JPS59164874A - 窒素ガス製造装置 - Google Patents
窒素ガス製造装置Info
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- JPS59164874A JPS59164874A JP58038050A JP3805083A JPS59164874A JP S59164874 A JPS59164874 A JP S59164874A JP 58038050 A JP58038050 A JP 58038050A JP 3805083 A JP3805083 A JP 3805083A JP S59164874 A JPS59164874 A JP S59164874A
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- Japan
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- liquid nitrogen
- nitrogen gas
- nitrogen
- liquid
- compressed air
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- Granted
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
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】
本発明は窒素ガス製造装置に関するものである。
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力；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Ｐ
ＳＡ方式による窒素ガス製造装置丘を第１図に示す。図
にあ・いて、■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は油水セ・シ
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Ｖ２は空気作動弁で、空気圧縮２
赫２によって圧縮された空気を弁作用により吸着槽６に
送妙込む。Ｖ３およびｖ４は真空弁でちり、１吸着槽６
内を真空ポンプ６ａ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
はサイレンサー、６ｄはその排気パイプである。Ｖ５
＋ 、”６ ｔ ｖ７およびＶ、は空気作動弁である。
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Ｐ
ＳＡ方式による窒素ガス製造装置丘を第１図に示す。図
にあ・いて、■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は油水セ・シ
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Ｖ２は空気作動弁で、空気圧縮２
赫２によって圧縮された空気を弁作用により吸着槽６に
送妙込む。Ｖ３およびｖ４は真空弁でちり、１吸着槽６
内を真空ポンプ６ａ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
はサイレンサー、６ｄはその排気パイプである。Ｖ５
＋ 、”６ ｔ ｖ７およびＶ、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は流量計である。
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は流量計である。
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Ｖ＋ ｉたは■２を経由させ
て吸着槽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ンーブを内蔵１７
ており、これらの吸着槽５，６にはプレッシャースイン
ク方式により一分間毎に交互に圧縮空気が送り込まれる
。
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Ｖ＋ ｉたは■２を経由させ
て吸着槽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ンーブを内蔵１７
ており、これらの吸着槽５，６にはプレッシャースイン
ク方式により一分間毎に交互に圧縮空気が送り込まれる
。
？−ノ楊合、圧縮空気の送り込捷れてい々い吸着槽５．
６ｉｄ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
よってそめなかの酸素分を吸着除去され、窒素ガスとな
って弁■５．■７．Ｖ９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、他方の吸着槽６は、
空気圧縮器２からの空気が弁■２の閉成によって遮断さ
れ、かつ弁ｖ４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。その結果、カーボンモレキュ゛ラ
ノープ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プ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、弁が多数必要になるとともに、弁操作も煩
雑になり故障が多発しやすいという欠一点を有している
。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いのが実情である。したがっ
て、設備費がかさむという欠点も有している。
６ｉｄ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
よってそめなかの酸素分を吸着除去され、窒素ガスとな
って弁■５．■７．Ｖ９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、他方の吸着槽６は、
空気圧縮器２からの空気が弁■２の閉成によって遮断さ
れ、かつ弁ｖ４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。その結果、カーボンモレキュ゛ラ
ノープ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プ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、弁が多数必要になるとともに、弁操作も煩
雑になり故障が多発しやすいという欠一点を有している
。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いのが実情である。したがっ
て、設備費がかさむという欠点も有している。
本発明は、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、上記圧縮空気を超低温に冷却する熱交
換手段と、この熱交換手段により超低温に冷却された圧
縮空気の一部を液化して内１１μ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、上記液体窒素貯蔵手段内の液体窒素を上記精留塔に
導いて圧縮空気液化用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
にした窒素ガス製造装置をその第１の要旨とし、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、上記圧縮空気を超低温に冷却する熱交換
手段と、この熱交換手段により超低温に冷却された圧縮
空気の一部を液化し窒素のみを気体として保持する精留
塔を備えた窒素ガス製造装置であって、上記液体窒素貯
蔵手段内の液体窒素を上記精留塔に導いて圧縮空気液化
用の寒冷源とする液体窒素導入手段と、−上記寒冷源と
しての作用を終えて気化した液体窒素を圧縮空気から得
られる窒素ガスと合わせて上記精留塔から取り出す窒素
ガス取出手段と、上記窒素ガス取出手段により取り出さ
れた窒素ガスを内部に導きその一部を凝縮させ残部を製
品窒素ガスとして送り出す凝縮手段が設けられ、上記凝
縮手段により凝縮された窒素ガスを上記液体窒素貯蔵手
段からの液体窒素に合わせて精留塔の圧縮空気液化用の
寒冷源とするようにした窒素ガス製造装置を第２の要旨
とするものである。
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、上記圧縮空気を超低温に冷却する熱交
換手段と、この熱交換手段により超低温に冷却された圧
縮空気の一部を液化して内１１μ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、上記液体窒素貯蔵手段内の液体窒素を上記精留塔に
導いて圧縮空気液化用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
にした窒素ガス製造装置をその第１の要旨とし、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、上記圧縮空気を超低温に冷却する熱交換
手段と、この熱交換手段により超低温に冷却された圧縮
空気の一部を液化し窒素のみを気体として保持する精留
塔を備えた窒素ガス製造装置であって、上記液体窒素貯
蔵手段内の液体窒素を上記精留塔に導いて圧縮空気液化
用の寒冷源とする液体窒素導入手段と、−上記寒冷源と
しての作用を終えて気化した液体窒素を圧縮空気から得
られる窒素ガスと合わせて上記精留塔から取り出す窒素
ガス取出手段と、上記窒素ガス取出手段により取り出さ
れた窒素ガスを内部に導きその一部を凝縮させ残部を製
品窒素ガスとして送り出す凝縮手段が設けられ、上記凝
縮手段により凝縮された窒素ガスを上記液体窒素貯蔵手
段からの液体窒素に合わせて精留塔の圧縮空気液化用の
寒冷源とするようにした窒素ガス製造装置を第２の要旨
とするものである。
すなわち、本発明の第１の要旨の窒素ガス製造装置は、
液体窒素の蒸発熱を利用して、精留塔に送り込まれる圧
縮空気を冷却し、圧縮空気の一部。
液体窒素の蒸発熱を利用して、精留塔に送り込まれる圧
縮空気を冷却し、圧縮空気の一部。
を液化分離して窒素を気体のままで保持し、これを、精
留塔における寒冷源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組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。
留塔における寒冷源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組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。
本発明の第２の要旨の窒素ガス製造装置は、精留塔から
得られる製品窒素ガスを凝縮手段に入れ、その一部を液
化し、これを液体窒素貯蔵手段の液体窒素に合わせるよ
うにするため、上記第１の要旨の装置の効果に加えて液
体窒素貯蔵手段の液体窒素の消費量の節約を達成しうる
という効果が得られるようになる。
得られる製品窒素ガスを凝縮手段に入れ、その一部を液
化し、これを液体窒素貯蔵手段の液体窒素に合わせるよ
うにするため、上記第１の要旨の装置の効果に加えて液
体窒素貯蔵手段の液体窒素の消費量の節約を達成しうる
という効果が得られるようになる。
つきに、本発明を実施例にもとづいて詳しく説゛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、ＩＯ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。
１はフロン冷却器、１２は２個１組の吸着筒で゛ある。
吸着筒１２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Ｎ２０およびＣ
Ｏ２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Ｎ２０およびＣＯ２が吸着除
去された圧縮空気が送り込まれる。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
才れる。
空気圧縮器９により圧縮された空気中のＮ２０およびＣ
Ｏ２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Ｎ２０およびＣＯ２が吸着除
去された圧縮空気が送り込まれる。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
才れる。
１５は塔頂に分縮器１６を備えた精留塔であり、第１お
よび第２の熱交換器１３ 、１４により超低温に冷却さ
れた圧縮空気をさらに冷却し、その一部を液化して底部
に溜め、窒素のみを気体状態で取り出すようになってい
る。すなわち、との精留塔１５は、第１および第２の熱
交換器１３ 、１４を経て超低温（約−１７０°Ｃ）に
冷却された圧縮空気を、パイプ１７により精留塔１５の
底部の貯留液体空気（Ｎ２５０〜７０チ、ｏ２ａ、ｏ〜
５０チ）１８中を通してさらに冷却し、ついで膨張弁１
９を経て内部に噴射させ、分縮器１６で酸素等を液化し
、窒素を気体のまま残すようになつ′ている。
よび第２の熱交換器１３ 、１４により超低温に冷却さ
れた圧縮空気をさらに冷却し、その一部を液化して底部
に溜め、窒素のみを気体状態で取り出すようになってい
る。すなわち、との精留塔１５は、第１および第２の熱
交換器１３ 、１４を経て超低温（約−１７０°Ｃ）に
冷却された圧縮空気を、パイプ１７により精留塔１５の
底部の貯留液体空気（Ｎ２５０〜７０チ、ｏ２ａ、ｏ〜
５０チ）１８中を通してさらに冷却し、ついで膨張弁１
９を経て内部に噴射させ、分縮器１６で酸素等を液化し
、窒素を気体のまま残すようになつ′ている。
この分縮器１６は、多数のチューブ２０が植設されてい
る仕切板２１によって塔部２２と区切られていて、仕切
板２１上に液体窒素貯槽２３から液体窒素がパイプ２４
を経て供給され、精留塔１５内に噴射された圧縮空気を
チューブ２０内に案内して冷却し、酸素（沸点−１８３
°Ｃ）を液化して落下させ蟹素（沸点１９６°Ｃ）を気
体の１ま上方に移行させるようになっている。この場合
、精留塔１５内に噴射された圧縮空気は、チューブ２０
から落下する液体酸素と向流的に接触するため、酸素の
液化分離が一層促進される。２５は液面計であり、分縮
器１６内の液体窒素の液面に応じてバルブ２６を制ｍ１
１シ液体窒素貯槽２３からの液体窒素の供給量を制’
ｑ：１１１する。２７は分縮器１Ｇの一ヒ部に溜才った
窒素ガスを取り出す取り出しパイプで、超低温の窒素ガ
スを第２．第１の熱交換器１４゜１３内に案内し、そこ
に送り適寸れる圧縮苧気と熱交換させて常温にしメイン
パイプ２８に送り込む作用をする。２９は精留塔１５の
底部の貯留液体？１！気１８を第２および第１の熱交換
器１４．１３に送り込む送り込みパイプで、２９ａは保
圧弁である。第２および第１の熱交換器１４．１３で熱
交換（熱交換器１４．１３内の圧縮空気の冷却）を終え
た液体空気は気化して第１の熱交換器１３から矢印Ａの
ように放出されるようになっている。
る仕切板２１によって塔部２２と区切られていて、仕切
板２１上に液体窒素貯槽２３から液体窒素がパイプ２４
を経て供給され、精留塔１５内に噴射された圧縮空気を
チューブ２０内に案内して冷却し、酸素（沸点−１８３
°Ｃ）を液化して落下させ蟹素（沸点１９６°Ｃ）を気
体の１ま上方に移行させるようになっている。この場合
、精留塔１５内に噴射された圧縮空気は、チューブ２０
から落下する液体酸素と向流的に接触するため、酸素の
液化分離が一層促進される。２５は液面計であり、分縮
器１６内の液体窒素の液面に応じてバルブ２６を制ｍ１
１シ液体窒素貯槽２３からの液体窒素の供給量を制’
ｑ：１１１する。２７は分縮器１Ｇの一ヒ部に溜才った
窒素ガスを取り出す取り出しパイプで、超低温の窒素ガ
スを第２．第１の熱交換器１４゜１３内に案内し、そこ
に送り適寸れる圧縮苧気と熱交換させて常温にしメイン
パイプ２８に送り込む作用をする。２９は精留塔１５の
底部の貯留液体？１！気１８を第２および第１の熱交換
器１４．１３に送り込む送り込みパイプで、２９ａは保
圧弁である。第２および第１の熱交換器１４．１３で熱
交換（熱交換器１４．１３内の圧縮空気の冷却）を終え
た液体空気は気化して第１の熱交換器１３から矢印Ａの
ように放出されるようになっている。
なお、３０はバックアップ系ラインであり、空気圧縮系
ラインが故障したときに液体窒素貯槽２３内の液体窒素
を蒸発器３１により蒸発させてメインパイプ２８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
。３２は不純物分析計でちり、メインパイプ２８から送
り出される製品窒素ガスの純度を分析し、純度の低いと
きは、弁３４，３４１を作動させて製品窒素ガスを矢印
Ｉ３のように外部に投棄する作用をする。
ラインが故障したときに液体窒素貯槽２３内の液体窒素
を蒸発器３１により蒸発させてメインパイプ２８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
。３２は不純物分析計でちり、メインパイプ２８から送
り出される製品窒素ガスの純度を分析し、純度の低いと
きは、弁３４，３４１を作動させて製品窒素ガスを矢印
Ｉ３のように外部に投棄する作用をする。
この装置は、つぎ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ｉ〜て
フロン冷却器１１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■Ｉ２０およびＣ０２を吸着除去する。ついで、１Ｉ
２０．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、さらに精留塔１５の下部の貯溜液体空気１８で
冷却しフコのち、精留塔１５内に噴射させる。そして、
窒素と酸素の沸点の差（酸素の沸点−１８３°Ｃ２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または第２の熱交換
器１３’、 １４に送り込み常温近く寸で昇温させメイ
ンパイプ２８から窒素ガスとして取り出す。この場８合
、液体窒素貯槽２３内の液体窒素は、Ａ’４留塔１５の
分縮器１６の寒冷源として作用し、それ口寄は気化して
メインパイプ２８内に送り込搾れ、上記精留塔１５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。
。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ｉ〜て
フロン冷却器１１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■Ｉ２０およびＣ０２を吸着除去する。ついで、１Ｉ
２０．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、さらに精留塔１５の下部の貯溜液体空気１８で
冷却しフコのち、精留塔１５内に噴射させる。そして、
窒素と酸素の沸点の差（酸素の沸点−１８３°Ｃ２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または第２の熱交換
器１３’、 １４に送り込み常温近く寸で昇温させメイ
ンパイプ２８から窒素ガスとして取り出す。この場８合
、液体窒素貯槽２３内の液体窒素は、Ａ’４留塔１５の
分縮器１６の寒冷源として作用し、それ口寄は気化して
メインパイプ２８内に送り込搾れ、上記精留塔１５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、４゛り体
窒素の蒸発熱をＡ１」用して圧縮空気を冷却し、それを
、）１￥留塔１５に送り込んで酸素等を分離し窒素のみ
・針取り出し、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
。
窒素の蒸発熱をＡ１」用して圧縮空気を冷却し、それを
、）１￥留塔１５に送り込んで酸素等を分離し窒素のみ
・針取り出し、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１５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９９．３％の純度のものしか得られない
。このように、ｌＤ Ｓ Ａ方式の窒素ガス製造装置で
は、９９．３％の純度の窒素ガスし力・製造できないた
め、これをそのまま高純度な窒素ガスが要求される電子
工業向にすることはでき力い。電子工業向にするだめに
は、別に精製器を設け、窒素ガスに水素を添加して窒素
ガス中の酸素（不純分）を水素と化合させて除去（［２
０として）する必要がある。しかしながら、このように
することにより、今度は窒素ガス中に水素が不純物とし
て入り込むようになるだめ、精製器を通しても結局純度
は０．３係向上するにすぎない。そのうえ、ＰＳＡ方式
の窒素ガス製造装置から得られる窒素ガス中には、５〜
！ 、ＯＰＰｎ’ｌの炭酸ガスが不純物として含才れて
いるため、この除去のために別個に炭１貸ガス用の吸着
槽も必要となる。これに対して、この発明の窒素ガス製
造装置によれば高純度の窒素ガスが得られるため、それ
をその捷ま電子工業向けにすることができる。しかもこ
のガスには炭酸ガスが含まれていない（製造装置内で除
去されている）ため、炭酸ガス用の吸着槽を別個に装置
する心安がない。さらに、少］）Ａ：の液体窒素を供給
するたけで大量の窒素ガスが得られるようになる。
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９９．３％の純度のものしか得られない
。このように、ｌＤ Ｓ Ａ方式の窒素ガス製造装置で
は、９９．３％の純度の窒素ガスし力・製造できないた
め、これをそのまま高純度な窒素ガスが要求される電子
工業向にすることはでき力い。電子工業向にするだめに
は、別に精製器を設け、窒素ガスに水素を添加して窒素
ガス中の酸素（不純分）を水素と化合させて除去（［２
０として）する必要がある。しかしながら、このように
することにより、今度は窒素ガス中に水素が不純物とし
て入り込むようになるだめ、精製器を通しても結局純度
は０．３係向上するにすぎない。そのうえ、ＰＳＡ方式
の窒素ガス製造装置から得られる窒素ガス中には、５〜
！ 、ＯＰＰｎ’ｌの炭酸ガスが不純物として含才れて
いるため、この除去のために別個に炭１貸ガス用の吸着
槽も必要となる。これに対して、この発明の窒素ガス製
造装置によれば高純度の窒素ガスが得られるため、それ
をその捷ま電子工業向けにすることができる。しかもこ
のガスには炭酸ガスが含まれていない（製造装置内で除
去されている）ため、炭酸ガス用の吸着槽を別個に装置
する心安がない。さらに、少］）Ａ：の液体窒素を供給
するたけで大量の窒素ガスが得られるようになる。
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１００Ｎｎｌの液体窒素ガスを分縮器
１６に送り込むことにより、１０００ Ｎｙ＆の製品窒
素ガスを得ることができる。とのよりに、この製造装置
によれば少情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。
窒素ガス貯槽から１００Ｎｎｌの液体窒素ガスを分縮器
１６に送り込むことにより、１０００ Ｎｙ＆の製品窒
素ガスを得ることができる。とのよりに、この製造装置
によれば少情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方式に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、装置の信頼度が犬である。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、窒素ガスの供給が中断されるということが生じない
。
、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、装置の信頼度が犬である。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、窒素ガスの供給が中断されるということが生じない
。
第３図は他の実施例の構成図である。この窒素ガス製造
装置は、精留塔１５の上方に凝縮器３５を設けて連通パ
イプ３６により分羅器１６の上部と連通させ、分縮器１
６の上部に溜められた窒素ガス（分縮器１６によって酸
素が液化分離され得られた窒素ガス＋液体窒素貯槽２３
から供給されだ液体窒素の気化窒素ガス）を凝縮器３５
内に入れるように構成している。そして、この窒素ガス
を、一端３５ｂが精留塔１５の底部と連通し他端３５Ｃ
が第２および第１の熱交換器１４．１３を通って空気中
に開放されている冷却パイプ３５ａで冷却して（冷媒は
精留塔１５底部の貯留液体空気）その一部を凝縮させ、
生成した液体窒素３７を、ヘッド差を利用し゛て戻しパ
イプ３８から分縮器１６内へ戻し、末１疑縮の窒素ガス
を第２および第１の熱交換器ｉ ４ 、．１ ａを通し
てメインパイプ２８に送り込むようにしている。それ以
外の部分は前記の実施例と同じであり、同一部分に同一
符号を伺している。
装置は、精留塔１５の上方に凝縮器３５を設けて連通パ
イプ３６により分羅器１６の上部と連通させ、分縮器１
６の上部に溜められた窒素ガス（分縮器１６によって酸
素が液化分離され得られた窒素ガス＋液体窒素貯槽２３
から供給されだ液体窒素の気化窒素ガス）を凝縮器３５
内に入れるように構成している。そして、この窒素ガス
を、一端３５ｂが精留塔１５の底部と連通し他端３５Ｃ
が第２および第１の熱交換器１４．１３を通って空気中
に開放されている冷却パイプ３５ａで冷却して（冷媒は
精留塔１５底部の貯留液体空気）その一部を凝縮させ、
生成した液体窒素３７を、ヘッド差を利用し゛て戻しパ
イプ３８から分縮器１６内へ戻し、末１疑縮の窒素ガス
を第２および第１の熱交換器ｉ ４ 、．１ ａを通し
てメインパイプ２８に送り込むようにしている。それ以
外の部分は前記の実施例と同じであり、同一部分に同一
符号を伺している。
すなわち、との蟹素ガス製造装置は、分縮器１６の上部
から得られる製品窒素ガスを凝縮器３５に導き、その一
部を凝縮させて分縮器１６内に戻し、液体窒素貯槽２３
から供給される液体窒素に合わせるようにするため、液
体窒素貯槽２３からの液体窒素の供給量を低減しつるよ
゛うになる。
から得られる製品窒素ガスを凝縮器３５に導き、その一
部を凝縮させて分縮器１６内に戻し、液体窒素貯槽２３
から供給される液体窒素に合わせるようにするため、液
体窒素貯槽２３からの液体窒素の供給量を低減しつるよ
゛うになる。
したがって、ｉＩＪ記の実施例の装置に比べて、得られ
る製品窒素ガスのコストをより低くしつるという優れた
効果を得ることができるようになる。
る製品窒素ガスのコストをより低くしつるという優れた
効果を得ることができるようになる。
第４図はさらに他の実施例の構成図である。この窒素ガ
ス製造装置は、戻しパイプ３８を精留塔１５の上部に接
続して凝縮液体窒素を精留塔１５の上部へ戻すようにし
ている。それ以外の部分は第３図の実施例と同じであり
同一部分に同一符号を付している。
ス製造装置は、戻しパイプ３８を精留塔１５の上部に接
続して凝縮液体窒素を精留塔１５の上部へ戻すようにし
ている。それ以外の部分は第３図の実施例と同じであり
同一部分に同一符号を付している。
この実施例によれば、１１ダ体望素貯槽２３の液体窒素
の消費量を節約しつるほか、精留効果の向上も実現しつ
るようになる。
の消費量を節約しつるほか、精留効果の向上も実現しつ
るようになる。
なお、上記の実施例はいずれも第１および第２の熱交換
器１３，１４内へ、精留塔１５で液化された空気および
精留塔１５の分縮器１６（まだは凝縮器３５）から送り
出される製品窒素ガスを導入して熱交換させているが、
熱交換器１３．１４はこれに限定されるものではなく、
例えばそれ自身冷媒を有していてその冷媒により熱交換
作用を行うようなタイプのものを用いてもよい。まだ、
精留塔１５も上記の実施例のものに限定されるものでは
ない。例えば分縮器１６が塔部２２と分離しているよう
なりｑプのものでもよいし、分縮器１６がなく塔部２２
の外周全体を液体窒素で冷却するようなタイプのものを
用いてもよい。さらに、゛上記第３図の実施例の装置は
凝縮器３５で凝縮させた液体窒素を分縮器１６に戻して
いるが、加圧し、て液体窒素貯槽２３に戻すようにして
もよい。
器１３，１４内へ、精留塔１５で液化された空気および
精留塔１５の分縮器１６（まだは凝縮器３５）から送り
出される製品窒素ガスを導入して熱交換させているが、
熱交換器１３．１４はこれに限定されるものではなく、
例えばそれ自身冷媒を有していてその冷媒により熱交換
作用を行うようなタイプのものを用いてもよい。まだ、
精留塔１５も上記の実施例のものに限定されるものでは
ない。例えば分縮器１６が塔部２２と分離しているよう
なりｑプのものでもよいし、分縮器１６がなく塔部２２
の外周全体を液体窒素で冷却するようなタイプのものを
用いてもよい。さらに、゛上記第３図の実施例の装置は
凝縮器３５で凝縮させた液体窒素を分縮器１６に戻して
いるが、加圧し、て液体窒素貯槽２３に戻すようにして
もよい。
１だ、凝縮器８５としては、精留塔１５の液体酸素を寒
冷源とするものに限定するものではなく、それ自身冷媒
を有しているようなタイプのものを用いてもよめ。
冷源とするものに限定するものではなく、それ自身冷媒
を有しているようなタイプのものを用いてもよめ。
本発明の窒素ガス製造装置は、以上のように構成されて
いるため、安価な窒素ガスを安定供給しつる。寸だ、構
造がｆｌＪ単なため設備費が安価になる。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。
いるため、安価な窒素ガスを安定供給しつる。寸だ、構
造がｆｌＪ単なため設備費が安価になる。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。
特に、凝縮器を設けて精留塔から得られる製品窒素ガス
の一部を凝縮させ、これを精留塔の寒冷源として戻すよ
うにすると、液体窒素貯蔵手段の液体窒素の消費量を低
減しうるようになり、窒素ガスのコストを一層下げるこ
とができるようになる。また、本発明の窒素ガス製造装
置には、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。
の一部を凝縮させ、これを精留塔の寒冷源として戻すよ
うにすると、液体窒素貯蔵手段の液体窒素の消費量を低
減しうるようになり、窒素ガスのコストを一層下げるこ
とができるようになる。また、本発明の窒素ガス製造装
置には、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、第３図は他の実施例の構成図、第４図はさら
に他の実施例の構成図である。 ９・・空気ＩＥ縮器 １２・・−吸着筒 １３．１４・
・・熱交換器 １５・・・精留塔 １６・・・分縮器１
８・・・貯留液体空気 ２３・・・液体窒素貯槽２８パ
°メインパイプ ３０・・・バックアップライン系 ３
１・・・蒸発器 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、第３図は他の実施例の構成図、第４図はさら
に他の実施例の構成図である。 ９・・空気ＩＥ縮器 １２・・−吸着筒 １３．１４・
・・熱交換器 １５・・・精留塔 １６・・・分縮器１
８・・・貯留液体空気 ２３・・・液体窒素貯槽２８パ
°メインパイプ ３０・・・バックアップライン系 ３
１・・・蒸発器 特許出願人 大同酸素株式会社 代理人 弁理士 西 藤 征 彦
Claims (8)
- （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、上記圧縮空気を超低温に冷
却する熱交換手段と、この熱交換手段により超低温に冷
却された圧縮空気の一部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、上記液体窒素貯蔵手段内の液体窒素を上記精
留塔に導いて圧縮空気液化用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だ液体窒素を上記精
留塔が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。 - （２） 伶留塔が分縮器部を備えているイ清留塔であ
り、液体窒素がその分縮器部へ導かれるようになってい
る特許請求の範囲第１項記載の窒素ガス製造装置。 - （３）熱交換手段が、精留塔で液化された酸素および精
留塔から放出される窒素ガスを導入して寒冷源とするも
のである特許請求の範囲第１項または第２項記載の窒素
ガス製造装置。 - （４）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、上記圧縮空気を超低温に冷
却する熱交換手段と、この熱交換手段により超低温に冷
却された圧縮空気の一部を液化し窒素のみを気体として
保持する精留塔を備えた窒素ガス製造装置であって、上
記液体窒素貯蔵手段内の液体窒素をト記イ”８留塔に導
いて圧縮空気液化用の寒冷源とする液体窒素導入手段と
、上記寒冷源としての作用を終えて気化しだ液体窒素を
圧縮空気から得゛られる窒素ガスと合わせて上記精留塔
から取り出ず窒素ガス取出手段と、上記窒素ガス取出手
段により取り出されだ窒素ガスを内部に導きその一部を
凝縮させ残部を製品窒素ガスとして送り出す凝縮手段が
設けられ、上記凝縮手段により凝縮された窒素ガスを上
記液体窒素貯蔵手段からの液体窒素に合わせて精留塔の
圧縮空気液化用の寒冷源とするようにしたことを特徴と
する窒素ガス製造装置。 - （５）精留塔が分縮器部を備えている精留塔であり、液
体窒素貯蔵手段の液体窒素および凝縮手段により凝縮さ
れた窒素ガスがその分縮器部へ導かれるようになってい
る特許請求の範囲第４項記載の窒素ガス製造装置。 - （６）分縮器部に液面計が設けられており、分縮器部内
の液体窒素の液面に応じて液体窒素貯蔵手段の液体窒素
の供給量が制御されるようになっている特許請求の範囲
第５項記載の窒素ガス製造装置。 - （７）凝縮手段が、精留塔で液化分離された液体空気を
寒冷源とするものである特許請求の範囲第１項ないし７
第６項記載の屋素ガス製造装置。 - （８）熱交俣手段が、凝縮手段の寒冷源となった液体空
気および凝縮手段から送り出される製品窒素ガスを導入
して寒冷源とするものである特許請求の範囲第４項ない
し第７項のいずれ力為に言己載の窒素ガス製造装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58038050A JPS59164874A (ja) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | 窒素ガス製造装置 |
| EP84901096A EP0144430B1 (en) | 1983-03-08 | 1984-03-07 | Apparatus for producing high-purity nitrogen gas |
| DE3486017T DE3486017T3 (de) | 1983-03-08 | 1984-03-07 | Sehr reiner Stickstoffgaserzeugungsapparat. |
| DE8484901096T DE3476114D1 (en) | 1983-03-08 | 1984-03-07 | Apparatus for producing high-purity nitrogen gas |
| US06/673,748 US4617040A (en) | 1983-03-08 | 1984-03-07 | Highly pure nitrogen gas producing apparatus |
| EP88200470A EP0279500B2 (en) | 1983-03-08 | 1984-03-07 | Highly pure nitrogen gas producing apparatus |
| KR1019840001135A KR890001743B1 (ko) | 1983-03-08 | 1984-03-07 | 질소가스 제조장치 |
| PCT/JP1984/000089 WO1984003554A1 (en) | 1983-03-08 | 1984-03-07 | Apparatus for producing high-purity nitrogen gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58038050A JPS59164874A (ja) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | 窒素ガス製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59164874A true JPS59164874A (ja) | 1984-09-18 |
| JPS6119902B2 JPS6119902B2 (ja) | 1986-05-20 |
Family
ID=12514688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58038050A Granted JPS59164874A (ja) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | 窒素ガス製造装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59164874A (ja) |
| KR (1) | KR890001743B1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61190277A (ja) * | 1985-02-16 | 1986-08-23 | 大同酸素株式会社 | 高純度窒素および酸素ガス製造装置 |
| JPS61217671A (ja) * | 1985-01-14 | 1986-09-27 | ザ・ビ−オ−シ−・グル−プ・ピ−エルシ− | ガス混合物よりの分離 |
| WO1987001185A1 (en) * | 1985-08-23 | 1987-02-26 | Daidousanso Co., Ltd. | Oxygen gas production unit |
| JPH0560460A (ja) * | 1985-02-16 | 1993-03-09 | Daido Sanso Kk | 高純度窒素および酸素ガス製造装置 |
| JPH0626760A (ja) * | 1985-04-02 | 1994-02-04 | Daido Hoxan Inc | 空気分離装置 |
| JPH07305952A (ja) * | 1994-12-22 | 1995-11-21 | Daido Hoxan Inc | 窒素ガス製造装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100454810B1 (ko) * | 2002-02-18 | 2004-11-05 | 대성산업가스 주식회사 | 심랭식 공기분리장치에 의한 질소가스 제조 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5047882A (ja) * | 1973-04-13 | 1975-04-28 | ||
| JPS5514351A (en) * | 1978-07-14 | 1980-01-31 | Aisin Warner Ltd | Controller of automatic change gear |
-
1983
- 1983-03-08 JP JP58038050A patent/JPS59164874A/ja active Granted
-
1984
- 1984-03-07 KR KR1019840001135A patent/KR890001743B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5047882A (ja) * | 1973-04-13 | 1975-04-28 | ||
| JPS5514351A (en) * | 1978-07-14 | 1980-01-31 | Aisin Warner Ltd | Controller of automatic change gear |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61217671A (ja) * | 1985-01-14 | 1986-09-27 | ザ・ビ−オ−シ−・グル−プ・ピ−エルシ− | ガス混合物よりの分離 |
| JPS61190277A (ja) * | 1985-02-16 | 1986-08-23 | 大同酸素株式会社 | 高純度窒素および酸素ガス製造装置 |
| JPH0313505B2 (ja) * | 1985-02-16 | 1991-02-22 | Daido Oxygen | |
| JPH0560460A (ja) * | 1985-02-16 | 1993-03-09 | Daido Sanso Kk | 高純度窒素および酸素ガス製造装置 |
| JPH0626760A (ja) * | 1985-04-02 | 1994-02-04 | Daido Hoxan Inc | 空気分離装置 |
| WO1987001185A1 (en) * | 1985-08-23 | 1987-02-26 | Daidousanso Co., Ltd. | Oxygen gas production unit |
| JPH07305952A (ja) * | 1994-12-22 | 1995-11-21 | Daido Hoxan Inc | 窒素ガス製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR840007953A (ko) | 1984-12-11 |
| KR890001743B1 (ko) | 1989-05-19 |
| JPS6119902B2 (ja) | 1986-05-20 |
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