JPH0979744A - 液体流の蒸発方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 気体混合物を低温蒸留により分離する方法に
おいて、凝縮されるべき気体流の圧力を低減させ、又は
蒸発させられるべき液体流の圧力を上昇させること。 【解決手段】 凝縮する気体との熱交換により液体を蒸
発させるための方法において、前記蒸発すべき液体の圧
力が低減され、蒸発するべき液体は、これが蒸発した後
に、ほとんど揮発性を有さない成分で富化される方法。
別の方法では、凝縮されるべき気体が、ほとんど揮発性
を有さない成分で富化され得る。
おいて、凝縮されるべき気体流の圧力を低減させ、又は
蒸発させられるべき液体流の圧力を上昇させること。 【解決手段】 凝縮する気体との熱交換により液体を蒸
発させるための方法において、前記蒸発すべき液体の圧
力が低減され、蒸発するべき液体は、これが蒸発した後
に、ほとんど揮発性を有さない成分で富化される方法。
別の方法では、凝縮されるべき気体が、ほとんど揮発性
を有さない成分で富化され得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体を蒸発させる
ための方法及び装置に関する。より具体的には、本発明
は、空気蒸留方法のような、低温蒸留による気体混合物
の分離のためのプロセスの一部分であるところの液体を
蒸発させるプロセスに適用する。
ための方法及び装置に関する。より具体的には、本発明
は、空気蒸留方法のような、低温蒸留による気体混合物
の分離のためのプロセスの一部分であるところの液体を
蒸発させるプロセスに適用する。
【０００２】
【従来の技術】凝縮する気体流との潜熱交換により、液
体流を蒸発させることがしばしば必要である。本発明
は、前記２つの流れが少なくとも２つの成分を包含する
場合に関する。前記液体が、前記気体流よりも揮発性の
より低い成分でより富化されているならば、温度Ｔにお
ける気体流の凝縮圧力は、（Ｔ−ΔＴ）における液体流
の蒸発圧力よりも大きいであろう。
体流を蒸発させることがしばしば必要である。本発明
は、前記２つの流れが少なくとも２つの成分を包含する
場合に関する。前記液体が、前記気体流よりも揮発性の
より低い成分でより富化されているならば、温度Ｔにお
ける気体流の凝縮圧力は、（Ｔ−ΔＴ）における液体流
の蒸発圧力よりも大きいであろう。
【０００３】例えば、不純な液体酸素流（９５％酸素、
５％窒素）が、凝縮されるべき空気流に対して５×１０
5 Ｐａの圧力下に蒸発させられるならば、空気は定った
組成（２１％の酸素及び７９％の窒素）を有している故
に、１３×１０5 Ｐａの空気圧が完全に決定される。こ
こで、比較をより容易にするために、空気は２成分混合
物とみなされる。
５％窒素）が、凝縮されるべき空気流に対して５×１０
5 Ｐａの圧力下に蒸発させられるならば、空気は定った
組成（２１％の酸素及び７９％の窒素）を有している故
に、１３×１０5 Ｐａの空気圧が完全に決定される。こ
こで、比較をより容易にするために、空気は２成分混合
物とみなされる。
【０００４】同様にして、同じ１３×１０5 Ｐａの圧力
の空気流を用いると、純粋な窒素流は、１４×１０5 Ｐ
ａのオーダーの圧力下に蒸発させられるであろう。
の空気流を用いると、純粋な窒素流は、１４×１０5 Ｐ
ａのオーダーの圧力下に蒸発させられるであろう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】多くの場合において、
凝縮されるべき気体流の圧力を低減させること、又は蒸
発させられるべき液体流の圧力を上昇させることが所望
されるが、最少又は最大圧力は、流れ自体の組成により
制限される。例えば、空気蒸留方法において、供給空気
の圧力をできるだけ低減させることが所望される。
凝縮されるべき気体流の圧力を低減させること、又は蒸
発させられるべき液体流の圧力を上昇させることが所望
されるが、最少又は最大圧力は、流れ自体の組成により
制限される。例えば、空気蒸留方法において、供給空気
の圧力をできるだけ低減させることが所望される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的のために、本発
明の主題は、凝縮する気体流との熱交換により、液体流
を蒸発させるための方法であり、前記２つの流れは、少
なくとも２つの成分を包含し、 ｉ）前記気体流との熱交換により前記液体流が蒸発した
後に、前記液体流を揮発性のより低い成分で富化し、及
び／又は ｉｉ）前記液体流との熱交換により前記気体流が凝縮す
る前に、前記気体流を揮発性のより低い成分で富化する
ことを特徴とする方法である。
明の主題は、凝縮する気体流との熱交換により、液体流
を蒸発させるための方法であり、前記２つの流れは、少
なくとも２つの成分を包含し、 ｉ）前記気体流との熱交換により前記液体流が蒸発した
後に、前記液体流を揮発性のより低い成分で富化し、及
び／又は ｉｉ）前記液体流との熱交換により前記気体流が凝縮す
る前に、前記気体流を揮発性のより低い成分で富化する
ことを特徴とする方法である。
【０００７】本発明の別の特徴及び利点によれば、 −前記揮発性のより低い成分は酸素であり、別の揮発性
のより高い成分は窒素であり、 −気体、及び／又は蒸発した液体流を、富化されるべき
混合物よりも前記揮発性のより低い成分でより富化され
ている液体を頭部に供給される混合カラムの容器内に搬
送することにより、前記気体、及び／又は蒸発した液体
流は揮発性のより低い成分で富化され、 −前記気体流は、前記混合カラムの容器内に配置された
交換器内で凝縮する。
のより高い成分は窒素であり、 −気体、及び／又は蒸発した液体流を、富化されるべき
混合物よりも前記揮発性のより低い成分でより富化され
ている液体を頭部に供給される混合カラムの容器内に搬
送することにより、前記気体、及び／又は蒸発した液体
流は揮発性のより低い成分で富化され、 −前記気体流は、前記混合カラムの容器内に配置された
交換器内で凝縮する。
【０００８】本発明の他の主題は、気体流との熱交換に
より液体流を蒸発させるための装置であって、前記２つ
の流れが、少なくとも２つの成分を包含し、前記気体流
と前記液体流との間の熱交換を可能にする手段を包含
し、揮発性のより低い成分で富化するための手段を包含
し、 ｉ）前記手段の下流の蒸発した液体流が熱交換を可能に
し、及び／又は ｉｉ）前記手段の上流の気体流が熱交換を可能にするこ
とを特徴とするものである。
より液体流を蒸発させるための装置であって、前記２つ
の流れが、少なくとも２つの成分を包含し、前記気体流
と前記液体流との間の熱交換を可能にする手段を包含
し、揮発性のより低い成分で富化するための手段を包含
し、 ｉ）前記手段の下流の蒸発した液体流が熱交換を可能に
し、及び／又は ｉｉ）前記手段の上流の気体流が熱交換を可能にするこ
とを特徴とするものである。
【０００９】別の特徴によれば、 −流れを富化させるための手段は、富化されるべき流れ
よりも揮発性のより低い成分でより富化されている流れ
を供給される混合カラムを包含し、 −熱交換を可能にする手段は、前記混合カラムの容器内
に配置された交換器又は低圧カラムの容器内に配置され
た交換器を包含する。
よりも揮発性のより低い成分でより富化されている流れ
を供給される混合カラムを包含し、 −熱交換を可能にする手段は、前記混合カラムの容器内
に配置された交換器又は低圧カラムの容器内に配置され
た交換器を包含する。
【００１０】また、凝縮する気体流との熱交換により、
液体流を蒸発させるための方法であって、前記２つの流
れが少なくとも２つの成分を包含し、前記液体流が、前
記気体流よりも、揮発性のより低い成分でより富化され
ており、 ｉ）前記気体流との熱交換により前記液体流が蒸発した
後に、前記液体流を揮発性のより高い成分で富化し、及
び／又は ｉｉ）前記液体流との熱交換により前記気体流が蒸発す
る前に、前記気体流を揮発性のより高い成分で富化する
ことを特徴とする方法を考えることもできる。
液体流を蒸発させるための方法であって、前記２つの流
れが少なくとも２つの成分を包含し、前記液体流が、前
記気体流よりも、揮発性のより低い成分でより富化され
ており、 ｉ）前記気体流との熱交換により前記液体流が蒸発した
後に、前記液体流を揮発性のより高い成分で富化し、及
び／又は ｉｉ）前記液体流との熱交換により前記気体流が蒸発す
る前に、前記気体流を揮発性のより高い成分で富化する
ことを特徴とする方法を考えることもできる。
【００１１】これにより、特定の条件下では、蒸発させ
るべき液体流の圧力を上昇させることができる。
るべき液体流の圧力を上昇させることができる。
【００１２】ある混合物の多くの成分の含有量を、この
混合物の蒸発後、及び又は凝縮前に修飾することを可能
にする方法及び装置を設計することも可能である。すな
わち、３成分混合物においては、混合物は、２つの揮発
性のより低い成分で富化され得る。
混合物の蒸発後、及び又は凝縮前に修飾することを可能
にする方法及び装置を設計することも可能である。すな
わち、３成分混合物においては、混合物は、２つの揮発
性のより低い成分で富化され得る。
【００１３】本発明の別の主題は、気体流との熱交換に
より、液体流を蒸発させるための装置であって、前記２
つの流れが少なくとも２つの成分を包含し、前記液体流
が、前記気体流よりも揮発性のより低い成分でより富化
されており、前記気体流と前記液体流との間の熱交換を
可能にする手段を包含し、揮発性のより低い成分で富化
するための手段を包含し、 ｉ）前記手段の下流の蒸発した液体流が熱交換を可能に
し、及び／又は ｉｉ）前記手段の上流の気体流が熱交換を可能にするこ
とを特徴とする装置である。
より、液体流を蒸発させるための装置であって、前記２
つの流れが少なくとも２つの成分を包含し、前記液体流
が、前記気体流よりも揮発性のより低い成分でより富化
されており、前記気体流と前記液体流との間の熱交換を
可能にする手段を包含し、揮発性のより低い成分で富化
するための手段を包含し、 ｉ）前記手段の下流の蒸発した液体流が熱交換を可能に
し、及び／又は ｉｉ）前記手段の上流の気体流が熱交換を可能にするこ
とを特徴とする装置である。
【００１４】別の特徴によれば、 −流れを富化させるための手段は、富化されるべき流れ
よりも揮発性のより低い成分でより富化されている流れ
を供給される混合カラムを包含し、 −熱交換を可能にする手段は、前記混合カラムの容器内
に配置された交換器又は低圧カラムの容器内に配置され
た交換器を包含する。
よりも揮発性のより低い成分でより富化されている流れ
を供給される混合カラムを包含し、 −熱交換を可能にする手段は、前記混合カラムの容器内
に配置された交換器又は低圧カラムの容器内に配置され
た交換器を包含する。
【００１５】本発明の最後の主題は、蒸留により気体混
合物を分離するためのプラントであり、上述したような
装置を包含し、前記液体流が、分離生成物であり、前記
気体流が、分離されるべき気体混合物であるものであ
る。
合物を分離するためのプラントであり、上述したような
装置を包含し、前記液体流が、分離生成物であり、前記
気体流が、分離されるべき気体混合物であるものであ
る。
【００１６】本発明は、低温蒸留システムにおいて特に
有用である。
有用である。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の２つの実施例を図面を、
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１８】図１は、従来技術の蒸発装置の該略図であ
る。
る。
【００１９】図２は、本発明の蒸発装置の第１の変形の
概略図である。
概略図である。
【００２０】図３は、本発明の蒸発装置の第２の変形の
概略図である。
概略図である。
【００２１】図４は、従来技術の装置の概略図である。
【００２２】図５は、本発明の第２の変形を図４の概略
図に組み入れた概略図である。
図に組み入れた概略図である。
【００２３】図６は、従来技術の装置の概略図である。
【００２４】図７は、本発明の第１の変形を図６の概略
図に組み入れた概略図である。
図に組み入れた概略図である。
【００２５】図１は、熱交換機６０を示し、熱交換器６
０では、凝縮し、液体流Ｄを生成させるところの気体流
Ｃとの潜熱交換により、液体流Ａが蒸発し、気体流を生
成させる。２つの流れＡ及びＣには、少なくとも２つの
成分が包含され、Ｃは、Ａよりも、揮発性のより高い成
分でより富化されている。例えば、Ａは、不純な液体酸
素（９５％Ｏ2 、５％Ｎ2 ）であり、Ｃは、空気（７９
％Ｎ2 、２１％Ｏ2 ）であり得る。この場合、Ａが５×
１０5 Ｐａであるならば、Ｃは、１３×１０5Ｐａでな
ければならない。
０では、凝縮し、液体流Ｄを生成させるところの気体流
Ｃとの潜熱交換により、液体流Ａが蒸発し、気体流を生
成させる。２つの流れＡ及びＣには、少なくとも２つの
成分が包含され、Ｃは、Ａよりも、揮発性のより高い成
分でより富化されている。例えば、Ａは、不純な液体酸
素（９５％Ｏ2 、５％Ｎ2 ）であり、Ｃは、空気（７９
％Ｎ2 、２１％Ｏ2 ）であり得る。この場合、Ａが５×
１０5 Ｐａであるならば、Ｃは、１３×１０5Ｐａでな
ければならない。
【００２６】図２に示す第１の方法により本発明を実施
する場合、５×１０5 Ｐａにある不純な液体酸素流Ａ
（９５％Ｏ2 、５％Ｎ2 ）の蒸発が、熱交換器６０内で
続けられる。凝縮されるべき気体空気流Ｃの成分は、７
０％Ｏ2 、３０％Ｎ2 の組成を有する液体流Ｆが頭部に
供給される混合カラム６２の容器内に搬送されることに
より修飾される。４０％の酸素を含有する頭部気体Ｅ
は、カラム６２から回収され、空気流Ｃよりも低い圧力
下で凝縮する。従って、気体空気流Ｃの圧力を９×１０
5 Ｐａに減少させることができる。
する場合、５×１０5 Ｐａにある不純な液体酸素流Ａ
（９５％Ｏ2 、５％Ｎ2 ）の蒸発が、熱交換器６０内で
続けられる。凝縮されるべき気体空気流Ｃの成分は、７
０％Ｏ2 、３０％Ｎ2 の組成を有する液体流Ｆが頭部に
供給される混合カラム６２の容器内に搬送されることに
より修飾される。４０％の酸素を含有する頭部気体Ｅ
は、カラム６２から回収され、空気流Ｃよりも低い圧力
下で凝縮する。従って、気体空気流Ｃの圧力を９×１０
5 Ｐａに減少させることができる。
【００２７】図２に示す本発明の装置は、１４×１０5
Ｐａの液体窒素のような、揮発性のより高い流体の蒸発
を行なう場合にも適用される。図１の交換器６０内で１
３×１０5 Ｐａの空気流を凝縮させる代わりに、この空
気流は、空気よりも酸素でより富化された気体をその頭
部で生成させるために、混合カラム６２内で富化され
る。
Ｐａの液体窒素のような、揮発性のより高い流体の蒸発
を行なう場合にも適用される。図１の交換器６０内で１
３×１０5 Ｐａの空気流を凝縮させる代わりに、この空
気流は、空気よりも酸素でより富化された気体をその頭
部で生成させるために、混合カラム６２内で富化され
る。
【００２８】従って、凝縮される流れＣは、その凝縮前
に酸素で富化される。
に酸素で富化される。
【００２９】図３に示す第２の方法により本発明を実施
する場合、修飾されるのは、蒸発した液体の成分であ
る。この場合の目的は、５×１０5 Ｐａで９５％Ｏ2 を
含有する不純な酸素気体流Ｂを生成させることであり、
２１％Ｏ2 、７９％Ｎ2 の組成を有する９×１０5 Ｐａ
の空気（空気を２成分混合物とみなす）であるところの
気体流Ｃが凝縮される。
する場合、修飾されるのは、蒸発した液体の成分であ
る。この場合の目的は、５×１０5 Ｐａで９５％Ｏ2 を
含有する不純な酸素気体流Ｂを生成させることであり、
２１％Ｏ2 、７９％Ｎ2 の組成を有する９×１０5 Ｐａ
の空気（空気を２成分混合物とみなす）であるところの
気体流Ｃが凝縮される。
【００３０】生成させることを所望するところの気体流
Ｂよりも酸素により乏しい液体Ａが、９バールにおける
空気の凝縮温度において、５×１０5 Ｐａの圧力で蒸発
に供される。液体Ａは、７０％Ｏ2 、３０％Ｎ2 の組成
を有し、交換器６０内で蒸発する。この蒸発の後に、流
体Ｅは、９８％Ｏ2 、２％Ｎ2 の組成を有する液体流
Ｆ’が供給される混合カラム６２内において酸素で富化
される。所望する組成である９５％Ｏ2 、５％Ｎ2 を有
する気体流Ｂは、カラム６２の頭部から排出される。
Ｂよりも酸素により乏しい液体Ａが、９バールにおける
空気の凝縮温度において、５×１０5 Ｐａの圧力で蒸発
に供される。液体Ａは、７０％Ｏ2 、３０％Ｎ2 の組成
を有し、交換器６０内で蒸発する。この蒸発の後に、流
体Ｅは、９８％Ｏ2 、２％Ｎ2 の組成を有する液体流
Ｆ’が供給される混合カラム６２内において酸素で富化
される。所望する組成である９５％Ｏ2 、５％Ｎ2 を有
する気体流Ｂは、カラム６２の頭部から排出される。
【００３１】よって、この第２の方法には、蒸発した流
体を、その蒸発の後に酸素で富化する段階が包含され、
空気は、同じ圧力にある不純な酸素が蒸発するために必
要であったであろうところの圧力よりも低い圧力におい
て凝縮される。
体を、その蒸発の後に酸素で富化する段階が包含され、
空気は、同じ圧力にある不純な酸素が蒸発するために必
要であったであろうところの圧力よりも低い圧力におい
て凝縮される。
【００３２】図４に示すような、通常のポンプを備えた
液体酸素プラントにおいては、圧力下にある液体酸素流
の蒸発が起こるところの主熱交換器内へ３つの空気流が
搬送される。第１の流れ１は、１３×１０5 Ｐａにあ
る。空気の残部（約７０％）は、５×１０5 Ｐａに圧縮
され、２つに分割される。第２の流れ２は、交換器７を
通り、二重蒸留カラムの中圧力カラム１００内に搬送さ
れる。第３の流れ３は、圧力ブースター９によりその圧
力が１０×１０5 Ｐａに昇圧され、冷却され、そして前
記圧力ブースターと連結されたタービン１１によりその
圧力が、低圧カラム１０２の圧力よりもわずかに高い圧
力に解放され、次いで、副冷却段階の後に低圧カラム１
０２に搬送される。
液体酸素プラントにおいては、圧力下にある液体酸素流
の蒸発が起こるところの主熱交換器内へ３つの空気流が
搬送される。第１の流れ１は、１３×１０5 Ｐａにあ
る。空気の残部（約７０％）は、５×１０5 Ｐａに圧縮
され、２つに分割される。第２の流れ２は、交換器７を
通り、二重蒸留カラムの中圧力カラム１００内に搬送さ
れる。第３の流れ３は、圧力ブースター９によりその圧
力が１０×１０5 Ｐａに昇圧され、冷却され、そして前
記圧力ブースターと連結されたタービン１１によりその
圧力が、低圧カラム１０２の圧力よりもわずかに高い圧
力に解放され、次いで、副冷却段階の後に低圧カラム１
０２に搬送される。
【００３３】第１の流れ１のみが、そのより高い圧力故
に交換器７内で液化され、第１の流れ１は、２つに分割
され、低圧カラム及び中圧カラム内にインジェクトされ
る。
に交換器７内で液化され、第１の流れ１は、２つに分割
され、低圧カラム及び中圧カラム内にインジェクトされ
る。
【００３４】９５％不純酸素排出は、液体の形態で低圧
カラム１０２の容器内に引き込まれ、ポンプ１３により
５×１０5 Ｐａに圧縮され、次いで、交換器７内で蒸発
に供される。
カラム１０２の容器内に引き込まれ、ポンプ１３により
５×１０5 Ｐａに圧縮され、次いで、交換器７内で蒸発
に供される。
【００３５】酸素を蒸発させる空気の圧力を低下させる
ために、図５に示すように、図３に示す装置をポンプを
備えた酸素プラントに適用する。図５では、図４中の構
成要素と同じものは、同じ参照番号が付されている。
ために、図５に示すように、図３に示す装置をポンプを
備えた酸素プラントに適用する。図５では、図４中の構
成要素と同じものは、同じ参照番号が付されている。
【００３６】圧力の大多数は同一であるが、空気流Ｃ
は、わずか９×１０5 Ｐａである。空気流Ｃは、交換器
７を通過しても、もはや凝縮されないが、混合カラム１
０４の容器凝縮器１９内で凝縮する。低圧カラム１０２
の容器内に引き込まれ、ポンプ１３により圧縮された９
８％の酸素を含有する不純な液体酸素は、前記混合カラ
ムの頭部に搬送され、一方で、富化された液体流は、中
圧力カラム１００の容器から混合カラム１０４の容器内
へ搬送される。所望の酸素純度（９５％）を有する気体
Ｂは、前記混合カラムの頭部から引き抜かれる。交換器
１９内で蒸発させられるべき液体は、中圧力カラム１０
０から引き抜かれた富化された液体と、前記混合カラム
の容器トレーから由来する８０％のＯ2 を含有する液体
Ｇ’との混合物である。５５％Ｏ2 を含有する蒸気Ｅと
平衡状態にある７６％Ｏ2 を含有する蒸発しなかった液
体Ｇは、前記容器内に引き込まれ、前記カラムに供給さ
れる。
は、わずか９×１０5 Ｐａである。空気流Ｃは、交換器
７を通過しても、もはや凝縮されないが、混合カラム１
０４の容器凝縮器１９内で凝縮する。低圧カラム１０２
の容器内に引き込まれ、ポンプ１３により圧縮された９
８％の酸素を含有する不純な液体酸素は、前記混合カラ
ムの頭部に搬送され、一方で、富化された液体流は、中
圧力カラム１００の容器から混合カラム１０４の容器内
へ搬送される。所望の酸素純度（９５％）を有する気体
Ｂは、前記混合カラムの頭部から引き抜かれる。交換器
１９内で蒸発させられるべき液体は、中圧力カラム１０
０から引き抜かれた富化された液体と、前記混合カラム
の容器トレーから由来する８０％のＯ2 を含有する液体
Ｇ’との混合物である。５５％Ｏ2 を含有する蒸気Ｅと
平衡状態にある７６％Ｏ2 を含有する蒸発しなかった液
体Ｇは、前記容器内に引き込まれ、前記カラムに供給さ
れる。
【００３７】図６は、中圧カラム１００と、２つの蒸発
器／凝縮器を包含する低圧カラム１０６、１０２とを包
含する二重カラム中で、蒸留された空気から圧力下の酸
素を生成させる、ポンプを備えた液体酸素プラントの通
常の概略図である。ここで、中間蒸発器は、２つのカラ
ムの頭部内に還流としてそれを搬送するために、前記中
圧カラムからの頭部窒素を凝縮させ、前記低圧カラム１
０６の下方部の容器蒸発器２１は、液体酸素の蒸発によ
り空気流を凝縮させ、もってこのカラムの容器内の加熱
を提供する。この場合、前記中圧カラムの圧力は、蒸発
器２１内で不純な酸素（９５％Ｏ2 ）を蒸発させるとこ
ろの空気分画Ｃの凝縮圧力により規定される。
器／凝縮器を包含する低圧カラム１０６、１０２とを包
含する二重カラム中で、蒸留された空気から圧力下の酸
素を生成させる、ポンプを備えた液体酸素プラントの通
常の概略図である。ここで、中間蒸発器は、２つのカラ
ムの頭部内に還流としてそれを搬送するために、前記中
圧カラムからの頭部窒素を凝縮させ、前記低圧カラム１
０６の下方部の容器蒸発器２１は、液体酸素の蒸発によ
り空気流を凝縮させ、もってこのカラムの容器内の加熱
を提供する。この場合、前記中圧カラムの圧力は、蒸発
器２１内で不純な酸素（９５％Ｏ2 ）を蒸発させるとこ
ろの空気分画Ｃの凝縮圧力により規定される。
【００３８】前記低圧カラムの容器から引き抜かれる液
体酸素は、ポンプ１３内で５×１０5 Ｐａに圧縮され、
１３×１０5 Ｐａの空気流の凝縮によりそれが蒸発させ
られるところの交換器に搬送される。
体酸素は、ポンプ１３内で５×１０5 Ｐａに圧縮され、
１３×１０5 Ｐａの空気流の凝縮によりそれが蒸発させ
られるところの交換器に搬送される。
【００３９】前記中圧カラムへ搬送される空気の圧力を
減少させるために、図２に示す装置が、図６のポンプを
備えた液体酸素プラントに適用される。図７は、この新
たな有利な配置を示す。
減少させるために、図２に示す装置が、図６のポンプを
備えた液体酸素プラントに適用される。図７は、この新
たな有利な配置を示す。
【００４０】前記低圧カラムの容器を加熱するために用
いられ、図２及び６の流れＣに対応する蒸留されるべき
空気分画は、混合カラム１０８の容器へ搬送され、この
容器において、１４で加圧された前記低圧カラムの中間
水準から生じる酸素富化液体Ｆとの接触に供される。こ
の液体と接触すると、空気は酸素で富化され、４０％Ｏ
2 、６０％Ｎ2 の組成を有する流れＥが、カラム１０８
から引き抜かれ、低圧カラムの容器蒸発器２１内で凝縮
する。酸素濃度４０％を有する、混合カラムからの容器
液Ｇは、液Ｄと、中圧カラム１００の容器内に引き抜か
れた富化液体と混合される。これらの液体は、還流とし
て低圧カラム１０２に供するために用いられる。
いられ、図２及び６の流れＣに対応する蒸留されるべき
空気分画は、混合カラム１０８の容器へ搬送され、この
容器において、１４で加圧された前記低圧カラムの中間
水準から生じる酸素富化液体Ｆとの接触に供される。こ
の液体と接触すると、空気は酸素で富化され、４０％Ｏ
2 、６０％Ｎ2 の組成を有する流れＥが、カラム１０８
から引き抜かれ、低圧カラムの容器蒸発器２１内で凝縮
する。酸素濃度４０％を有する、混合カラムからの容器
液Ｇは、液Ｄと、中圧カラム１００の容器内に引き抜か
れた富化液体と混合される。これらの液体は、還流とし
て低圧カラム１０２に供するために用いられる。
【００４１】この配置は、空気圧力を約２０％低減させ
ることを可能にし、主空気圧縮機に関するエネルギーを
節約する。
ることを可能にし、主空気圧縮機に関するエネルギーを
節約する。
【００４２】本発明は、液体２成分混合物が、凝縮する
気体２成分混合物との熱交換により蒸発させられる場合
にのみ適用されるものではない。１成分のみを有する液
体を、この成分、さらにはこの共通の成分よりも、より
高い揮発性を有する別の気体をより少ない量含有する気
体混合物に対して蒸発させるための本発明の使用を容易
に考えることができる。
気体２成分混合物との熱交換により蒸発させられる場合
にのみ適用されるものではない。１成分のみを有する液
体を、この成分、さらにはこの共通の成分よりも、より
高い揮発性を有する別の気体をより少ない量含有する気
体混合物に対して蒸発させるための本発明の使用を容易
に考えることができる。
【００４３】本発明は、他の気体及び他の液体にも適用
される。
される。
【００４４】本発明は、流体Ｂ（図２）及び流体Ｅ（図
３）が部分的に蒸発させられ、流体Ｄ（図２及び３）が
部分的に凝縮させられる場合にも適用される。
３）が部分的に蒸発させられ、流体Ｄ（図２及び３）が
部分的に凝縮させられる場合にも適用される。
【図１】従来技術の蒸発装置の該略図。
【図２】本発明の蒸発装置の第１の変形の概略図。
【図３】本発明の蒸発装置の第２の変形の概略図。
【図４】従来技術の装置の概略図。
【図５】本発明の第２の変形を図４の概略図に組み入れ
た概略図。
た概略図。
【図６】従来技術の装置の概略図。
【図７】本発明の第１の変形を図６の概略図に組み入れ
た概略図。
た概略図。
Ａ…液体流 Ｃ…気体流 Ｆ’…流体流 ７…交換器 ２１…蒸発器 １００…中圧カラム １０２、１０６…低圧カラム １０４…混合カラム
Claims (17)
- 【請求項１】 凝縮する気体流（Ｃ）との熱交換により
液体流（Ａ）を蒸発させる方法であって、該２つの流れ
（Ａ、Ｃ）が少なくとも２つの成分を包含し、 ｉ）該気体流（Ｃ）との熱交換により該液体流（Ａ）が
蒸発した後に、該液体流（Ａ）を揮発性のより低い成分
で富化し、及び／又は ｉｉ）該液体流（Ａ）との熱交換により該気体流（Ｃ）
が凝縮する前に、該気体流（Ｃ）を揮発性のより低い成
分で富化することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 該揮発性のより低い成分が酸素であり、
別の揮発性のより高い成分が窒素である請求項１に記載
の方法。 - 【請求項３】 該気体（Ｃ）及び／又は蒸発した液体
（Ａ）混合物を、富化されるべき該混合物（Ａ、Ｃ）よ
りも揮発性のより低い成分でより富化されている液体
（Ｆ）が頭部に供給される混合カラム（１０４、１０
８）の容器内に搬送することにより、該気体（Ｃ）及び
／又は蒸発した液体（Ａ）混合物を揮発性のより低い成
分で富化する請求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項４】 該気体流（Ｃ）が、該混合カラムの容器
内に配置された交換器（１９、１０４）内で凝縮する請
求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 揮発性のより低い成分で富化された気体
状流体（Ｅ）が、中圧／低圧二重カラムの低圧カラム
（１０２、１０６）の容器蒸発器（２１）内で凝縮し、
該低圧カラムが、該中圧カラム（１００）の頭部窒素を
凝縮させる中間蒸発器を包含する請求項３に記載の方
法。 - 【請求項６】 不純な酸素を製造する請求項３に記載の
方法であって、酸素富化液体分画を蒸発させ、この蒸発
した液体分画を混合カラム内に搬送し、該混合カラムに
おいて、該蒸発した液体分画と、二重カラムの低圧カラ
ムの容器内に排出され、蒸気の形態にある該不純な酸素
よりもわずかに高い純度を有する液体酸素流とを接触さ
せ、熱及び物質交換に供し、不純な酸素を該混合カラム
の頭部から排出させる方法。 - 【請求項７】 該混合カラムの容器内に排出された液体
を、該低圧カラム内へ搬送する請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 該低圧カラムの容器内で生成した酸素
が、空気よりも酸素でより富化されている蒸気との熱交
換により蒸発し、蒸留されるべき空気の分画と、該低圧
カラムの中間水準から生じる酸素でより富化されている
液体とを接触させて熱及び物質交換に供するところの混
合カラムの頭部から排出される請求項３に記載の方法。 - 【請求項９】 該混合カラムの容器内で生成した液体及
び該凝縮された蒸気を、該低圧カラム内に搬送する請求
項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 該液体分画が、該中圧カラムから生じ
る富化された液体の一部分である請求項９に記載の方
法。 - 【請求項１１】 該液体分画が、富化された液体と、該
混合カラムの容器トレーから排出される液体との混合物
である請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】 気体流（Ｃ）との熱交換により液体流
（Ａ）を蒸発させるための装置であって、該２つの流れ
（Ａ、Ｃ）が少なくとも２つの成分を包含し、該気体流
（Ｃ）と該液体流（Ａ）との間の熱交換を可能にする手
段（６０、１９、２１）を包含し、 該装置が、揮発性のより低い成分で富化するための手段
（６２、１０４、１０８）を包含し、 ｉ）該手段（６０、１９、２１）の下流の該蒸発した液
体流（Ａ）が熱交換を可能にし、及び／又は ｉｉ）該手段（６０、２１）の上流の該気体流（Ｃ）が
熱交換を可能にすることを特徴とする装置。 - 【請求項１３】 該流れ（Ａ、Ｃ）を富化するための該
手段（６２、１０４、１０８）が、富化されるべき流れ
よりも揮発性のより低い成分でより富化されている流体
（Ｆ、Ｆ’）を供給される混合カラム（１０４、１０
８）を包含する請求項１２に記載の装置。 - 【請求項１４】 該熱交換を可能にする手段が、該混合
カラム（１０４）の容器内に配置された交換器（１
９）、又は低圧カラム（１０２、１０６）の容器内に配
置された交換器（２１）を包含する請求項１２又は１３
に記載の装置。 - 【請求項１５】 該中間蒸発器の下方に配置された該低
圧カラム（１０２、１０６）の下方部（１０６）が、該
中圧カラムの上方に設置される上方部（１０２）から分
離されている請求項１４に記載の装置。 - 【請求項１６】 請求項１３ないし１５のいずれか１項
に記載の装置を包含し、蒸留により気体混合物を分離す
るためのプラントであって、液体流（Ａ）が、分離生成
物であり、及び気体流（Ｃ）が、分離されるべき気体混
合物であるプラント。 - 【請求項１７】 該液体流（Ａ）が、空気の１つ又はそ
れ以上の成分の圧縮された流れであり、及び該気体流
（Ｃ）が、空気である請求項１６に記載のプラント。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9502989 | 1995-03-15 | ||
| FR9502989A FR2731781B1 (fr) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | Procede et appareil de vaporisation d'un debit liquide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0979744A true JPH0979744A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=9477041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8058067A Pending JPH0979744A (ja) | 1995-03-15 | 1996-03-14 | 液体流の蒸発方法及び装置 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5704228A (ja) |
| EP (1) | EP0732556B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0979744A (ja) |
| KR (1) | KR960033506A (ja) |
| CN (1) | CN1142042A (ja) |
| AU (1) | AU705015B2 (ja) |
| BR (1) | BR9601021A (ja) |
| CA (1) | CA2171679A1 (ja) |
| DE (1) | DE69611469T2 (ja) |
| ES (1) | ES2153942T3 (ja) |
| FR (1) | FR2731781B1 (ja) |
| ZA (1) | ZA962087B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007518054A (ja) * | 2004-01-12 | 2007-07-05 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・ア・ディレクトワール・エ・コンセイユ・ドゥ・スールベイランス・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 空気分離のための低温蒸留方法および装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5970742A (en) * | 1998-04-08 | 1999-10-26 | Air Products And Chemicals, Inc. | Distillation schemes for multicomponent separations |
| FR2778233B1 (fr) * | 1998-04-30 | 2000-06-02 | Air Liquide | Installation de distillation d'air et boite froide correspondante |
| US5865041A (en) * | 1998-05-01 | 1999-02-02 | Air Products And Chemicals, Inc. | Distillation process using a mixing column to produce at least two oxygen-rich gaseous streams having different oxygen purities |
| FR2782787B1 (fr) * | 1998-08-28 | 2000-09-29 | Air Liquide | Procede et installation de production d'oxygene impur par distillation d'air |
| US6397632B1 (en) * | 2001-07-11 | 2002-06-04 | Praxair Technology, Inc. | Gryogenic rectification method for increased argon production |
| IT1404150B1 (it) * | 2010-12-28 | 2013-11-15 | Polimeri Europa Spa | Procedimento per la depressurizzazione di fluidi e dispositivo adatto allo scopo |
| EP3557166A1 (de) | 2018-04-19 | 2019-10-23 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zur tieftemperaturzerlegung von luft und luftzerlegungsanlage |
| WO2020083527A1 (de) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren und anlage zur tieftemperaturezerlegung von luft |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2027907A1 (de) * | 1970-06-06 | 1971-12-09 | The Batteile Development Corp., Columbus, Ohio (V.St.A.) | Gaszerlegungsanlage |
| US4022030A (en) * | 1971-02-01 | 1977-05-10 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Thermal cycle for the compression of a fluid by the expansion of another fluid |
| GB8512562D0 (en) * | 1985-05-17 | 1985-06-19 | Boc Group Plc | Liquid-vapour contact method |
| GB8806478D0 (en) * | 1988-03-18 | 1988-04-20 | Boc Group Plc | Air separation |
| FR2680114B1 (fr) * | 1991-08-07 | 1994-08-05 | Lair Liquide | Procede et installation de distillation d'air, et application a l'alimentation en gaz d'une acierie. |
| US5454227A (en) * | 1994-08-17 | 1995-10-03 | The Boc Group, Inc. | Air separation method and apparatus |
| US5551258A (en) * | 1994-12-15 | 1996-09-03 | The Boc Group Plc | Air separation |
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