ2 ） この比率Ｒが一定となるように、流量調節弁２３によ
り、Ａｒ含有排ガス流量Ｆ1 を制御し、前記空気深冷分
離装置８に導入されるガスのＡｒ濃度を一定に保つ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえばＡｒ−Ｏ2 吹
錬炉、ＲＨ真空脱ガス処理設備等のＡｒ（アルゴン）使
用設備から排出されたＡｒ含有排ガスから高純度Ａｒガ
スを安定的に回収する方法に関する。
錬炉、ＲＨ真空脱ガス処理設備等のＡｒ（アルゴン）使
用設備から排出されたＡｒ含有排ガスから高純度Ａｒガ
スを安定的に回収する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、製鋼工程中において、取鍋、転
炉、真空精錬槽等の精錬過程でＡｒガスを使用すること
が盛んに行われている。例えば、Ａｒ−Ｏ2 吹錬法は、
Ｏ2 と共にＡｒを溶鋼中へ吹き込むことにより、高価な
Ｃｒを酸化することなく、脱炭を可能とするものであ
り、かつ良好な品質が得られるので、高Ｃｒ鋼の新しい
溶鋼法として注目を浴び製鋼に採用されている。同じ
く、ＲＨ真空脱ガス法、ＶＯＤ法等では、溶鋼を真空環
境下におき、溶鋼中の不純物として有害なＨＮ、Ｏガス
を減少させる処理を行う際、溶鋼の環流用不活性ガス、
または羽口冷却用不活性ガスとしてＡｒガスが用いられ
ている。また、前記Ｃｒ含有鋼に限らず、普通鋼を精錬
する場合にも、脱炭効率を向上させる目的で、Ａｒガス
で溶鋼を攪拌しながら酸素吹錬する方法が採用されるよ
うになってきた。
炉、真空精錬槽等の精錬過程でＡｒガスを使用すること
が盛んに行われている。例えば、Ａｒ−Ｏ2 吹錬法は、
Ｏ2 と共にＡｒを溶鋼中へ吹き込むことにより、高価な
Ｃｒを酸化することなく、脱炭を可能とするものであ
り、かつ良好な品質が得られるので、高Ｃｒ鋼の新しい
溶鋼法として注目を浴び製鋼に採用されている。同じ
く、ＲＨ真空脱ガス法、ＶＯＤ法等では、溶鋼を真空環
境下におき、溶鋼中の不純物として有害なＨＮ、Ｏガス
を減少させる処理を行う際、溶鋼の環流用不活性ガス、
または羽口冷却用不活性ガスとしてＡｒガスが用いられ
ている。また、前記Ｃｒ含有鋼に限らず、普通鋼を精錬
する場合にも、脱炭効率を向上させる目的で、Ａｒガス
で溶鋼を攪拌しながら酸素吹錬する方法が採用されるよ
うになってきた。
【０００３】このように製鋼過程で多用されているＡｒ
ガスは、工業的には空気深冷分離装置から得られるＡｒ
含有ガスをＡｒ濃縮装置でさらに濃縮して製造している
が、該Ａｒガスは空気中に０．９３％程度しか含まれて
いないため、今後増加する需要に見合うだけの供給がで
きないことが予想される。また、非常に高価でもあるた
め、効率良く回収する方法が望まれている。
ガスは、工業的には空気深冷分離装置から得られるＡｒ
含有ガスをＡｒ濃縮装置でさらに濃縮して製造している
が、該Ａｒガスは空気中に０．９３％程度しか含まれて
いないため、今後増加する需要に見合うだけの供給がで
きないことが予想される。また、非常に高価でもあるた
め、効率良く回収する方法が望まれている。
【０００４】そのため従来より、Ａｒガスの再利用の観
点から、使用済みのＡｒ含有排ガスからＡｒガスを分離
回収することにより、全体としてＡｒガスの使用量を低
減する方法が試みられている。この方法に際し、Ａｒ使
用設備の排ガス系においては、空気が侵入し易く、希釈
されてＡｒ回収率が低下するため、空気の侵入を抑える
べくシールガスが用いられる。しかし、前記シールガス
として、通常安価なＮ2 ガスを用いると、排ガス中にＮ
2 が存在することになり、排ガス中のＡｒとＮ2 とを分
離するために高価な圧力変動吸着装置等が必要となる。
そのため、排ガス中のＮ2 濃度を下げるために、ＲＨ真
空脱ガス設備のシール用ガスとしてＣＯ2 ガスを用いる
方法（特開昭６１−９５１３号公報）や、Ａｒ−Ｏ2 吹
錬炉の排ガス系をブランジャケット用ガス（Ａｒ、ＣＯ
2 ガス等）のジャケットによって外部空気から遮蔽する
方法（特開昭５０−９８４０４号公報）等が提案されて
いる。しかし、これらの方法は排ガス系の設備改造が必
要となるとともに、シールガスとしてＮ2 ガスより高価
なガスを使用するため、経済的に不利である等の欠点が
ある。
点から、使用済みのＡｒ含有排ガスからＡｒガスを分離
回収することにより、全体としてＡｒガスの使用量を低
減する方法が試みられている。この方法に際し、Ａｒ使
用設備の排ガス系においては、空気が侵入し易く、希釈
されてＡｒ回収率が低下するため、空気の侵入を抑える
べくシールガスが用いられる。しかし、前記シールガス
として、通常安価なＮ2 ガスを用いると、排ガス中にＮ
2 が存在することになり、排ガス中のＡｒとＮ2 とを分
離するために高価な圧力変動吸着装置等が必要となる。
そのため、排ガス中のＮ2 濃度を下げるために、ＲＨ真
空脱ガス設備のシール用ガスとしてＣＯ2 ガスを用いる
方法（特開昭６１−９５１３号公報）や、Ａｒ−Ｏ2 吹
錬炉の排ガス系をブランジャケット用ガス（Ａｒ、ＣＯ
2 ガス等）のジャケットによって外部空気から遮蔽する
方法（特開昭５０−９８４０４号公報）等が提案されて
いる。しかし、これらの方法は排ガス系の設備改造が必
要となるとともに、シールガスとしてＮ2 ガスより高価
なガスを使用するため、経済的に不利である等の欠点が
ある。
【０００５】以上の問題点に鑑み、本願発明者は、先の
特開平１−２３０９７５号公報において、Ａｒ含有排ガ
ス中のＣＯ、ＣＯ2 、Ｈ2 を除去して、Ｎ2 、Ｏ2 、Ａ
ｒ含有濃縮ガスとした後、空気深冷分離装置に導入して
Ａｒガスを回収する方法を提案した。しかし、この方法
の実施に際し、仮に前記空気深冷分離装置への導入管路
の中間に制御弁を配置し、空気深冷分離装置に流入する
Ａｒ含有排ガスを一定流量にしたとしても、Ａｒガス濃
度が変化する場合には、空気深冷分離装置内に導入され
る排ガス中のＡｒ濃度も同時に変動をきたし、該装置内
の精溜状態が乱れ、運転に支障をきたすという問題点が
ある。
特開平１−２３０９７５号公報において、Ａｒ含有排ガ
ス中のＣＯ、ＣＯ2 、Ｈ2 を除去して、Ｎ2 、Ｏ2 、Ａ
ｒ含有濃縮ガスとした後、空気深冷分離装置に導入して
Ａｒガスを回収する方法を提案した。しかし、この方法
の実施に際し、仮に前記空気深冷分離装置への導入管路
の中間に制御弁を配置し、空気深冷分離装置に流入する
Ａｒ含有排ガスを一定流量にしたとしても、Ａｒガス濃
度が変化する場合には、空気深冷分離装置内に導入され
る排ガス中のＡｒ濃度も同時に変動をきたし、該装置内
の精溜状態が乱れ、運転に支障をきたすという問題点が
ある。
【０００６】そこで、本発明の主たる課題は、空気深冷
分離装置に導入されるＡｒ含有排ガスのＡｒ濃度を一定
とし、Ａｒ濃度の変化による空気深冷分離装置の運転に
支障をきたすことなく安定的に、回収効率が高く高純度
のＡｒガスを低コストで得ることにある。
分離装置に導入されるＡｒ含有排ガスのＡｒ濃度を一定
とし、Ａｒ濃度の変化による空気深冷分離装置の運転に
支障をきたすことなく安定的に、回収効率が高く高純度
のＡｒガスを低コストで得ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題は、Ａｒ使用設
備から排出されるＡｒ含有排ガスに空気を混入し、この
空気混合Ａｒ含有排ガスを空気深冷分離装置に導入して
Ａｒガスを回収する方法において、前記空気混入前のＡ
ｒ含有排ガスのＡｒ濃度Ｃ1 を測定し、このＡｒ濃度Ｃ
1と設定Ａｒ濃度Ｃ2 とから次式により、Ａｒ含有排ガ
ス流量Ｆ1 と空気流量Ｆ0との比率Ｒを求め、 Ｒ（Ｆ1 ／Ｆ0 ）＝（Ｃ2 −０．９３）／（Ｃ1 −Ｃ2 ） この比率Ｒが一定となるように、Ａｒ含有排ガス流量Ｆ
1 と空気流量Ｆ0 の少なくとも一方の流量を制御し、前
記空気深冷分離装置に導入するガスのＡｒ濃度を一定に
することで解決できる。また、好ましくは前記Ａｒ濃度
を一定とする方法を、前記特開平１−２３０９７５号公
報に記載される、Ａｒ含有排ガス中のＣＯ、ＣＯ2 、Ｈ
2 を除去して、Ｎ2 、Ｏ2 、Ａｒ含有濃縮ガスとした
後、空気深冷分離装置に導入してＡｒガスを回収する方
法に適用する。
備から排出されるＡｒ含有排ガスに空気を混入し、この
空気混合Ａｒ含有排ガスを空気深冷分離装置に導入して
Ａｒガスを回収する方法において、前記空気混入前のＡ
ｒ含有排ガスのＡｒ濃度Ｃ1 を測定し、このＡｒ濃度Ｃ
1と設定Ａｒ濃度Ｃ2 とから次式により、Ａｒ含有排ガ
ス流量Ｆ1 と空気流量Ｆ0との比率Ｒを求め、 Ｒ（Ｆ1 ／Ｆ0 ）＝（Ｃ2 −０．９３）／（Ｃ1 −Ｃ2 ） この比率Ｒが一定となるように、Ａｒ含有排ガス流量Ｆ
1 と空気流量Ｆ0 の少なくとも一方の流量を制御し、前
記空気深冷分離装置に導入するガスのＡｒ濃度を一定に
することで解決できる。また、好ましくは前記Ａｒ濃度
を一定とする方法を、前記特開平１−２３０９７５号公
報に記載される、Ａｒ含有排ガス中のＣＯ、ＣＯ2 、Ｈ
2 を除去して、Ｎ2 、Ｏ2 、Ａｒ含有濃縮ガスとした
後、空気深冷分離装置に導入してＡｒガスを回収する方
法に適用する。
【０００８】
【作用】本発明によれば、空気深冷分離装置に導入され
る排ガスのＡｒ濃度が常時一定に制御されるため、前記
空気深冷分離装置の運転を停止させることがなくなり、
連続的に安定して、回収効率が高く高純度のＡｒガスを
低コストで得ることができるようになる。
る排ガスのＡｒ濃度が常時一定に制御されるため、前記
空気深冷分離装置の運転を停止させることがなくなり、
連続的に安定して、回収効率が高く高純度のＡｒガスを
低コストで得ることができるようになる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳説する。図
１は本発明法の一実施態様の系統図である。図におい
て、１はＡｒ−Ｏ2 吹錬炉やＲＨ真空脱ガス設備等のＡ
ｒ使用設備であり、該設備より発生するＡｒ含有排ガス
は、誘引送風機２により吸引され、除塵器３に送入され
てダストが除かれ、排ガスホルダー４に蓄えられる。そ
の後、排ガスは送風機５によってＣＯ、ＣＯ2 除去装置
６およびＨ2 除去装置７に供給されてＣＯ、ＣＯ2 およ
びＨ2 が除去される。なお、前記ＣＯ、ＣＯ2 除去装置
６としては、ＣＯ、ＣＯ2 に対し選択的に吸着する吸着
式のものが好適に用いられる。また、前記Ｈ2 除去装置
７としては、排ガス中の酸素と燃焼反応させて除去する
酸化除去装置が好適に用いられる。
１は本発明法の一実施態様の系統図である。図におい
て、１はＡｒ−Ｏ2 吹錬炉やＲＨ真空脱ガス設備等のＡ
ｒ使用設備であり、該設備より発生するＡｒ含有排ガス
は、誘引送風機２により吸引され、除塵器３に送入され
てダストが除かれ、排ガスホルダー４に蓄えられる。そ
の後、排ガスは送風機５によってＣＯ、ＣＯ2 除去装置
６およびＨ2 除去装置７に供給されてＣＯ、ＣＯ2 およ
びＨ2 が除去される。なお、前記ＣＯ、ＣＯ2 除去装置
６としては、ＣＯ、ＣＯ2 に対し選択的に吸着する吸着
式のものが好適に用いられる。また、前記Ｈ2 除去装置
７としては、排ガス中の酸素と燃焼反応させて除去する
酸化除去装置が好適に用いられる。
【００１０】このようにして、ＣＯ、ＣＯ2 およびＨ2
が除去されたＮ2 、Ｏ2 、Ａｒ含有濃縮ガスは、後述す
る空気深冷分離装置８に導入される。前記ＣＯ、ＣＯ2
除去装置６およびＨ2 除去装置７によりＡｒ含有排ガス
中のＣＯ、ＣＯ2 およびＨ2は除去されているが、Ａｒ
含有排ガス中には、残存するＮ2 、Ｏ2 についてはこの
空気深冷分離装置８によって分離除去されることにより
高純度Ａｒが回収されることになる。
が除去されたＮ2 、Ｏ2 、Ａｒ含有濃縮ガスは、後述す
る空気深冷分離装置８に導入される。前記ＣＯ、ＣＯ2
除去装置６およびＨ2 除去装置７によりＡｒ含有排ガス
中のＣＯ、ＣＯ2 およびＨ2は除去されているが、Ａｒ
含有排ガス中には、残存するＮ2 、Ｏ2 についてはこの
空気深冷分離装置８によって分離除去されることにより
高純度Ａｒが回収されることになる。
【００１１】ここで、仮にＣＯおよびＨ2 が排ガス中に
残存すると、空気深冷分離の際に、製品純Ｎ2 中に除去
されず残存してしまうので、ＣＯは１ppm 以下、Ｈ2 は
１ppm 以下になるように、前記前処理を行うことが望ま
しい。また、ＣＯ2 は空気中に存在する０．０３％程度
の微量であれば、後述する空気深冷分離装置８内の熱変
換器１１で冷却固化分離されるが、空気中の量に比べ多
量の場合には該熱交換器１１での固化量が増加し詰まっ
てしまうので、０．５％以下となるように前記前処理を
行うことが望ましい。
残存すると、空気深冷分離の際に、製品純Ｎ2 中に除去
されず残存してしまうので、ＣＯは１ppm 以下、Ｈ2 は
１ppm 以下になるように、前記前処理を行うことが望ま
しい。また、ＣＯ2 は空気中に存在する０．０３％程度
の微量であれば、後述する空気深冷分離装置８内の熱変
換器１１で冷却固化分離されるが、空気中の量に比べ多
量の場合には該熱交換器１１での固化量が増加し詰まっ
てしまうので、０．５％以下となるように前記前処理を
行うことが望ましい。
【００１２】ここで、前記Ａｒ使用設備から排出される
Ａｒ含有排ガス中のＡｒ濃度が変動する場合には、後工
程の空気深冷装置８の運転に支障をきたすため、本願発
明においては、前記前処理工程と空気深冷装置８による
空気分離処理の中間に濃度一定制御装置を配設してい
る。先ず、Ｈ2 除去装置７を通過した排ガス中のＡｒ濃
度Ｃ1 （％）と、空気深冷分離装置８に導入される排ガ
ス中のＡｒ濃度Ｃ2 （％）との間には、Ｈ2 除去装置７
から出口ガス量Ｆ1 とフィルター９を介して流入する空
気流量Ｆ0 との関係で次式が成り立つ。 Ｃ2 ＝（Ｆ0 ×０．９３＋Ｆ1 ×Ｃ1 ）／（Ｆ0 ＋Ｆ1 ）−−−−−− なお、ここで、０．９３は空気中のＡｒ濃度である。上
式より、Ｈ2 除去装置７の出口ガス流量Ｆ1 と空気流
量Ｆ0 との比率Ｒは次式となる。 Ｒ＝Ｆ1 ／Ｆ0 ＝（Ｃ2 −０．９３）／（Ｃ1 −Ｃ2 ）−−−−−−− したがって、Ｈ2 除去装置７の出口ガス中のＡｒ濃度Ｃ
1 （％）をＡｒ濃度計２１で測定し演算器２０に送ると
ともに、前記空気深冷分離装置８に導入する排ガス中の
Ａｒ濃度Ｃ2 （％）を設定値（固定値）として演算器２
０に入力すると比率Ｒが算出される。この比率ＲはＨ2
除去装置７の出口ガス流量Ｆ1 と空気流量Ｆ0 との比で
あるから、この比率Ｒが一定となるように、Ａｒ含有排
ガス流量Ｆ1 と空気流量Ｆ0 の少なくとも一方の流量を
制御することにより、前記空気深冷分離装置８に導入す
る排ガスＡｒ濃度を前記設定Ａｒ濃度Ｃ2 （％）とする
ことができる。本実施例においては、Ｈ2 除去装置７の
出口ガス流量Ｆ1 を流量計２２Ｂで測定し、空気流量Ｆ
0 を流量計２２Ａにより測定し、これら流量測定値と比
率設定器１９からの信号に基づき、流量調節計１８によ
り流量調整弁２３が制御され、前記比率Ｒとなるよう
に、Ｈ2 除去装置７の出口ガス流量Ｆ1 が調節される。
Ａｒ含有排ガス中のＡｒ濃度が変動する場合には、後工
程の空気深冷装置８の運転に支障をきたすため、本願発
明においては、前記前処理工程と空気深冷装置８による
空気分離処理の中間に濃度一定制御装置を配設してい
る。先ず、Ｈ2 除去装置７を通過した排ガス中のＡｒ濃
度Ｃ1 （％）と、空気深冷分離装置８に導入される排ガ
ス中のＡｒ濃度Ｃ2 （％）との間には、Ｈ2 除去装置７
から出口ガス量Ｆ1 とフィルター９を介して流入する空
気流量Ｆ0 との関係で次式が成り立つ。 Ｃ2 ＝（Ｆ0 ×０．９３＋Ｆ1 ×Ｃ1 ）／（Ｆ0 ＋Ｆ1 ）−−−−−− なお、ここで、０．９３は空気中のＡｒ濃度である。上
式より、Ｈ2 除去装置７の出口ガス流量Ｆ1 と空気流
量Ｆ0 との比率Ｒは次式となる。 Ｒ＝Ｆ1 ／Ｆ0 ＝（Ｃ2 −０．９３）／（Ｃ1 −Ｃ2 ）−−−−−−− したがって、Ｈ2 除去装置７の出口ガス中のＡｒ濃度Ｃ
1 （％）をＡｒ濃度計２１で測定し演算器２０に送ると
ともに、前記空気深冷分離装置８に導入する排ガス中の
Ａｒ濃度Ｃ2 （％）を設定値（固定値）として演算器２
０に入力すると比率Ｒが算出される。この比率ＲはＨ2
除去装置７の出口ガス流量Ｆ1 と空気流量Ｆ0 との比で
あるから、この比率Ｒが一定となるように、Ａｒ含有排
ガス流量Ｆ1 と空気流量Ｆ0 の少なくとも一方の流量を
制御することにより、前記空気深冷分離装置８に導入す
る排ガスＡｒ濃度を前記設定Ａｒ濃度Ｃ2 （％）とする
ことができる。本実施例においては、Ｈ2 除去装置７の
出口ガス流量Ｆ1 を流量計２２Ｂで測定し、空気流量Ｆ
0 を流量計２２Ａにより測定し、これら流量測定値と比
率設定器１９からの信号に基づき、流量調節計１８によ
り流量調整弁２３が制御され、前記比率Ｒとなるよう
に、Ｈ2 除去装置７の出口ガス流量Ｆ1 が調節される。
【００１３】次に、空気深冷分離法による空気分離装置
について説明する。８は空気深冷分離法に空気深冷分離
装置を示し、この空気深冷分離法による純Ａｒの製造は
下記に示す（Ａ）〜（Ｉ）の工程からなる。 （Ａ）空気を吸入し、バグフィルター９により空気中の
風塵等を除去する。 （Ｂ）原料空気を原料空気圧縮機１０により、５kgf/cm
2 に圧縮する。また、必要により原料空気を水洗塔（図
示せず）において水洗および冷却する。 （Ｃ）熱交換器１１で原料空気と不純Ｎ2 、純Ｎ2 Ｏ2
を熱交換し、原料空気を低温とすることでＣＯ2 等を固
体として分離する。 （Ｄ）圧縮した原料空気の一部を膨張タービン１２によ
り膨張させ、空冷源とする。 （Ｅ）空気分離塔１３の下塔下部から原料空気を入れ、
沸点（液化点）の違いを利用して、空気中のＮ2 、
Ｏ2 、Ａｒに分離される。一方、原料空気中に含まれる
炭化水素は炭化水素吸着器（図示せず）によって、また
液体Ｏ2 中に含まれるＣ2 Ｈ2 は、Ｃ2 Ｈ2 吸着器（図
示せず）によって吸着される。 （Ｆ）製品Ｎ2 は、空気分離塔１３の上塔上部より引き
抜かれ、製品Ｏ2 は、上塔下部から引き抜かれる。ま
た、上塔中部からはフィードガスとして、Ａｒの純度が
１２％程度で、Ｎ2 をほとんど含まないガスを引き抜
く。 （Ｇ）フィードガスを粗Ａｒ塔１４で、前記空気分離塔
１３同様の原理で分離し９６％程度の粗Ａｒを分離す
る。 （Ｈ）粗Ａｒ中のＯ2 を常温Ａｒ精製装置１５でＨ2 と
反応させて水とし、脱湿してＯ2 分を除去する。 （Ｉ）高純Ａｒ塔１７で、Ｎ2 および過剰に加えたＨ2
を分離してを分離して精製Ａｒを採取する。 以上、（Ａ）〜（Ｉ）の工程によって空気から高純度Ａ
ｒを連続的に取り出すことができる。
について説明する。８は空気深冷分離法に空気深冷分離
装置を示し、この空気深冷分離法による純Ａｒの製造は
下記に示す（Ａ）〜（Ｉ）の工程からなる。 （Ａ）空気を吸入し、バグフィルター９により空気中の
風塵等を除去する。 （Ｂ）原料空気を原料空気圧縮機１０により、５kgf/cm
2 に圧縮する。また、必要により原料空気を水洗塔（図
示せず）において水洗および冷却する。 （Ｃ）熱交換器１１で原料空気と不純Ｎ2 、純Ｎ2 Ｏ2
を熱交換し、原料空気を低温とすることでＣＯ2 等を固
体として分離する。 （Ｄ）圧縮した原料空気の一部を膨張タービン１２によ
り膨張させ、空冷源とする。 （Ｅ）空気分離塔１３の下塔下部から原料空気を入れ、
沸点（液化点）の違いを利用して、空気中のＮ2 、
Ｏ2 、Ａｒに分離される。一方、原料空気中に含まれる
炭化水素は炭化水素吸着器（図示せず）によって、また
液体Ｏ2 中に含まれるＣ2 Ｈ2 は、Ｃ2 Ｈ2 吸着器（図
示せず）によって吸着される。 （Ｆ）製品Ｎ2 は、空気分離塔１３の上塔上部より引き
抜かれ、製品Ｏ2 は、上塔下部から引き抜かれる。ま
た、上塔中部からはフィードガスとして、Ａｒの純度が
１２％程度で、Ｎ2 をほとんど含まないガスを引き抜
く。 （Ｇ）フィードガスを粗Ａｒ塔１４で、前記空気分離塔
１３同様の原理で分離し９６％程度の粗Ａｒを分離す
る。 （Ｈ）粗Ａｒ中のＯ2 を常温Ａｒ精製装置１５でＨ2 と
反応させて水とし、脱湿してＯ2 分を除去する。 （Ｉ）高純Ａｒ塔１７で、Ｎ2 および過剰に加えたＨ2
を分離してを分離して精製Ａｒを採取する。 以上、（Ａ）〜（Ｉ）の工程によって空気から高純度Ａ
ｒを連続的に取り出すことができる。
【００１４】〔実施例〕Ａｒ−Ｏ2 吹錬炉により表１に
示す操業条件の下で精錬し、その時排気された表２に示
すＡｒ含有排ガスから、図１に示す本発明Ａｒガス回収
方法によってＡｒガスを回収した。実際には、先ず、Ａ
ｒ−Ｏ2 吹錬炉からのＡｒ含有排ガスを排ガスホルダー
４に蓄えた後、ＣＯ、ＣＯ2 除去装置６およびＨ2 除去
装置７に供給して、ＣＯ、ＣＯ2 およびＨ2 を除去し、
表３に示す組成のＮ2 、Ｏ2 、Ａｒ含有濃縮ガスを得、
図１に示す本発明に係るＡｒ濃度一定制御装置によっ
て、空気深冷分離装置８に導入される空気混合Ｎ2 、Ｏ
2 、Ａｒ含有濃縮ガスのＡｒ濃度Ｃ2 を常時２％に維持
して空気深冷分離装置８に導入した。この際の運転デー
タを表４に示す。
示す操業条件の下で精錬し、その時排気された表２に示
すＡｒ含有排ガスから、図１に示す本発明Ａｒガス回収
方法によってＡｒガスを回収した。実際には、先ず、Ａ
ｒ−Ｏ2 吹錬炉からのＡｒ含有排ガスを排ガスホルダー
４に蓄えた後、ＣＯ、ＣＯ2 除去装置６およびＨ2 除去
装置７に供給して、ＣＯ、ＣＯ2 およびＨ2 を除去し、
表３に示す組成のＮ2 、Ｏ2 、Ａｒ含有濃縮ガスを得、
図１に示す本発明に係るＡｒ濃度一定制御装置によっ
て、空気深冷分離装置８に導入される空気混合Ｎ2 、Ｏ
2 、Ａｒ含有濃縮ガスのＡｒ濃度Ｃ2 を常時２％に維持
して空気深冷分離装置８に導入した。この際の運転デー
タを表４に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】
【表４】
【００１９】上記、試験の結果、空気深冷深冷分離装置
８に導入されるガス中のＡｒ濃度は安定して２％に保た
れ、前記空気深冷深冷分離装置８の運転に支障をきたす
ことなく、安定して１０００Nm3/H の９９．９９９％の
高純度Ａｒを得ることができた。なお、該Ａｒ含有排ガ
スを混合せずに、空気９００００Nm3/H を深冷分離した
時の純Ａｒ発生量は５５０Nm3/H であったので、４５０
Nm3/H の純Ａｒが増収回収された。
８に導入されるガス中のＡｒ濃度は安定して２％に保た
れ、前記空気深冷深冷分離装置８の運転に支障をきたす
ことなく、安定して１０００Nm3/H の９９．９９９％の
高純度Ａｒを得ることができた。なお、該Ａｒ含有排ガ
スを混合せずに、空気９００００Nm3/H を深冷分離した
時の純Ａｒ発生量は５５０Nm3/H であったので、４５０
Nm3/H の純Ａｒが増収回収された。
【００２０】ところで、前記特開平１−２３０９７５号
公報に示される発明法との効果の差異を明確にすべく、
図２に示されるように、空気深冷分離装置８に導入され
るガス量を一定とする以外同一の条件の下で運転を行っ
た。この場合のＣ1 、Ｃ2 、Ｒ、Ｆ1 、Ｆ0 の値を表５
に示す。
公報に示される発明法との効果の差異を明確にすべく、
図２に示されるように、空気深冷分離装置８に導入され
るガス量を一定とする以外同一の条件の下で運転を行っ
た。この場合のＣ1 、Ｃ2 、Ｒ、Ｆ1 、Ｆ0 の値を表５
に示す。
【００２１】
【表５】
【００２２】しかし、この場合には、表５に示すよう
に、空気深冷分離装置８に導入されるガスのＡｒ濃度Ｃ
2 が１．８３〜２．２８％で変動し、空気分離塔１３内
の精留状態が乱れ、運転を係属することが不可能であっ
た。
に、空気深冷分離装置８に導入されるガスのＡｒ濃度Ｃ
2 が１．８３〜２．２８％で変動し、空気分離塔１３内
の精留状態が乱れ、運転を係属することが不可能であっ
た。
【００２３】
【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明によれば、Ａ
ｒ使用設備から排出されるＡｒ含有排ガス中のＡｒ濃度
が変動する場合にも、このガス中のＡｒ濃度を一定とし
て空気深冷分離装置に導入するため、空気深冷分離装置
の運転が停止することなく、連続的かつ安定的に、高純
度のＡｒガスを低コストで得ることができる。
ｒ使用設備から排出されるＡｒ含有排ガス中のＡｒ濃度
が変動する場合にも、このガス中のＡｒ濃度を一定とし
て空気深冷分離装置に導入するため、空気深冷分離装置
の運転が停止することなく、連続的かつ安定的に、高純
度のＡｒガスを低コストで得ることができる。
【図１】本発明法のアルゴンガス回収方法の系統図であ
る。
る。
【図２】従来法のアルゴンガス回収方法の系統図であ
る。
る。
１…アルゴン使用設備、２…誘引送風機、３…除塵機、
４…排ガスホルダー、５…送風機、６…ＣＯ、ＣＯ2 除
去装置、７…Ｈ2 除去装置、８…空気深冷分離装置、９
…フィルター、１０…原料空気圧縮機、１１…熱交換
器、１２…膨張タービン、１３…空気分離塔、１４…粗
Ａｒ塔、１５…常温Ａｒ精製装置、１６…脱湿器、１７
…高純Ａｒ塔、１８…流量調節計、１９…比率設定器、
２０…演算器、２１…Ａｒ濃度計、２２Ａ・２２Ｂ…流
量計、２３…流量調節弁
４…排ガスホルダー、５…送風機、６…ＣＯ、ＣＯ2 除
去装置、７…Ｈ2 除去装置、８…空気深冷分離装置、９
…フィルター、１０…原料空気圧縮機、１１…熱交換
器、１２…膨張タービン、１３…空気分離塔、１４…粗
Ａｒ塔、１５…常温Ａｒ精製装置、１６…脱湿器、１７
…高純Ａｒ塔、１８…流量調節計、１９…比率設定器、
２０…演算器、２１…Ａｒ濃度計、２２Ａ・２２Ｂ…流
量計、２３…流量調節弁
Claims (2)
- 【請求項１】Ａｒ使用設備から排出されるＡｒ含有排ガ
スに空気を混入し、この空気混合Ａｒ含有排ガスを空気
深冷分離装置に導入してＡｒガスを回収する方法におい
て、 前記空気混入前のＡｒ含有排ガスのＡｒ濃度Ｃ1 を測定
し、このＡｒ濃度Ｃ1と設定Ａｒ濃度Ｃ2 とから次式に
より、Ａｒ含有排ガス流量Ｆ1 と空気流量Ｆ0との比率
Ｒを求め、 Ｒ（Ｆ1 ／Ｆ0 ）＝（Ｃ2 −０．９３）／（Ｃ1 −Ｃ2 ） この比率Ｒが一定となるように、Ａｒ含有排ガス流量Ｆ
1 と空気流量Ｆ0 の少なくとも一方の流量を制御し、前
記空気深冷分離装置に導入するガスのＡｒ濃度を一定に
することを特徴とするＡｒガスの回収方法。 - 【請求項２】Ａｒ使用設備から排出されるＡｒ含有排ガ
スからＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2 を除去し、該濃縮ガスに空気
を混入した後、この空気混合Ａｒ含有排ガスを空気深冷
分離装置に導入してＡｒガスを回収するに際し、 前記空気深冷分離装置に導入するガスのＡｒ濃度を請求
項１記載の方法により一定とすることを特徴とするＡｒ
ガスの回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4053222A JPH05256570A (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | Ａｒガスの回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4053222A JPH05256570A (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | Ａｒガスの回収方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05256570A true JPH05256570A (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=12936800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4053222A Pending JPH05256570A (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | Ａｒガスの回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05256570A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999011437A1 (fr) | 1997-09-04 | 1999-03-11 | Air Liquide Japan, Ltd. | Procede et appareil de purification de l'argon |
| CN102690927A (zh) * | 2012-06-18 | 2012-09-26 | 辽宁科技大学 | 一种lf钢包精炼炉氩气循环利用的方法 |
-
1992
- 1992-03-12 JP JP4053222A patent/JPH05256570A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999011437A1 (fr) | 1997-09-04 | 1999-03-11 | Air Liquide Japan, Ltd. | Procede et appareil de purification de l'argon |
| US6123909A (en) * | 1997-09-04 | 2000-09-26 | Air Liquide Japan, Ltd. | Method and apparatus for purification of argon |
| CN102690927A (zh) * | 2012-06-18 | 2012-09-26 | 辽宁科技大学 | 一种lf钢包精炼炉氩气循环利用的方法 |
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