JPS59129372A - 窒素ガス製造装置 - Google Patents
窒素ガス製造装置Info
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- JPS59129372A JPS59129372A JP476083A JP476083A JPS59129372A JP S59129372 A JPS59129372 A JP S59129372A JP 476083 A JP476083 A JP 476083A JP 476083 A JP476083 A JP 476083A JP S59129372 A JPS59129372 A JP S59129372A
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- air
- nitrogen
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は窒素ガス製造装置に関するものである０
電子工業では極めて多量の窒素ガスが使用されている。
このため、安価な窒素ガスの供給が望まれ、その要望に
応えるためにＰＳＡ方式が導入され、それによって窒素
ガスが製造され供給されるようになっている。このＰＳ
、Ａ方式による窒素ガス製造装置を第１図に示す。図に
おいて、１は空気取入口、２は空気圧縮器、３はアフタ
ークーラー、３ａは冷却水供給路、４はセパレーターで
ある。５は第１の吸着槽、６は第２の吸着槽であり、■
１および■２は空気作動弁で、空気圧縮器２によって圧
縮された空気を弁作用により吸着槽６に送り込む。■３
および■４は真空弁であり、吸着槽６内を真空ポンプ６
ａの作用により真空状態にする。６ｂは真空ポンプ６ａ
に冷却水を供給する冷却パイプ、６Ｃはサイレンザー、
５ｄはその排気パイプである。ｖ５．Ｖ６．Ｖ７および
Ｖ９は空気作動弁である。７は製品槽であり、パイプ８
により吸着槽５，６に接続されている。７ａは製品窒素
ガス取出パイプ、７ｂは不純物分析計、７ｃはｌ１ｒＣ
，置針である。
応えるためにＰＳＡ方式が導入され、それによって窒素
ガスが製造され供給されるようになっている。このＰＳ
、Ａ方式による窒素ガス製造装置を第１図に示す。図に
おいて、１は空気取入口、２は空気圧縮器、３はアフタ
ークーラー、３ａは冷却水供給路、４はセパレーターで
ある。５は第１の吸着槽、６は第２の吸着槽であり、■
１および■２は空気作動弁で、空気圧縮器２によって圧
縮された空気を弁作用により吸着槽６に送り込む。■３
および■４は真空弁であり、吸着槽６内を真空ポンプ６
ａの作用により真空状態にする。６ｂは真空ポンプ６ａ
に冷却水を供給する冷却パイプ、６Ｃはサイレンザー、
５ｄはその排気パイプである。ｖ５．Ｖ６．Ｖ７および
Ｖ９は空気作動弁である。７は製品槽であり、パイプ８
により吸着槽５，６に接続されている。７ａは製品窒素
ガス取出パイプ、７ｂは不純物分析計、７ｃはｌ１ｒＣ
，置針である。
この窒素ガス製造装置は、空気圧縮器２により空気を圧
縮し、この空気圧縮器２に付随するアフタークーラー３
によって圧縮された空、気を冷却してセパレーター４で
凝縮水を除去し、空気作動弁Ｖ１ｔたは■２を経由させ
て唆着槽５，６に送入する。
縮し、この空気圧縮器２に付随するアフタークーラー３
によって圧縮された空、気を冷却してセパレーター４で
凝縮水を除去し、空気作動弁Ｖ１ｔたは■２を経由させ
て唆着槽５，６に送入する。
２基の吸着槽５，６はそれぞれ酸素吸着用のカーボンモ
レキュラシーブを内蔵しており、これらの吸Ｍｍ５，６
にはプレッシャースイング方式により一分間毎に交互に
圧縮空気が送り込まれる。この場合、圧縮空気の送り込
まれていない吸着槽５゜６は真空ポンプ６ａの作用によ
り内部が真空状態にされる。すなわち、空気圧縮器２に
より圧縮された空気は、一方の吸着槽５内に入りカーボ
ンモレキュラシーブによってそのなかの酵素分を吸着除
去され、窒素ガスきなって弁ｖ５．ｖ７．■９を経て製
品槽７内に送られパイプ７ａから取り出される。
レキュラシーブを内蔵しており、これらの吸Ｍｍ５，６
にはプレッシャースイング方式により一分間毎に交互に
圧縮空気が送り込まれる。この場合、圧縮空気の送り込
まれていない吸着槽５゜６は真空ポンプ６ａの作用によ
り内部が真空状態にされる。すなわち、空気圧縮器２に
より圧縮された空気は、一方の吸着槽５内に入りカーボ
ンモレキュラシーブによってそのなかの酵素分を吸着除
去され、窒素ガスきなって弁ｖ５．ｖ７．■９を経て製
品槽７内に送られパイプ７ａから取り出される。
この時、他方の吸Ｍ槽６は、空気圧縮器２からの空気は
弁■２の閉成によって遮断され、かつ弁■４の開成によ
って内部が真空ポンプ６ａにより真空吸引される。そし
て、それによって、カーボンモレキュラシーブに吸着さ
れた酸素が吸引除去されカーボンモレキュラシープが再
生される。このようにして、吸着槽５，６から交互に窒
素ガスが製品槽７に送られ製品窒素ガスが連続的に得ら
れる。
弁■２の閉成によって遮断され、かつ弁■４の開成によ
って内部が真空ポンプ６ａにより真空吸引される。そし
て、それによって、カーボンモレキュラシーブに吸着さ
れた酸素が吸引除去されカーボンモレキュラシープが再
生される。このようにして、吸着槽５，６から交互に窒
素ガスが製品槽７に送られ製品窒素ガスが連続的に得ら
れる。
このように、この窒素ガス製造装置は、カーボンモレキ
ュラシーブが酸素を選択的に吸着するという特性を利用
して窒素ガスを製造するため、安価に窒素ガスを得るこ
とができる。しかしながら、前記のように、２基の吸着
槽５，６に一分間毎に交互に圧縮空気を送り、それと同
時に、他方の吸着槽内を真空吸引するため、弁が多数会
費になるとともに、弁操作も煩雑になり故障が多発しゃ
すいという欠截を有している。そのため、２個１組の吸
着槽５，６を２組設け、１組を予備としなければならな
かった。したがって、設備費がかさむという欠点も有し
ている。
ュラシーブが酸素を選択的に吸着するという特性を利用
して窒素ガスを製造するため、安価に窒素ガスを得るこ
とができる。しかしながら、前記のように、２基の吸着
槽５，６に一分間毎に交互に圧縮空気を送り、それと同
時に、他方の吸着槽内を真空吸引するため、弁が多数会
費になるとともに、弁操作も煩雑になり故障が多発しゃ
すいという欠截を有している。そのため、２個１組の吸
着槽５，６を２組設け、１組を予備としなければならな
かった。したがって、設備費がかさむという欠点も有し
ている。
この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、外
部より取り入れた空気を圧縮する空気圧縮手段と、この
空気圧縮手段によって圧縮された圧縮空気中の炭酸ガス
と水分とを除去する除去手段と、液体窒素を貯蔵する液
体窒素貯蔵手段と、上記除去手段を経た圧縮空気を超低
温に冷却する熱交換手段と、熱交換手段により超低温に
冷却された圧縮空気中の酸素を液化して内部に溜め窒素
のみを気体として放出する精留塔を備えた窒素ガス製造
装置であって、液体窒素貯蔵手段内の液体窒素を熱交換
手段に導いてその寒冷源とするとともに、寒冷源として
の作用を終えて気化した液体窒素を５上記精留塔から得
られる窒素ガスと合わせて製品窒素ガスとするようにし
たことをその要旨とするものである。
部より取り入れた空気を圧縮する空気圧縮手段と、この
空気圧縮手段によって圧縮された圧縮空気中の炭酸ガス
と水分とを除去する除去手段と、液体窒素を貯蔵する液
体窒素貯蔵手段と、上記除去手段を経た圧縮空気を超低
温に冷却する熱交換手段と、熱交換手段により超低温に
冷却された圧縮空気中の酸素を液化して内部に溜め窒素
のみを気体として放出する精留塔を備えた窒素ガス製造
装置であって、液体窒素貯蔵手段内の液体窒素を熱交換
手段に導いてその寒冷源とするとともに、寒冷源として
の作用を終えて気化した液体窒素を５上記精留塔から得
られる窒素ガスと合わせて製品窒素ガスとするようにし
たことをその要旨とするものである。
すなわち、この窒素ガス製造装置は、液体窒素の蒸発熱
を利用して空気圧縮手段により圧縮された空気を冷却し
、これを精留塔に送って酸素と窒素の沸への差を利用し
て酸素を液化し窒素を気体の−１まで取り出し、これを
、寒冷源としての作用を終えて気化した液体窒素と合わ
せて製品窒素ガスとして取り出すため、窒素ガスを安価
に得ることができるようになる。そのうえ、この装置は
、ＰＳＡ方式のような多数の弁を要しないため故障が少
ない。したがって、ＰＳＡ方式のように、２個１組の吸
着槽を予備にもう１絹設けるというようなことが不要に
なり設備費も節約できるようになる。
を利用して空気圧縮手段により圧縮された空気を冷却し
、これを精留塔に送って酸素と窒素の沸への差を利用し
て酸素を液化し窒素を気体の−１まで取り出し、これを
、寒冷源としての作用を終えて気化した液体窒素と合わ
せて製品窒素ガスとして取り出すため、窒素ガスを安価
に得ることができるようになる。そのうえ、この装置は
、ＰＳＡ方式のような多数の弁を要しないため故障が少
ない。したがって、ＰＳＡ方式のように、２個１組の吸
着槽を予備にもう１絹設けるというようなことが不要に
なり設備費も節約できるようになる。
つぎに、この発明をその一実施例にもとづいて詳しく説
明する。
明する。
第２図はこの発明の一実施例の構成図である。
図において、９は空気圧縮器、１０はドレン分離器、１
１はフロン冷却器、１２は２個１組の吸着筒である。吸
着筒１，２は内部にモレキュラシーブが充填されていて
空気圧縮器９により圧縮された空気中のＩ（２０および
Ｃ０２を吸着除去する作用をする。１３は第１の熱交換
器であり、吸着筒１２によりＨ２ＯおよびＣ０２が吸着
除去された圧縮空気が送り適寸れる。１４は第２の熱交
換器であり、第１の熱交換器１３を経た圧縮空気が送り
適寸れる。
１はフロン冷却器、１２は２個１組の吸着筒である。吸
着筒１，２は内部にモレキュラシーブが充填されていて
空気圧縮器９により圧縮された空気中のＩ（２０および
Ｃ０２を吸着除去する作用をする。１３は第１の熱交換
器であり、吸着筒１２によりＨ２ＯおよびＣ０２が吸着
除去された圧縮空気が送り適寸れる。１４は第２の熱交
換器であり、第１の熱交換器１３を経た圧縮空気が送り
適寸れる。
１５は成体窒素貯槽であり、内部の液体窒素をパイプ１
６を経て第２の熱交換器１４へ送り込み、＠２の熱交換
器１４中に送り込まれた圧縮空気と熱交換させ、ついで
第１の熱交換器１３内に送り込んでそこでも第１の熱交
換器１３に送り込１れた圧縮空気と熱交換させて気化さ
せるようになっている。第１の熱交換器１３によって気
化された液体窒素は、パイプ１６を経てメインパイプ１
７内に送り込まれるようになっている。
６を経て第２の熱交換器１４へ送り込み、＠２の熱交換
器１４中に送り込まれた圧縮空気と熱交換させ、ついで
第１の熱交換器１３内に送り込んでそこでも第１の熱交
換器１３に送り込１れた圧縮空気と熱交換させて気化さ
せるようになっている。第１の熱交換器１３によって気
化された液体窒素は、パイプ１６を経てメインパイプ１
７内に送り込まれるようになっている。
精留塔１８は、下部から、第１および第２の熱交換器１
３．１４を経て超低温（約−１７０℃）に冷却された圧
縮空気を取り込んで圧縮空気中の酸素（沸点−１８３℃
）を液化し、窒素（沸点−１９６℃）のみをと部から排
出するようになっている。
３．１４を経て超低温（約−１７０℃）に冷却された圧
縮空気を取り込んで圧縮空気中の酸素（沸点−１８３℃
）を液化し、窒素（沸点−１９６℃）のみをと部から排
出するようになっている。
１８ａは第１の案内パイプで、精留塔］８の上部から排
出された超低温の窒素ガスを第２．第１の熱交換器１４
．１３に案内し、そこに送り込まれる圧縮空気と熱交換
させて常温にしメインパイプ１７に送り込む作用をする
。１８ｂは精留塔パイプで、精留塔１８の下部に溜捷っ
だ液体空気（液体窒素もかなり混入している）を、精留
塔１８の上部に設けられたパイプに案内してそのパイプ
を冷却する作用をする。１８Ｃはそのパイプの冷却を終
えた液体空気を第２および第１の熱交換器１４ 、１．
３に送り込む第２の案内パイプである。第２および第１
の熱変換器１４ 、１．３で熱交換（熱交換器１４゜１
３内の圧縮空気の冷却）を終えた液体空気は気ラインで
あり、空気圧縮系ラインが故障したときに液体窒素貯槽
１５内の液体窒素を蒸発器２０により蒸発させてメイン
パイプ１７に送り込み、窒素ガスの供給がとだえること
のないようにするものである。
出された超低温の窒素ガスを第２．第１の熱交換器１４
．１３に案内し、そこに送り込まれる圧縮空気と熱交換
させて常温にしメインパイプ１７に送り込む作用をする
。１８ｂは精留塔パイプで、精留塔１８の下部に溜捷っ
だ液体空気（液体窒素もかなり混入している）を、精留
塔１８の上部に設けられたパイプに案内してそのパイプ
を冷却する作用をする。１８Ｃはそのパイプの冷却を終
えた液体空気を第２および第１の熱交換器１４ 、１．
３に送り込む第２の案内パイプである。第２および第１
の熱変換器１４ 、１．３で熱交換（熱交換器１４゜１
３内の圧縮空気の冷却）を終えた液体空気は気ラインで
あり、空気圧縮系ラインが故障したときに液体窒素貯槽
１５内の液体窒素を蒸発器２０により蒸発させてメイン
パイプ１７に送り込み、窒素ガスの供給がとだえること
のないようにするものである。
この装置は、つきのようにして製品窒素ガスを製造する
。すなわち、空気圧縮器９により空気を圧縮し、ドレン
分離器１０により圧縮された空気中の水分を除去してフ
ロン冷却器】１により冷却し、その状態でモレキュラシ
ーブが充填されている吸着筒１２に送り込み、空気中の
Ｈ２ＯおよびＣＯ２を吸着除去する。ついで、Ｈ２Ｏ，
ＣＯ２が吸着除去された圧縮空気を第１の熱交換器１３
および第２の熱交換器１４に送り込んで超低温に冷却し
、精留塔１８の下部から精留塔１８内Ｉこ送り込む。
。すなわち、空気圧縮器９により空気を圧縮し、ドレン
分離器１０により圧縮された空気中の水分を除去してフ
ロン冷却器】１により冷却し、その状態でモレキュラシ
ーブが充填されている吸着筒１２に送り込み、空気中の
Ｈ２ＯおよびＣＯ２を吸着除去する。ついで、Ｈ２Ｏ，
ＣＯ２が吸着除去された圧縮空気を第１の熱交換器１３
および第２の熱交換器１４に送り込んで超低温に冷却し
、精留塔１８の下部から精留塔１８内Ｉこ送り込む。
そして、窒素と酸素の沸点の差（酸素の沸点−１８３℃
、窒素の沸点−１９６°Ｃ）を利用して空気中の酸素を
液化し、窒素を気体のまま取り出して第１の熱交換器１
３に送り込み常温近くまで昇温させメインパイプ１７か
ら窒素ガスとして取り出す。この場合、液体窒素貯槽１
５内の液体窒素は、第１および第２の熱交換器１３．１
４の寒冷諒として作用し、それ自身は気化してメインパ
イプ１７内に送り適寸れ、上記精留塔１８から得られる
空気中の窒素ガスと合わされ製品窒素ガスとして取り出
される。
、窒素の沸点−１９６°Ｃ）を利用して空気中の酸素を
液化し、窒素を気体のまま取り出して第１の熱交換器１
３に送り込み常温近くまで昇温させメインパイプ１７か
ら窒素ガスとして取り出す。この場合、液体窒素貯槽１
５内の液体窒素は、第１および第２の熱交換器１３．１
４の寒冷諒として作用し、それ自身は気化してメインパ
イプ１７内に送り適寸れ、上記精留塔１８から得られる
空気中の窒素ガスと合わされ製品窒素ガスとして取り出
される。
このように、この窒素ガス製造装置によれば、液体窒素
の蒸発熱を利用して圧縮空気を冷却し、それを精留塔１
８に送り込んで酸素を分離し窒素のみを取り出し、これ
を寒冷源となった液体窒素（気体状になっている）と合
わせて製品窒素ガスとするため、極めて安価に、かつ高
純度の窒素ガスを得ることができる。
の蒸発熱を利用して圧縮空気を冷却し、それを精留塔１
８に送り込んで酸素を分離し窒素のみを取り出し、これ
を寒冷源となった液体窒素（気体状になっている）と合
わせて製品窒素ガスとするため、極めて安価に、かつ高
純度の窒素ガスを得ることができる。
すなわち、精留塔１８を高精度に設定することにより、
純度９９．９９９％の窒素ガスを得ることができるよう
になる。これに対して、ＰＳＡ方式の窒素ガス製造装置
では、たかだか９９．９％の純度のものしか得られない
。すなわち、この発明の窒素ガス製造装置によれば、液
体窒素ガス貯槽から１００Ｎ−の液体窒素ガスを第２の
熱交換器１４に送り込むことにより、１００ＯＮｙｆの
製品窒素ガスを得ることができる。換言すれば、この製
造装置によれば少量の液体窒素を供給するだけで、その
１０倍の製品窒素ガスが得られるようになるのである。
純度９９．９９９％の窒素ガスを得ることができるよう
になる。これに対して、ＰＳＡ方式の窒素ガス製造装置
では、たかだか９９．９％の純度のものしか得られない
。すなわち、この発明の窒素ガス製造装置によれば、液
体窒素ガス貯槽から１００Ｎ−の液体窒素ガスを第２の
熱交換器１４に送り込むことにより、１００ＯＮｙｆの
製品窒素ガスを得ることができる。換言すれば、この製
造装置によれば少量の液体窒素を供給するだけで、その
１０倍の製品窒素ガスが得られるようになるのである。
したがって、極めて安価な窒素ガスが得られるようにな
る。また、ＰＳＡ方式１こよる窒素ガス製造装置にくら
べて、装置が簡単であるため装置全体が安価であり、か
つ多数の弁等も不要なため、装置の信頼度が大である。
る。また、ＰＳＡ方式１こよる窒素ガス製造装置にくら
べて、装置が簡単であるため装置全体が安価であり、か
つ多数の弁等も不要なため、装置の信頼度が大である。
しかも、バックアップ系ラインが設けられているため、
空気圧縮系ラインの不調時にも窒素ガスを供給しうるの
であり、窒素ガスの供給も中断されるということも生じ
ない。
空気圧縮系ラインの不調時にも窒素ガスを供給しうるの
であり、窒素ガスの供給も中断されるということも生じ
ない。
この発明の窒素ガス製造装置は、以上のようｌこ構成さ
れているため、安価な窒素ガスを安定供給しうる。また
、設備が簡単なため設備費が安価（こなる。そのうえ、
極めて高純度の窒素ガスを得ることができるようになる
。捷た、バックアップ系ラインが簡単に設けられるため
、ＰＳＡ製造方式のような１組の吸着槽を予備にもう一
系列設けるというようなことも不要になるのである。
れているため、安価な窒素ガスを安定供給しうる。また
、設備が簡単なため設備費が安価（こなる。そのうえ、
極めて高純度の窒素ガスを得ることができるようになる
。捷た、バックアップ系ラインが簡単に設けられるため
、ＰＳＡ製造方式のような１組の吸着槽を予備にもう一
系列設けるというようなことも不要になるのである。
第１図は従来例の構成図、第２図はこの発明の一実施例
の構成図である。 ９・・・空気圧縮器 １２・・・吸着筒 １３・・・第
１の熱交換器 １４・・・第２の熱交換器 １５・・・
液体窒素貯？、１１８・・・精留塔 特許出願人 大同酸素株式会社 代理人 弁理士 西 藤 征 彦
の構成図である。 ９・・・空気圧縮器 １２・・・吸着筒 １３・・・第
１の熱交換器 １４・・・第２の熱交換器 １５・・・
液体窒素貯？、１１８・・・精留塔 特許出願人 大同酸素株式会社 代理人 弁理士 西 藤 征 彦
Claims (1)
- （１）外部より取り入れた空気を圧縮する空気圧縮手段
と、この空気圧縮手段によって圧縮された圧縮空気中の
炭酸ガスと水分とを除去する除去手段と、液体窒素を貯
蔵する液体窒素貯蔵手段と、上記除去手段を経た圧縮空
気を超低温に冷却する熱交換手段と、熱交換手段により
超低温に冷却された圧縮空気中の酸素を液化して内部に
溜め窒素のみを気体として放出する精留塔を備えた窒素
ガス製造装置であって、液体窒素貯蔵手段内の液体窒素
を熱交換手段に導いてその寒冷源とするとともに、寒冷
源としての作用を終えて気化した液体窒素を上記精留塔
から得られる窒素ガスと合わせて製品窒素ガスとするよ
うにしたことを特徴とする窒素ガス製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP476083A JPS59129372A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 窒素ガス製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP476083A JPS59129372A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 窒素ガス製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59129372A true JPS59129372A (ja) | 1984-07-25 |
Family
ID=11592841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP476083A Pending JPS59129372A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 窒素ガス製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59129372A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5047882A (ja) * | 1973-04-13 | 1975-04-28 | ||
| JPS56144381A (en) * | 1980-04-09 | 1981-11-10 | Nippon Oxygen Co Ltd | Gas bearing of expansion turbine for air liquifying separator |
-
1983
- 1983-01-14 JP JP476083A patent/JPS59129372A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5047882A (ja) * | 1973-04-13 | 1975-04-28 | ||
| JPS56144381A (en) * | 1980-04-09 | 1981-11-10 | Nippon Oxygen Co Ltd | Gas bearing of expansion turbine for air liquifying separator |
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