JPH0783801B2 - Evaporator and cryogenic separator for carbon monoxide equipped with evaporator - Google Patents

Evaporator and cryogenic separator for carbon monoxide equipped with evaporator

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JPH0783801B2
JPH0783801B2 JP4074013A JP7401392A JPH0783801B2 JP H0783801 B2 JPH0783801 B2 JP H0783801B2 JP 4074013 A JP4074013 A JP 4074013A JP 7401392 A JP7401392 A JP 7401392A JP H0783801 B2 JPH0783801 B2 JP H0783801B2
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passage
rectification
evaporation
gas
liquid
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康夫 田中
孝一 上野
修平 那谷
英之 久保田
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Kobe Steel Ltd
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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、精留機能を兼ね備えた
蒸発装置及びこの蒸発装置の性質を専ら利用する一酸化
炭素の深冷分離装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an evaporator having a rectification function and a carbon monoxide deep-cooling separator exclusively utilizing the properties of the evaporator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、精留機能を兼ね備えた蒸発装置と
しては、例えば特公昭47−23161号公報に示すよ
うなものが知られている。この装置は、高温流体用要素
と低温流体用要素とを相隣接して交互に設け、両者の間
で熱交換が行われるようにしたプレートフィン式熱交換
器であり、低温流体用要素で蒸発対象液を蒸発させ、こ
れをガスとして取り出す一方、高温流体用要素で分縮液
分と流入ガスとを気液接触させることによりその精留を
行い、この高温流体用要素の底部から高沸点物に富んだ
凝縮液を取り出すようにしたものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an evaporator having a rectification function, for example, one shown in Japanese Patent Publication No. 47-23161 is known. This device is a plate fin type heat exchanger in which elements for high temperature fluid and elements for low temperature fluid are alternately and adjacently arranged so that heat is exchanged between them. The target liquid is vaporized and taken out as gas, while the high temperature fluid element performs rectification by bringing the decompressed liquid component and the inflowing gas into gas-liquid contact, and the high boiling point substance from the bottom of this high temperature fluid element. It is designed to take out a rich condensate.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記装置は、伝熱性能
に優れたプレートフィン熱交換器で構成されているた
め、その構造上、高温流体用要素と低温流体用要素との
熱交換が活発に行われることとなり、装置内での低温側
(蒸発側)及び高温側(凝縮側)の流体温度分布は図1
1の曲線C1,C2に示されるようになる。すなわち、
高温流体側要素において上記精留を十分に行うために必
要な高さをHd とすると、この装置では、上記熱交換が
活発であり過ぎるために、上記精留必要高さHd よりも
低い高さHhで所定量のガスが全て凝縮して最小温度差
ΔTminに達してしまい、これよりも高い位置での気液
接触が困難になってしまう。すなわち、この装置では精
留必要高さHh を十分に活かすことができず、よって蒸
発装置全体の高さを十分大きく確保しても、期待した通
りの精留効果が得られないことになる。
Since the above device is composed of a plate fin heat exchanger having excellent heat transfer performance, heat exchange between the high temperature fluid element and the low temperature fluid element is active due to its structure. The temperature distribution of the fluid on the low temperature side (evaporation side) and the high temperature side (condensation side) in the device is shown in FIG.
As shown by the curves C1 and C2 of 1. That is,
Assuming that the height necessary for sufficiently performing the rectification in the high temperature fluid side element is Hd, the heat exchange in this device is too active, and thus the height is lower than the required rectification height Hd. At Hh, a predetermined amount of gas is all condensed to reach the minimum temperature difference ΔTmin, which makes it difficult to contact gas-liquid at a position higher than this. That is, this apparatus cannot fully utilize the required rectification height Hh, so that even if the height of the entire evaporation apparatus is sufficiently large, the expected rectification effect cannot be obtained.

【0004】このような不都合を避けるには、プレート
フィンの厚みを増大させたり枚数を減らしたりして両流
体要素間の伝熱量を抑え、高温側流体の温度分布を同図
破線C3に示されるようにすればよいが、このような伝
熱量の抑制は熱交換器の構造、仕様上限界があり、顕著
な効果は得られにくい。また、伝熱量の抑制によって低
温側流体の蒸発性能が損なわれるおそれもある。
To avoid such an inconvenience, the thickness of the plate fins is increased or the number of the plate fins is reduced to suppress the amount of heat transfer between the two fluid elements, and the temperature distribution of the high temperature side fluid is shown by the broken line C3 in the figure. However, such suppression of the amount of heat transfer is limited due to the structure and specifications of the heat exchanger, and it is difficult to obtain a remarkable effect. Further, the evaporation performance of the low temperature side fluid may be impaired by suppressing the amount of heat transfer.

【0005】本発明は、このような事情に鑑み、低温液
体を良好に蒸発させながら、その蒸発潜熱を巧みに利用
して混合ガスの精留を十分に行うことができる蒸発装
置、及びこの蒸発装置の性質を専ら利用した一酸化炭素
の深冷分離装置を提供することを目的とする。
In view of the above-mentioned circumstances, the present invention provides an evaporation device capable of sufficiently rectifying a mixed gas by making good use of the latent heat of evaporation of the low-temperature liquid while satisfactorily evaporating the low-temperature liquid. It is an object of the present invention to provide a deep-separation device for carbon monoxide, which makes full use of the properties of the device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上下方向に延
び、下部に液導入口を有し、上部に蒸発ガス導出口を有
する複数の蒸発通路と、各蒸発通路の下方に連設された
ダミー部と、下部に混合ガス導入口を有し、上部に精留
ガス導出口を有し、上記ダミー部の下端の高さ位置から
上記蒸発通路の上端の高さ位置まで上下方向に延びる複
数の精留通路とを備え、上記蒸発通路及びダミー部と上
記精留通路とを互いに水平方向に隣接する状態で交互に
配置して結合し、上記蒸発通路内を流れる流体と上記精
留通路において上記蒸発通路と隣接する部分を流れる流
体との間で熱交換が行われるとともに、この熱交換によ
り精留通路内で凝縮した液体がこの精留通路において上
記ダミー部と隣接する部分を降下しながらこの部分を上
昇するガスと気液接触するように、上記蒸発通路、ダミ
ー部、及び精留通路の長さを設定したものである(請求
項1)。
According to the present invention, a plurality of evaporation passages extending vertically and having a liquid inlet at a lower portion and an evaporative gas outlet at an upper portion are connected to a lower portion of each evaporation passage. Has a dummy part, a mixed gas inlet in the lower part, and a rectification gas outlet in the upper part, and extends vertically from the height position of the lower end of the dummy part to the height position of the upper end of the evaporation passage. A plurality of rectification passages, and the evaporation passages and the dummy portion and the rectification passages are alternately arranged in a state where they are adjacent to each other in the horizontal direction, and are coupled to each other. In the above, heat exchange is performed between the fluid flowing in the evaporation passage and the portion adjacent to the evaporation passage, and the liquid condensed in the rectification passage due to the heat exchange descends in the portion adjacent to the dummy portion in the rectification passage. Gas and gas-liquid rising up this part while As to touch it is obtained by setting the length of the vaporization channel, the dummy unit, and rectification passages (claim 1).

【0007】さらに、上記蒸発通路の上方にこの蒸発通
路と隔離した状態で副蒸発通路を設けるとともに、この
副蒸発通路と隣接する位置まで上記精留通路を上方に延
ばし、この精留通路内の流体と副蒸発通路内の流体との
間で熱交換が行われるように構成すれば、より効果的で
ある(請求項2)。
Further, a sub-evaporation passage is provided above the vaporization passage in a state of being separated from the vaporization passage, and the rectification passage is extended upward to a position adjacent to the sub-evaporation passage so that the rectification passage is It is more effective if the structure is such that heat exchange is performed between the fluid and the fluid in the sub-evaporation passage.

【0008】また本発明は、上記蒸発装置の性質を専ら
利用した一酸化炭素の深冷分離装置であって、少なくと
も一酸化炭素及び炭化水素を含む混合ガスから一酸化炭
素を分離する精留塔と、上記蒸発装置からなり、上記精
留塔の塔底液を蒸発させるリボイラと、上記液導入口か
ら蒸発通路内に上記精留塔の塔底液を導入する塔底液導
入通路と、上記蒸発通路内のガスを上記蒸発ガス導出口
から導出して上記精留塔内に返還するガス還流通路と、
上記混合ガス導入口から上記精留通路内に混合ガスを導
入する混合ガス導入通路と、上記精留通路の精留ガス導
出口からこの混合ガス通路で精留された精留ガスを導出
し、上記精留塔の頂部に還流液として導入する精留ガス
移送通路とを備えたものである(請求項3)。
The present invention is also a cryogenic cryogenic separator for carbon monoxide, which exclusively utilizes the properties of the above-mentioned evaporator, and a rectification column for separating carbon monoxide from a mixed gas containing at least carbon monoxide and hydrocarbons. And a reboiler comprising the evaporation device, for evaporating the bottom liquid of the rectification tower, a bottom liquid introduction passage for introducing the bottom liquid of the rectification tower into the evaporation passage from the liquid introduction port, and A gas recirculation passage for deriving the gas in the evaporation passage from the evaporation gas outlet and returning it to the rectification tower.
A mixed gas introduction passage for introducing a mixed gas into the rectification passage from the mixed gas introduction port, and deriving a rectified gas rectified in the mixed gas passage from a rectification gas outlet of the rectification passage, A rectification gas transfer passage introduced as a reflux liquid is provided at the top of the rectification tower (claim 3).

【0009】[0009]

【作用】請求項1記載の蒸発装置では、精留通路内にそ
の下部から混合ガスが導入されるが、この導入当初はダ
ミー部と隣接する部分を混合ガスが通るので、この部分
では熱交換は行われない。そして、この混合ガスが蒸発
通路と隣接する部分まで上昇すると、この混合ガスと蒸
発通路内の低温流体との間で熱交換が行われ、上記流体
が蒸発する一方、混合ガスの一部が凝縮して上記ダミー
部との隣接部分まで下降し、この部分で下降凝縮液と上
昇混合ガスとの気液接触により混合ガスの精留がなされ
る。すなわち、この装置では、精留通路の下部では直接
的な熱交換が行われず、それよりも上方の部分でのみ直
接的な熱交換が行われるので、精留通路内の混合ガスが
精留通路の下部で凝縮するのを避けて専ら上部で凝縮さ
せることができる。従って、精留通路の上部を無駄にす
ることなく、この精留通路の全高さ領域を気液接触によ
る精留に有効に活用できる。
In the evaporator according to the first aspect of the present invention, the mixed gas is introduced into the rectification passage from its lower portion, but at the beginning of the introduction, the mixed gas passes through the portion adjacent to the dummy portion, so that heat exchange is performed in this portion. Is not done. Then, when this mixed gas rises to a portion adjacent to the evaporation passage, heat exchange is performed between this mixed gas and the low temperature fluid in the evaporation passage, and while the fluid evaporates, part of the mixed gas condenses. Then, the mixed gas descends to a portion adjacent to the dummy portion, and the mixed gas is rectified by gas-liquid contact between the descending condensate and the ascending mixed gas in this portion. That is, in this device, direct heat exchange is not performed in the lower part of the rectification passage, and direct heat exchange is performed only in the upper portion, so that the mixed gas in the rectification passage is It can be condensed exclusively in the upper part, avoiding condensation in the lower part. Therefore, the entire height region of this rectification passage can be effectively utilized for rectification by gas-liquid contact without wasting the upper part of the rectification passage.

【0010】さらに、請求項2記載の装置によれば、上
記蒸発通路内に導入される液よりもさらに低温の液を副
精留通路内に導入し、上記精留通路内のガスと熱交換さ
せることにより、この精留通路内のガス、すなわち前記
蒸発通路内の流体との熱交換で既に最小温度差にまで達
したガスをさらに凝縮させることができ、精留ガス導出
口から導出される精留ガスの純度をさらに高めることが
できる。
Further, according to the apparatus of claim 2, a liquid having a temperature lower than that of the liquid introduced into the evaporation passage is introduced into the sub-rectification passage to exchange heat with the gas in the rectification passage. By doing so, it is possible to further condense the gas in the rectification passage, that is, the gas that has already reached the minimum temperature difference by heat exchange with the fluid in the evaporation passage, and is discharged from the rectification gas outlet. The purity of the rectification gas can be further increased.

【0011】請求項3記載の一酸化炭素深冷分離装置に
よれば、リボイラである上記蒸発装置の精留通路内に混
合ガス導入通路及び混合ガス導入口を通じて混合ガスを
供給し、この精留通路を上昇する混合ガスと塔底液蒸発
通路内の塔底液との間で熱交換を行わせることにより、
塔底液の蒸発とともに、上記混合ガスの精留を行うこと
ができる。そして、この精留通路の上部にある精留ガス
を、精留ガス移送通路を通じて上記精留塔の頂部に高純
度の還流液として導入することにより、この精留塔にお
いて高純度一酸化炭素ガスを精製することができる。
According to the carbon monoxide cryogenic separation device of claim 3, the mixed gas is supplied through the mixed gas introduction passage and the mixed gas introduction port into the rectification passage of the evaporator which is a reboiler, and the rectification is performed. By causing heat exchange between the mixed gas rising in the passage and the bottom liquid in the bottom liquid evaporation passage,
The rectification of the mixed gas can be performed together with the evaporation of the bottom liquid. Then, the rectified gas in the upper part of the rectification passage is introduced into the top of the rectification tower as a high-purity reflux liquid through the rectification gas transfer passage, whereby the high-purity carbon monoxide gas is introduced in the rectification tower. Can be purified.

【0012】[0012]

【実施例】本発明の第1実施例を図1〜図7に基づいて
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0013】図7は、本発明の蒸発装置を利用した深冷
分離システムの全体構成を示したものである。このシス
テムは、プロパンやブタン等の改質ガスを原料とし、こ
のガスから一酸化炭素ガスを分離するものであり、ここ
で本発明の蒸発装置は、後述のように、製品ガスの純度
を高めるべく、リボイラとして作用しながら精留塔塔頂
への還流液を精製するために設置されている。ただし、
本願請求項3記載の装置は、少なくとも一酸化炭素及び
炭化水素を含有する混合ガスから一酸化炭素を分離する
場合に広く適用できるものである。
FIG. 7 shows the overall structure of a deep-chill separation system using the evaporation device of the present invention. This system uses a reformed gas such as propane or butane as a raw material and separates carbon monoxide gas from this gas. Here, the evaporator of the present invention enhances the purity of the product gas as described later. Therefore, it is installed to refine the reflux liquid to the top of the rectification column while acting as a reboiler. However,
The apparatus according to claim 3 of the present application is widely applicable to the case of separating carbon monoxide from a mixed gas containing at least carbon monoxide and hydrocarbons.

【0014】このシステムは、冷凍機10、気液分離器
11、MS(モレキュラシーブ)吸着装置12、及び保
冷箱14を備えている。この保冷箱14内には、主熱交
換器16、精留塔18、リボイラ20、コンデンサ2
2,28、第1気液分離器24、第2気液分離器25、
第3気液分離器26、熱交換器27、窒素気液分離器3
0等を備えており、上記リボイラ20に本発明の蒸発装
置が用いられている。
This system comprises a refrigerator 10, a gas-liquid separator 11, an MS (molecular sieve) adsorption device 12, and a cold insulation box 14. In the cool box 14, a main heat exchanger 16, a rectification column 18, a reboiler 20, a condenser 2
2, 28, the first gas-liquid separator 24, the second gas-liquid separator 25,
Third gas-liquid separator 26, heat exchanger 27, nitrogen gas-liquid separator 3
0, etc., and the evaporator of the present invention is used for the reboiler 20.

【0015】上記MS吸着装置12は、主熱交換器16
を通る混合ガス導入管32を介してリボイラ20の底部
に接続されている。このリボイラ20の底部は、移送管
34を介して第1の気液分離器24の中腹部に接続され
ており、この移送管34の途中に、上記熱交換器27、
コンデンサ28、及び膨張弁36が配設されている。上
記第1の気液分離器24の底部は、コンデンサ22を介
して精留塔18の中腹部に接続されている。
The MS adsorption device 12 comprises a main heat exchanger 16
It is connected to the bottom of the reboiler 20 via a mixed gas introduction pipe 32 passing through. The bottom of the reboiler 20 is connected to the middle abdomen of the first gas-liquid separator 24 via a transfer pipe 34, and in the middle of the transfer pipe 34, the heat exchanger 27,
A condenser 28 and an expansion valve 36 are provided. The bottom part of the first gas-liquid separator 24 is connected to the middle part of the rectification column 18 via a condenser 22.

【0016】上記リボイラ20の頂部は、精留ガス移送
管38,40を介して第2気液分離器25の中腹部に接
続されており、これら精留ガス移送管38,40の途中
に上記コンデンサ22,28が接続されている。そし
て、上記第2気液分離器25の底部が精留ガス移送管4
2を介して第3気液分離器26の中腹部に接続され、こ
の第3気液分離器26の底部が精留ガス移送管46を介
して精留塔18の頂部に接続されており、上記精留ガス
移送管42の途中には膨張弁44が設けられている。ま
た、上記リボイラ20は、塔底液導入管48及びガス還
流管49を介して精留塔18の底部に接続されている。
The top part of the reboiler 20 is connected to the middle abdomen of the second gas-liquid separator 25 via the rectification gas transfer pipes 38, 40, and the above-mentioned middle part of the rectification gas transfer pipes 38, 40. The capacitors 22 and 28 are connected. The bottom portion of the second gas-liquid separator 25 is the rectification gas transfer pipe 4
2 is connected to the middle abdomen of the third gas-liquid separator 26, and the bottom of the third gas-liquid separator 26 is connected to the top of the rectification column 18 via a rectification gas transfer pipe 46, An expansion valve 44 is provided in the middle of the rectification gas transfer pipe 42. The reboiler 20 is connected to the bottom of the rectification column 18 via a column bottom liquid introduction pipe 48 and a gas reflux pipe 49.

【0017】次に、上記リボイラ20の構造を図1〜図
6に基づいて説明する。
Next, the structure of the reboiler 20 will be described with reference to FIGS.

【0018】図2に示すように、このリボイラ20は熱
交換部50を備えている。この熱交換部50の側面中腹
部には塔底液入口ポート51が装着されており、同様に
熱交換部50の側面上部には還流ガス出口ポート52
が、下端面には混合ガス入口ポート53が、上端面には
精留ガス出口ポート54がそれぞれ装着されている。そ
して、上記塔底液入口ポート51に上記塔底液導出管4
8が接続されており、同様に、還流ガス出口ポート52
に上記ガス還流管49が、精留ガス出口ポート54に上
記精留ガス移送管38が接続されている。上記混合ガス
入口ポート53には有底の気液分離管56が接続され、
この気液分離管56の底部に上記移送管34が接続さ
れ、この移送管34よりも上方の位置に上記混合ガス導
入管32が接続されている。
As shown in FIG. 2, the reboiler 20 has a heat exchange section 50. A column bottom liquid inlet port 51 is attached to the middle portion of the side surface of the heat exchange section 50, and similarly, a reflux gas outlet port 52 is provided at the upper side surface of the heat exchange section 50.
However, a mixed gas inlet port 53 is mounted on the lower end surface, and a rectification gas outlet port 54 is mounted on the upper end surface. Then, the tower bottom liquid outlet port 4 is connected to the tower bottom liquid inlet port 51.
8 is connected, and similarly, the reflux gas outlet port 52
The gas recirculation pipe 49 is connected to the rectification gas outlet port 54, and the rectification gas transfer pipe 38 is connected to the rectification gas outlet port 54. A gas-liquid separation pipe 56 having a bottom is connected to the mixed gas inlet port 53,
The transfer pipe 34 is connected to the bottom of the gas-liquid separation pipe 56, and the mixed gas introduction pipe 32 is connected to a position above the transfer pipe 34.

【0019】図1及び図3〜図6に示すように、上記熱
交換部50は、互いに平行に配せられた、アルミニウム
等からなる多数枚の仕切り板58を備えており、これら
の仕切り板58の間に、塔底液蒸発通路59aと精留通
路59bとが交互に形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 3 to 6, the heat exchange section 50 is provided with a large number of partition plates 58 made of aluminum or the like and arranged in parallel with each other. Between the columns 58, column bottom liquid evaporation passages 59a and rectification passages 59b are formed alternately.

【0020】図4(a)に示すように、塔底液蒸発通路
59aは熱交換部50上半部の高さ領域H2にのみ配設
されており、その直下方の部分(熱交換部50の下半
部)の高さ領域H1にはダミー部68が設けられてい
る。
As shown in FIG. 4 (a), the column bottom liquid evaporation passage 59a is disposed only in the height region H2 of the upper half of the heat exchange section 50, and the portion immediately below it (the heat exchange section 50). A dummy portion 68 is provided in the height region H1 of the lower half portion).

【0021】上記塔底液蒸発通路59aを形成する段の
周囲には一対のL字状のサイドバー60aが配設され、
これらのサイドバー60aは、図5に示すように、両仕
切り板58の間にこれらと密着するようにして配されて
いる。これらのサイドバー60aによって、塔底液蒸発
通路59aの上下端及び側端の一部が塞がれるととも
に、一方の側端の下部に塔底液導入口62aが形成さ
れ、他方の側端の上部に蒸発ガス導出口63aが形成さ
れている。そして、上記塔底液導入口62aを塞ぐ位置
に上記塔底液入口ポート51が装着され、上記蒸発ガス
導出口63aを塞ぐ位置に上記還流ガス出口ポート52
が装着されている。
A pair of L-shaped side bars 60a are arranged around the stage forming the column bottom liquid evaporation passage 59a,
As shown in FIG. 5, these side bars 60a are arranged between both partition plates 58 so as to be in close contact with them. These sidebars 60a block part of the upper and lower ends and side ends of the bottom liquid evaporating passage 59a, and a bottom liquid introducing port 62a is formed in the lower part of one side end, and the other side end is formed. An evaporative gas outlet 63a is formed in the upper part. The tower bottom liquid inlet port 51 is installed at a position that closes the tower bottom liquid introduction port 62a, and the reflux gas outlet port 52 is provided at a position that closes the evaporative gas outlet port 63a.
Is installed.

【0022】また、この塔底液蒸発通路59aの中腹部
には、上下方向に延びる波板状のフィン64aが設けら
れている。このフィン64aの下方には、上記塔底液導
入口62aからフィン64aまで斜め上方に延びるフィ
ン65が設けられ、フィン64aの上方には、このフィ
ン64aから上記蒸発ガス導出口63aまで斜め上方に
延びるフィン66が設けられている。これらのフィン6
4a,65,66はアルミニウム等からなり、図6に示
すようにろう付等で仕切り板58の表面に接合されてい
る。
Further, a corrugated plate-shaped fin 64a extending in the vertical direction is provided in the middle part of the tower bottom liquid evaporation passage 59a. A fin 65 is provided below the fin 64a and extends obliquely upward from the tower bottom liquid inlet 62a to the fin 64a, and above the fin 64a is obliquely upward from the fin 64a to the evaporative gas outlet 63a. An extending fin 66 is provided. These fins 6
4a, 65, 66 are made of aluminum or the like, and are joined to the surface of the partition plate 58 by brazing or the like as shown in FIG.

【0023】上記ダミー部68は、その内部に流体を導
入することを目的とせず、単なる補強用として上記塔底
液蒸発通路59aの下方に設置されたものであり、この
塔底液蒸発通路59aと同様に周囲がサイドバー60a
で囲まれ、内部には上記フィン64aと同様のフィン7
0が補強専用に設けられている。また、このダミー部6
8の下部の適所には、ガス抜き用の連通口71が設けら
れている。
The dummy part 68 is not provided for introducing a fluid into the inside thereof, but is installed below the column bottom liquid evaporation passage 59a for the purpose of merely reinforcing the column bottom liquid evaporation passage 59a. Similar to the side bar 60a
Is surrounded by a fin 7 similar to the above-mentioned fin 64a.
0 is provided exclusively for reinforcement. Also, this dummy part 6
A communication port 71 for degassing is provided at an appropriate position below the position 8.

【0024】これに対して精留通路59bは、図4
(a)(b)に示すように、上記熱交換部50の上下方
向全域、すなわち上記高さ領域H1,H2の双方を含む
全高さ領域に配設されている。すなわち、この精留通路
59bは、ダミー部68の下端かから上記塔底液蒸発通
路59aの上端まで上下に延びており、上記塔底液蒸発
通路59a及びダミー部68の双方に水平方向に隣接し
た状態となっている。
On the other hand, the rectification passage 59b is shown in FIG.
As shown in (a) and (b), the heat exchanging portion 50 is arranged in the entire area in the vertical direction, that is, in the entire height region including both the height regions H1 and H2. That is, the rectification passage 59b extends vertically from the lower end of the dummy portion 68 to the upper end of the column bottom liquid evaporation passage 59a, and is horizontally adjacent to both the column bottom liquid evaporation passage 59a and the dummy portion 68. It is in the state of doing.

【0025】この精留通路59bを形成する段の側端に
は、この側端を上下方向全域にわたって塞ぐサイドバー
60bが配設されている。これらのサイドバー60b
も、上記サイドバー60aと同様に、両仕切り板58の
間にこれらと密着するようにして配されている。これに
より、この段の下端及び上端にはそれぞれ混合ガス導入
口62b及び精留ガス導出口63bが形成されており、
混合ガス導入口62bを塞ぐ位置に上記混合ガス入口ポ
ート53が装着され、上記精留ガス導出口63bを塞ぐ
位置に精留ガス出口ポート54が装着されている。従っ
て、図2に示すように、上記混合ガス入口ポート53は
上記塔底液入口ポート51よりも下方の位置に設けられ
ている。また、両サイドバー60bの間には上下方向に
延びる波板状のフィン64bが配設されており、このフ
ィン64bも両接合板58の表面にろう付等で接合され
ている。
At the side end of the step forming the rectification passage 59b, a side bar 60b is provided to close the side end over the entire area in the vertical direction. These sidebars 60b
Similarly, like the side bar 60a, it is arranged between both partition plates 58 so as to be in close contact with them. As a result, a mixed gas inlet 62b and a rectification gas outlet 63b are formed at the lower end and the upper end of this stage, respectively.
The mixed gas inlet port 53 is attached to a position where the mixed gas inlet port 62b is closed, and the rectified gas outlet port 54 is attached to a position where the rectified gas outlet port 63b is closed. Therefore, as shown in FIG. 2, the mixed gas inlet port 53 is provided at a position lower than the column bottom liquid inlet port 51. Further, a corrugated plate-shaped fin 64b extending in the vertical direction is disposed between both side bars 60b, and the fin 64b is also joined to the surface of both joint plates 58 by brazing or the like.

【0026】すなわち、ここに示す熱交換部50は、仕
切り板58、フィン64a,65,66、仕切り板5
8、フィン64b、仕切り板58、…をこれらの順に積
層することにより形成されており、塔底液蒸発通路59
a及びダミー部68からなる層と、蒸発通路59b単独
からなる層とが交互に水平方向に相隣接する状態で配さ
れている。
That is, the heat exchange section 50 shown here includes the partition plate 58, the fins 64a, 65, 66, and the partition plate 5.
8, the fins 64b, the partition plate 58, ... Are laminated in this order, and the column bottom liquid evaporation passage 59 is formed.
The layer formed of a and the dummy portion 68 and the layer formed of the evaporation passage 59b alone are alternately arranged in a horizontally adjacent state.

【0027】次に、この装置において行われる一酸化炭
素の深冷分離操作を説明する。
Next, the refrigerating separation operation of carbon monoxide carried out in this apparatus will be explained.

【0028】まず、原料ガス(混合ガス)が冷凍機10
で冷却され、ここで凝縮した水は気液分離器11で分離
される。残りのガスはMS吸着装置12に送られ、ここ
で水分及び二酸化炭素が除去された後、混合ガス導入管
32を通じて保冷箱14内に導入される。
First, the raw material gas (mixed gas) is the refrigerator 10.
The water that has been cooled by the above method and condensed here is separated by the gas-liquid separator 11. The remaining gas is sent to the MS adsorption device 12, where water and carbon dioxide are removed, and then introduced into the cold insulation box 14 through the mixed gas introduction pipe 32.

【0029】このガスは、主熱交換器16で戻りガスと
熱交換し、冷却された後、図2に示す気液分離管56を
介してリボイラ20の混合ガス入口ポート53に導入さ
れる。この混合ガス入口ポート53には、図1(b)及
び図4(b)に示す混合ガス導入口62bのみが面して
いるため、上記ガスはこの混合ガス導入口62bから熱
交換部50内の精留通路59b、すなわち両サイドバー
60bに囲まれた通路内へ上向きに流入する(矢印
B)。この流入当初では、上記混合ガスはダミー部70
と隣接する領域を流れるため、塔底液との直接的な熱交
換は行わない。
This gas exchanges heat with the return gas in the main heat exchanger 16, is cooled, and then is introduced into the mixed gas inlet port 53 of the reboiler 20 through the gas-liquid separation pipe 56 shown in FIG. Since only the mixed gas inlet 62b shown in FIGS. 1B and 4B faces the mixed gas inlet port 53, the gas is introduced from the mixed gas inlet 62b into the heat exchange section 50. Of the rectification passage 59b, that is, the passage surrounded by both side bars 60b, flows upward (arrow B). At the beginning of this inflow, the mixed gas is used for the dummy portion 70.
Direct heat exchange with the bottom liquid is not performed because it flows in the area adjacent to the column bottom liquid.

【0030】一方、このリボイラ20の塔底液入口ポー
ト51には、精留塔18の塔底液が塔底液導入管48を
通じて導入されている。この塔底液入口ポート51に
は、図1(b)及び図4(a)に示す塔底液導入口62
aのみが面しているため、上記塔底液はこの塔底液導入
口62aから熱交換部50内の塔底液蒸発通路59a、
すなわち両サイドバー60aで囲まれた通路内へ流入す
る(矢印A)。
On the other hand, the bottom liquid of the rectification column 18 is introduced into the bottom liquid inlet port 51 of the reboiler 20 through the bottom liquid introducing pipe 48. The bottom liquid inlet port 51 has a bottom liquid inlet 62 shown in FIGS. 1 (b) and 4 (a).
Since only a is exposed, the tower bottom liquid is transferred from the tower bottom liquid inlet 62a to the tower bottom liquid evaporation passage 59a in the heat exchange section 50,
That is, it flows into the passage surrounded by both side bars 60a (arrow A).

【0031】この導入により、熱交換部50の上半部
(すなわち高さ領域H2の部分)では、図6に示すよう
に、互いに隣合う塔底液蒸発通路59a及び精留通路5
9b内を塔底液の蒸発ガス(矢印A)及び混合ガス(矢
印B)がそれぞれ流れ、両者の間で熱交換が行われる。
この熱交換により、塔底液蒸発通路59a内の塔底液が
加熱されて蒸発し、この蒸発ガスは還流ガス出口ポート
52及び還流ガス通路49を通じて精留塔18の底部へ
戻される(矢印AG)。これと同時に、上記熱交換で冷
却された精留通路59b内の混合ガスが一部凝縮して下
降し、この下降凝縮液と上昇する混合ガスとの接触で混
合ガスの精留がなされ、この精留通路59bの頂部には
高い一酸化炭素濃度をもつ精留ガスが発生する。
As a result of this introduction, in the upper half of the heat exchange section 50 (that is, in the height region H2), as shown in FIG. 6, the column bottom liquid evaporation passage 59a and the rectification passage 5 are adjacent to each other.
The vaporized gas (arrow A) and the mixed gas (arrow B) of the column bottom liquid respectively flow in 9b, and heat exchange is performed between them.
By this heat exchange, the bottom liquid in the bottom liquid evaporation passage 59a is heated and evaporated, and the evaporated gas is returned to the bottom of the rectification column 18 through the reflux gas outlet port 52 and the reflux gas passage 49 (arrow AG). ). At the same time, the mixed gas in the rectification passage 59b cooled by the heat exchange partially condenses and descends, and the descending condensate comes into contact with the rising mixed gas to rectify the mixed gas. A rectification gas having a high carbon monoxide concentration is generated at the top of the rectification passage 59b.

【0032】ここで、上記凝縮液は混合ガス入口ポート
53から気液分離管56の底部に溜り、この底部から移
送管34に沿って(矢印BL)熱交換器27を通過し、
コンデンサ28に導入される。このコンデンサ28には
窒素気液分離器30から寒冷源である液体窒素が供給さ
れており、これと上記混合ガスとの熱交換で混合ガスが
冷却され、そのまま膨張弁36を通じて第1気液分離器
24に送られる。この第1気液分離器24底部の液は、
コンデンサ22を通じて精留塔18の適当な箇所へ導入
される。
Here, the condensate collects from the mixed gas inlet port 53 at the bottom of the gas-liquid separation pipe 56 and passes from the bottom along the transfer pipe 34 (arrow BL) to the heat exchanger 27,
It is introduced into the capacitor 28. Liquid nitrogen, which is a cold source, is supplied to this condenser 28 from a nitrogen gas-liquid separator 30, and the mixed gas is cooled by heat exchange with this and the first gas-liquid separation through the expansion valve 36. Sent to the container 24. The liquid at the bottom of the first gas-liquid separator 24 is
It is introduced into an appropriate portion of the rectification column 18 through a condenser 22.

【0033】一方、上記リボイラ20の頂部へ上昇した
精留ガスは、精留ガス出口ポート54から精留ガス移送
管38内に入り、コンデンサ22,28で冷却された
後、第2気液分離器25に導入される。そして、この第
2気液分離器25の底部から精留ガス移送管42及び膨
張弁44を通じて第3気液分離器26へ導入され、この
第2の気液分離器26の底部から精留ガス移送管46を
通じて精留塔18の塔頂へ還流液として供給される。
On the other hand, the rectified gas that has risen to the top of the reboiler 20 enters the rectified gas transfer pipe 38 from the rectified gas outlet port 54, is cooled by the condensers 22 and 28, and then is subjected to the second gas-liquid separation. It is introduced into the container 25. Then, it is introduced into the third gas-liquid separator 26 from the bottom of the second gas-liquid separator 25 through the rectification gas transfer pipe 42 and the expansion valve 44, and the rectification gas is introduced from the bottom of the second gas-liquid separator 26. It is supplied as a reflux liquid to the top of the rectification column 18 through the transfer pipe 46.

【0034】このように、リボイラ20で混合ガスから
精製された高純度ガスが精留塔18の塔頂へ還流液とし
て導入されることにより、この精留塔18では極めて高
純度の一酸化炭素ガスが精製されることとなり、このガ
スは、製品ガス導出通路47を通じて保冷箱14の外部
へ製品一酸化炭素ガスとして取り出される。
As described above, the high-purity gas purified from the mixed gas in the reboiler 20 is introduced into the top of the rectification column 18 as a reflux liquid, so that the rectification column 18 has extremely high-purity carbon monoxide. The gas is refined, and this gas is taken out to the outside of the cool box 14 as product carbon monoxide gas through the product gas outlet passage 47.

【0035】以上のように、この装置では、保冷箱14
内に導入された混合ガスをまずリボイラ20の底部に導
入してその精留通路59b内に通し、さらに、このガス
と塔底液蒸発通路59a内の塔底液との熱交換を実行す
ることにより、塔底液の蒸発及び精留通路59b内での
混合ガスの精留を効率良く行うことができる。しかも、
上記塔底液蒸発通路59aの下方には流体が全く導入さ
れないダミー部68を配し、このダミー部68及び塔底
液蒸発通路59aの双方に隣接する領域(全高さ領域)
に精留通路59bを配して、その下部すなわちダミー部
68に隣接する部分では直接的な熱交換を行わず、上部
においてのみ精留通路59bと塔底液蒸発通路59aと
の間で熱交換を行うようにしているので、この混合ガス
の温度分布は前記図11に破線C3で示されるようにな
り、上記混合ガスの凝縮を上部で行うことができる。従
って、従来装置、すなわち、全高さ領域で両通路59
a,59b間で熱交換を行う装置のように、精留通路5
9bの下部で所定量のガスが全て凝縮するといった不都
合は起こらず、精留通路59bの全高さを利用した効果
的な精留を行うことができる。
As described above, in this device, the cool box 14
First, the mixed gas introduced into the reboiler 20 is introduced into the bottom of the reboiler 20 and passed through the rectification passage 59b, and heat exchange between this gas and the bottom liquid in the bottom liquid evaporation passage 59a is performed. Thus, it is possible to efficiently evaporate the bottom liquid and rectify the mixed gas in the rectification passage 59b. Moreover,
A dummy part 68 into which no fluid is introduced is arranged below the column bottom liquid evaporation passage 59a, and a region (total height region) adjacent to both the dummy part 68 and the column bottom liquid evaporation passage 59a.
The rectification passage 59b is disposed in the lower part, that is, the heat exchange is not performed directly in the lower portion, that is, in the portion adjacent to the dummy portion 68, and the heat exchange is performed only between the rectification passage 59b and the bottom liquid evaporation passage 59a in the upper portion. Therefore, the temperature distribution of the mixed gas is as shown by the broken line C3 in FIG. 11, and the above mixed gas can be condensed at the upper part. Therefore, the conventional device, that is, both passages 59 in the entire height region
Like the device for exchanging heat between a and 59b, the rectification passage 5
The disadvantage that all a predetermined amount of gas is condensed at the lower part of 9b does not occur, and effective rectification can be performed by utilizing the entire height of the rectification passage 59b.

【0036】特に、前記図7に示したシステムでは、本
発明の蒸発装置をリボイラ20として巧みに利用し、上
記精留通路59bで得られた高純度の精留ガスを還流液
として精留塔18の塔頂へ供給するようにしているの
で、従来のように複式精留塔を用いたり、製品ガスの一
部を還流させたりすることなく、リボイラ20を精留装
置として兼用することにより、高純度の還流液を効率よ
く発生させることができ、これにより、低コストで高純
度の製品COガスを得ることができる。
Particularly, in the system shown in FIG. 7, the evaporator of the present invention is skillfully used as the reboiler 20, and the high-purity rectified gas obtained in the rectification passage 59b is used as the reflux liquid in the rectification column. Since it is supplied to the top of the column 18, by using the double rectification column as in the prior art or without refluxing a part of the product gas, the reboiler 20 also serves as the rectification device. A high-purity reflux liquid can be efficiently generated, whereby a high-purity product CO gas can be obtained at low cost.

【0037】次に、第2実施例を図8〜図10に基づい
て説明する。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.

【0038】ここでは、塔底液蒸発通路59a側の層に
おいて、この塔底液蒸発通路59a及びダミー部68に
加え、塔底液蒸発通路59aよりもさらに上方の高さ領
域H3に、副蒸発通路59a′が設けられており、この
副蒸発通路59a′に隣接する位置まで精留通路59b
が上方へ延長されている。すなわち、この精留通路59
bは全高さ領域H1,H2,H3にわたって設置されて
いる。上記副蒸発通路59a′は、塔底液蒸発通路59
aと同様に、サイドバー60a′、フィン64a′,6
5′,66′を有し、下端部に液導入口62a′が設け
られ、上端部に蒸発ガス導出口63a′が設けられてお
り、この副蒸発通路59a′内と上記塔底液蒸発通路5
9a内とは水平な仕切り板72で互いに隔離されてい
る。
Here, in the layer on the column bottom liquid evaporation passage 59a side, in addition to the column bottom liquid evaporation passage 59a and the dummy portion 68, sub-evaporation is performed in a height region H3 further above the column bottom liquid evaporation passage 59a. A passage 59a 'is provided, and a rectification passage 59b is provided to a position adjacent to the sub-evaporation passage 59a'.
Has been extended upwards. That is, this rectification passage 59
b is installed over the entire height regions H1, H2, H3. The sub-evaporation passage 59a ′ is the bottom liquid evaporation passage 59.
Similarly to a, the side bar 60a 'and the fins 64a', 6
5'and 66 ', a liquid inlet 62a' is provided at the lower end, and an evaporative gas outlet 63a 'is provided at the upper end. Inside the sub-evaporating passage 59a' and the column bottom liquid evaporating passage. 5
The inside of 9a is separated from each other by a horizontal partition plate 72.

【0039】このような構造によれば、上記副蒸発通路
59a′内に、塔底液蒸発通路59a内の流体よりも低
温の流体(例えば図7で示すシステムでは液体窒素等)
を液導入口62a′から導入することにより、この流体
との熱交換で、精留通路59b内の精留ガスをさらに冷
却して凝縮させることができる。すなわち、図10に示
すように、精留通路59b内で高さ領域H2を通過して
蒸発側と最小温度差ΔTminまで冷却された精留ガス
を、高さ領域H3において上記低温流体との熱交換によ
りさらに冷却し、凝縮させることができる。これによ
り、この副蒸発通路59a′上端の精留ガス導出口63
bからはより純度の高い精留ガスを取り出すことが可能
となる。
According to this structure, a fluid having a temperature lower than that of the fluid in the bottom liquid evaporation passage 59a is provided in the sub-evaporation passage 59a '(for example, liquid nitrogen in the system shown in FIG. 7).
Is introduced from the liquid introduction port 62a ', the rectification gas in the rectification passage 59b can be further cooled and condensed by heat exchange with this fluid. That is, as shown in FIG. 10, the rectified gas that has passed through the height region H2 in the rectification passage 59b and is cooled to the minimum temperature difference ΔTmin with respect to the evaporation side is heated by the low temperature fluid in the height region H3. It can be further cooled and condensed by exchange. As a result, the rectification gas outlet 63 at the upper end of the sub-evaporation passage 59a 'is provided.
It is possible to take out a rectified gas of higher purity from b.

【0040】なお、本発明は以上の実施例に限定される
ものではなく、例として次のような態様を採ることも可
能である。
The present invention is not limited to the above embodiments, but the following modes can be adopted as examples.

【0041】(1) 本発明の蒸留装置は、上記のようなリ
ボイラ20に限らず、様々な液体の蒸発装置として利用
することが可能である。例えば前記図7に示したシステ
ムでは、液体窒素の蒸発装置である窒素気液分離器30
に本発明を適用することも可能である。
(1) The distillation apparatus of the present invention is not limited to the reboiler 20 as described above, but can be used as an evaporation apparatus for various liquids. For example, in the system shown in FIG. 7, the nitrogen gas-liquid separator 30 which is an evaporator for liquid nitrogen.
It is also possible to apply the present invention to.

【0042】(2) 本発明におけるダミー部68は、上記
実施例に示される構造のものに限られず、他の構造の補
強部材、例えば厚板を配したものであってもよい。
(2) The dummy portion 68 in the present invention is not limited to the structure shown in the above embodiment, and may be a reinforcing member having another structure, for example, a thick plate.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば次のよう
な効果を得ることができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0044】まず、請求項1記載の蒸留装置は、精留通
路内の混合ガスと、蒸発通路内の低温流体との熱交換に
より、上記低温流体の蒸発及び精留通路内での混合ガス
の精留を効率良く行うことができる。しかも、上記精留
通路の下部は蒸発通路下方に連設されたダミー部に隣接
させ、この部分では蒸発通路内の流体との直接的な熱交
換を行わせず、これよりも上方の部分においてのみ精留
通路と蒸発通路との間で熱交換を行うようにしているの
で、精留通路内の混合ガスを下部では凝縮させず専ら上
部で凝縮させることができる。従って、精留通路下部で
凝縮が始まる従来装置のように精留通路上部を無駄にす
ることなく、精留通路の全高さ領域、すなわち精留に必
要な高さの領域を気液接触による精留装置としてフルに
活用でき、これによって効率の高い十分な精留をするこ
とができる効果がある。
First, in the distillation apparatus according to the first aspect of the present invention, heat exchange between the mixed gas in the rectification passage and the low temperature fluid in the evaporation passage causes the evaporation of the low temperature fluid and the formation of the mixed gas in the rectification passage. The rectification can be performed efficiently. Moreover, the lower portion of the rectification passage is adjacent to the dummy portion continuously provided below the evaporation passage, and in this portion, direct heat exchange with the fluid in the evaporation passage is not performed, and in the portion above this portion. Since the heat exchange is performed only between the rectification passage and the evaporation passage, the mixed gas in the rectification passage can be condensed only in the upper part and not in the lower part. Therefore, the entire height region of the rectification passage, that is, the height region required for rectification, is refined by gas-liquid contact without wasting the upper portion of the rectification passage unlike the conventional device in which condensation starts at the lower portion of the rectification passage. It can be fully utilized as a distillation device, which has the effect of performing efficient and sufficient rectification.

【0045】さらに、請求項2記載の装置では、上記蒸
発通路の上方に副蒸発通路を設け、この副蒸発通路と精
留通路の上部との間でさらに熱交換を行うようにしてい
るので、この熱交換により、精留通路内のガスの凝縮を
さらに進めることができ、これによって、この精留通路
から取り出されるガス中の低沸点成分の純度をさらに高
めることができる効果がある。
Further, in the apparatus according to the second aspect of the present invention, the sub-evaporation passage is provided above the vaporization passage, and the heat is further exchanged between the sub-evaporation passage and the upper portion of the rectification passage. This heat exchange has the effect of further promoting the condensation of the gas in the rectification passage, and thereby further increasing the purity of the low boiling point component in the gas taken out from the rectification passage.

【0046】請求項3記載の一酸化炭素深冷分離装置で
は、上記蒸発通路を精留塔のリボイラとして利用し、こ
の蒸発装置で混合ガスと塔底液との熱交換を行うことに
より精留通路内で混合ガスの精留を行い、これにより得
られた高純度の精留ガスを還流液として精留塔の塔頂へ
供給するようにしたものであるので、従来の複式精留塔
を用いたり、製品ガスの一部を還流させたりすることな
く、既存のリボイラをガス精留手段として兼用すること
により、高純度の還流液を効率よく発生させることがで
き、これにより、低コストで高純度の製品COガスを得
ることができる効果がある。
In the carbon monoxide cryogenic separation device according to claim 3, the evaporation passage is used as a reboiler of the rectification column, and heat is exchanged between the mixed gas and the bottom liquid in the evaporation device to perform the rectification. The mixed gas is rectified in the passage, and the high-purity rectified gas obtained by this is supplied to the top of the rectification column as a reflux liquid. By using the existing reboiler as a gas rectification means without using it or refluxing a part of the product gas, it is possible to efficiently generate a high-purity reflux liquid, and thereby at low cost. There is an effect that high-purity product CO gas can be obtained.

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

【図1】(a)は本発明の一実施例におけるリボイラを
寝かした状態を示す斜視図、(b)は同リボイラから各
ポートを外した状態を示す斜視図である。
FIG. 1A is a perspective view showing a state in which a reboiler according to an embodiment of the present invention is laid down, and FIG. 1B is a perspective view showing a state in which each port is removed from the reboiler.

【図2】上記深冷分離システムにおけるリボイラの外観
正面図である。
FIG. 2 is an external front view of a reboiler in the cryogenic separation system.

【図3】上記リボイラのフローシートである。FIG. 3 is a flow sheet of the reboiler.

【図4】(a)は図1(b)のC−C線断面図、(b)
は図1(b)のD−D線断面図である。
4A is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 1B, FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along the line DD of FIG.

【図5】図1(b)のE−E線断面図である。5 is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 1 (b).

【図6】図2のF−F線断面図である。6 is a sectional view taken along line FF of FIG.

【図7】上記リボイラを備えた一酸化炭素の深冷分離シ
ステムの全体構成を示すフローシートである。
FIG. 7 is a flow sheet showing the overall configuration of a carbon monoxide cryogenic separation system including the reboiler.

【図8】第2実施例におけるリボイラのフローシートで
ある。
FIG. 8 is a flow sheet of a reboiler in the second embodiment.

【図9】(a)は上記リボイラにおける蒸発通路及び副
蒸発通路を示す断面正面図、(b)は上記リボイラにお
ける精留通路を示す断面正面図である。
9A is a sectional front view showing an evaporation passage and a sub-evaporation passage in the reboiler, and FIG. 9B is a sectional front view showing a rectification passage in the reboiler.

【図10】上記リボイラにおける温度分布を示すグラフ
である。
FIG. 10 is a graph showing a temperature distribution in the reboiler.

【図11】従来の蒸発装置における温度分布を示すグラ
フである。
FIG. 11 is a graph showing a temperature distribution in a conventional evaporation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

18 精留塔 20 リボイラ(蒸発装置) 32 混合ガス導入管(混合ガス導入通路) 38,40,42,46 精留ガス移送管(精留ガス移
送通路) 48 塔底液導入管(塔底液導入通路) 49 ガス還流管(ガス還流通路) 59a 塔底液蒸発通路 59b 精留通路 62a 塔底液導入口 62b 混合ガス導入口 63a 蒸発ガス導出口 63b 精留ガス導出口 68 ダミー部
18 rectification tower 20 reboiler (evaporator) 32 mixed gas introduction pipe (mixed gas introduction passage) 38, 40, 42, 46 rectification gas transfer pipe (rectification gas transfer passage) 48 tower bottom liquid introduction pipe (bottom liquid) Introducing passage) 49 Gas recirculation pipe (gas recirculating passage) 59a Tower bottom liquid evaporation passage 59b Fractionation passage 62a Tower bottom liquid introduction port 62b Mixed gas introduction port 63a Evaporation gas outlet 63b Rectification gas outlet 68 Dummy part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 英之 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目3番1号 株式会社神戸製鋼所 高砂製作所内 (56)参考文献 特公 昭47−23161(JP,B1) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hideyuki Kubota Inventor Hideyuki Kubota 2-3-1, Niihama, Arai-cho, Takasago-shi, Hyogo Kobe Steel Works Takasago Works (56) References Japanese Patent Publication No. 47-23161 (JP, B1)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上下方向に延び、下部に液導入口を有
し、上部に蒸発ガス導出口を有する複数の蒸発通路と、
各蒸発通路の下方に連設されたダミー部と、下部に混合
ガス導入口を有し、上部に精留ガス導出口を有し、上記
ダミー部の下端の高さ位置から上記蒸発通路の上端の高
さ位置まで上下方向に延びる複数の精留通路とを備え、
上記蒸発通路及びダミー部と上記精留通路とを互いに
平方向に隣接する状態で交互に配置して結合し、上記蒸
発通路内を流れる流体と上記精留通路において上記蒸発
通路と隣接する部分を流れる流体との間で熱交換が行わ
れるとともに、この熱交換により精留通路内で凝縮した
液体がこの精留通路において上記ダミー部と隣接する部
分を降下しながらこの部分を上昇するガスと気液接触す
るように、上記蒸発通路、ダミー部、及び精留通路の長
さを設定したことを特徴とする蒸発装置。
1. A plurality of evaporation passages extending vertically , having a liquid inlet at a lower portion and an evaporative gas outlet at an upper portion,
A dummy portion provided continuously below each evaporation passage, has a mixed gas inlet at the bottom, have a rectification gas outlet at the top, the
From the height of the lower end of the dummy part to the height of the upper end of the evaporation passage
With a plurality of rectification passages extending vertically to the position ,
The evaporation passage and the dummy part and the rectification passage are mutually watered.
Linked alternately disposed in a state adjacent to the horizontal direction, the steam
Fluid flowing in the generation passage and evaporation in the rectification passage
Heat exchange is performed between the passage and the fluid flowing in the adjacent portion , and this heat exchange causes condensation in the rectification passage.
The part where the liquid is adjacent to the dummy part in this rectification passage
Ascends this part while lowering the minute
The length of the evaporation passage, the dummy part, and the rectification passage.
The evaporation device is characterized in that the height is set .
【請求項2】 請求項1記載の蒸発装置において、上記
蒸発通路の上方にこの蒸発通路と隔離した状態で副蒸発
通路を設けるとともに、この副蒸発通路と隣接する位置
まで上記精留通路を上方に延ばし、この精留通路内の流
体と副蒸発通路内の流体との間で熱交換が行われるよう
に構成したことを特徴とする蒸発装置。
2. The evaporation apparatus according to claim 1, wherein a sub-evaporation passage is provided above the evaporation passage in a state of being isolated from the evaporation passage, and the rectification passage is moved up to a position adjacent to the sub-evaporation passage. The evaporation device is configured so that heat exchange is performed between the fluid in the rectification passage and the fluid in the sub-evaporation passage.
【請求項3】 少なくとも一酸化炭素及び炭化水素を含
む混合ガスから一酸化炭素を分離する精留塔と、この精
留塔の塔底液を蒸発させるリボイラとを備えた一酸化炭
素の深冷分離装置において、上記リボイラとして請求項
1または2記載の蒸発装置を設置するとともに、上記液
導入口から蒸発通路内に上記精留塔の塔底液を導入する
塔底液導入通路と、上記蒸発通路内のガスを上記蒸発ガ
ス導出口から導出して上記精留塔内に返還するガス還流
通路と、上記混合ガス導入口から上記精留通路内に混合
ガスを導入する混合ガス導入通路と、上記精留通路の精
留ガス導出口からこの混合ガス通路で精留された精留ガ
スを導出し、上記精留塔の頂部に還流液として導入する
精留ガス移送通路とを備えたことを特徴とする一酸化炭
素の深冷分離装置。
3. Deep cooling of carbon monoxide, comprising a rectification column for separating carbon monoxide from a mixed gas containing at least carbon monoxide and hydrocarbons, and a reboiler for evaporating a bottom liquid of the rectification column. In the separation device, the evaporator of claim 1 or 2 is installed as the reboiler, and a bottom liquid introducing passage for introducing the bottom liquid of the rectification column into the evaporation passage from the liquid introducing port, and the evaporation A gas reflux passage for deriving the gas in the passage from the evaporative gas outlet and returning it into the rectification tower, and a mixed gas introduction passage for introducing a mixed gas from the mixed gas inlet into the rectification passage, A rectification gas transfer passage is provided for deriving the rectification gas rectified in the mixed gas passage from the rectification gas outlet of the rectification passage, and introducing the rectification gas into the top of the rectification tower as a reflux liquid. Characteristic deep-separation device for carbon monoxide.
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