JPH08505118A - 窒素と酸素を組合わせて、調節可能な流量で製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （６で）圧縮され、（５）で冷却され、（３，４で)乾燥された空気流を、ある流量の聖素を（７で）製造する低温精留による分離装置（１）内で処理し、酸素富化残ガス（８）は、出口（22）に実質的酸素を製造する吸着による分離装置（16）の入口に（12を経て）送られる。酸素流量が不十分ならば、付加的な空気を（24，24′で）供給する。酸素流量が多過ぎたならば、過剰な流量の残ガスを（25）で取出す。この設備は少ない費用で、窒素及び酸素の、個別で任意調節できる流量を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 窒素と酸素を組合わせて、調節可能な 流量で製造する方法 本発明は、ある流量の実質的純窒素とある流量の酸素富化残ガスを製造する、 その後の精製処理を伴なつた空気の最初の分離を実施する種類の、窒素と酸素を 組合わせて調節可能な流量で製造する方法に関する。一般に低温精留によつて行 われるこの製造は、定められた相対比率である窒素流量と酸素流量を必然的に発 生することにつながり、窒素流量は、もちろん互に独立した２基の分離装置を備 える場合を除いてはほぼ２．５倍であり、分離装置を２基備えることは非常に高 コストにつく。 本発明の目的は、中程度の投資費及び維持費を示す追加の分離手段を加えるこ とによつて、空気の最初の分離から、窒素と酸素を組合わせて調節可能な流量で 確実に製造することを目的とし、本発明のこの目的は、場合によつては補足的流 量の空気が加えられる残ガスを、調節可能な流量の実質的純酸素を与える吸着に よつて処理することで達成される。すでに酸素富化された残ガスを処理するこの 配置は、大気の追加処理よりコストが低く、一方窒素及び酸素のそれぞれの流量 の調節に大きな順応性を示すことは理解されよう。 一実施態様によれば、吸着による処理は、空気の最初の分離から出た残ガスの 圧力で行われ、一方吸着器 の再生は明らかに低い圧力、場合によつて最初の分離の残ガス圧力が大気圧より わずかに高い場合には真空下で行われる。変形態様によれば空気の最初の分離の 残ガスは、吸着によつて処理される前に再圧縮される。 一般的に空気の最初の分離は、乾燥−脱炭酸工程が先行する低温精留であり、 そのような場合には、 −残ガスの一部分のみが吸着処理され、残部は低温精留されるべき空気の乾燥 −脱炭酸の再生用キヤリヤガスとして使用されるか、 −低温精留から出た残ガスの少なくとも一部分が、吸着処理される前に、有利 には乾燥−脱炭酸処理される前に、乾燥−脱炭酸の再生用に使用されるか、 −低温精留から出る残ガスの少なくとも一部分が、直接吸着によつて処理され 、吸着から出た酸素が、低温精留されるべき空気の乾燥−脱炭酸の再生用キヤリ ヤガスとして使用される。 本発明はまた、上記方法を実施するための設備にも関する。 本発明は、第１図から第３図が、本発明による製造設備の三つの異なる実施態 様を示す添付の図面を参照しながら以下に説明される。 第１図を参照すると、設備は低温精留による製造装置１を含み、装置の分離す べき空気の入口２は、複式の乾燥−脱炭酸装置３，４を経て大気圧縮機６の下流 の冷却器に接続されている。通常のやり方では一方の 乾燥−脱炭酸装置３（４）が作動中は、他方４（３）は温キヤリヤガスによつて 再生中である。 精留装置１は、製造純窒素出口７及び30〜60％の、例えばほぼ４３％の酸素含 有量をもつた残ガス出口８を有する。残ガス出口８は、一方では加熱器９を経て 再生中の乾燥−脱炭酸装置３又は４の“出口”１０に接続され、その“入口”１ １は水及び炭酸ガスで負荷された再生用キヤリヤガスの出口を構成し、他方では 場合によつては圧縮機１３を組込んだ導管１２を経て、窒素を選択的に吸着する モレキユラーシーブス式の２基の吸着器１７，１８をもつた吸着による分離装置 １６の一方又は他方の入口１４，１５に接続され、その出口１９，２０は、製造 酸素導管２２が接続されるバフアータンク２１内に開口する。通常のやり方では 吸着器の一方17（18）が作動中は、他方18（17）は減圧によつて、場合によつて は一方又は他方の“入口”１４，１５に交互に接続される真空ポンプ２３によつ て行われる再生中である。もちろんこの吸着装置は２基の吸着器のみでサイクル の切替え弁セツトなしに略図的に示されているが、一般的には１基又は複数基が 製造中、減圧中又は再加圧中である多数の吸着塔が用いられることは、十分に理 解されるべきである。 付加的空気は、場合によつては設けられる圧縮機１３の上流の２４、又はこの 同じ圧縮機１３の下流の２４′で付加される。反対に過剰な残ガスは２５で取出 すこ とができる。 設備は次のように作動する。 空気流量（240Ｎｍ³）はまず６で圧縮（６〜７バール）され、次いで５で冷却 され、精留装置１内に２で導入される前に３又は４で乾燥され脱炭酸される。実 質的純窒素流量（100Ｎｍ³）が７で、残ガス流量（140Ｎｍ³）が８で取出され、 残ガスの酸素モル濃度はほぼ４０〜６０％であり、この流量はまず加熱器９の方 へ向けられる乾燥−脱炭酸装置３（４）の再生用キヤリヤガス流量（40Ｎｍ³） 、及び導管１２，場合によつて設けられる圧縮機１３を経て、吸着による処理装 置１６の一方の入口１４，１５に送られる処理すべき残ガス流量（100Ｎｍ³）に 分割され、処理装置１６は、実質的純酸素流量（22Ｎｍ³）が２２で、及び大気 中に場合によつては真空ポンプ２３を介して放出される残ガス流量（78Ｎｍ³） が製造される。 ７で取出す窒素流量（100Ｎｍ³）が所望流量と仮定すると、２２で取出す酸素 流量（22Ｎｍ³）もまた十分であろう。この場合、追加の空気流量は２４，２４ ′で注入されない。 逆に２２での酸素流量が不十分か又は多すぎるならば、２２で取出す酸素流量 が所望流量となるように、追加の空気流量が２４，２４′で注入されるか、残ガ スの過剰流量が２５で取出され、これは精留分離装置１の作動を全く変えること がない。 第２図を参照すると、精留設備１の８で出た残ガス（140Ｎｍ³）の全部又は実 質的部分が、加熱器９を経て再生中の乾燥−脱炭酸装置３（４）の出口１０に送 られ、その入口１１はこの全流量を導管１２を経て、ここでは３基の吸着器２７ ，２８，２９で構成された吸着装置に供給し、吸着器は、乾燥−脱炭改装置３， ４内に存在する水又は炭酸ガスを阻止するためのアルミナ床（27b，28b，29b） を上流に合わせもつたモレキユラーシーブス（27a，28a，29a）を組込んでいる 以外は、全体として同一符号によつて示された同一手段が見られる。 同一構成要素が第１図と同じ符号で示されている第３図を参照すると、乾燥− 脱炭酸装置３，４の再生は、場合によつては３１で再圧縮され、９で加熱されて 、再生中の乾燥−脱炭酸装置３（４）の出口１０に送られる、２２で製造された 酸素流量の少なくとも一部によつて行われ、そのとき乾燥−脱炭酸装置の入口は 、わずかに加湿された製造酸素用導管３２に接続される。カツコ円の数字が、空 気流量（240Ｎｍ³）からの処理された流量を示すことに注目すべきである。前記 のように、３２での酸素流量（31Ｎｍ³）が不十分であることがわかつたならば 、吸着による分離装置によつて処理されるように、追加の空気流量が２４又は２ ４′で注入される。３２での酸素流量が多すぎるならば、残ガス流が２５で取出 される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 モンロー，クリスチアン フランス国．75011・パリ．リユ・ド・シ ヤロンヌ．159

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ある流量の実質的純窒素を（７で）、ある流量の酸素富化残ガスを（８で ）製造する空気の最初の分離（１）を実施する種類の、窒素と酸素を組合わせて 調節可能な流量で製造する方法において、所望ならば場合によつては補足的流量 の空気（24，24′）が加えられるか、過剰流量の残ガス（25）が取出される前記 残ガスを、調節可能な流量の実質的純酸素（22）を与える吸着（16）によつて処 理することを特徴とする窒素と酸素を組合わせて製造する方法。 ２．吸着による処理（１）が、空気の最初の分離（１）から（８で）出た残ガ スの圧力で行われ、一方吸着器（17-18）（27，28，29）の再生が、明らかに低 い圧力、場合によつて最初の分離の残ガス圧力が大気圧よりわずかに高いだけな らば（23による）真空下に行われることを特徴とする請求の範囲第１項記載の窒 素と酸素を組合わせて製造する方法。 ３．空気の最初の分離（１）の（８での）残ガスが、吸着（16）によつて処理 される前に（13で）再圧縮されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の窒素 と酸素を組合わせて製造する方法。 ４．空気の最初の分離（１）が、乾燥−脱炭酸（３，４）が先行する低温精留 であることを特徴とする請求の範囲第１項、又は第２項、又は第３項記載の窒素 と酸素を組合わせて製造する方法。 ５．（８での）残ガスの（12を経た）一部分のみが（16で）吸着によつて処理 され、（９-10を経た）残部が、低温精留（１）されるべき空気の乾燥−脱炭酸 （３-４）の再生用キヤリヤガスとして用いられることを特徴とする請求の範囲 第４項記載の窒素と酸素を組合わせて製造する方法。 ６．低温精留（１）から（８で）出た残ガスの少なくとも一部が、（12を経て ）吸着−乾燥−脱炭酸処理（16）される前に、乾燥−脱炭酸（３，４）の再生用 に（９-10を経て）用いられることを特徴とする請求の範囲第４項記載の窒素と 酸素を組合わせて製造する方法。 ７．低温精留（１）から（８で）出た残ガスの実質的部分が、直接吸着（16） によつて処理され、吸着から（22で）出た酸素が、低温精留（１）されるべき空 気の乾燥−脱炭酸（３-４）の再生用キヤリヤガスとして用いられることを特徴 とする請求の範囲第４項記載の窒素と酸素を組合わせて製造する方法。 ８．ある流量の実質的純窒素を（７で）、ある流量の酸素富化残ガスを（８で ）製造する空気分離装置（１）を有する種類の、窒素と酸素を組合わせて製造す る設備において、（14，15のような）入口が、一方では（12を経て）空気分離装 置（１）の残ガス出口（８）に、他方では（24，24′を経て）追加空気の流入導 管又は（25を経て）過剰流量の残ガスの取出し導管に接続された吸着による分離 装置（16）を特徴とする窒素と酸素を組合わ せて製造する設備。 ９．吸着装置（16）の入口にある残ガス用圧縮機（13）を特徴とする請求の範 囲第８項記載の窒素と酸素を組合わせて製造する設備。 10．吸着装置（16）の真空再生ポンプ（23）を特徴とする請求の範囲第８項記 載の窒素と酸素を組合わせて製造する設備。 11．ある流量の実質的純窒素（７）とある流量の酸素富化残ガス（８）を製造 する装置（１）が、乾燥−脱炭酸が先行する低温精留による分離装置であること を特徴とする請求の範囲第８項、又は第９項、又は第１０項記載の窒素と酸素を 組合わせて製造する設備。 12．低温精留による分離装置（１）の残ガス出口（８）が、一方では吸着によ る分離装置（16）の入口に、他方では低温分離による分離装置の再生中の乾燥− 脱炭酸装置（３-４）の出口に直接接続されることを特徴とする請求の範囲第１ １項記載の窒素と酸素を組合わせて製造する設備。 13．低温精留による分離装置（１）の残ガス出口（８）が、まず再生中の乾燥 −脱炭酸装置（３-４）の出口に接続され、乾燥−脱炭酸装置の入口が、アルミ ナ床（27b，28b，29b）を有する種類の吸着による分離装置（16）に接続される ことを特徴とする請求の範囲第１１項記載の窒素と酸素を組合わせて製造する設 備。 14．吸着による分離装置（16）の製造出口（22）が、場 合によつては圧縮機（31）及び加熱器（９）を経て、低温精留による分離装置（ １）の再生中の乾燥−脱炭酸装置（３-４）の出口に接続されることを特徴とす る請求の範囲第１１項記載の窒素と酸素を組合わせて製造する設備。