JPH06185856A - 空気分離装置 - Google Patents

空気分離装置

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JPH06185856A
JPH06185856A JP33837492A JP33837492A JPH06185856A JP H06185856 A JPH06185856 A JP H06185856A JP 33837492 A JP33837492 A JP 33837492A JP 33837492 A JP33837492 A JP 33837492A JP H06185856 A JPH06185856 A JP H06185856A
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JP
Japan
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heat exchanger
air
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temp
raw material
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JP33837492A
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English (en)
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Masaki Fujii
正樹 藤井
Shoji Koyama
祥二 小山
Kanji Fujimori
幹治 藤森
Hirohiko Nakamura
裕彦 中村
Shigeo Watanabe
茂雄 渡辺
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Hitachi Ltd
Hitachi Plant Technologies Ltd
Original Assignee
Hitachi Techno Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】高温用熱交換器１１（２００℃以上）で一旦、
２００℃まで冷却し、次に低温用熱交換器１０（２００
℃以下）で更に冷却する。再生ガスに使われる消費電力
を低減するため、触媒槽４から出てくる、廃ガスと熱交
換を行う。 【効果】従来の熱交にステンレス製だけ使用するより実
施例１のようにアルミ製１０ステンレス製１１の熱交に
分けることによって経済的なプロセスにすることができ
る。再生加熱器１２の消費電力が低減でき、空気分離装
置の電力原単位を低減でき上記プロセスを採用すること
によって燃焼除去の向上がはかれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気分離装置に係り、
特に従来２００℃以下で使用していた触媒を、少なくと
も２００℃以上に昇温し、触媒の耐被毒性及び一酸化炭
素，水素（特に水素）の除去率の向上を、はかる場合に
好適な空気分離のプロセスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の空気分離装置を図４の系統図によ
り説明する。
【０００３】図４において、フィルタ−１は原料となる
空気中のチリ等を除去する。空気圧縮機２はフィルタ−
１を通過した原料空気を圧縮し昇圧する。圧縮された空
気は冷却器３で冷却され、熱交換器１０（一般にアルミ
製）を通り加熱器９により、所定（一般に２００℃以
下）の温度まで昇温した後、燃焼触媒を充てんした触媒
槽４に供給される。触媒槽４では水素と一酸化炭素が燃
焼除去され、熱交換器１０内で常温まで冷却される。
【０００４】冷却された原料空気（圧縮空気）は吸着塔
５に供給され、水分及び二酸化炭素を吸着除去される。
吸着塔５を出た空気は、熱交換器６，精留塔７等で構成
される深冷分離部１００に導かれる。まず始めに導管２
４により熱交換６に導入された原料空気は、ここで低温
戻りガス（窒素ガス，廃ガス）と熱交換し冷却される。
更に導管２５を通して、精留塔７の底部に供給される。
ここで、原料空気は塔内に多数設けられている精留皿上
の液体と気液接触し精留分離される。これにより、精留
塔７の底部には酸素濃度の高い液体空気が溜る。一方窒
素ガスは、精留塔上部の導管２６を通して精留塔より抜
き出され、空気熱交換器６の内部で温度回復して製品窒
素ガスとして導管２７を通して送出される。又、液体空
気は導管２８を通して精留塔から抜き出され、途中膨張
弁４０で減圧されて温度降下した後、凝縮器８に供給さ
れ、ここで蒸発した後、導管３０，空気熱交換器６を通
して常温まで温度回復し吸着塔５の再生ガスとして使用
され、大気中に導管３２を通して放出される。
【０００５】尚、この種の装置として関連するものに
は、例えば、実開昭６１−１２３３８９号公報等が挙げ
られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の熱交換器
（例：アルミプレ−ト）では、２００℃以下で使用して
いた触媒を少なくとも２００℃以上に昇温するので耐熱
性に無理があり、従来のアルミ製の熱交換器をステンレ
ス製に取り替えて使用するとコスト高となる不具合点が
あった。
【０００７】本発明の目的は、耐熱性のある材質の熱交
換器を使用して、高温の原料空気を効率良く冷却するこ
と及び、コスト高とならない空気分離装置を提供するこ
とにある。
【０００８】また、吸着塔再生ガスとして使用される精
留塔からの廃ガス加熱用再生加熱器の消費電力を低減す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、触媒槽を出た高温(２００℃以上)の原料空気に耐え
れるように耐熱性に優れたステンレス製の高温用熱交換
器を取り付け、従来のアルミ製の熱交換器を低温用熱交
換器として、２段式の熱交換器としたものである。
【００１０】ここで、上記の高温用熱交換器により高温
（２００℃以上）の原料空気を、低温（２００℃以下）
にして、更に低温用熱交換器により冷却したものであ
る。
【００１１】また、触媒槽を出た原料空気と精留塔から
の廃ガスとを熱交換させるための高温用熱交換器を設
け、廃ガス温度を上昇させ、再生加熱器再生ガス（廃ガ
ス）入口温度を高めることにより、再生加熱器の消費電
力を低減したものである。
【００１２】
【作用】本発明では、高温用熱交換器を設けたので、こ
の熱交換器により高温の原料空気を低温用熱交換器で熱
交換処理できる程度の温度（２００℃以下）まで降温さ
せることができる。このため、触媒槽から出る原料空気
が高温であっても、従来の低温度用熱交換器を利用して
原料空気温度を低下させることができる。
【００１３】触媒槽から出た原料空気と、精留塔からの
廃ガスを熱交換させる高温用熱交換器を設けたことによ
り、従来技術の再生加熱器の消費電力が低減できる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及至図３によ
り説明する。
【００１５】図１に示す実施例１は、触媒槽４にて反
応、燃焼後の高温となった原料空気と、圧縮機２で昇圧
された原料空気（圧縮空気）とを、熱交換させる場合の
説明である。
【００１６】図１において、圧縮機２で昇圧された原料
空気は、冷却器３により冷却され、低温用熱交換器１０
（２００℃以下で使用）および、高温用熱交換器１１
（２００℃以上で使用）を通過後加熱器９で２００℃以
上の所定の温度に昇温され触媒槽４に供給される。触媒
槽４を出た原料空気は、導管３５を通り高温熱交換器１
１にて熱交換を行い低温（２００℃以下）となる。低温
となった原料空気は、低温用熱交換器１０に導かれ、再
び熱交換を行いほぼ常温の原料空気となる。常温となっ
た原料空気は吸着塔５に供給され清浄な空気となり、深
冷分離部１００へ導かれる。吸着塔５を通過後のプロセ
スは、従来の場合と同様であり説明は省略する。
【００１７】また、図２に示す実施例２は、吸着塔５の
再生ガスにおいて、再生加熱器１２に加えて、触媒槽４
により昇温された原料空気と、精留塔７から出る廃ガス
を熱交換するための熱交換器についての説明である。こ
こで、従来は、精留塔５を出た廃ガスは、導管３０，熱
交換器６を通して常温まで温度回復し、再生加熱器１２
によって昇温されて、吸着塔５の再生ガスとして使用さ
れていた。
【００１８】本発明では、再生加熱器１２に入る前の導
管３１より分岐させて取りだした廃ガスと、触媒槽４か
ら出た原料空気とを高温用熱交換器１３で、熱交換させ
て再生ガスを作り出し、再生加熱器１２に入る前の導管
へ導くものである。
【００１９】さらに、図３に示す実施例３は、熱交換器
を図１のように低温用熱交換器１０と高温用熱交換器１
１に分離して構成したものである。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、従来のアルミ製の熱交
換器を低温用熱交換器（２００℃以下）として設け、高
温用熱交換器（２００℃以上）としてステンレス製を用
いた熱交換器の２種類に分離して構成することができ、
経済的なプロセスが得られる効果がある。
【００２１】また、触媒槽から出てくる高温度の原料空
気を利用して、廃ガスと熱交換を行わせるため、再生加
熱器の消費電力が低減できる効果がある。
【００２２】さらに、上記構造により水素、一酸化炭素
（特に水素）の除去性能の向上、触媒の耐被毒性向上が
はかれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の空気分離装置の系統図であ
る。
【図２】本発明の他の実施例の空気分離装置の系統図で
ある。
【図３】本発明の他の実施例の空気分離装置の系統図で
ある。
【図４】従来の空気分離装置の系統図である。
【符号の説明】
１…フィルター、２…空気圧縮機、３…冷却器、４…触
媒槽、５…吸着塔、６…深冷部の熱交換器、７…精留
塔、８…凝縮器、９…加熱器（触媒槽入口）、１０…低
温用熱交換器、１１，１３…高温用熱交換器、１２…再
生加熱器、２０〜３９…導管、４０〜４８…膨張弁。
フロントページの続き (72)発明者 小山 祥二 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 藤森 幹治 山口県下松市大字東豊井794番地 日立テ クノエンジニアリング株式会社笠戸事業所 内 (72)発明者 中村 裕彦 山口県下松市大字東豊井794番地 日立テ クノエンジニアリング株式会社笠戸事業所 内 (72)発明者 渡辺 茂雄 山口県下松市大字東豊井794番地 日立テ クノエンジニアリング株式会社笠戸事業所 内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】空気圧縮機で昇圧された原料空気を、加熱
    器で触媒反応に適した温度まで昇温した後、触媒槽で反
    応・燃焼させ、該反応・燃焼により昇温した原料空気
    を、前記原料空気と熱交換させて常温まで冷却し、吸着
    塔で水分，二酸化炭素を吸着除去させ、深冷分離部で精
    留分離を行い、製品ガスを製造する空気分離装置におい
    て、前記触媒槽を出た高温度の原料空気を熱交換して降
    温するのに、耐熱性のある材質を用いた高温用熱交換器
    で一旦、冷却を行い、次に低温用熱交換器で更に冷却す
    ることを特徴とする空気分離装置。
  2. 【請求項２】前記高温用熱交換器は、ステンレス製で構
    成され低温用熱交換器はアルミ製で構成されていること
    を特徴とする請求項１記載の空気分離装置。
  3. 【請求項３】前記深冷分離部を出た廃ガスは、該廃ガス
    を触媒槽から出る高温の原料空気と熱交換し、再生ガス
    として使用することを特徴とする請求項１及び請求項２
    記載の空気分離装置。
JP33837492A 1992-12-18 1992-12-18 空気分離装置 Pending JPH06185856A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1194458A (ja) * 1997-09-24 1999-04-09 Osaka Oxygen Ind Ltd 空気分離装置
US6880327B2 (en) * 2001-02-02 2005-04-19 Volvo Lastvagnar Ab Arrangement and method for compressed air systems in vehicles
KR20160128210A (ko) 2015-04-28 2016-11-07 니폰 파이오니쿠스 가부시키가이샤 심랭 가스 분리의 전처리 장치 및 그것을 이용한 전처리 방법

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KR20160128210A (ko) 2015-04-28 2016-11-07 니폰 파이오니쿠스 가부시키가이샤 심랭 가스 분리의 전처리 장치 및 그것을 이용한 전처리 방법

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