JPS6060485A - 空気分離方法 - Google Patents
空気分離方法Info
- Publication number
- JPS6060485A JPS6060485A JP16807283A JP16807283A JPS6060485A JP S6060485 A JPS6060485 A JP S6060485A JP 16807283 A JP16807283 A JP 16807283A JP 16807283 A JP16807283 A JP 16807283A JP S6060485 A JPS6060485 A JP S6060485A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- column
- heat exchanger
- nitrogen
- oxygen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 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】
本発明は空気を液化して分離する方法に関し、特に全低
圧方式によって空気を分離し高純度の製品酸素を経済的
に製造する方法に関するものである。
圧方式によって空気を分離し高純度の製品酸素を経済的
に製造する方法に関するものである。
空気を液化し°ＣＷＩ留することによ、！７Ｎ２，０２
゜Ａｒ等を分離する空気の液化分離装置は種々の分野で
稼動している。この種の空気液化分離装置では、原料空
気等に対して運転条件に応じた加圧。
゜Ａｒ等を分離する空気の液化分離装置は種々の分野で
稼動している。この種の空気液化分離装置では、原料空
気等に対して運転条件に応じた加圧。
減圧操作を施す必要がある為、圧ａ機や膨張タービン等
の機器の設置が不可欠である。そして空気液化分離装置
は一般に大容量のものが多く設備費及び運転動力費が嵩
むため、製品酸素の製造コストの低減を図るには精留効
率を向上させると共に、設備費及び運転動力費をできる
ｌａシ節約しなければならないとする産業上の要請が強
く、特に膨張タービンについては後述する様なタービン
駆動時の動力を回収することによシ、運転動力費即ちラ
ンニングコストの節約を図ることが行なわれている。
の機器の設置が不可欠である。そして空気液化分離装置
は一般に大容量のものが多く設備費及び運転動力費が嵩
むため、製品酸素の製造コストの低減を図るには精留効
率を向上させると共に、設備費及び運転動力費をできる
ｌａシ節約しなければならないとする産業上の要請が強
く、特に膨張タービンについては後述する様なタービン
駆動時の動力を回収することによシ、運転動力費即ちラ
ンニングコストの節約を図ることが行なわれている。
即ち従来の全低圧式空気分離による高純度酸素製造方法
（以下単に酸素製造方法という）は、主として第１図に
示す様な系統図に従って行なわれている。以下の説明中
、切換式熱交換器は特許請求の範囲に記載の「主熱交換
器」の−例であって、例えば切替式吸着器を入口側に有
する熱交換器等にも適用可能である。第１図において原
料空気は空気沖過器１を通して供給され、空気圧縮機２
で約５ｋｇ／ｃｎｒ’Ｇに圧縮加圧された後、アフター
クーラ３で冷却される。次に導管５かも切換式熱交換器
６に導入され、精留塔８で分離精製された戻りガスによ
シ冷却されると共に、空気中に含まれる水分及び炭酸ガ
ス等が除去される。この空気は、導管７を経て精留塔下
塔（以下単に下塔という）８ｂに導かれる。とうして下
塔８ｂに導入された空気は上昇ガスとなる一方、該下塔
８１〕の頂部でａｌ；ｍして得られる還流液（富窒素液
）に接触させて粗精留し、下塔８ｂの頂部で富液体窒素
を得ると共に、前記還流液は下塔８ｂの底部で酸素成分
約３０〜４０チの富酸素液体空気となる。下塔８ｂで前
述の如く粗イ１す留された液体空気は、管路９を通って
ＫＪ空気過冷却器ｌｏ内に導入・冷却された後、管路１
１１から精留塔上塔（以下単に上塔という）８ａの中部
へ導かれる。又下塔８の頂部に貯留された富窒素液は管
路１２を通って液体空気過冷却器１０内に導入・冷却さ
れた後、管路１３から上塔８ａの上部へ導かれる。一方
下塔８ｂ内を上昇する気体空気の一部は導管１４がら抜
出された後、切換式熱交換器６の再熱回路１５に導入さ
れ、切換式熱交換器６の中間温度を調整した後、調整弁
１６を経て膨張タービン１７に送られる。
（以下単に酸素製造方法という）は、主として第１図に
示す様な系統図に従って行なわれている。以下の説明中
、切換式熱交換器は特許請求の範囲に記載の「主熱交換
器」の−例であって、例えば切替式吸着器を入口側に有
する熱交換器等にも適用可能である。第１図において原
料空気は空気沖過器１を通して供給され、空気圧縮機２
で約５ｋｇ／ｃｎｒ’Ｇに圧縮加圧された後、アフター
クーラ３で冷却される。次に導管５かも切換式熱交換器
６に導入され、精留塔８で分離精製された戻りガスによ
シ冷却されると共に、空気中に含まれる水分及び炭酸ガ
ス等が除去される。この空気は、導管７を経て精留塔下
塔（以下単に下塔という）８ｂに導かれる。とうして下
塔８ｂに導入された空気は上昇ガスとなる一方、該下塔
８１〕の頂部でａｌ；ｍして得られる還流液（富窒素液
）に接触させて粗精留し、下塔８ｂの頂部で富液体窒素
を得ると共に、前記還流液は下塔８ｂの底部で酸素成分
約３０〜４０チの富酸素液体空気となる。下塔８ｂで前
述の如く粗イ１す留された液体空気は、管路９を通って
ＫＪ空気過冷却器ｌｏ内に導入・冷却された後、管路１
１１から精留塔上塔（以下単に上塔という）８ａの中部
へ導かれる。又下塔８の頂部に貯留された富窒素液は管
路１２を通って液体空気過冷却器１０内に導入・冷却さ
れた後、管路１３から上塔８ａの上部へ導かれる。一方
下塔８ｂ内を上昇する気体空気の一部は導管１４がら抜
出された後、切換式熱交換器６の再熱回路１５に導入さ
れ、切換式熱交換器６の中間温度を調整した後、調整弁
１６を経て膨張タービン１７に送られる。
膨張タービン１７において約０．３２ ｋｇ／ｃａｎ”
Ｇ Ｋ膨張され大気吸込型負荷ブロワ外部仕事を取り
出すことＫよって所要寒冷を得た空気は、導管１８を経
て上塔８ａに吹込まれる。但しこの空気は下塔８ｂから
富窒素ガスとして抜出された場合は、上塔８ａに吹込ま
れることなく不純窒素ライン２１に導入される。
Ｇ Ｋ膨張され大気吸込型負荷ブロワ外部仕事を取り
出すことＫよって所要寒冷を得た空気は、導管１８を経
て上塔８ａに吹込まれる。但しこの空気は下塔８ｂから
富窒素ガスとして抜出された場合は、上塔８ａに吹込ま
れることなく不純窒素ライン２１に導入される。
こうして上塔８ａで分離精製された高純度酸素成分、高
純度酸素成分及び不純窒素成分は、それぞれ導管１９，
２０．２１より抽気されて切換式熱交換器６に送られ、
前述の如く原料空気と熱交換することによって、常温ま
で温度回復を受けた後製品として取シ出され、酸素は導
管２２から圧縮機３０に導入して加圧された後、製品酸
素として回収される。一方、窒素は圧縮様３１に導入し
て加圧された後、製品窒素として回収される。
純度酸素成分及び不純窒素成分は、それぞれ導管１９，
２０．２１より抽気されて切換式熱交換器６に送られ、
前述の如く原料空気と熱交換することによって、常温ま
で温度回復を受けた後製品として取シ出され、酸素は導
管２２から圧縮機３０に導入して加圧された後、製品酸
素として回収される。一方、窒素は圧縮様３１に導入し
て加圧された後、製品窒素として回収される。
又第２図に示す系統図は他の従来方法を示すものであっ
て、この従来方法の特徴は、膨張タービン１７の駆動時
に生じる外部機械的エネルギーの回収に当って負荷ブロ
ワ１７ａの代わシに発電機１７ｂを直結し、電力回収を
図っている点にある。
て、この従来方法の特徴は、膨張タービン１７の駆動時
に生じる外部機械的エネルギーの回収に当って負荷ブロ
ワ１７ａの代わシに発電機１７ｂを直結し、電力回収を
図っている点にある。
そこで本発明者等は切換式熱交換器６により温度の回復
した常圧の高純度窒素成分を膨張タービン１７の負荷フ
頴ワ１７ａに通してやれば、該タービン駆動による外部
機械エネルギーを効率良く回収できると共に自らは圧縮
されるので圧縮機３１の動力消費を節減できることに想
到し、遂に本発明を完成したものである。
した常圧の高純度窒素成分を膨張タービン１７の負荷フ
頴ワ１７ａに通してやれば、該タービン駆動による外部
機械エネルギーを効率良く回収できると共に自らは圧縮
されるので圧縮機３１の動力消費を節減できることに想
到し、遂に本発明を完成したものである。
しかしてこの様な本発明の空気分離方法とは、切換式熱
交換器から取出された高純度窒素成分を膨張タービンの
負荷ブロワにかけて昇圧した後製品窒素として回収する
様にした点に要旨を有するものである。
交換器から取出された高純度窒素成分を膨張タービンの
負荷ブロワにかけて昇圧した後製品窒素として回収する
様にした点に要旨を有するものである。
以下実施例図面に基づき本発明の構成及び作用効果を説
明するが、下記実施例は単に一代表例に過ぎないもので
あって、前・後記の趣旨に活って適宜変更して実施し得
ることは言うまでもない。
明するが、下記実施例は単に一代表例に過ぎないもので
あって、前・後記の趣旨に活って適宜変更して実施し得
ることは言うまでもない。
第２図は本発明の全低圧穴空気分ａ（Ｃ方法の系統図を
示し、第１図に示す従来例と基本的４，１．７成は同一
であり、同一′４１″ｇ成のものには同一の符号を付し
、その説明は省略する。以下本実施例の特徴とする構成
を中心にｎｉ２明する。 ゛ 切換式熱交換器６における高純度酸素成分用通路６Ｎの
出口側と負荷ブロワ１７ａの入口側とは導管３２で連結
され、又負荷ブロワ１７ａの出口側から延設された導管
３３にはアフタクーラ３４が連結され、更に該アフタク
ーラ３４には導管３５が延設されている。尚導管３２と
導管３５を結ぶ３σ絡管３６にはバイパス弁３７を配設
している。
示し、第１図に示す従来例と基本的４，１．７成は同一
であり、同一′４１″ｇ成のものには同一の符号を付し
、その説明は省略する。以下本実施例の特徴とする構成
を中心にｎｉ２明する。 ゛ 切換式熱交換器６における高純度酸素成分用通路６Ｎの
出口側と負荷ブロワ１７ａの入口側とは導管３２で連結
され、又負荷ブロワ１７ａの出口側から延設された導管
３３にはアフタクーラ３４が連結され、更に該アフタク
ーラ３４には導管３５が延設されている。尚導管３２と
導管３５を結ぶ３σ絡管３６にはバイパス弁３７を配設
している。
この様に七り成された酸素製造プロセスにおいて、切換
式熱交換器６０通路６Ｎを、原料空気との熱交換により
温度回復を受けつつ通過した常圧の高純度窒素成分を、
導管３２から膨張タービン１７の負荷プロワ１７ａに導
入することによりクーヒン駆動による外部機械的エネル
ギーを効率良く回収することができる。又自らは圧縮さ
れ加圧さｉｚだ後導管３３から取出され、アフタクージ
３・１により所定温度に降温調節された後、導管３５か
ら製品窒素として回収される。尚仙、荷ブロワ１７ａで
の加圧調節はバイパス弁３７の開度を調整することによ
シ所定範囲内で自由に行なうことができる。
式熱交換器６０通路６Ｎを、原料空気との熱交換により
温度回復を受けつつ通過した常圧の高純度窒素成分を、
導管３２から膨張タービン１７の負荷プロワ１７ａに導
入することによりクーヒン駆動による外部機械的エネル
ギーを効率良く回収することができる。又自らは圧縮さ
れ加圧さｉｚだ後導管３３から取出され、アフタクージ
３・１により所定温度に降温調節された後、導管３５か
ら製品窒素として回収される。尚仙、荷ブロワ１７ａで
の加圧調節はバイパス弁３７の開度を調整することによ
シ所定範囲内で自由に行なうことができる。
コノ様に本発明プロセスにおいては従来プロセスに比べ
て窒素圧送用圧縮機３１の動力消費を節減し得たもので
あシ、尚アフククーラ３７１については本発明プロセス
で新設された訳ではなく、従来のプロセスでも圧縮機３
１の後方に設置されている（第１，２図では省略してい
る）ので、冷ｊ＜（＋液の使用によってランニングコス
トが増加するということは特にない。
て窒素圧送用圧縮機３１の動力消費を節減し得たもので
あシ、尚アフククーラ３７１については本発明プロセス
で新設された訳ではなく、従来のプロセスでも圧縮機３
１の後方に設置されている（第１，２図では省略してい
る）ので、冷ｊ＜（＋液の使用によってランニングコス
トが増加するということは特にない。
本発明の空気分離方法は以上の様に構成されるが、要は
従来の製品窒素圧送用圧縮機をその−ｉ：までは使用せ
ずに膨張タービンの負荷プロワを利用して製品へ“（素
を圧送する様にしたので、空気分離装置の中ではイニシ
ャルコスト比が比較的太き表製品窒素圧送用圧縮機を小
型化、省力化することができ、更に窒素の圧力によって
はプロセス構成から省略できることとなり、製品窒素の
製造コストを更に低減できる様になった。
従来の製品窒素圧送用圧縮機をその−ｉ：までは使用せ
ずに膨張タービンの負荷プロワを利用して製品へ“（素
を圧送する様にしたので、空気分離装置の中ではイニシ
ャルコスト比が比較的太き表製品窒素圧送用圧縮機を小
型化、省力化することができ、更に窒素の圧力によって
はプロセス構成から省略できることとなり、製品窒素の
製造コストを更に低減できる様になった。
第１図及び第２図は従来の酸素製造方法を示す系統図、
第３図ｔよ本発明に係る酸素製造方法を例示する系統図
である。 ６・・・切換式熱交換器 ８ａ・・・精留塔上塔８ｂ・
・・精留塔下塔 １７・・・膨張タービン１７ａ・・・
負荷プロワ ３０・・・製品酸素圧送用圧縮機 ３１・・・製品窒素圧送用圧縮機 第３図
第３図ｔよ本発明に係る酸素製造方法を例示する系統図
である。 ６・・・切換式熱交換器 ８ａ・・・精留塔上塔８ｂ・
・・精留塔下塔 １７・・・膨張タービン１７ａ・・・
負荷プロワ ３０・・・製品酸素圧送用圧縮機 ３１・・・製品窒素圧送用圧縮機 第３図
Claims (1)
- 主熱交換器によって低温戻シガスと熱交換して冷ｉｉ’
、ｉｌ した原料空気を精留塔下塔に導入して富酸素液
体空気と富液体窒素に粗精留した後、更にこれらの富酸
素液体空気と富液体窒素をＦｉｌｌ留塔」二基に部、同
頂部及び同上部から抽気した後、上記主熱交換器に送っ
て原料空気と熱交換することによ勺温度回復を受けた後
製品として取出す一方、塔内を上昇する気体空気の一部
を精留塔下塔から抜出して上記主熱交換器の再熱回路を
通過ぜしめた後膨張タービンに導入して膨張せしめ、外
部仕事を行なうことによって系の熱平衡を成立させる様
にした空気分離方法において、前記切換式熱交換器から
取出された高純度窒素成分を前記膨張タービンの負荷プ
四ワにかけて昇圧した後製品窒素として回収することを
特徴とする空気分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16807283A JPS6060485A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 空気分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16807283A JPS6060485A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 空気分離方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6060485A true JPS6060485A (ja) | 1985-04-08 |
Family
ID=15861316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16807283A Pending JPS6060485A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 空気分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6060485A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6237674A (ja) * | 1985-08-12 | 1987-02-18 | 大同ほくさん株式会社 | 酸素ガス製造装置 |
| JPS62152194U (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-26 | ||
| JPS63176986A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 高圧窒素製造装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5760164A (en) * | 1980-08-15 | 1982-04-10 | Deebitsudo Iyaaauto Jieemusu | Production of oxygen by air separation |
| JPS58106377A (ja) * | 1981-12-09 | 1983-06-24 | ユニオン・カ−バイド・コ−ポレ−シヨン | タ−ビン排出ガス過熱度を低減する改善された空気分離方法 |
-
1983
- 1983-09-12 JP JP16807283A patent/JPS6060485A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5760164A (en) * | 1980-08-15 | 1982-04-10 | Deebitsudo Iyaaauto Jieemusu | Production of oxygen by air separation |
| JPS58106377A (ja) * | 1981-12-09 | 1983-06-24 | ユニオン・カ−バイド・コ−ポレ−シヨン | タ−ビン排出ガス過熱度を低減する改善された空気分離方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6237674A (ja) * | 1985-08-12 | 1987-02-18 | 大同ほくさん株式会社 | 酸素ガス製造装置 |
| JPS62152194U (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-26 | ||
| JPS63176986A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 高圧窒素製造装置 |
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