JPH07167554A - ガス圧縮方法及びその設備 - Google Patents

ガス圧縮方法及びその設備

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JPH07167554A
JPH07167554A JP6218986A JP21898694A JPH07167554A JP H07167554 A JPH07167554 A JP H07167554A JP 6218986 A JP6218986 A JP 6218986A JP 21898694 A JP21898694 A JP 21898694A JP H07167554 A JPH07167554 A JP H07167554A
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water
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gas
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JP6218986A
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Alain Guillard
アラン・ギラル
Bernard Saulnier
ベルナル・ソーニエ
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Abstract

(57)【要約】 【目的】冷凍装置又は他の補助装置に依存することなし
に、かつ特に経済的なやり方によって、圧縮ガスの温度
を低下できるようにする。 【構成】圧縮装置(1)の冷却水は空気冷却装置(1
8)によって冷却される。この空気冷却装置によって処
理された水より冷たい補給水は、圧縮装置の排出管路に
取付けられた熱交換器(8)を最初に通過し、次いで冷
却装置(18)に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、補給水が、ガス圧縮装
置の冷却水の空気冷却装置に送られる種類のガス圧縮方
法に関する。この方法は、特に空気精留設備の構成部分
である各種の圧縮装置に利用できる。
【0002】
【従来の技術】空気精留設備では、大気は、数段の圧縮
機によって絶対圧力6バールに圧縮される。各中間段
は、いわゆる“段間冷却器”と呼ばれる中間熱交換器を
有し、最終段は、いわゆる“最終冷却器”と呼ばれる熱
交換器を有する。一般にこれらの熱交換器は、熱交換器
からの戻り水を処理する空気冷却装置からくる水を供給
される。冷却装置での水の一部分の蒸発及び回路の効果
的パージのため、冷却装置は、通常は地下水供給源から
くる補給水の流れを供給される。
【0003】冷却装置によって処理された水は、気温に
応じて季節的に変化する温度になるであろう。少なくと
も暖かい季節には、一般に、圧縮機の最終段からの空気
温度を+25〜+30℃以下に下げることはできないで
あろう。必要な吸着剤の量を減少させながら吸着精製装
置を最高に効率化するには、圧縮空気の温度を典型的に
は+15℃以下に下げるように、最終冷却器と吸着装置
の間に冷凍装置、又はその他の補助冷却装置が配置され
る。
【0004】一般に空気精留設備は、上述の回路からの
水によっても冷却される他の圧縮装置、すなわち、一般
に主圧縮機の下流に取付けられ、空気膨張タービンと組
合わされた空気ブースター、及び/又は窒素サイクル圧
縮機を有する。これらの圧縮装置は一般に低温冷却熱交
換器に吐出し、例えば液体の製造用にこれらの熱交換器
が受入れるガスを一層急速なやり方で予冷することが有
利である。しかしながら、主空気圧縮機におけるように
これらの圧縮装置では、少なくとも暖かい季節に圧縮空
気の温度を約25℃以下に下げることは、その設備費及
び維持費を無視できない冷凍装置、又は他の補助装置の
使用を必要とする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、冷凍装置又
は他の補助装置に依存することなしに、かつ特に経済的
なやり方で、圧縮ガスの温度を低下できることを目的と
している。本発明はまた、そのような方法を実施するの
に適したガスの圧縮設備も目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため本発明による方
法は、上に述べた種類のガス圧縮方法において、少なく
とも補給水が空気冷却装置によって処理された水より冷
たいとき、補給水がガス圧縮装置の最終段によって吐出
されたガスと熱交換関係に置かれ、次いで補給水が空気
冷却装置に送られることを特徴としている。
【0007】本発明による方法は、次の特徴の一つ又は
いくつかを有することができ、 −ガス圧縮装置の最終段によって吐出されたガスが、最
初に空気冷却装置によって処理された水と、次いで補給
水と熱交換関係に置かれることができ、 −ガス圧縮装置の最終段によって吐出されたガスが、直
接補給水と熱交換関係に置かれることができ、 −ガス圧縮装置が空気精留設備の主空気圧縮機であり、
補給水との熱交換によって冷却された空気が、吸着によ
る空気精製装置又は空気精留設備の主熱交換ラインに直
接送られ、 −ガス圧縮装置が空気精留設備の空気ブースターであ
り、補給水との熱交換によって冷却された空気が、空気
精留設備の主熱交換ラインの温端部に送られ、 −ガス圧縮装置が空気精留設備の窒素サイクル圧縮機で
あり、補給水との熱交換によって冷却された窒素が、空
気精留設備の窒素液化熱交換器の温端部に送られ、 −空気冷却装置の必要量と比べて多い補給水量が前記熱
交換用に使用され、補給水が、空気冷却装置からのパー
ジ、及び/又は該装置の上流での補給水の排出によって
処理される。
【0008】戻り水の空気による冷却装置及び該装置へ
の補給水供給管路を有する水冷却回路と組合わされた圧
縮装置を含む種類の本発明によるガス圧縮設備は、補給
水供給管路が、前記冷却装置に到達する前に、圧縮装置
の最終段の吐出管路に取付けられた熱交換器を通過する
ことを特徴としている。
【0009】この圧縮設備の一態様では、補給水供給管
路が、熱交換器の端部との選択バイパスを有し、かつ空
気冷却装置によって処理された補給水を前記熱交換器に
選択的に供給する手段を備えている。本発明の実施例
は、添付の図面を参照しながら以下に述べられるであろ
う。
【0010】
【実施例】図1には、空気精留設備の、さらに公知のも
のでは、例えば複式精留塔型であってもよい空気精留設
備の主空気圧縮機1が示されている。圧縮機1は三つの
段2〜4を有し、4台の間接向流式熱交換器、すなわち
第1段間冷却器5、第2段間冷却器6、“最終”冷却器
7、及び予冷熱交換器8と組合わされている。
【0011】圧縮機1と組合わされた水冷却回路は、循
環ポンプ10を備え、熱交換器5〜7の冷端部にそれぞ
れ開口する3本の分岐管路11〜13が分岐する冷水供
給管路9、熱交換器5〜7の温端部からの3本の管路が
それぞれ開口する戻り水管路14、及び管路14によっ
てその頂部に供給され、その底部で管路9に供給する冷
却塔18を有する。冷却塔18は、大気入口19をその
底部に、加熱・加湿空気出口20その頂部に有する。冷
却塔はまた、弁22を備えたパージ管路21もその底部
に有し、冷却空気の上昇循環を起こさせる部材23を備
えている。
【0012】上述の回路は、ポンプ又は貯水塔(図示せ
ず)を介して地下水源に接続された補給水管路24によ
って補給される。この補給水管路は、熱交換器8をその
冷端部から温端部まで通過し、次いで冷却塔18に接続
される。補給水管路は、弁26を備え、熱交換器8の両
端部を結ぶバイパス25をさらに有する。管路13を分
岐後の管路9は、弁28を備えた管路部分27によって
延長され、熱交換器8の冷端部に近接する管路24の点
29に開口する。もう一つの弁30は、バイパス25と
点29の間の管路24に設けられる。
【0013】暖かい季節には、例えば+25〜+30℃
の大気は、冷却塔18で、空気の水含有量に応じて、水
を約+25〜+35℃以下に冷却することはできない。
したがって圧縮空気は、+30〜+40℃で熱交換器7
を離れる。他方では、地下水源から取り出された補給水
は、一年中比較的安定した温度、例えば+5〜+15℃
の間に含まれる温度にある。したがって最初の熱交換器
8の通過によって、補給水は、圧縮空気の温度を+10
〜+20℃に低下させ、この温度は、吸着による水分及
び二酸化炭素除去に有利であり、簡単な熱交換器の値段
で熱交換器7の下流での冷凍装置又は他の予冷装置の使
用を避けることができる。熱交換器8を離れる空気は、
吸着による精製装置31に送られる。
【0014】補給水は、+15〜+25℃で熱交換器8
を出て、冷却塔内での水の蒸発及び21で取出されたパ
ージ量を補うために冷却塔18に供給される。補給水が
冷却塔18に直接供給される従来の配置と比べて、補給
水の温度上昇は、その流量が冷却水の全流量の数%にし
か過ぎないので、冷却塔の効率に与える影響を無視でき
る。
【0015】冷たい季節には、大気は、冷却塔18で処
理された水が+15℃以下に、さらに正確には少なくと
も補給水の温度と同様の低い温度に冷却されるように十
分に冷たい。この場合には、弁30は閉じられ、弁26
と弁28は開かれる。次いで補給水は冷却塔18に直接
供給され、熱交換器8に供給する、冷却塔からの循環水
である。変形として、管路部分27をさらに省略でき、
その理由は、そのような場合には熱交換器7が熱交換器
8と同一条件で作動するからである。
【0016】図2の変形は、熱交換器7及び8の組合わ
せにより、管路24で供給される単一の熱交換器7Aと
したことのみが図1の態様と異なっている。したがって
暖かい季節には、圧縮機の最終段4で圧縮された空気
は、補給水が冷却塔18に送られる前に、補給水によっ
て直接冷却される。熱交換器7Aを離れる空気は、次い
で前のように、吸着精製装置31に直接送られる。もち
ろん冷たい季節には、上に述べられたように、バイパス
25は、補給水を冷却塔18に直接送り、管路9内を循
環する水によって熱交換器7Aを冷却することができ
る。
【0017】理解されるように、図2の変形は、熱交換
器7Aを冷却するのに比較的大流量の補給水を必要とす
る。この流量が冷却塔18の必要量に比べて過剰である
ならば、パージ流量を増加できるか、さらに過剰な補給
水を下水に送ったり、破線32で示されたように冷却塔
18の上流の設備から排出できる。このことは図1の態
様にも利用できる。
【0018】上に述べられた態様のいずれかによって、
空気冷却塔内での補給水による圧縮空気の冷却は、空気
精留設備の他の圧縮装置にも使用できる。したがって、
空気ブースター又は窒素冷凍サイクル圧縮機の場合に
は、この冷却技術は、後に続く低温熱交換ライン内への
流入の前に、経済的なやり方で実質的に圧縮ガスの温度
を低下することができる。これは、例えば液体の製造を
増加できる。
【0019】さらにそれぞれの場合に、後に続く熱交換
ライン内への圧縮ガス流入温度は、こうして調整される
であろう。これは図1において、熱交換器8又はこの熱
交換器の代わりの取付けられた他の予冷装置の補足とし
て、精製装置31の出口と空気精留設備の主熱交換ライ
ンの温端部の間に取付けられた補給水により冷却される
熱交換器が設けられる場合に、特に利用される。冷却塔
18は、特徴的に冷却される圧縮機と組合わすことがで
きるか、又は現場の他の装置、例えば空気精留設備によ
る酸素を供給されるアーク炉の冷却水を同時に冷却する
のに役立たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による空気圧縮設備の略図。
【図2】一変形の同様な図。
【符号の説明】
1 ガス圧縮機 2、3、4 ガス圧縮機の段 5、6、7 段間冷却器 8、7A 熱交換器 9 冷水供給管路 10 循環ポンプ 11、12、13 分岐管路 14 戻り水管路 15、16、17 管路 18 空気冷却塔 19 大気入口 20 加熱・加湿空気出口 21 パージ管路 23 冷却空気の上昇循環用部材 24 補給水管路 25 バイパス 27 管路部分 31 吸着精製装置 32 排出管路

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 補給水が、ガス圧縮装置(1)の冷却水
    の空気冷却装置(18)に送られる種類のガス圧縮方法
    において、少なくとも補給水が空気冷却装置(18)に
    よって処理された水より冷たいとき、補給水がガス圧縮
    装置(1)の最終段(4)からのガスと(8;7Aで)
    熱交換関係に置かれ、次いで補給水が空気冷却装置(1
    8)に送られることを特徴とするガス圧縮方法。
  2. 【請求項2】 ガス圧縮装置(1)の最終段(4)から
    のガスが、最初に空気冷却装置(18)によって処理さ
    れた水と(7で)、次いで補給水と(8で)熱交換関係
    に置かれることを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 ガス圧縮装置(1)の最終段(4)から
    のガスが、直接補給水と(7Aで)熱交換関係に置かれ
    ることを特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 ガス圧縮装置(1)が空気精留設備の主
    空気圧縮機であり、補給水と(8;7Aで)の熱交換に
    よって冷却された空気が、吸着による空気精製装置(3
    1)又は空気精留設備の主熱交換ラインに直接送られる
    ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載
    の方法。
  5. 【請求項5】 ガス圧縮装置が空気精留設備の空気ブー
    スターであり、補給水との熱交換によって冷却された空
    気が、空気精留設備の主熱交換ラインの温端部に送られ
    ることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記
    載の方法。
  6. 【請求項6】 ガス圧縮装置が空気精留設備の窒素サイ
    クル圧縮機であり、補給水との熱交換によって冷却され
    た窒素が、空気精留設備の窒素液化熱交換器の温端部に
    送られることを特徴とする請求項1から3のいずれか1
    項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 空気冷却装置(18)の必要量と比べて
    過剰である補給水量が前記熱交換用に(8;7Aで)使
    用され、過剰な補給水が、空気冷却装置から(21で)
    のパージ、及び/又は該装置の上流(32)での補給水
    の排出によって処理されることを特徴とする請求項1か
    ら6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 戻り水の空気による冷却装置(18)及
    び該装置への補給水供給管路(24)を有する水冷却回
    路と組合わされた圧縮装置(1)を含む種類のガス圧縮
    設備において、補給水供給管路(24)が、前記冷却装
    置(18)に到達する前に、圧縮装置(1)の最終段の
    吐出管路に取付けられた熱交換器(8;7A)を通過す
    ることを特徴とするガス圧縮設備。
  9. 【請求項9】 空気冷却装置(18)によって処理され
    た水を補給され、圧縮装置(1)と前記熱交換器(8)
    の間の吐出管路に取付けられた前段熱交換器(7)を有
    することを特徴とする請求項8記載の設備。
  10. 【請求項10】 前記熱交換器(7A)が、圧縮装置
    (1)の最終段(4)の吐出側に直接取付けられること
    を特徴とする請求項8記載の設備。
  11. 【請求項11】 補給水供給管路(24)が、前記熱交
    換器(8;7A)の端部との選択バイパス(25)を有
    すること、及び空気冷却装置(18)によって処理され
    た補給水を前記熱交換器に選択的に供給する手段(2
    7、28)備えていることを特徴とする請求項8から1
    0のいずれか1項に記載の設備。
  12. 【請求項12】 圧縮装置(1)が、空気精留設備の主
    空気圧縮機であり、前記熱交換器(8;7A)が、前記
    圧縮機と空気精留設備の吸着による精製装置(31)の
    間に、又は前記精製装置と空気精留設備の主熱交換ライ
    ンの温端部の間に配置されることを特徴とする請求項8
    から11のいずれか1項に記載の設備。
  13. 【請求項13】 圧縮装置が、空気精留設備の空気ブー
    スターであり、前記熱交換器が、前記ブースターと空気
    精留設備の主熱交換ラインの温端部の間に配置されるこ
    とを特徴とする請求項8から11のいずれか1項に記載
    の設備。
  14. 【請求項14】 圧縮装置が、空気精留設備の窒素サイ
    クル圧縮機であり、前記熱交換器が、前記窒素サイクル
    圧縮機と空気精留設備の窒素液化熱交換器の温端部の間
    に配置されることを特徴とする請求項8から11のいず
    れか1項に記載の設備。
JP6218986A 1993-09-21 1994-09-13 ガス圧縮方法及びその設備 Ceased JPH07167554A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9311232 1993-09-21
FR9311232A FR2710370B1 (fr) 1993-09-21 1993-09-21 Procédé et ensemble de compression d'un gaz.

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JPH07167554A true JPH07167554A (ja) 1995-07-04

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Country Status (8)

Country Link
US (1) US5481880A (ja)
EP (1) EP0644390B1 (ja)
JP (1) JPH07167554A (ja)
CN (1) CN1104617C (ja)
CA (1) CA2132367A1 (ja)
DE (1) DE69400794T2 (ja)
ES (1) ES2094030T3 (ja)
FR (1) FR2710370B1 (ja)

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