JPS62194176A - 窒素液化装置の窒素ガス供給方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、窒素液化装置に係り、特に液体製品を採取す
るのに好適な窒素液化ｙｃｊｋの窒素ガス供給方法に関
する。

〔従来の技術〕

従来窒素ガスを冷却液化する窒素液化装置では、原料窒
素ガスの供給圧力を有効的に利用するための主な方法と
して下記のような２つの方法かあった。

まず第１の方法として液化装置を構成する機器の１つで
ある圧縮機に多段式の圧縮機を用いてその圧縮機の中間
段ｌζ窒素ガスを供給する方法かある。

もう一つの方法は、圧縮機の入口側又は出口側に窒素ガ
スをバルブで減圧して供給する方法である。

なお、特公昭５４−３９３４３号公報には、窒素循環系
統において、熱交換器によって低温戻りガスと熱交換し
て冷却された窒素ガスの一部を膨張タービンに導入して
装置に必要な寒冷を発生させること、およびその低温窒
素ガスを戻りガスとして熱交換することにより窒素を冷
却液化することが開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の窒素液化装置では原料室系ガスの供給圧力か
窒素ガス圧縮機の出口圧力または人口圧力と等しい場合
はまれであり、原料窒素ガスの供給圧力が窒素ガス圧縮
機の入口圧力と出口圧力の間である場合が多い。また窒
素ガス圧縮機は通常多段圧縮機となっている場合が多く
、原料窒素ガスの供給圧力がこの圧縮機の中間段圧力と
ほぼ等しければ、原料窒素ガスを窒素ガス圧縮機の中間
段に供給する方法があったが、技術的に難かしいという
問題があった。

また原料窒素ガスの供給圧力が多段窒素ガス圧縮機の中
間段圧力と異なっている場合や、窒素ガス圧ｌｌ１１ａ
ｉｃが多段式ではない場合は、原料窒素ガスをバルブに
て減圧し、窒素ガス圧縮機の入口側または出口側１ζ供
給する方法がとられていたが、この方法は墾素液化装置
の原単位向上の点について配慮か不足し、雄料窒素ガス
の供給圧力を有効に利用していないという問題があった
。

本発明の目的は、簡単な機器構成で、液体製品崖の多い
窒素液化装置の窒素ガス供給方法を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、高圧、低圧膨張タービンを直列２段に配置
した窒素液化装置の低圧膨張タービンの入口側に原料窒
素ガスを供給し、低圧膨張タービンの入口圧力を原料窒
素ガス供給比力とほぼ等しくすることにより達成される
。

〔作用〕

低圧膨張タービンの入口側に供給された原料窒素ガスは
、低圧膨張タービンで断熱膨張されて冷却し、熱交換器
で常温まで温度回復された後、窒素ガス圧縮機で昇圧さ
れる。

これにより原料窒素ガスの圧力を減圧することなく窒素
液化装置へ供給することかできる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

窒素ガス圧縮機の出口圧力は、高圧、低圧膨張タービン
の入口と出口の圧力比が、実用的に大きくて約８程度、
小さくて２程度と考えられるので、この間の圧力、即ち
高（て約６０ｋｇ　／ｃｒｎ２Ｇから低い場合は数ｋｇ
／ｃｍ２Ｑの範囲とすることができる。しかし、窒素ガ
スを液化として取り出すことを考えると、約３０〜６０
　ｋｇ／ｃｍ２Ｑが適当な圧力となる。

窒素ガス圧縮機ｌで所定の圧力まで昇圧された窒素ガス
は、導管１１１ζより窒素熱交換器２の温端側に供給さ
れる。窒素熱交換器２内で約−３０００近辺まで冷却さ
れた所で、窒素ガスは一旦窒素熱交換器２から抜出され
、導管１２を経て窒素冷却器３で約−４０°Ｃ近辺まで
冷凍機４から導管２１゜２２を通して流通される冷媒に
よって冷却される。

窒素冷却器３を出た窒素ガスは再び導管１３により窒素
熱交換器２に戻り、低温戻り窒素ガスにより更ｌζ冷却
される。次いで窒素ガスの流れは２分され、一方は窒素
熱交換器２内を冷端まで流れ。

低温戻り窒素ガスにより液化され、導管２０を経て抜出
される。一方、窒素熱交換器２で２分された残りの窒素
ガスは、導管゛１４よりまず高圧膨張タービン５に導入
され、ここで断熱膨張により温度が低下して寒冷を発生
する。次いで、導管１５より低圧膨張タービン６に４人
され、更に断熱膨張すること１ζより温度が低下すると
共に寒冷を発生する。低温となった窒素ガスは導管１６
より再び窒素熱交換器２Ｉζ入り、寒冷回収されて導管
１７より抜き出され、窒素ガス圧縮＠１へ導入される。

ところで導管１８より窒素熱交換器２の温端側Ｉこ供給
される原料窒素ガスは、窒素熱交換器２内で約−１００
０近辺まで冷却された所で、原料窒素ガスは窒素熱交換
器２から抜き出され、導管１９より高圧膨張タービン５
の出口側の導管１５１ζ合流する。このように原料窒素
ガスを低圧膨張タービン６の入口側に供給することがで
きるため、装置全体の寒冷発生量を増大させることがで
き、液体製品の灸造意を増加させることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、下記のような効果がある。

（１）寒冷発生値を増大することができるので、液体製
品の製造量を増加させることかできる。

（２）寒冷発生量を増大することができるので、装置内
を循環する寒冷発生用の窒素ガス量を減少させることが
できる。

以上により、原料窒素ガスをバルブで減圧して装置に供
給する場合に比べ、単位液体製品量当りの電力消費量を
約５〜２５％低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す窒素液化装置の系統図
である。 １・・・・・・窒素ガス圧縮機、２・・四窒素熱交換器
、３・・・・・・窒素冷却器、４・・曲冷凍機、５・・
曲高圧膨張タービン、６・・・・・・低圧膨張タービン
、１１〜１２第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、熱交換器で低温戻りガスと熱交換して冷却された窒
   素ガスの一部を直列２段に配置された高圧、低圧膨張タ
   ービンに導入して装置に必要な寒冷を発生させ、窒素ガ
   スを熱交換器で低温戻りガスと熱交換して冷却液化する
   窒素液化装置の窒素ガス供給方法において、該熱交換器
   で低温戻りガスと熱交換して冷却された原料窒素ガスを
   該低圧膨張タービンの入口側に供給するようにしたこと
   を特徴とした窒素液化装置の窒素ガス供給方法。