JPH0665949B2 - 原料空気冷却方法及び装置 - Google Patents

原料空気冷却方法及び装置

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JPH0665949B2
JPH0665949B2 JP60086321A JP8632185A JPH0665949B2 JP H0665949 B2 JPH0665949 B2 JP H0665949B2 JP 60086321 A JP60086321 A JP 60086321A JP 8632185 A JP8632185 A JP 8632185A JP H0665949 B2 JPH0665949 B2 JP H0665949B2
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washing
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幸義 濱田
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    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes 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
    • F25J3/04Processes 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
    • F25J3/04151Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、空気分離装置に供給する原料空気を前処理す
る際の原料空気の冷却方法及び装置に関するものであ
る。
〔発明の背景〕
従来の原料空気の冷却方法は、第2図に示す如きもので
ある。すなわち、蒸発冷却塔2内の冷却水が、導管15,
ポンプ6,導管16を介して水洗冷却塔1内に導かれ、これ
が冷却塔1内で散布される。導管11を介して送給された
原料空気がこの冷却水との直接熱交換によって一次冷却
され、更に導管12を介して空気冷却器3によって所定温
度まで冷却されている。空気冷却器3では、冷凍機4か
らの冷媒ガスと原料空気との熱交換を行なって、原料空
気を冷却している。冷却後の原料空気は、導管13を通っ
て、吸着剤を充填した吸着塔7に供給され、ここで水
分,二酸化炭素が除去される。水分等の除去された原料
ガスは、導管14を通って図示しない空気分離装置に送給
される。19は冷却用の水を供給する導管である。水洗冷
却塔1の底部に貯った水は、導管17を介して蒸発冷却塔
2に戻され再利用される。
また、図示は省略するが原料空気の冷却方法としては、
冷却器で冷凍装置からのフレオン冷媒と熱交換させ冷却
した冷却水を水洗冷却塔に供給すると共に、水洗冷却塔
で原料空気を冷却後の冷却水を蒸発冷却塔に供給し蒸発
冷却塔で空気分離装置からの不純窒素により冷却後、冷
却器に循環供給することにより、原料空気を水洗冷却塔
でのみ冷却させるものが特開昭58−86376号公報に記載
されている。
上述した如き冷却方法において、前者は水洗冷却塔1内
で冷却(一次冷却)された原料空気を、空気冷却器3で
更に冷却する構成となっている。このため、空気冷却器
においては、空気(ガス)と冷媒による熱交換となって
おり、伝熱効率はあまり良くない。この結果、冷凍装置
4および空気冷却器3は、大型のものとなっていた。ま
た、水洗冷却塔1を出た原料空気は、湿度が高く、空気
冷却器3内で水分を凝縮させ、この欺縮された水分が空
気冷却器3を腐食させるという問題がある。
後者の冷却方法は、循環する冷却水を総て冷凍装置付の
冷却器で冷却し、水洗冷却塔で送給されてくる総ての原
料空気を所定の温度に冷却するために冷凍装置への負荷
が大きくなり、水冷却器および冷凍装置が大型のものと
なっていた。さらに、冷凍装置等設備の製作費及びラン
ニングコストが高くなるという問題がある。
なお、吸着塔での前処理のために原料空気を冷却するも
のは、例えば特開昭54−152667号公報に開示されてい
る。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、冷凍装置への負荷を軽減し効率良く原
料空気を冷却できる原料空気冷却方法及び装置を提供す
ることである。
〔発明の概要〕
本発明は、水洗冷却塔内のみで原料空気を所定温度まで
冷却するようにしたもので、冷却水供給設備から供給さ
れる冷却水を二つに分流し、一方の冷却水はそのまま水
洗冷却塔内に散布して原料空気を一次冷却し、他方の冷
却水は水冷却器によって過冷却した後水洗冷却塔内に散
布して一次冷却後の原料空気を予定温度まで冷却するも
のである。この発明では、冷却水供給設備から供給され
る冷却水を分流し、その一方の冷却水で水洗冷却塔内に
供給される原料空気を一次冷却後、冷凍機の冷媒が冷却
水と熱交換する水冷却器によって分流された他方の冷却
水を過冷却し、その過冷却された冷却水により一次冷却
後の原料空気を二次冷却しているので、冷却効率は良く
なる。しかも過冷却された冷却水が一次冷却後の原料空
気を二次冷却するので冷凍装置への負荷が軽減できる。
このため、冷凍装置や水冷却器の小型化がはかられる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。第1
図において、第2図と同一の符号の付された機器は第2
図の場合と同様の機器である。5は水冷却器であり、冷
却水を冷凍機4の冷媒と熱交換させて過冷却する。18は
導管であり、水冷却器で過冷却された冷却水を水洗冷却
塔1に導く。
空気圧縮機により圧縮された原料空気は、導管11を介し
て、上部と下部にそれぞれ開口比の異なった棚段を有す
る水洗冷却塔1供給され、水により冷却,洗浄される。
ここで空気の冷却に用いる水は、蒸発冷却塔2にて、空
気分離装置の廃ガスにより冷却されたものを導管15を介
して、ポンプ6で昇圧させたものを用いる。この冷却水
の一部は導管16を介して水洗冷却塔1の中部へ、また、
残りは、冷媒にフレオンを使用した冷凍装置および水冷
却器5により、水を更に冷却し、導管18により水洗冷却
塔1の項部に噴射させ、空気を更に冷却して所定の温度
にする。水洗冷却塔1を出た原料空気は、導管12を介し
て吸着塔7に導かれ、水分,CO2を吸着除去され、導管14
により空気分離装置に送給される。なお、水洗冷却塔1
下部に溜った水は導管17により蒸発冷却塔2に導き、再
冷却、再使用される。
水洗冷却塔1には多数の棚段が設けられており、中部よ
り噴射する例えば約23℃の水により原料空気は約25℃ま
で一次冷却され、更に、水冷却器5により例えば約3℃
に冷却された水の頂部噴射により、上部棚段部で約5℃
に空気が冷却される。
本実施例は、冷却水供給設備として空気分離装置からの
廃ガスを利用して冷却水を冷却する蒸発冷却塔を用いて
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
つまり、蒸発冷却塔にかわる受水設備であれば良く、例
えば、受水槽やクーリングタワー等の公知の冷却水設備
を用いても良い。
本実施例によれば、空気分離装置の前処理に、吸着塔を
用いるものにおいて、空気の冷却過程に、従来使用して
いた空気冷却器や水洗冷却塔内での原料空気の1段冷却
に代わり、冷却水供給設備から供給される冷却水を分流
し、その一方の冷却水で水洗冷却塔内に供給される原料
空気を一次冷却、冷凍機の冷媒が冷却水と熱交換する水
冷却器によって分流された他方の冷却水を過冷却し、こ
の過冷却された冷却水により一次冷却後の原料空気を二
次冷却しているので、冷凍装置への負荷が軽減できる。
さらに、水冷却器を使用するため、伝熱効果が良く、伝
熱面積の小さい熱交換器を使用できると共に、常時、水
を流して冷却しているため、従来の空気冷却器に比べて
腐食環境の良い状態での運転となり、腐食によるトラブ
ルを避けることが可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、冷凍装置への負荷
を軽減し効率良く原料空気を冷却できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図は従来の原
料空気の冷却方式を示す図である 1……水洗冷却塔、2……蒸発冷却塔、3……空気冷却
器、4……冷凍装置、5……水冷却器、6……ポンプ、
7……吸着塔、11〜19……導管。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】冷却水供給設備から供給される冷却水を水
    洗冷却塔内に散布し、該散布した冷却水で水洗冷却塔に
    送給された原料空気を冷却する原料空気冷却方法におい
    て、 前記冷却水供給設備から供給される冷却水を二つに分流
    し、一方の冷却水を前記水洗冷却塔内に散布して原料空
    気を一次冷却し、更に他方の冷却水を冷却器で過冷却し
    た後前記水洗冷却塔内に散布して該一次冷却後の原料空
    気を予定温度まで冷却することを特徴とする原料空気冷
    却方法。
  2. 【請求項2】前記冷却水は、前記原料空気の冷却後に前
    記水洗冷却塔から抜き出された冷却水を前記冷却水供給
    設備で冷却後循環使用することを特徴とする特許請求の
    範囲1記載の原料空気冷却方法。
  3. 【請求項3】前記冷却水は、前記原料空気の冷却後に前
    記水洗冷却塔から抜き出された冷却水を後段の空気分離
    装置から供給される廃ガスで冷却後循環使用することを
    特徴とする特許請求の範囲1記載の原料空気冷却方法。
  4. 【請求項4】冷却水供給設備から供給される冷却水を水
    洗冷却塔内に散布し、該散布した冷却水を水洗冷却塔に
    送給された原料空気を冷却する原料空気冷却装置におい
    て、 前記冷却水供給設備から供給される冷却水を二分流し、
    一方の冷却水を前記水洗冷却塔内に散布して原料空気を
    一次冷却する手段と、更に他方の冷却水を冷却器で過冷
    却した後前記水洗冷却塔内に散布して該一次冷却後の原
    料空気を予定温度まで冷却する手段とを具備したことを
    特徴とする原料空気冷却装置。
  5. 【請求項5】前記冷却水供給設備は、前記原料空気の冷
    却後に前記水洗冷却塔から抜き出された冷却水を前記冷
    却水供給設備に戻し冷却するように構成したことを特徴
    とする特許請求の範囲4記載の原料空気冷却装置。
  6. 【請求項6】前記冷却水供給設備は、前記原料空気の冷
    却後に前記水洗冷却塔から抜き出された冷却水を後段の
    空気分離装置から供給される廃ガスで冷却後循環するよ
    うに構成したことを特徴とする特許請求の範囲4記載の
    原料空気冷却装置。
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