JPS6089670A - 空気分離装置の運転方法 - Google Patents

空気分離装置の運転方法

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JPS6089670A
JPS6089670A JP19768483A JP19768483A JPS6089670A JP S6089670 A JPS6089670 A JP S6089670A JP 19768483 A JP19768483 A JP 19768483A JP 19768483 A JP19768483 A JP 19768483A JP S6089670 A JPS6089670 A JP S6089670A
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JP
Japan
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pressure
compressor
nitrogen
conduit
expansion turbine
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JP19768483A
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秀治 守
川本　功
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は製品窒素の圧力を後流に必要な圧力まで昇圧す
るための窒素圧縮機を有する空気分離装置に利用される
空気分離装置の運転方法に関するものである。
〔発明の背景〕
従来技術の問題点を第１図に基づき説明する。
する水分およびＣＯ２が除去され大部分は導管１３よよ
り下塔２に入る。残りは導管１１および捻より膨張ター
ビン４に入り約０−３Ｋｙ／ｄＧまで断熱膨張すること
により、空気分離装置に必要な寒冷を発生させた後に導
管１４より上塔３に吹き込まね、る。
下塔２および上塔３に吹き込まれた原料空気は、酸素、
窒素、廃ガス等に精留分離される。製品窒素は上塔３の
頂部より抜き出され、導管１５を経て可逆熱交換器ｌで
常温まで温度回復した後に約１００　＋ｌＩｍＡｑ程度
の圧力で導管１８より窒素圧縮機６に入り、必要な圧力
まで昇圧される。
ここで、窒素圧縮機６の吸入圧力は約１００朋Ａｑ　と
低いため、圧縮機吸入直前においては導管１８における
圧力損失により負圧となる場合がある。
また、レシプロ式圧縮機では脈動によりしばしば負圧と
なる。したがって、配管フランジ部や圧縮機グランドシ
ール部等から大気空気を吸入し、窒素純度が低下すると
いう問題があった。圧縮機吸入圧力を上げる方法は種々
あるが、装置全体の消費動力が大巾に上がるため最大で
も約５００朋Δｑ茗乙 程度であり、この場合ですら土葬問題点は解消できない
。
次に、膨張タービン４で発生される寒冷は、結合された
膨張タービン制動ファン５により大気空気を昇圧するこ
とにより得られている。大気空気はフィルター７から大
気より取り入れられ、含有する塵埃が除去され導管１９
より膨張タービン制動ファン５で約０２〜０．６にり／
ｆｆ１Ｇまで昇圧され、導管２０．　サイレンサー８を
経て大気に放出される。
この場合、発生されるエネルギーは何ら回収されること
が無く、また、大気空気中の塵埃等が多量な場合にはフ
ィルター７に特別な対策が必要となり、メンテナンス上
および経済上大きな問題となっている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、前述の二つの大きな技術的問題点すな
わち、 （１）窒素圧縮機の吸入圧力が低いことに起因する製品
窒素純度の低下 （２）膨張タービン制動ファンにより発生されるエネル
ギーの回収 を同時に解決することに有る。
〔発明の概要〕
本発明は、膨張タービン制動ファンに大気空気の代りに
低圧の製品窒素を入れ、窒素圧縮機の吸入圧力が負圧と
ならない程度の圧力以上に昇圧した後に窒素圧縮機に導
入することにより、従来技術の問題点を解決したもので
ある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を第２図により説明する。
図において、第１図と同符号は同一部品を示す。
製品窒素は上塔３の頂部より抜き出され、導管１５を経
て可逆熱交換器１で常温まで温度回復される。その後、
約１００　ｍｍＡｑ程度の圧力で導管２１より膨張ター
ビン制動ファン５に入り、約ｏ３Ｋｇ　／ｆｆ１Ｇまで
昇圧される。昇圧さね、た窒素は、導管１８より窒素圧
縮機６で所定の圧力まで昇圧され装置外に送出さ′Ｊ１
．る。
本実施例の場合、窒素圧縮機６直前の圧力は導管１８に
おける圧力損失が５００ｍ、、Ａｑ　となった場合でも
約０２５に９ＺｃｒｌＧとなり、レシプロ式圧縮機の場
合においても運転圧力が負圧となることば無窒素圧縮機
の消費動力の計算例を以下に示す。
従　来　本　願 大気温度　３０℃＝３０３．２°Ｋ　同　左制動ファン
出口圧力　０．３　ＫｑｌｃｒｌＧ　同　左＝　１．３
３３Ｋｍｆｆｌａｂｓ 窒素圧縮機 Ｐ、吸入圧力　１００／ｍＡｑ　０．２５　Ｋｑｌｃｒ
ｌＧ（１，０４３Ｋｆ！／ｄａｂｓ）　（１，２８３Ｋ
ｚ／ｄａｂｓ）Ｐσ吐出圧力　７　Ｋｇ／ｄ　Ｇ　同　
左（８，０３３ｈＺｃｔｌ　ａｂｓ　） Ｔｓ吸入温度　３０９Ｃ＝３０３．２°Ｋ　Ｔ。
窒素圧縮機吸入温度すなわち膨張タービン出口温度は、
制動ファンによる断熱圧縮として計算される。
と ここで　ＴＩ：制動ファン入口温度（大気温度）＝３０
３．２°Ｋ ＰＩ：制動ファン入口圧力＝１．０４３に４／　ｃｒｌ
　ａｂｓ ＰＢ：制動ファン吐出圧力＝１．３３３Ｋｇ　／　（ｙ
ｌｌ　ａｂｓ Ｋ：断熱圧縮指数＝１．４ よって 従来技術と本願との圧縮機理論動力比αは次式で計算で
きる。
ここで　Ｔ、：圧縮機吸入温度 Ｐ８：　同　吸入圧力 添字Ｏは従来技術の場合を示す。
＝０．９６４ 上１じ計算では９素圧縮機吸入温度を膨張タービン制動
ファン出口温度と等しく置いたが、実際には断熱圧縮効
率が乗ぜ゛られるため制動ファン出口温度が低くなり、
αの値はもっと小さくなる。更に、制動ファン出口に熱
交換器等を設置し圧縮機吸入温度を３０℃まで冷却すれ
ば、上記と同様の計算によりα−〇８９９となり動力が
約１０チ改善される。
更奢こ、上塔より送出される穿索は塵埃を含まない清浄
なガスであると同時に水分を含まない不活性ガスである
ため、フィルターおよびサイレンサーが不要となるばか
りでなく、制動ファンに水分を持ち込まないので腐食の
問題が全爪無４なる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、前述の如く窒素圧縮機の吸入圧力が負
圧とならないため、配管フランジ部や圧縮機グランドソ
ール部等からの大気吸入が無く、製品窒素の純度の低下
が防止できる効果がある。
更に、窒素圧縮機の消費動力を低減することができると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来技術による空気分Ｗｌ装置の系統概略図、
第２図は本発明の一実施例である空気分離装百の系統概
略図である。　／ ｌ・・・・・可逆熱交換器、２・・・・下塔、３・・間
上塔、４　・・・膨張タービン、５・・曲膨張タービン
制動ファン、６・・−・・窒素圧縮機、？・・・・・フ
ィルター、８・・・・　サイレンサー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、窒素圧縮機を有する空気分離装置において、製品窒
    素ガスを膨張タービン制動ファンに導き、所定圧力まで
    昇圧した後に上記窒素圧縮機に導入するようにしたこと
    を特徴とする空気分離装置の運転方法。
JP19768483A 1983-10-24 1983-10-24 空気分離装置の運転方法 Pending JPS6089670A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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 (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5148793A (en) * 1974-07-12 1976-04-27 Nuovo Pignone Spa Kojundono ekitaisansooyobi ekitaichitsusono seiho

Patent Citations (1)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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