JPH07294161A - Pressurizing heat exchanger and low temperature gas separator - Google Patents

Pressurizing heat exchanger and low temperature gas separator

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JPH07294161A
JPH07294161A JP8059394A JP8059394A JPH07294161A JP H07294161 A JPH07294161 A JP H07294161A JP 8059394 A JP8059394 A JP 8059394A JP 8059394 A JP8059394 A JP 8059394A JP H07294161 A JPH07294161 A JP H07294161A
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JP
Japan
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heat exchanger
gas
pressure
container
raw material
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Application number
JP8059394A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Tanaka
正幸 田中
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform heat exchanging even under a high pressure of source gas by providing a plate fin type compact heat exchanger, a vessel in which the compact heat exchanger is housed to maintain airtightness and means for introducing pressure gas to the vessel to apply external pressure to the compact heat exchanger. CONSTITUTION:A cold reserving box 3 is formed with a pressure-proof vessel with airtightness in which a heat exchanger 4 connected to a source gas supply line 1a and a gas/liquid separator 5 are housed and to the outer wall of which an N2 gas supply line 4a and a discharge line 4b are connected. Upon heat exchanging, high internal pressure is applied to the heat exchanger 4 because of the supply of high pressure source gas. In order to meet it, pressure N2 gas is supplied to the cold reserving box 3, so that large internal and external pressure difference applied to the wall of the heat exchanger is reduced. Accordingly, even when the pressure of the supplied source gas exceeds 100kg/cm<2> G, the compact heat exchanger excellent in heat transfer performance can be used.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガスとガスとの熱交換
に使用される熱交換器、及びそれを用い、吸着分離法に
て原料ガスから不純物成分を取り除き、精製されたガス
からさらに深冷分離法を用いて目標成分のガスを分離す
る深冷ガス分離装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a heat exchanger used for heat exchange between gases, and the use of the heat exchanger to remove impurity components from a raw material gas by an adsorption separation method and further purify the purified gas. The present invention relates to a cryogenic gas separation device for separating a gas of a target component using a cryogenic separation method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の深冷ガス分離装置は、図
4に示すように、主として吸着器50a,50b、吸着
器再生ヒータ51、気液分離器52、熱交換器53及び
保冷箱54から構成されており、例えばH2 :60,C
4 :40( 各vol %) の原料ガスから純度95%のH
2 ガスを精製する場合は、まず、原料ガスを加熱再生式
の吸着器50a,50bに導入し、原料ガス中の不純物
成分、例えばH2 O,CO2 ,C66 ,NH3 等が吸
着除去される。
2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 4, a cryogenic gas separation apparatus of this type mainly includes adsorbers 50a and 50b, an adsorber regeneration heater 51, a gas-liquid separator 52, a heat exchanger 53 and a cool box. 54, for example, H 2 : 60, C
H 4: 40 H from the raw material gas purity of 95% of (the vol%)
When purifying two gases, first, the raw material gas is introduced into the heat-regeneration type adsorbers 50a and 50b, and impurity components in the raw material gas, such as H 2 O, CO 2 , C 6 H 6 , and NH 3, are removed. Adsorbed and removed.

【0003】こうして不純物成分が除去された精製ガス
は、保冷箱54内に設けられた熱交換器53に導入され
て冷却される。この熱交換器53において精製ガスは−
150℃〜−190℃に冷却され、それによりH2 以外
の成分(この場合はCH4 )は凝縮されて液体となる。
従って処理ガスは、H2 以外の成分が少なくなることに
よってH2 濃度が上昇し、結果として純度95%のH2
ガスが得られることになる。 この純度95%のH2
スは、再度熱交換器53に導入されて次に導入される原
料ガスを冷却し、それにより常温ガスとなって製品H2
ガスとなる。なお、液化されたCH4 は、ジュールトム
ソン効果を利用した膨張によって温度降下させ、上記と
同様に再度熱交換器53に導入されて次に導入される原
料ガスを冷却し、それにより自ら常温ガスとなる。
The purified gas from which the impurity components have been removed in this way is introduced into the heat exchanger 53 provided in the cold insulation box 54 and cooled. In this heat exchanger 53, the purified gas is-
It is cooled to 150 ° C. to −190 ° C., whereby the components other than H 2 (CH 4 in this case) are condensed into a liquid.
Thus the process gas is concentration of H 2 rises by components other than H 2 decreases, resulting in a purity of 95% H 2
Gas will be obtained. The H 2 gas having a purity of 95% is again introduced into the heat exchanger 53 to cool the raw material gas introduced next, and thereby becomes the room temperature gas to become the product H 2 gas.
It becomes gas. The liquefied CH 4 has its temperature lowered by expansion utilizing the Joule-Thomson effect, is again introduced into the heat exchanger 53 and cools the raw material gas introduced next in the same manner as described above, and thereby the normal temperature gas Becomes

【0004】上記熱交換器53を収納している保冷箱5
4は、低温機器を断熱することを目的として断熱材とし
ての粒状パーライトが充填されており、内部圧力は通常
0.01kg/cm2Gの低圧(圧力を加えずにN2 シール)
となっている。また、熱交換器53の構成としては、コ
ンパクトで伝熱性能に優れ、且つ流体の熱交換器として
最適であることから、一般的にアルミプレートフィン式
のコンパクト熱交換器が使用されている。コンパクト熱
交換器とは、熱交換器の容積を極力小さくして大きな伝
熱面積をおさめるよう構成されたもので、伝熱面積と容
積との比が200以上のものを示す。
Cooling box 5 containing the heat exchanger 53
No. 4 is filled with granular pearlite as a heat insulating material for the purpose of insulating low-temperature equipment, and the internal pressure is usually 0.01 kg / cm 2 G low pressure (N 2 seal without pressure).
Has become. As the configuration of the heat exchanger 53, an aluminum plate fin type compact heat exchanger is generally used because it is compact, has excellent heat transfer performance, and is optimal as a fluid heat exchanger. The compact heat exchanger is configured so that the volume of the heat exchanger is made as small as possible and the large heat transfer area is suppressed, and the ratio of the heat transfer area to the volume is 200 or more.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のアルミプレートフィン式のコンパクト熱交換
器では、圧力約100kg/cm2Gまでが使用限度であり、
従ってその熱交換器に導入される原料ガスの圧力がそれ
以上になると、アルミプレートフィン式の熱交換器を使
用することができなくなるという問題があった。具体的
には、アルミフィン部分に亀裂が生じて熱交換器が破壊
される。このアルミプレートフィン式による構造上の問
題を解消する手段として、アルミプレートフィン式に代
えてシェルコイル式の熱交換器を使用することが可能で
ある。しかしながら、このシェルコイル式では熱交換器
のサイズが大きくなってしまいコンパクト化が図れず、
且つコストも高くなるという問題が新たに発生する。
However, in such a conventional aluminum plate fin type compact heat exchanger, the use limit is up to a pressure of about 100 kg / cm 2 G,
Therefore, when the pressure of the raw material gas introduced into the heat exchanger becomes higher than that, there is a problem that the aluminum plate fin type heat exchanger cannot be used. Specifically, a crack is generated in the aluminum fin portion and the heat exchanger is destroyed. As a means for solving the structural problem of the aluminum plate fin type, it is possible to use a shell coil type heat exchanger instead of the aluminum plate fin type. However, in this shell coil type, the size of the heat exchanger becomes large and it cannot be made compact,
In addition, there is a new problem that the cost becomes high.

【0006】本発明は以上のような従来の深冷ガス分離
装置における課題を考慮してなされたものであり、導入
される原料ガスの圧力が100kg/cm2Gを越える場合で
あってもプレートフィン式コンパクト熱交換器を用いて
ガス分離を行うことのできる加圧式熱交換器及びそれを
用いた深冷ガス分離装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above problems in the conventional cryogenic gas separation device, and the plate is introduced even when the pressure of the introduced raw material gas exceeds 100 kg / cm 2 G. It is an object of the present invention to provide a pressurization type heat exchanger capable of performing gas separation using a fin type compact heat exchanger and a deep-chill gas separation device using the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、プレートフィ
ン式コンパクト熱交換器と、コンパクト熱交換器を収納
して気密状態を保持し得る容器と、容器内に加圧ガスを
導入し、コンパクト熱交換器に対して外圧を与える加圧
手段と、を備えた加圧式熱交換器である。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a compact plate fin type heat exchanger, a container for accommodating the compact heat exchanger and capable of maintaining an airtight state, and introducing a pressurized gas into the container to achieve a compact size. And a pressurizing means for applying an external pressure to the heat exchanger.

【0008】本発明は、原料ガス中の不純物成分を吸着
器で除去し、不純物成分が除去されたガスをプレートフ
ィン式熱交換器で冷却することにより、目標とする成分
以外の成分を凝縮させて分離除去したり、或いは冷却さ
れたガスを精留分離し、得られた目標成分ガスを回収、
或いは精製する構成の深冷ガス分離装置において、プレ
ートフィン式熱交換器を収納して気密状態を保持し得る
容器と、容器内に加圧ガスを導入し、プレートフィン式
熱交換器に対して外圧を与える加圧手段と、を備えた深
冷ガス分離装置である。本発明において、容器内の圧力
が低下した場合に、プレートフィン式熱交換器内の原料
ガスを排出することのできる排出手段をさらに設けるこ
とが好ましい。
According to the present invention, the impurity components in the raw material gas are removed by the adsorber, and the gas from which the impurity components have been removed is cooled by the plate fin type heat exchanger so that the components other than the target components are condensed. And remove or rectify the cooled gas to recover the obtained target component gas,
Alternatively, in a refrigerating gas separation device of a structure for refining, a container that can hold a plate fin type heat exchanger and can maintain an airtight state, and a pressurized gas is introduced into the container, and the plate fin type heat exchanger A cryogenic gas separation device comprising: a pressurizing means for applying an external pressure. In the present invention, it is preferable to further provide a discharging means capable of discharging the raw material gas in the plate fin type heat exchanger when the pressure in the container decreases.

【0009】本発明における排出手段の一例としては、
容器入側に接続された原料ガス導入路中に設けられた安
全弁から構成されたものが示され、その安全弁は、容器
内のガス圧の低下によって開放動作するもので構成する
ことができる。
As an example of the discharging means in the present invention,
A safety valve provided in a raw material gas introduction passage connected to the container inlet side is shown, and the safety valve can be configured to open by a decrease in gas pressure in the container.

【0010】また、排出手段の他の例は、容器入側に接
続されている原料ガス導入路中に設けられた制御弁と、
容器に設けられてその内部圧力を検出し容器内の圧力が
所定値から低下した際に信号を出力する圧力スイッチ
と、圧力スイッチから出力される信号を受けて前記制御
弁を開放する制御手段と、から構成することもできる。
Another example of the discharging means is a control valve provided in the raw material gas introduction path connected to the container inlet side,
A pressure switch provided in the container for detecting the internal pressure of the container and outputting a signal when the pressure in the container drops from a predetermined value; and a control means for receiving the signal output from the pressure switch and opening the control valve. , Can also be configured.

【0011】[0011]

【作用】本発明では、ガスを導入することによってプレ
ートフィン式コンパクト熱交換器内が加圧されるが、こ
れに対抗して加圧手段により加圧ガスが容器内(熱交換
器外)に導入されるため、プレートフィン式熱交換器の
内外圧差が緩和され、フィン及びフィンとプレート接合
部等に応力が集中することを防止することができ、プレ
ートフィンの設計強度以上の圧力からなるガスを熱交換
器に導入することができるようになる。
In the present invention, the gas is introduced to pressurize the inside of the plate fin type compact heat exchanger. In opposition to this, the pressurizing means moves the pressurized gas into the container (outside the heat exchanger). Since it is introduced, the pressure difference between the inner and outer sides of the plate fin type heat exchanger is relaxed, and it is possible to prevent stress from concentrating on the fins and the fin-plate joints. Can be introduced into the heat exchanger.

【0012】本発明では、原料ガス中の不純物成分が吸
着器で除去され、不純物成分が除去されたガスは、さら
にプレートフィン式熱交換器にて冷却されることにより
所望成分ガス以外の成分が凝縮されて分離除去される。
熱交換に際しては、原料ガス導入によってプレートフィ
ン式熱交換器内が加圧されるが、これに対抗して加圧手
段により加圧ガスが容器内(熱交換器外)に導入される
ため、プレートフィン式熱交換器の内外圧差が緩和さ
れ、フィン及びフィンとプレート接合部等に応力が集中
することを防止することができ、プレートフィンの設計
強度以上の圧力からなる原料ガスを熱交換器に導入する
ことができるようになる。また、本発明によれば容器内
の圧力が低下した際に熱交換器内の圧力も同時に低下さ
せることができるため、熱交換器が損傷することを回避
することができる。
In the present invention, the impurity components in the raw material gas are removed by the adsorber, and the gas from which the impurity components have been removed is further cooled by the plate fin type heat exchanger so that components other than the desired component gas are removed. It is condensed and separated and removed.
At the time of heat exchange, the inside of the plate fin type heat exchanger is pressurized by the introduction of the raw material gas, but against this, the pressurized gas is introduced into the container (outside the heat exchanger) by the pressurizing means. The pressure difference between the inner and outer sides of the plate fin type heat exchanger can be relaxed and stress can be prevented from concentrating on the fins and the fin-plate joints. Can be introduced to. Further, according to the present invention, when the pressure in the container decreases, the pressure in the heat exchanger can also be decreased at the same time, and therefore damage to the heat exchanger can be avoided.

【0013】[0013]

【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。図1は、本発明の深冷ガス分離装置
の一実施例を示す基本構成図である。同図において、深
冷ガス分離装置は、原料ガス供給ライン1を介して原
料ガスが導入される吸着器2a,2b、原料ガス導入
ライン1aを介しその吸着器2a,2bの出側と接続さ
れた容器としての保冷箱3とを基本的に備えており、保
冷箱3に至る前処理の構成に関しては従来の深冷ガス分
離装置の構成と基本的に同じである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a basic configuration diagram showing an embodiment of the cryogenic gas separation device of the present invention. In the figure, the cryogenic gas separation device is connected to the adsorbers 2a and 2b into which the raw material gas is introduced through the raw material gas supply line 1 and the outlet side of the adsorbers 2a and 2b through the raw material gas introduction line 1a. The cold storage box 3 as a container is basically provided, and the configuration of the pretreatment to reach the cold storage box 3 is basically the same as the configuration of the conventional deep-cooled gas separation device.

【0014】このような構成の深冷ガス分離装置におい
て、例えばH2 とCH4 を主成分とする原料ガスからH
2 ガスを分離精製する場合は、まず、原料ガス中の不純
物成分、例えばH2 O,CO2 ,C66 ,NH3 等が
吸着器2a,2bで除去される。不純物が取り除かれた
ガスは、保冷箱3内に設けられた熱交換器4に導入され
て冷却され、目標回収成分であるH2 以外の成分(この
場合はCH4 )が凝縮され液体となって除去される。従
って処理ガスは、H2 以外の成分が少なくなり、さらに
熱交換器4を通過することによって常温ガスとされ製品
2 ガスが得られるようになっている。
In the cryogenic gas separation apparatus having such a structure, for example, from the source gas containing H 2 and CH 4 as main components,
When the two gases are separated and purified, first, the impurity components in the raw material gas, such as H 2 O, CO 2 , C 6 H 6 , and NH 3, are removed by the adsorbers 2a and 2b. The gas from which the impurities have been removed is introduced into the heat exchanger 4 provided in the cold insulation box 3 and cooled, and the components other than the target recovery component H 2 (CH 4 in this case) are condensed into a liquid. Be removed. Therefore, the processing gas is reduced in components other than H 2 , and is further passed through the heat exchanger 4 to be a room temperature gas to obtain a product H 2 gas.

【0015】次に、本実施例の特徴部分となる熱交換器
を含む保冷箱3の構成について説明する。保冷箱3は、
気密性を有する耐圧容器で構成され、その内部に原料ガ
ス導入ライン1aと接続された熱交換器4、その熱交換
器4と接続された気液分離器5を収納しており、保冷箱
3の外壁には高圧N2 ガスを導入するためのN2 ガス導
入ライン4aが接続され、また対向側にN2 ガスを排出
するための排出ライン4bが接続されている。上記高圧
2 ガスとしては他の処理系の高圧N2 ガスを利用する
か、または別設備で高圧にされたN2 ガスを供給するこ
とができる。このN2 ガス及びN2 ガス導入ライン4a
は加圧手段としてみることができる。また、上記保冷箱
3内に収納される熱交換器4としては、コンパクトで且
つ伝熱性能が優れたアルミプレートフィン式のコンパク
ト熱交換器が使用される。このような構成を有する本実
施例の動作を以下に説明する。
Next, the structure of the cool box 3 including the heat exchanger, which is a characteristic part of this embodiment, will be described. The cool box 3
It is composed of a pressure-tight container having airtightness, and contains therein a heat exchanger 4 connected to the raw material gas introduction line 1a and a gas-liquid separator 5 connected to the heat exchanger 4, and a cool box 3 An N 2 gas introduction line 4a for introducing high-pressure N 2 gas is connected to the outer wall of, and a discharge line 4b for discharging N 2 gas is connected to the opposite side. As the high-pressure N 2 gas can be supplied to the N 2 gas to a high pressure or using a high pressure N 2 gas other processing system, or in another facility. This N 2 gas and N 2 gas introduction line 4a
Can be seen as a pressurizing means. As the heat exchanger 4 housed in the cool box 3, a compact aluminum plate fin type heat exchanger that is compact and has excellent heat transfer performance is used. The operation of this embodiment having such a configuration will be described below.

【0016】上記したように、不純物成分が除去された
ガスは、アルミプレートフィン式熱交換器4にて冷却さ
れることにより目標成分であるH2 ガス以外の成分(例
えばCH4 )が凝縮されて分離される。その熱交換され
る際、原料ガス導入ライン1aから高圧の原料ガスが導
入されることによってアルミプレートフィン式コンパク
ト熱交換器4内は大きな内圧を受けることになるが、こ
れに対抗して加圧N2ガスが保冷箱3内に導入されるた
め、アルミプレートフィン式コンパクト熱交換器4の器
壁に付加される大きな内外圧力差が軽減される。
As described above, the gas from which the impurity components have been removed is cooled by the aluminum plate fin type heat exchanger 4 to condense components other than the target component H 2 gas (for example, CH 4 ). Separated. When the heat is exchanged, a high pressure source gas is introduced from the source gas introduction line 1a, so that the aluminum plate fin type compact heat exchanger 4 receives a large internal pressure. Since the N 2 gas is introduced into the cold insulation box 3, a large pressure difference between the inside and the outside applied to the wall of the aluminum plate fin type compact heat exchanger 4 is reduced.

【0017】例えば、原料ガスの圧力が120kg/cm2
である場合、保冷箱3内のガス圧は、30kg/cm2Gにす
れば、アルミプレートフィン式熱交換器4に加わる内圧
は実質的に90kg/cm2Gとなり、アルミプレートフィン
式熱交換器の使用限度である100kg/cm2Gを下回るこ
とになる。従って、導入する原料ガスの圧力が100kg
/cm2Gを越えるような場合であっても、伝熱性能に優れ
コンパクトであるアルミプレートフィン式のコンパクト
熱交換器を使用することが可能となる。
For example, the pressure of the source gas is 120 kg / cm 2 G
If the gas pressure in the cool box 3 is 30 kg / cm 2 G, the internal pressure applied to the aluminum plate fin type heat exchanger 4 is substantially 90 kg / cm 2 G, and the aluminum plate fin type heat exchange is performed. It will be less than 100 kg / cm 2 G which is the limit of use of the vessel. Therefore, the pressure of the raw material gas to be introduced is 100 kg.
Even if it exceeds / cm 2 G, it is possible to use an aluminum plate fin type compact heat exchanger that is excellent in heat transfer performance and compact.

【0018】上記の如く、通常より高い圧力の原料ガス
の導入であっても、保冷箱3内を加圧することによって
これを許容するような構成では、保冷箱3内のN2 ガス
圧が低下した場合には原料ガスの導入を遮断して熱交換
器4内の原料ガスを直ちに排出させる必要がある。以下
その排出のための2つの形態について説明する。第1の
排出手段は安全弁を設けた構成であり、第2の排出手段
は制御装置により作動する制御弁を設けた構成である。
As described above, even if the raw material gas having a higher pressure than usual is introduced, by allowing the inside of the cold-insulating box 3 to be pressurized, the N 2 gas pressure in the cold-insulating box 3 decreases. In that case, it is necessary to interrupt the introduction of the raw material gas and immediately discharge the raw material gas in the heat exchanger 4. Hereinafter, two forms for discharging will be described. The first discharging means is provided with a safety valve, and the second discharging means is provided with a control valve operated by the control device.

【0019】図2は上記第1の排出手段の構成を示した
ものであり、10は原料ガス導入ライン1a中に設けら
れた安全弁であり、その出口側を保冷箱3内と連通させ
ている。安全弁10は、保冷箱3内が所定の圧力にある
場合はそのガス圧を背圧として、バネの付勢力とともに
安全弁10を非動作に保持しているが、保冷箱3内の圧
力が低下すると、安全弁10を閉じるよう作用している
背圧が低下して安全弁10が開放する。従って、保冷箱
3内の圧力が低下した場合は、安全弁10が開放して原
料ガスの圧力が低下し、熱交換器4内の原料ガスは安全
弁から排出される。なお、11は保冷箱3に設けられた
安全弁であり、保冷箱3内のN2 ガス圧を排出できるよ
うになっている。結果として、保冷箱3内の圧力が低下
すると、熱交換器4内の圧力もともに低下するため、熱
交換器4が損傷することを回避することができる。
FIG. 2 shows the structure of the first discharge means, and 10 is a safety valve provided in the source gas introduction line 1a, the outlet side of which communicates with the inside of the cool box 3. . When the inside of the cold-insulating box 3 is at a predetermined pressure, the safety valve 10 uses the gas pressure as a back pressure to keep the safety valve 10 inoperative together with the urging force of the spring, but when the pressure in the cold-insulating box 3 decreases. The back pressure acting to close the safety valve 10 is reduced and the safety valve 10 is opened. Therefore, when the pressure in the cool box 3 decreases, the safety valve 10 opens and the pressure of the raw material gas decreases, and the raw material gas in the heat exchanger 4 is discharged from the safety valve. A safety valve 11 is provided in the cool box 3 so that the N 2 gas pressure in the cool box 3 can be discharged. As a result, when the pressure inside the cool box 3 decreases, the pressure inside the heat exchanger 4 also decreases, and thus damage to the heat exchanger 4 can be avoided.

【0020】図3は上記第2の排出手段の構成を示した
ものであり、保冷箱3の入側に接続されている原料ガス
導入ラインから分岐して設けられた分岐ライン1d中に
設けられた制御弁としての緊急放出弁12と、保冷箱3
に取り付けられその内部圧力を検出し、保冷箱3内の圧
力が所定値から低下した際に信号を出力する圧力スイッ
チ13と、その圧力スイッチ13から出力される信号を
受けて、原料導入ライン遮断弁14,緊急放出弁12,
製品回収ライン遮断弁15,排ガス回収ライン遮断弁1
6のそれぞれの開閉動作を制御する制御手段としての制
御部17とから構成される。
FIG. 3 shows the structure of the second discharging means, which is provided in a branch line 1d which is branched from a raw material gas introduction line connected to the inlet side of the cold insulation box 3. Emergency release valve 12 as a control valve, and a cool box 3
Attached to a pressure switch 13 that detects its internal pressure and outputs a signal when the pressure inside the cool box 3 drops from a predetermined value, and receives the signal output from the pressure switch 13 to shut off the raw material introduction line. Valve 14, emergency release valve 12,
Product recovery line shutoff valve 15, exhaust gas recovery line shutoff valve 1
6 and a control section 17 as a control means for controlling the opening / closing operation of each.

【0021】この構成によれば、保冷箱3内の圧力低下
は圧力スイッチ13によって検出され、圧力スイッチ1
3から出力された信号は制御部17に与えられ、制御部
17はその信号を受けて原料導入ライン遮断弁14を閉
じて緊急放出弁12を開放し、製品回収ライン遮断弁1
5,排ガス回収ライン遮断弁16をともに閉じる。この
ような構成とすることにより、保冷箱3内の圧力が低下
しても熱交換器4内の圧力がともに低下するため、熱交
換器4が損傷することを回避することができる。なお、
上記圧力スイッチは具体的には接点付圧力計等から構成
することができ、上記した製品回収ライン遮断弁15,
排ガス回収ライン遮断弁16は逆止弁で構成することも
できる。なお、上記制御部17はマイクロコンピュー
タ、またはそれと同等のハードリレー回路で構成するこ
とができる。また、本発明の加圧式熱交換器は、上記実
施例の深冷ガス分離装置に限らず、比較的汚れの少ない
ガスとガスとの熱交換を行う装置に適用することができ
る。
According to this construction, the pressure drop in the cool box 3 is detected by the pressure switch 13, and the pressure switch 1
The signal output from 3 is given to the control unit 17, and the control unit 17 receives the signal and closes the raw material introduction line shutoff valve 14 to open the emergency release valve 12, and the product recovery line shutoff valve 1
5. Close the exhaust gas recovery line shutoff valve 16 together. With such a configuration, even if the pressure in the cold insulating box 3 is reduced, the pressure in the heat exchanger 4 is also reduced, so that the heat exchanger 4 can be prevented from being damaged. In addition,
Specifically, the pressure switch can be composed of a pressure gauge with a contact or the like.
The exhaust gas recovery line shutoff valve 16 may be a check valve. The control unit 17 may be composed of a microcomputer or a hard relay circuit equivalent thereto. Further, the pressurizing heat exchanger of the present invention is not limited to the deep-cooled gas separation device of the above-mentioned embodiment, but can be applied to a device for exchanging heat between gas with relatively little contamination.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明によれば、容器内を加圧する構成を備えているた
め、プレートフィン式コンパクト熱交換器の内外圧差を
緩和することができ、それにより、熱交換器の耐圧限度
を越える圧力のガスを導入して熱交換することができ
る。
As is apparent from the above description, according to the present invention, since the structure for pressurizing the inside of the container is provided, the pressure difference between the inside and outside of the plate fin type compact heat exchanger can be reduced. As a result, it is possible to introduce a gas having a pressure exceeding the pressure limit of the heat exchanger to exchange heat.

【0023】本発明の深冷ガス分離装置は、熱交換器を
容器内に収納し、その容器内を加圧する構成を備えてい
るため、プレートフィン式熱交換器を採用していなが
ら、その耐圧限度を越える程の高圧力を有する原料ガス
であってもその導入を可能にして深冷ガス分離を行うこ
とができるという長所を有する。また、本発明によれば
容器内の圧力が低下した際に熱交換器内の内圧も同時に
低下させることができるため、熱交換器の損傷を回避す
ることができる。
Since the cryogenic gas separation apparatus of the present invention has a structure in which the heat exchanger is housed in the container and pressurizes the inside of the container, the pressure resistance of the plate fin type heat exchanger is adopted. Even if a raw material gas having a high pressure exceeding the limit is introduced, it has an advantage that it is possible to perform the cryogenic gas separation. Further, according to the present invention, when the pressure in the container decreases, the internal pressure in the heat exchanger can also be decreased at the same time, so damage to the heat exchanger can be avoided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】実施例に係る遮断手段の第1の構成を示す説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a first configuration of a blocking means according to an embodiment.

【図3】実施例に係る遮断手段の第2の構成を示す説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a second configuration of the blocking means according to the embodiment.

【図4】従来の深冷ガス分離装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional cryogenic gas separation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 原料ガス供給ライン 1a 原料ガス導入ライン 2a,2b 吸着器 3 保冷箱 4 熱交換器 4a N2 ガス導入ライン 4b 排出ライン 5 気液分離器1 Raw material gas supply line 1a Raw material gas introduction line 2a, 2b Adsorber 3 Cold box 4 Heat exchanger 4a N 2 Gas introduction line 4b Discharge line 5 Gas-liquid separator

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プレートフィン式コンパクト熱交換器
と、 前記コンパクト熱交換器を収納して気密状態を保持し得
る容器と、 前記容器内に加圧ガスを導入し、前記コンパクト熱交換
器に対して外圧を与える加圧手段と、を備えたことを特
徴とする加圧式熱交換器。
1. A plate fin type compact heat exchanger, a container capable of housing the compact heat exchanger and maintaining an airtight state, and introducing a pressurized gas into the container, and And a pressurizing means for applying external pressure to the pressurizing heat exchanger.
【請求項2】 原料ガス中の不純物成分を吸着器で除去
し、不純物成分が除去されたガスをプレートフィン式熱
交換器で冷却することにより、目標とする成分以外の成
分を凝縮させて分離除去し、或いは冷却されたガスを精
留分離し、得られた目標成分ガスを回収、或いは精製す
る構成の深冷ガス分離装置において、 前記プレートフィン式熱交換器を収納して気密状態を保
持し得る容器と、 前記容器内に加圧ガスを導入し、前記プレートフィン式
熱交換器に対して外圧を与える加圧手段と、を備えたこ
とを特徴とする深冷ガス分離装置。
2. An impurity component in the raw material gas is removed by an adsorber, and the gas from which the impurity component is removed is cooled by a plate fin type heat exchanger, whereby components other than the target component are condensed and separated. A refrigeration gas separation device configured to rectify and separate a gas that has been removed or cooled and recover or purify the obtained target component gas, in which an airtight state is maintained by housing the plate fin type heat exchanger. A cryogenic gas separation device, comprising: a container capable of controlling the pressure, and a pressurizing means for introducing a pressurized gas into the container to apply an external pressure to the plate fin type heat exchanger.
【請求項3】 前記容器内の圧力が低下した場合に、前
記プレートフィン式熱交換器内の前記原料ガスを排出す
る排出手段をさらに設けた請求項2記載の深冷ガス分離
装置。
3. The cryogenic gas separation apparatus according to claim 2, further comprising an exhausting unit for exhausting the raw material gas in the plate fin type heat exchanger when the pressure in the container decreases.
【請求項4】 前記排出手段は、前記容器入側に接続さ
れた原料ガス導入路中に設けられた安全弁から構成さ
れ、前記安全弁は、前記容器内のガス圧の低下によって
開放動作するものである請求項3記載の深冷ガス分離装
置。
4. The discharge means is composed of a safety valve provided in a raw material gas introduction path connected to the container inlet side, and the safety valve is opened by a decrease in gas pressure in the container. The cryogenic gas separation device according to claim 3.
【請求項5】 前記排出手段は、前記容器入側に接続さ
れている原料ガス導入路中に設けられた制御弁と、 前記容器に設けられ、その内部圧力を検出し、前記容器
内の圧力が所定値から低下した際に信号を出力する圧力
スイッチと、 前記圧力スイッチから出力される信号を受けて前記制御
弁を開放させる制御手段と、から構成されることを特徴
とする請求項3記載の深冷ガス分離装置。
5. The discharge means is provided in a raw material gas introduction path connected to the container inlet side, and is provided in the container, detects the internal pressure of the container, and detects the internal pressure of the container. 4. A pressure switch that outputs a signal when is decreased from a predetermined value, and a control unit that receives the signal output from the pressure switch and opens the control valve. Cryogenic gas separator.
JP8059394A 1994-04-19 1994-04-19 Pressurizing heat exchanger and low temperature gas separator Pending JPH07294161A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003059527A1 (en) 2001-12-21 2003-07-24 Amalgamated Research, Inc. Toroidal vessel for uniform, plug-flow fluid distribution applications

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