JPS63271083A

JPS63271083A - 凝縮装置

Info

Publication number: JPS63271083A
Application number: JP10556287A
Authority: JP
Inventors: 佐伯　政美; 下田　利正
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1987-04-28
Filing date: 1987-04-28
Publication date: 1988-11-08
Also published as: JPH0323826B2

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、例えば塩素等の高純度のガスを製造する際に
用いられる凝縮装置に関するものである。

〔従来の技術〕

塩素を原料とする製品は塩化ビニル製品をはじめとして
用途が広く、各種の工業分野、及び一般家庭において多
用されている。このような塩素は苛性ソーダの製造プロ
セスで発生し、第５図に示す製造プロセスにて製造され
る。即ち、電解槽２１から発生した塩素ガスをクーラ２
２、ドライヤ２３、塩素ガス・ブロワスクラバ２４へ順
に通した後、凝縮装置２５へ供給し、塩素ガス中に含ま
れる水蒸気、ＣＯ２、Ｎ２、Ｎ２等の不純物を取り除く
。そして、上記凝縮装置２５からストレージ・タンク２
６へ送出され、貯留されるものである。

上記の製造プロセスにおいて、純度の高い塩素ガスを得
るために設けられる従来の凝縮装置２５は、第６図に示
すように、熱交換をする冷媒が内部を循環し、不純物を
含む塩素ガスを液化する冷凍装置と、この冷凍装置にて
液化された塩素を気化する装置とから成っている。上記
冷凍装置は、順次配管された蒸発器である塩素液化器２
７、液分離器２８、圧縮機２９、油回収器３０、凝縮器
３１、受液器３２、及び膨張弁３３から成り、内部にＲ
２２等の冷媒が封入されている。そして、上記不純物を
含んだ塩素ガスを塩素液化器２７に送り込んで冷却、液
化し、液化温度の違いによって不純物を取り除いた液体
塩素のみを取り出して液体塩素受槽３４に溜める。次い
で、液体塩素を液ポンプ３５によって気化器３６に送り
込み、気化器３６にスチームを通すことにより加熱し気
化させていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕ところが、上記従来の凝縮装置２５ては、冷媒の冷却は
凝縮器３１にのみ依存しているため、冷凍装置としての
成績係数が小さく、また、消費電力が大きいという問題
点があった。さらに、液体塩素を気化させるのに気化器
３６において多量のスチームを消費するため、ランニン
グコストが高くつくという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本第１発明に係る凝縮装置は、上記の問題点を解決する
ために、常温で気化しているガスを冷媒と熱交換させる
ことにより液化して不純物を除去する蒸発器、冷媒を圧
縮する圧縮機、冷媒を凝縮する凝縮器、及び冷媒の圧力
を調節して膨張させる膨張弁を有し、これら各機器をこ
の順に接続して閉回路を形成した冷凍装置と、上記蒸発
器にて液化されたガスを再び気化させる気化装置とを備
えた凝縮装置において、上記冷凍装置の凝縮器と膨張弁
との間に、冷媒と上記液化したガスとの熱交換を行わせ
る熱交換器を介設したことを特徴としている。

本第２発明に係る凝縮装置は、前記の問題点を解決する
ために、常温で気化しているガスを冷媒と熱交換させる
ことにより液化して不純物を除去する蒸発器、冷媒を圧
縮する圧縮機、冷媒を凝縮する凝縮器、及び冷媒の圧力
を調節して膨張させる膨張弁を有し、これら各機器をこ
の順に接続して閉回路を形成した冷凍装置と、上記蒸発
器にて液化されたガスを再び気化させる気化装置とを備
えた凝縮装置において、上記冷凍装置の凝縮器に、冷媒
と熱交換を行わせる液化ガスを導くための配管を設けた
ことを特徴としている。

〔作　用〕

第１発明の構成により、冷凍装置を成す蒸発器によって
液化されたガスは、凝縮器と膨張弁との間に設けられた
熱交換器によって、加熱されて気化する一方、冷媒は液
化したガスに熱を与えるため適冷される。これにより、
後段における液化ガスを気化するのに消費されるエネル
ギー量を低減することができると共に、冷媒の潜熱が増
加されて、冷凍装置としての成績係数は大きなものとな
る。

また、第２発明の構成により、蒸発器にて液化されたガ
スは凝縮器における冷媒との熱交換によって気化される
一方、冷媒はさらに冷却されるため、冷媒を冷却する冷
却水の量を低減することができる。

〔第１発明の実施例〕本第１発明の一実施例を第１図に基づいて説明すれば、
以下の通りである。

本発明の凝縮装置は、第１図に示すように、熱交換をす
る冷媒が内部を循環し、不純物を含む塩素ガスを液化す
る冷凍装置と、この冷凍装置にて液化された液体塩素を
気化する気化装置とから成っている。上記冷凍装置は、
順次配管された蒸発器である塩素液化器１、液分離器２
、圧縮機３、油回収器４、凝縮器５、受液器６及び膨張
弁８から構成され、内部には冷媒が封入されている。上
記凝縮器５には冷却水を流通させるための配管が施され
ている。また、上記塩素液化器１は、塩素ガスを発生す
る図示しない電解槽と接続されている。

一方、液体塩素の気化装置は、順次配管された液体塩素
受槽９、液ポンプ１０、熱交換器である液体塩素加熱器
７及び気化器１１から構成されている。上記液体塩素受
槽９には塩素液化器１の出口側が接続されている。液体
塩素加熱器７は上記冷凍装置における受液器６と膨張弁
８との間に介装されている。気化器１１には液体塩素を
気化させるためのスチーム加熱用の配管が別に施されて
いる。

上記の構成において、塩素液化器１に送り込まれた不純
物を含有する塩素ガスは、塩素液化器１内を流通する低
圧かつ低温の冷媒によって冷却され、液化されて液体塩
素となり液体塩素受槽９に貯留される。塩素ガスに含ま
れていた不純物は塩素が液化される際にイナー１−ガス
として排出される。次いで、上記液体塩素は液ポンプ１
０によって液体塩素加熱器７に送り込まれ、冷媒と熱交
換する。ここでは、冷媒は高圧であって温度が高く、液
体塩素よりも高温となっているため、液体塩素は加熱さ
れる一方、冷媒は過冷され、」二記塩素液化器１におけ
る潜熱を増加させることになる。

液体塩素加熱器７にて加熱された液体塩素は気化器１１
に送り込まれ、この気化器１１内を流通するスチームに
て加熱されることにより気化する。

気化器１１におけるスチームの消費量は、上記の如く液
体塩素が液体塩素加熱器７にて先に加熱されていること
により、少量ですむ。

一方、塩素液化器１における熱交換にて加熱された冷媒
は、液分離器２、圧縮機３及び油回収器４を経て凝縮器
５に送り込まれ、ここで冷却水にて冷却され、凝縮され
て高圧となり、受液器６に貯留される。高圧となった冷
媒は、」−記液体塩素加熱器７における液体塩素との熱
交換にて過冷された後、膨張弁８を経て膨張し、低圧か
つ低温となる。その後、塩素液化器１に供給され、ここ
で塩素ガスと熱交換を行い加熱される。塩素液化器１に
おける冷媒は、上述の如く液体塩素加熱器７にて先に過
冷されているため、冷凍装置の能力は大きなものとなる
。

〔第２発明の実施例〕本第２発明の一実施例を第２図乃至第４図に基づいて以
下に説明する。尚、前記第１発明と同一の機能を有する
機器等には、同一の符号を付記し、その説明を省略しで
ある。

本発明の凝縮装置は、第２図に示すように、冷凍装置と
液体塩素を気化する装置とから成り、冷凍装置は、順次
配管された塩素液化器１、液分離器２、圧縮機３、油回
収器４、ダブルバンドル方式の凝縮器１２、受液器６及
び膨張弁８から構成されている。上記凝縮器１２には冷
却水を流通させるための配管及び液体塩素を流通させる
ための配管が施されている。また、冷媒には例えばＲ２
２等の一般的なものが使用される。

一方、液体塩素を気化する装置は、順次配管された液体
塩素受槽９、液ポンプ１０及び上記凝縮器１２から構成
されている。上記液体塩素受槽９には塩素液化器１の出
口側が接続されている。液ポンプ１０の出口側は凝縮器
１２の液体塩素を流通させるための配管と接続されてい
る。

上記の構成において、塩素液化器１に送り込まれた不純
物を含有する塩素ガスは、低圧かつ低温の冷媒によって
冷却され、液体塩素となり液体塩素受槽９に貯留される
。塩素ガスに含まれていた不純物はこの際に排出される
。次いで、上記液体塩素は液ポンプ１０によって凝縮器
１２に送り込まれ、冷媒と熱交換する。ここでは、冷媒
は温度が高く、液体塩素よりも高温となっているため、
液体塩素は加熱され、気化する。

一方、塩素液化器１における熱交換にて加熱された冷媒
は、液分離器２、圧縮機３及び油回収器４を経て凝縮器
１２に送り込まれ、ここで冷却水　　　　　　＼及び液
体塩素との熱交換にて冷却され、凝縮されて高圧となり
、受液器６に貯留される。高圧となった冷媒は、膨張弁
８を経て膨張し、低圧かつ低温となり、塩素液化器１に
供給され、塩素ガスと熱交換を行い加熱される。

ここで、本凝縮装置における熱バランスを、第２図を概
略化した第３図によって説明する。

不純物を含む塩素ガスを凝縮させるときに必要な熱量Ｑ
、と、液化塩素を気化するのに必要な熱量Ｑ２との関係
、即ち熱バランスは、Ｑ２　＝ＣＨ＋ＮＸ　８６０となる。ここで、Ｎは上記圧縮機３の仕事量を示してい
る。」１式において、Ｑ２　＞Ｑ、であるから、液化し
た塩素は１００％気化することができる。また、凝縮器
１２においては塩素による冷却だけでは冷媒の冷却が不
足するので、冷却水による冷却も必要となる。しかしな
がら、この冷却水の使用量は、ｃ、ｏ、ｐ、　　＜成績
係数）を３．０とすると、上記Ｑ２の熱量の約４分の１
になる。そして、Ｃ，Ｏ，Ｐ、　と熱量とは以下に示す
関係にある。

Ｑ　２　　Ｑ　＋従って、本凝縮装置では、冷却水の量は従来の凝縮装置
より少なくなり、また、液体塩素は凝縮器１２にて気化
されるので気化器が不要となる。

尚、本凝縮装置において、第４図に示すように、上記凝
縮器１２は並列に設けられた凝縮器１２ａ・１２ｂから
構成され、一方の凝縮器１．２　ａでは冷媒と液体塩素
との熱交換を行わせ、他方の凝縮器１２ｂでは冷媒と冷
却水との熱交換を行わせるようにしても良い。

〔発明の効果〕

本第１発明に係る凝縮装置は、以上のように、常温で気
化しているガスを冷媒と熱交換させることにより液化し
て不純物を除去する蒸発器、冷媒を圧縮する圧縮機、冷
媒を凝縮する凝縮器、及び冷媒の圧力を調節して膨張さ
せる膨張弁を有し、これら各機器をこの順に接続して閉
回路を形成した冷凍装置と、上記蒸発器にて液化された
ガスを再び気化させる気化装置とを備えた凝縮装置にお
いて、上記冷凍装置の凝縮器と膨張弁との間に、冷媒と
上記液化したガスとの熱交換を行わせる熱交換器を介設
した構成である。これにより、蒸発器にて液化され、不
純物を除去された液化ガスは、熱交換器における冷媒と
の熱交換によって加熱されるので、後段における気化工
程でのスチーム及び電力等の消費量が節減され、省エネ
ルギー化及び製造コストの低減を図ることができる。ま
た、冷媒は上記熱交換器における液化ガスとの熱交換に
て適冷されることにより潜熱が増加され、冷却装置にお
ける成績係数を増大することができる等の効果を奏する
。

本第２発明に係る凝縮装置は、以上のように、常温で気
化しているガスを冷媒と熱交換させることにより液化し
て不純物を除去する蒸発器、冷媒を圧縮する圧縮機、冷
媒を凝縮する凝縮器、及び冷媒の圧力を調節して膨張さ
せる膨張弁を有し、これら各機器をこの順に接続して閉
回路を形成した冷凍装置と、上記蒸発器にて液化された
ガスを再び気化させる気化装置とを備えた凝縮装置にお
いて、上記冷凍装置の凝縮器に、冷媒と熱交換を行わせ
る液化ガスを導くための配管を設けた構成である。これ
により、上記蒸発器にて液化され、不純物を除去された
液化ガスは、凝縮器における冷媒との熱交換にて加熱さ
れ、気化される。従って、スチーム等を使用する気化器
が不要となる。

また、凝縮器における冷媒も上記液化ガスとの熱交換に
て冷却されるため、冷媒に使用する使用する冷却水が少
量で済み、ランニング・コストを低減することができる
等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明の一実施例を示す配管系統図、第２図
は第２発明の一実施例を示す配管系統図、第３図は第２
図を概略化した説明図、第４図は第２発明の他の実施例
を示す配管系統図、第５図は従来より採用されている塩
素ガスの製造過程を示す説明図、第６図は従来例を示す
配管系統図である。１は塩素液化器（蒸発器）、３は圧縮機、５・１２１２
ａ−１２ｂは凝縮器、６は受液器、７は液体塩素加熱器
（熱交換器）、８は膨張弁、１０は液ポンプ、１１は気
化器である。

Claims

【特許請求の範囲】１、常温で気化しているガスを冷媒と熱交換させること
により液化して不純物を除去する蒸発器と、冷媒を圧縮
する圧縮機と、冷媒を凝縮する凝縮器と、冷媒の圧力を
調節して膨張させる膨張弁とを有し、これらをこの順に
接続して閉回路を形成した冷凍装置と、上記蒸発器にて
液化されたガスを再び気化させる気化装置とを備えた凝
縮装置において、上記冷凍装置の凝縮器と膨張弁との間
に、冷媒と上記液化したガスとの熱交換を行わせる熱交
換器を介設したことを特徴とする凝縮装置。２、常温で気化しているガスを冷媒と熱交換させること
により液化して不純物を除去する蒸発器と、冷媒を圧縮
する圧縮機と、冷媒を凝縮する凝縮器と、冷媒の圧力を
調節して膨張させる膨張弁とを有し、これらをこの順に
接続して閉回路を形成した冷凍装置と、上記蒸発器にて
液化されたガスを再び気化させる気化装置とを備えた凝
縮装置において、上記冷凍装置の凝縮器に、冷媒と熱交
換を行わせる液化ガスを導くための配管を設けたことを
特徴とする凝縮装置。