JPH07167555A - 空気液化分離方法及び装置 - Google Patents
空気液化分離方法及び装置Info
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- JPH07167555A JPH07167555A JP31554593A JP31554593A JPH07167555A JP H07167555 A JPH07167555 A JP H07167555A JP 31554593 A JP31554593 A JP 31554593A JP 31554593 A JP31554593 A JP 31554593A JP H07167555 A JPH07167555 A JP H07167555A
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- heat exchanger
- material air
- air
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/02—Preparation of oxygen
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フロン冷凍機を使用せずに原料空気を所定温
度まで予冷することができる空気液化分離方法及び装置
を提供する。 【構成】 圧縮機１で圧縮して昇温した原料空気を吸着
器７の操作温度まで冷却するにあたり、該原料ガスを予
冷用熱交換器３に導入して、主熱交換器８から導出した
製品窒素ガスＧＮや排ガスＷＧ等の低温ガスと熱交換さ
せる。
度まで予冷することができる空気液化分離方法及び装置
を提供する。 【構成】 圧縮機１で圧縮して昇温した原料空気を吸着
器７の操作温度まで冷却するにあたり、該原料ガスを予
冷用熱交換器３に導入して、主熱交換器８から導出した
製品窒素ガスＧＮや排ガスＷＧ等の低温ガスと熱交換さ
せる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気液化分離方法及び
装置に関し、詳しくは、原料空気を圧縮，精製，冷却し
て液化精留分離を行い、空気中の窒素や酸素を製品とし
て採取する空気液化分離方法及び装置における原料空気
の予冷方法及び予冷設備の構成に関するものである。
装置に関し、詳しくは、原料空気を圧縮，精製，冷却し
て液化精留分離を行い、空気中の窒素や酸素を製品とし
て採取する空気液化分離方法及び装置における原料空気
の予冷方法及び予冷設備の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、空気を圧縮，精製，冷却して
液化精留分離を行い、窒素，酸素等の空気成分を製品と
して採取する空気液化分離装置が広く使用されている。
このような空気液化分離装置においては、前処理設備と
して、通常、原料空気を圧縮するための圧縮機と、原料
空気中に含まれる水分，炭酸ガス等の不純物を吸着によ
り除去するための吸着器とが設置されている。
液化精留分離を行い、窒素，酸素等の空気成分を製品と
して採取する空気液化分離装置が広く使用されている。
このような空気液化分離装置においては、前処理設備と
して、通常、原料空気を圧縮するための圧縮機と、原料
空気中に含まれる水分，炭酸ガス等の不純物を吸着によ
り除去するための吸着器とが設置されている。
【０００３】また、上記吸着器における吸着能力を高め
るためには、吸着器に導入する原料空気の温度が低い方
が望ましいので、圧縮機と吸着器との間には、原料空気
を吸着操作温度に冷却するための予冷設備が設けられて
いる。この予冷設備における冷却源としては、一般的に
フロン冷凍機が用いられている。
るためには、吸着器に導入する原料空気の温度が低い方
が望ましいので、圧縮機と吸着器との間には、原料空気
を吸着操作温度に冷却するための予冷設備が設けられて
いる。この予冷設備における冷却源としては、一般的に
フロン冷凍機が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、地球環境問題
により、近い将来にフロンが使用できなくなるため、フ
ロン冷凍機に代わる他の冷却源を用意する必要がある。
により、近い将来にフロンが使用できなくなるため、フ
ロン冷凍機に代わる他の冷却源を用意する必要がある。
【０００５】そこで本発明は、フロン冷凍機を使用せず
に原料空気を所定温度まで予冷することができる空気液
化分離方法及び装置を提供することを目的としている。
に原料空気を所定温度まで予冷することができる空気液
化分離方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明の空気液化分離方法は、圧縮機で圧縮して
昇温した原料空気を予冷し、含有する水分，炭酸ガス等
の不純物を吸着器で吸着除去した後、精留分離部から導
出される低温ガスと主熱交換器で熱交換させて冷却し、
精留分離部に導入して液化精留分離を行う方法におい
て、前記圧縮後の原料空気の予冷を、前記主熱交換器か
ら導出した低温ガスとの熱交換により行うことを特徴と
している。
ため、本発明の空気液化分離方法は、圧縮機で圧縮して
昇温した原料空気を予冷し、含有する水分，炭酸ガス等
の不純物を吸着器で吸着除去した後、精留分離部から導
出される低温ガスと主熱交換器で熱交換させて冷却し、
精留分離部に導入して液化精留分離を行う方法におい
て、前記圧縮後の原料空気の予冷を、前記主熱交換器か
ら導出した低温ガスとの熱交換により行うことを特徴と
している。
【０００７】また、本発明の空気液化分離装置は、原料
空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮されて昇温し
た原料空気を予冷する予冷設備と、該予冷設備で予冷さ
れた原料空気中の水分，炭酸ガス等の不純物を吸着除去
する吸着器と、該吸着器で精製された原料空気を精留分
離部から導出される低温ガスと熱交換させて冷却する主
熱交換器とを備えた空気液化分離装置において、前記原
料空気を予冷する予冷設備に、前記原料空気と前記主熱
交換器から導出した低温ガスとを熱交換させて原料空気
を冷却する予冷用熱交換器を設けたことを特徴としてい
る。
空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮されて昇温し
た原料空気を予冷する予冷設備と、該予冷設備で予冷さ
れた原料空気中の水分，炭酸ガス等の不純物を吸着除去
する吸着器と、該吸着器で精製された原料空気を精留分
離部から導出される低温ガスと熱交換させて冷却する主
熱交換器とを備えた空気液化分離装置において、前記原
料空気を予冷する予冷設備に、前記原料空気と前記主熱
交換器から導出した低温ガスとを熱交換させて原料空気
を冷却する予冷用熱交換器を設けたことを特徴としてい
る。
【０００８】さらに、本発明の空気液化分離装置は、前
記予冷設備の予冷用熱交換器の前段に、圧縮機で圧縮さ
れて昇温した原料空気を、前記吸着器を導出した精製原
料空気と熱交換させて冷却する補助熱交換器を設けたこ
とを特徴としている。
記予冷設備の予冷用熱交換器の前段に、圧縮機で圧縮さ
れて昇温した原料空気を、前記吸着器を導出した精製原
料空気と熱交換させて冷却する補助熱交換器を設けたこ
とを特徴としている。
【０００９】前記低温ガスとしては、製品ガスや排ガス
の一部又は全部を使用することができ、予冷用熱交換器
に導入する温度や流量に応じて、主熱交換器の温端から
導出する以外に、主熱交換器の中間温度部分から抜出し
た低温ガスも用いることができる。また、原料空気の予
冷用に消費される寒冷量を補償するため、装置の精留分
離部には、必要寒冷量に応じた能力の膨張タービンを設
ける。
の一部又は全部を使用することができ、予冷用熱交換器
に導入する温度や流量に応じて、主熱交換器の温端から
導出する以外に、主熱交換器の中間温度部分から抜出し
た低温ガスも用いることができる。また、原料空気の予
冷用に消費される寒冷量を補償するため、装置の精留分
離部には、必要寒冷量に応じた能力の膨張タービンを設
ける。
【００１０】
【作 用】上記構成によれば、圧縮機で圧縮されて昇温
した原料空気は、予冷設備の予冷用熱交換器で低温ガス
と熱交換して吸着器の操作温度に適した温度まで冷却さ
れる。したがって、フロン冷凍機を用いずに原料空気を
十分に冷却することができる。
した原料空気は、予冷設備の予冷用熱交換器で低温ガス
と熱交換して吸着器の操作温度に適した温度まで冷却さ
れる。したがって、フロン冷凍機を用いずに原料空気を
十分に冷却することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を、図面に示す実施例に基づい
てさらに詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例を
示す空気液化分離装置の系統図であって、窒素ガスを製
品として採取する装置の基本的な構成を示している。以
下、工程順に装置構成を説明する。
てさらに詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例を
示す空気液化分離装置の系統図であって、窒素ガスを製
品として採取する装置の基本的な構成を示している。以
下、工程順に装置構成を説明する。
【００１２】まず、圧縮機１で７．０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇに
圧縮された原料空気５０００Ｎｍ3／ｈは、アフターク
ーラー２で冷却水により３５℃まで冷却された後、予冷
用熱交換器３に導入される。この予冷用熱交換器３に
は、管４からの製品窒素ガスＮＧと管５からの排ガスＷ
Ｇとが導入されており、原料空気は、低温の排ガスＷＧ
及び製品窒素ガスＮＧと熱交換を行って８℃まで冷却さ
れる。
圧縮された原料空気５０００Ｎｍ3／ｈは、アフターク
ーラー２で冷却水により３５℃まで冷却された後、予冷
用熱交換器３に導入される。この予冷用熱交換器３に
は、管４からの製品窒素ガスＮＧと管５からの排ガスＷ
Ｇとが導入されており、原料空気は、低温の排ガスＷＧ
及び製品窒素ガスＮＧと熱交換を行って８℃まで冷却さ
れる。
【００１３】８℃に冷却された原料空気は、該冷却によ
り生じた水を水分離器６で分離した後、切換え使用され
る吸着器７のいずれか一方に導入され、含有する水分，
炭酸ガス等の不純物が吸着除去される。
り生じた水を水分離器６で分離した後、切換え使用され
る吸着器７のいずれか一方に導入され、含有する水分，
炭酸ガス等の不純物が吸着除去される。
【００１４】吸着器７で精製された原料空気（精製原料
空気）は、主熱交換器８に導入され、精留分離部から導
出される排ガス及び製品窒素ガスと熱交換を行い、液化
点付近まで冷却される。冷却された精製原料空気は、管
９から精留塔１０の下部に導入され、液化精留分離され
て塔頂部の窒素ガスと塔底部の酸素富化液化空気とに分
離する。
空気）は、主熱交換器８に導入され、精留分離部から導
出される排ガス及び製品窒素ガスと熱交換を行い、液化
点付近まで冷却される。冷却された精製原料空気は、管
９から精留塔１０の下部に導入され、液化精留分離され
て塔頂部の窒素ガスと塔底部の酸素富化液化空気とに分
離する。
【００１５】塔頂部から管１１に導出された窒素ガス
は、その一部２１５２Ｎｍ3 ／ｈが管１２に分岐して製
品窒素ガスとなり、前記主熱交換器８で精製原料空気と
熱交換を行って加温され、−４．５℃に昇温して管４に
導出される。一方、管１１から管１３に分岐した窒素ガ
スは、凝縮器１４で凝縮して液化窒素となり、管１５に
より精留塔１０の頂部に戻されて還流液となる。
は、その一部２１５２Ｎｍ3 ／ｈが管１２に分岐して製
品窒素ガスとなり、前記主熱交換器８で精製原料空気と
熱交換を行って加温され、−４．５℃に昇温して管４に
導出される。一方、管１１から管１３に分岐した窒素ガ
スは、凝縮器１４で凝縮して液化窒素となり、管１５に
より精留塔１０の頂部に戻されて還流液となる。
【００１６】また、前記塔底部の酸素富化液化空気は、
管１６，弁１７を経て前記凝縮器１４に導入され、前記
窒素ガスとの熱交換により気化して排ガスとなる。この
排ガス２８１８Ｎｍ3 ／ｈは、全量が管１８から主熱交
換器８に導入され、前記精製原料空気との熱交換により
中間温度まで昇温した後、管１９から膨張タービン２０
に導入される。この膨張タービン２０で膨張して降温し
た排ガスは、管２１から再び主熱交換器８に導入され、
−４．５℃まで昇温して前記管５に導出される。
管１６，弁１７を経て前記凝縮器１４に導入され、前記
窒素ガスとの熱交換により気化して排ガスとなる。この
排ガス２８１８Ｎｍ3 ／ｈは、全量が管１８から主熱交
換器８に導入され、前記精製原料空気との熱交換により
中間温度まで昇温した後、管１９から膨張タービン２０
に導入される。この膨張タービン２０で膨張して降温し
た排ガスは、管２１から再び主熱交換器８に導入され、
−４．５℃まで昇温して前記管５に導出される。
【００１７】−４．５℃の前記製品窒素ガス及び排ガス
は、前記予冷用熱交換器３に導入され、前述のように原
料空気を３５℃から８℃に冷却し、自身は３３℃に昇温
して導出される。
は、前記予冷用熱交換器３に導入され、前述のように原
料空気を３５℃から８℃に冷却し、自身は３３℃に昇温
して導出される。
【００１８】このように、吸着器７に導入前の原料空気
と主熱交換器８を導出した製品窒素ガスＮＧ及び排ガス
ＷＧとを熱交換させる予冷用熱交換器３を設け、原料空
気を予冷用熱交換器３で吸着操作温度（一般には２０℃
以下、好ましくは５〜１５℃）まで冷却することによ
り、従来この部分に設けられていたフロン冷凍機を省略
することができる。なお、原料空気冷却用の寒冷は、膨
張タービン２０の能力や設置台数，流体等を選定するこ
とにより、容易に得ることができる。
と主熱交換器８を導出した製品窒素ガスＮＧ及び排ガス
ＷＧとを熱交換させる予冷用熱交換器３を設け、原料空
気を予冷用熱交換器３で吸着操作温度（一般には２０℃
以下、好ましくは５〜１５℃）まで冷却することによ
り、従来この部分に設けられていたフロン冷凍機を省略
することができる。なお、原料空気冷却用の寒冷は、膨
張タービン２０の能力や設置台数，流体等を選定するこ
とにより、容易に得ることができる。
【００１９】図２は本発明の第２実施例を示すものであ
る。なお、以下の説明においては、前記図１に示した第
１実施例と同一要素のものには同一符号を付して、その
詳細な説明を省略する。
る。なお、以下の説明においては、前記図１に示した第
１実施例と同一要素のものには同一符号を付して、その
詳細な説明を省略する。
【００２０】前記同様に圧縮機１で圧縮されて昇圧昇温
し、アフタークーラー２で３５℃に冷却された原料空気
は、予冷用熱交換器３の前段に設けられた補助熱交換器
３１に導入され、吸着器７を導出した１２℃の精製原料
空気と熱交換を行い、２７℃まで冷却された後、水分離
器３２を経て前記予冷用熱交換器３に導入される。
し、アフタークーラー２で３５℃に冷却された原料空気
は、予冷用熱交換器３の前段に設けられた補助熱交換器
３１に導入され、吸着器７を導出した１２℃の精製原料
空気と熱交換を行い、２７℃まで冷却された後、水分離
器３２を経て前記予冷用熱交換器３に導入される。
【００２１】予冷用熱交換器３には、前記同様に主熱交
換器８から管４及び管５に導出された０℃の製品窒素ガ
スＮＧ及び排ガスＷＧが導入されており、原料空気は、
これらの低温ガスとの熱交換により８℃まで冷却され
る。この８℃の原料空気は、吸着器７で精製された後、
前記補助熱交換器３１で原料空気との熱交換により昇温
し、２５℃となって主熱交換器８に導入される。
換器８から管４及び管５に導出された０℃の製品窒素ガ
スＮＧ及び排ガスＷＧが導入されており、原料空気は、
これらの低温ガスとの熱交換により８℃まで冷却され
る。この８℃の原料空気は、吸着器７で精製された後、
前記補助熱交換器３１で原料空気との熱交換により昇温
し、２５℃となって主熱交換器８に導入される。
【００２２】一方、前記同様に精留塔１０で液化精留分
離された製品窒素ガス及び精留塔１０から凝縮器１４，
膨張タービン２０を介して導出された排ガスは、主熱交
換器８で前記２５℃の精製原料空気と熱交換を行い、精
製原料空気を液化点付近まで冷却するとともに、自身は
０℃に昇温し、それぞれ管４，管５に導出されて前記予
冷用熱交換器３に導入される。
離された製品窒素ガス及び精留塔１０から凝縮器１４，
膨張タービン２０を介して導出された排ガスは、主熱交
換器８で前記２５℃の精製原料空気と熱交換を行い、精
製原料空気を液化点付近まで冷却するとともに、自身は
０℃に昇温し、それぞれ管４，管５に導出されて前記予
冷用熱交換器３に導入される。
【００２３】このように、原料空気を予冷用熱交換器３
に導入する前に補助熱交換器３１である程度の温度まで
冷却しておくことにより、予冷用熱交換器３に導入する
低温ガスの温度を第１実施例に比べて上げることがで
き、例えば上記のように０℃程度にできるので、予冷用
熱交換器３内での原料空気中の水分の氷結を確実に防止
することができる。
に導入する前に補助熱交換器３１である程度の温度まで
冷却しておくことにより、予冷用熱交換器３に導入する
低温ガスの温度を第１実施例に比べて上げることがで
き、例えば上記のように０℃程度にできるので、予冷用
熱交換器３内での原料空気中の水分の氷結を確実に防止
することができる。
【００２４】図３は本発明の第３実施例を示すもので、
予冷用熱交換器３における原料空気の冷却源として、主
熱交換器８の途中から抜き出した排ガスの一部を用いた
ものである。
予冷用熱交換器３における原料空気の冷却源として、主
熱交換器８の途中から抜き出した排ガスの一部を用いた
ものである。
【００２５】すなわち、主熱交換器８を通る排ガスの一
部を、該主熱交換器８の中間から管３３に抜出し、該抜
出した排ガスの一部ＷＧ′を予冷用熱交換器３に導入し
て原料空気を冷却するように構成したものである。
部を、該主熱交換器８の中間から管３３に抜出し、該抜
出した排ガスの一部ＷＧ′を予冷用熱交換器３に導入し
て原料空気を冷却するように構成したものである。
【００２６】前記同様に、圧縮機１で圧縮されて昇圧昇
温し、アフタークーラー２で３５℃に冷却された原料空
気は、補助熱交換器３１で吸着器７を導出した８℃の精
製空気と熱交換を行い、１８℃まで冷却された後、水分
離器３２を経て前記予冷用熱交換器３に導入される。
温し、アフタークーラー２で３５℃に冷却された原料空
気は、補助熱交換器３１で吸着器７を導出した８℃の精
製空気と熱交換を行い、１８℃まで冷却された後、水分
離器３２を経て前記予冷用熱交換器３に導入される。
【００２７】予冷用熱交換器３には、前記主熱交換器８
の中間から温度−７０℃で管３３に導出された排ガスの
一部、９３０Ｎｍ3 ／ｈが導入されており、原料原料空
気は、この排ガスの一部ＷＧ′との熱交換により、５℃
まで冷却される。さらに吸着器７で精製された精製原料
空気は、補助熱交換器３１で原料空気との熱交換により
３３℃に昇温して主熱交換器８に導入される。
の中間から温度−７０℃で管３３に導出された排ガスの
一部、９３０Ｎｍ3 ／ｈが導入されており、原料原料空
気は、この排ガスの一部ＷＧ′との熱交換により、５℃
まで冷却される。さらに吸着器７で精製された精製原料
空気は、補助熱交換器３１で原料空気との熱交換により
３３℃に昇温して主熱交換器８に導入される。
【００２８】一方、管４及び管５に導出する製品窒素ガ
スＮＧ及び排ガスＷＧは、それぞれ前記３３℃の精製原
料空気との熱交換により、３０℃に昇温して導出され
る。このように、原料ガスの冷却を主熱交換器８の中間
から抜出した低温ガスで行うことにより、予冷用熱交換
器３の冷却負荷を軽減し、所用排ガス量の削減により主
熱交換器８から抜出す寒冷量を減らすことができる。
スＮＧ及び排ガスＷＧは、それぞれ前記３３℃の精製原
料空気との熱交換により、３０℃に昇温して導出され
る。このように、原料ガスの冷却を主熱交換器８の中間
から抜出した低温ガスで行うことにより、予冷用熱交換
器３の冷却負荷を軽減し、所用排ガス量の削減により主
熱交換器８から抜出す寒冷量を減らすことができる。
【００２９】図４は本発明の第４実施例を示すもので、
上記第３実施例において予冷用熱交換器３から導出した
排ガスの一部ＷＧ′を、さらに管３４を介して補助熱交
換器３１に導入するように構成したものである。
上記第３実施例において予冷用熱交換器３から導出した
排ガスの一部ＷＧ′を、さらに管３４を介して補助熱交
換器３１に導入するように構成したものである。
【００３０】圧縮機１で圧縮されて昇圧昇温し、アフタ
ークーラー２で４０℃に冷却された原料空気は、補助熱
交換器３１で吸着器７を導出した８℃の精製原料空気及
び予冷用熱交換器３から導出した１４℃の排ガスの一部
ＷＧ′と熱交換を行い、１７℃まで冷却された後、水分
離器３２を経て前記予冷用熱交換器３に導入される。
ークーラー２で４０℃に冷却された原料空気は、補助熱
交換器３１で吸着器７を導出した８℃の精製原料空気及
び予冷用熱交換器３から導出した１４℃の排ガスの一部
ＷＧ′と熱交換を行い、１７℃まで冷却された後、水分
離器３２を経て前記予冷用熱交換器３に導入される。
【００３１】予冷用熱交換器３には、主熱交換器８の中
間から温度−５２℃で管３３に導出された排ガスの一
部、１１３７Ｎｍ3 ／ｈが導入されており、原料空気
は、この排ガスの一部ＷＧ′との熱交換により、５℃ま
で冷却される。さらに吸着器７で精製された精製原料空
気は、補助熱交換器３１で原料空気との熱交換により３
８℃に昇温して主熱交換器８に導入される。また、管４
及び管５に導出する製品窒素ガスＮＧ及び排ガスＷＧ
は、それぞれ３５℃に昇温して導出される。
間から温度−５２℃で管３３に導出された排ガスの一
部、１１３７Ｎｍ3 ／ｈが導入されており、原料空気
は、この排ガスの一部ＷＧ′との熱交換により、５℃ま
で冷却される。さらに吸着器７で精製された精製原料空
気は、補助熱交換器３１で原料空気との熱交換により３
８℃に昇温して主熱交換器８に導入される。また、管４
及び管５に導出する製品窒素ガスＮＧ及び排ガスＷＧ
は、それぞれ３５℃に昇温して導出される。
【００３２】このように、排ガスの一部ＷＧ′を、予冷
用熱交換器３から補助熱交換器３１に導入して原料空気
を冷却することにより、予冷用熱交換器３における原料
空気の冷却負荷を更に軽減でき、排ガスの一部ＷＧ′の
量を削減できる。これにより、コールドボックスから抜
出す寒冷量を減らすことができる。
用熱交換器３から補助熱交換器３１に導入して原料空気
を冷却することにより、予冷用熱交換器３における原料
空気の冷却負荷を更に軽減でき、排ガスの一部ＷＧ′の
量を削減できる。これにより、コールドボックスから抜
出す寒冷量を減らすことができる。
【００３３】図５は本発明の第５実施例を示すもので、
上記第４実施例における予冷用熱交換器３を、中間冷媒
を用いた間接熱交換方式としたものである。
上記第４実施例における予冷用熱交換器３を、中間冷媒
を用いた間接熱交換方式としたものである。
【００３４】すなわち、適宜な冷媒、例えばアンモニア
やブライン（塩化カルシウム，塩化ナトリウム，塩化マ
グネシウム等を水に溶解したもの）を中間冷媒として封
入した密閉容器３５内に、低温ガスが流れる低温伝熱管
３５ａと原料空気が流れる高温伝熱管３５ｂとを配設
し、中間冷媒を介して低温伝熱管３５ａ内の低温ガスと
高温伝熱管３５ｂ内の原料空気とを熱交換させ、原料空
気を冷却するように構成したものである。
やブライン（塩化カルシウム，塩化ナトリウム，塩化マ
グネシウム等を水に溶解したもの）を中間冷媒として封
入した密閉容器３５内に、低温ガスが流れる低温伝熱管
３５ａと原料空気が流れる高温伝熱管３５ｂとを配設
し、中間冷媒を介して低温伝熱管３５ａ内の低温ガスと
高温伝熱管３５ｂ内の原料空気とを熱交換させ、原料空
気を冷却するように構成したものである。
【００３５】例えば、主熱交換器８の中間から温度−５
２℃で管３３に導出された排ガスの一部、１１３７Ｎｍ
3 ／ｈが上記密閉容器３５内の低温伝熱管３５ａに導入
され、密閉容器３５内の中間冷媒を冷却し、自身は１℃
に昇温して管３４に導出されるとともに、補助熱交換器
３１で１５℃に冷却された原料空気が密閉容器３５内の
高温伝熱管３５ｂに導入され、低温の中間冷媒により吸
着温度の５℃に冷却される。
２℃で管３３に導出された排ガスの一部、１１３７Ｎｍ
3 ／ｈが上記密閉容器３５内の低温伝熱管３５ａに導入
され、密閉容器３５内の中間冷媒を冷却し、自身は１℃
に昇温して管３４に導出されるとともに、補助熱交換器
３１で１５℃に冷却された原料空気が密閉容器３５内の
高温伝熱管３５ｂに導入され、低温の中間冷媒により吸
着温度の５℃に冷却される。
【００３６】このように、適宜な冷媒を中間冷媒として
低温ガスと原料空気とを熱交換させることにより、低温
ガスとして極低温のガスを用いた場合でも、原料空気中
の水分が流路内で氷結することを防止することができ
る。
低温ガスと原料空気とを熱交換させることにより、低温
ガスとして極低温のガスを用いた場合でも、原料空気中
の水分が流路内で氷結することを防止することができ
る。
【００３７】なお、上記中間冷媒としては、使用温度範
囲に応じて適当なものを選定することができる。また、
例えば、アンモニアの場合には、高温伝熱管３５ｂ側で
蒸発し、低温伝熱管３５ａ側で凝縮するサイクルを繰り
返すので、単に密閉容器３５内に封入するだけで中間冷
媒として使用することができるが、ブラインの場合に
は、そのままでは低温伝熱管３５ａ側で氷結してしまう
ので、ポンプで強制循環させて低温伝熱管３５ａ側での
氷結を防止する必要がある。
囲に応じて適当なものを選定することができる。また、
例えば、アンモニアの場合には、高温伝熱管３５ｂ側で
蒸発し、低温伝熱管３５ａ側で凝縮するサイクルを繰り
返すので、単に密閉容器３５内に封入するだけで中間冷
媒として使用することができるが、ブラインの場合に
は、そのままでは低温伝熱管３５ａ側で氷結してしまう
ので、ポンプで強制循環させて低温伝熱管３５ａ側での
氷結を防止する必要がある。
【００３８】このように、本発明においては、原料空気
量，製品窒素量，排ガス量が同一の場合でも、各部の温
度条件に応じて様々な構成を採用することが可能であ
り、さらに、空気分離部の構成，製品の種類等に応じて
適宜最適な構成で実施することが可能である。すなわ
ち、実施例においては、全て単精留塔の例で説明を行っ
たが、複精留塔を用いた場合でも、全く同様に適用でき
ることは勿論である。
量，製品窒素量，排ガス量が同一の場合でも、各部の温
度条件に応じて様々な構成を採用することが可能であ
り、さらに、空気分離部の構成，製品の種類等に応じて
適宜最適な構成で実施することが可能である。すなわ
ち、実施例においては、全て単精留塔の例で説明を行っ
たが、複精留塔を用いた場合でも、全く同様に適用でき
ることは勿論である。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
主熱交換器から導出される低温ガスの一部又は全部を用
いて原料ガスを吸着温度まで冷却するので、従来用いら
れていたフロン冷凍機を省略することができ、しかも、
他の冷媒を用いた冷凍機を用いるものに比べてコストの
低減も図れる。
主熱交換器から導出される低温ガスの一部又は全部を用
いて原料ガスを吸着温度まで冷却するので、従来用いら
れていたフロン冷凍機を省略することができ、しかも、
他の冷媒を用いた冷凍機を用いるものに比べてコストの
低減も図れる。
【図１】 本発明の第１実施例を示す系統図である。
【図２】 本発明の第２実施例を示す系統図である。
【図３】 本発明の第３実施例を示す系統図である。
【図４】 本発明の第４実施例を示す系統図である。
【図５】 本発明の第５実施例を示す系統図である。
１…圧縮機、２…アフタークーラー、３…予冷用熱交換
器、７…吸着器、８…主熱交換器、１０…精留塔、１４
…凝縮器、２０…膨張タービン、３１…補助熱交換器、
３５…密閉容器、３５ａ…低温伝熱管、３５ｂ…高温伝
熱管、ＮＧ…製品窒素ガス、ＷＧ…排ガス
器、７…吸着器、８…主熱交換器、１０…精留塔、１４
…凝縮器、２０…膨張タービン、３１…補助熱交換器、
３５…密閉容器、３５ａ…低温伝熱管、３５ｂ…高温伝
熱管、ＮＧ…製品窒素ガス、ＷＧ…排ガス
Claims (3)
- 【請求項１】 圧縮機で圧縮して昇温した原料空気を予
冷し、含有する水分，炭酸ガス等の不純物を吸着器で吸
着除去した後、精留分離部から導出される低温ガスと主
熱交換器で熱交換させて冷却し、精留分離部に導入して
液化精留分離を行う方法において、前記圧縮後の原料空
気の予冷を、前記主熱交換器から導出した低温ガスとの
熱交換により行うことを特徴とする空気液化分離方法。 - 【請求項２】 原料空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機
で圧縮されて昇温した原料空気を予冷する予冷設備と、
該予冷設備で予冷された原料空気中の水分，炭酸ガス等
の不純物を吸着除去する吸着器と、該吸着器で精製され
た原料空気を精留分離部から導出される低温ガスと熱交
換させて冷却する主熱交換器とを備えた空気液化分離装
置において、前記原料空気を予冷する予冷設備に、前記
原料空気と前記主熱交換器から導出した低温ガスとを熱
交換させて原料空気を冷却する予冷用熱交換器を設けた
ことを特徴とする空気液化分離装置。 - 【請求項３】 前記予冷設備の予冷用熱交換器の前段
に、圧縮機で圧縮されて昇温した原料空気を、前記吸着
器を導出した精製原料空気と熱交換させて冷却する補助
熱交換器を設けたことを特徴とする空気液化分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31554593A JPH07167555A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 空気液化分離方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31554593A JPH07167555A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 空気液化分離方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07167555A true JPH07167555A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18066637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31554593A Pending JPH07167555A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 空気液化分離方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07167555A (ja) |
-
1993
- 1993-12-15 JP JP31554593A patent/JPH07167555A/ja active Pending
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