JPS62142986A - 空気分離装置の制御方法 - Google Patents

空気分離装置の制御方法

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JPS62142986A
JPS62142986A JP28290385A JP28290385A JPS62142986A JP S62142986 A JPS62142986 A JP S62142986A JP 28290385 A JP28290385 A JP 28290385A JP 28290385 A JP28290385 A JP 28290385A JP S62142986 A JPS62142986 A JP S62142986A
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argon
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crude argon
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JP28290385A
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布村 雅良
岡部 道昌
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
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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、深冷法によって空気から有用ガスを分離採取
する空気分離11iRに係り、特にアルゴンを採取する
空気分離!!!の制御方法に関する。
〔発明の背景〕
空気中の有用ガス(窒素、酸素、水素、アルゴン、その
他希ガス)を精留塔を用いて分離し採取する空気分離装
置は、よく知られている。このうち、精留塔の下塔に原
料空気を供給して、下塔で11精留し、粗精留後のガス
(気体および液体ガス)を精留塔の上塔に供給して窒素
、酸素を分離すると共に、上塔の富アルゴン部位のガス
を粗アルゴン塔に供給し、この粗アルゴン塔によってア
ルゴンを分離し採取する空気分離装置がある。この種装
置は、例えば、特開昭55−46362号、特開昭55
−99571号、特開昭55−102876号に明らか
である。
このような粗アルゴン塔を用いてアルゴンを分離採取す
るプラントにおいては、粗アルゴン塔を安定的に運転す
ることが、プラント全体の安定運転のために必要である
。粗アルゴン塔の運転を安定させるためには、粗アルゴ
ン塔に供給する富アルゴン(精留塔上塔の富アルゴン部
位から抜出されるガス)のガス組成が一定になるように
することが必要であるが、このことのみでは、この種空
気分離装置の安定運転のためには不十分である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、粗アルゴン塔によってアルゴンを分摩
採取する空気分離装置を安定して運転することのできる
空気分離装置の制御方法を提供することである。
〔発明の概要〕
本発明は、相アルゴン塔の下塔と上塔との圧力差を検出
し、この圧力差を予定した設定値になるように調節する
ための第1の操作信号を求めると共に、精留塔下塔から
抜出された液体窒素を粗アルゴン塔のコンデンサに供給
後上塔に供給する供給ラインにおける液体空気の流量を
検出し、この検出値と流を制限値との偏差をなくすよう
に調節するための第2の操作信号を求め、前記した第1
の操作信号と第2の操作信号のうち低値となる操作信号
を選択し、この選択された操作信号によって、前記供給
ラインの途中に設けられた調節弁を調節することを特徴
としている。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を具体的な実施例に基づき詳細に読切する
第1図は、本発明の一実施例を示すシステム・フロー・
シートである。この実施例は、空気を原料として、窒素
(N、)、酸素(0ρおよびアルゴン(Ar)を分離し
、採取するプラントである。空気を圧縮し、空気中に含
まれる二酸化炭素(CO2)水分(N20)等の不純物
の除去された原料空気は、熱交換器々に供給され、ここ
で適度の1ffllt(−170℃)まで冷却される。
なお、一部の原料空気は、熱交換難題の途中から抜出さ
れ、寒冷発生用の膨張タービン5で断熱膨張した後、精
留塔1の上塔1bに供給される。熱交換器囚で適度の温
度まで冷却された原料空気は、精留塔1の下塔1aに供
給される。下塔1aでは、供給された原料空気を精留し
、下塔の上塔に窒素を、下塔の下塔に酸素純度30〜4
0%の液体空気を分離する。下塔1a上塔の窒素は、上
塔1bの上塔に供給される。下塔1a下塔から抜出され
た液体空気は、吸着器2によって、アセチレン、炭化水
素等の不純物が除去される。そして、熱交換器3によっ
て上塔1bからの戻りガスとの熱交換が行なわれて過冷
却される。過冷却された液体空気は、上塔1bの中部に
供給されると共に、一部は粗アルゴン塔4の頂部に設け
られたコンデンサに供給される。
粗アルゴン塔4のコンデンサに供給された液体空気は、
塔内を上昇する上昇ガスを凝縮するために使用されたイ
ソ、上塔1bの中部に供給される。上塔1bに供給され
た液体空気、窒素は、上塔1b内で精留分離され、上塔
の頂部に窒素(N2)が、また上塔の下塔に酸素(02
)が分離さnる。上塔1bで分離されたNz 、 02
は夫々抜出され、熱交換難題で湿度回復されて、需要先
に供給される。上[1bの富アルゴン部位°からアルゴ
ン採取用のガス(富アルゴンガス)が抜出さi、粗アル
ゴン塔4に供給される。粗アルゴン塔4では、コンデン
サに供給される液体空気との熱交換によって上昇ガスを
液化し、気液接触による精留分離が行なわれる。これに
よって、粗アルゴン塔4の上塔には純度90%以上のア
ルゴン(Ar)が分離され、この部分からガスを抜出す
ることによってArが採取される。
アルゴンを採取する空気分!II!I装置では、粗アル
ゴン塔4をいかに安定に運転するかが問題である。
粗アルゴン塔4の安定運転を実現するには、まず精留塔
1の整定が必要である。これは、上塔】bから粗アルゴ
ン塔4へ供給する富アルゴンガスの組成が精留塔1の運
転状態の影響を強く受けるためである。粗アルゴン塔4
へ供給されるガスの組成が変動すると、粗アルゴン塔4
での精留塔に影影響を与え、一定純度のA「の採取を困
難にする。
一方、粗アルゴン塔4内の差圧が不安定(予定された差
圧になっていない状態)であると、精留塔上場1bから
供給される富アルゴンガスの供給量が不安定となり、粗
アルゴン塔4内でのバランスを4ずし、アルゴン回収率
の低下、アルゴン純度の低下等の不安定運転を招く。粗
アルゴン塔4の差圧を決定する大きな要因は、コンデン
サに供給さnる液体空気の量であり、この液体空気の量
を適切にすることが安定運転のためには必要である。
i1図に示す実施例では、液体空気の量を適切に制御す
るため、次のような改良がなされている。
まず、粗アルゴン塔4の下塔と上塔との圧力差(すなわ
ち差圧)を検出し、この圧力差を予め設定した値(設定
値)にするために液体空気の流量を調節するための操作
信号c以下、第1の操作信号という。)を演算し、出力
する調節計6を設けている。また、粗アルゴン塔4に供
給する液体空気の量を検出する流量計7と、この流量計
7が検出した流量が予め設定された流量制限値(増減量
値や定格値)となるように、それらの偏差に基づき液体
空気量を調節するための操作信号(以下、第2の操作信
号という。)を演算し、出力するプログラム演算器8と
を設けている。また、精留塔下塔1aから抜出された液
体空気を粗アルゴン塔4のコンデンサに供給後、上塔1
bに供給する供給ラインの途中に調節弁9を設け、前述
した操作信号によって、粗アルゴン塔4のコンデンサに
供給する液体空気の量を自動制御できるようにしている
。そして、低値優先回路(L、8.)10を設け、調節
計6の出力した第1の操作信号とプログラム演算器8の
出力した第2の操作信号を入力し、このうちの低値を選
択し、低値の操作信号によって、調節弁9を実際に調節
する構成となっている。なお、上述した構成のうち検出
部と調節部を除(部分は、計X機を用いても同様に実現
できる。
このような構成によって、プログラム演算器8に予め人
力された流量特性に基づきながら粗アルゴン塔4の差圧
調整が可能となり、精留塔1の流量バランスや寒冷バラ
ンスを(ずさない範囲で粗アルゴン塔4の差圧調整が実
現できる。これによって、粗アルゴン塔4の安定運転お
よび自動化が実現できる。
〔発明の効果] 本発明によれば、従来運転操作が困難で熟練を要してい
た粗アルゴン塔を有する空気分離装置の運転を安定して
行うことができる。この結果、採取さnるアルゴン純度
、アルゴンの回収率の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す図である。 l・・・・・・精留塔、2・・・・・・吸着器、3・・
由・熱交換器、4・・・・・・粗アルゴン塔、5・・曲
膨張タービン、6・・・・・・調節計、7・・・・・・
流量計、8・川・・プログラム演算器、9・・・・・・
調節弁、10・・・・・・低値優先回路、I・・・・・
・熱交換器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、精留塔の下塔に原料空気を供給し、該下塔で粗精留
    した後のガスを精留塔の上塔に供給して窒素、酸素を分
    離すると共に、該上塔の富アルゴン部位のガスを粗アル
    ゴン塔に供給し、該粗アルゴン塔によってアルゴンを分
    離採取する空気分離装置の制御方法において、前記粗ア
    ルゴン塔の下塔と上塔との圧力差を検出し、該圧力差を
    設定値にする第1の操作信号を求めると共に、前記精留
    塔下塔から抜出された液体空気を前記粗アルゴン塔のコ
    ンデンサに供給後、前記上塔に供給する供給ラインの該
    液体空気の流量を検出し、該検出値と設定された流量制
    限値との偏差をなくす如き第2の操作信号を求め、前記
    第1の操作信号と該第2の操作信号のうちの低値の操作
    信号を選択し、該選択された操作信号によって、前記供
    給ラインの途中に設けられた調節弁を調節することを特
    徴とする空気分離装置の制御方法。
JP28290385A 1985-12-18 1985-12-18 空気分離装置の制御方法 Pending JPS62142986A (ja)

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