KR102151725B1 - Crude argon liquid transfer device and cryogenic air separation facility having the same - Google Patents
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Abstract
조아르곤액 이송장치 및 이를 갖춘 극저온 공기분리설비를 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 조아르곤액 이송장치는 극저온 공기분리설비의 조아르곤 증류탑에 고인 조아르곤액을 메인 증류탑으로 이송하도록 안내하는 조아르곤액 관로; 조아르곤액 관로에 설치되어 조아르곤액을 수용하는 적어도 하나의 조아르곤액 탱크; 조아르곤액 탱크의 입구와 출구를 각각 개폐하는 입구밸브와 출구밸브; 및 조아르곤액 탱크의 조아르곤액을 기화시켜 조아르곤액 탱크의 압력을 설정한 송출압력으로 상승시키는 기화장치를 포함한다. A crude argon liquid transfer device and a cryogenic air separation facility equipped with the same are disclosed. A crude argon solution transfer device according to an embodiment of the present invention includes a crude argon solution pipe for guiding the crude argon solution accumulated in the crude argon distillation column of the cryogenic air separation facility to the main distillation column; At least one crude argon solution tank installed in the crude argon solution pipe to receive the crude argon solution; An inlet valve and an outlet valve respectively opening and closing the inlet and outlet of the crude argon liquid tank; And a vaporization device for evaporating the crude argon solution in the crude argon solution tank to increase the pressure in the crude argon solution tank to a set delivery pressure.
Description
본 발명은 조아르곤 증류탑 하부의 조아르곤액을 기화시켜 승압하는 방식으로 메인 증류탑으로 이송하는 조아르곤액 이송장치 및 이를 갖춘 극저온 공기분리설비에 관한 것이다.The present invention relates to a crude argon solution transfer device for transferring to a main distillation column by vaporizing and boosting the crude argon solution in a lower part of the crude argon distillation column, and a cryogenic air separation facility equipped with the same.
공기(空氣)는 질소, 산소, 아르곤, 이산화 탄소, 수증기 등을 포함하는데, 공기에 포함된 질소, 산소, 아르곤과 같은 성분들은 극저온 공기분리설비를 통해 생산할 수 있다. Air contains nitrogen, oxygen, argon, carbon dioxide, and water vapor, and components such as nitrogen, oxygen, and argon contained in air can be produced through cryogenic air separation equipment.
극저온 공기분리기술은 공기 중의 이산화탄소, 수증기 등 불순물을 제거한 후 공기를 극저온으로 냉각시키고, 이후 각 성분들을 끓는점 차이를 이용해 증류방식으로 분리하여 기체 또는 액체 상태의 산소, 질소, 아르곤을 생산한다. Cryogenic air separation technology removes impurities such as carbon dioxide and water vapor in the air, cools the air to cryogenic temperatures, and then separates each component by distillation using the difference in boiling point to produce gaseous or liquid oxygen, nitrogen, and argon.
통상의 극저온 공기분리설비는 하부의 고압탑과 상부의 저압탑을 갖춘 메인 증류탑, 메인 증류탑 상측의 저압탑 중단으로부터 산소 및 질소성분이 포함된 조아르곤 유체를 공급 받아 아르곤 성분을 재차 분리하는 조아르곤 증류탑, 조아르곤 증류탑에서 분리된 아르곤 성분을 정제하여 순수 아르곤을 생산하는 순아르곤 증류탑을 포함할 수 있다. Conventional cryogenic air separation facilities include a main distillation column with a high-pressure column at the bottom and a low pressure column at the top, and a crude argon that separates argon components by receiving a crude argon fluid containing oxygen and nitrogen from the interruption of the low pressure column above the main distillation column. It may include a distillation column, a pure argon distillation column that produces pure argon by purifying the argon component separated from the crude argon distillation column.
일본 공개특허공보 2009-30966호(2009.2.12. 공개) 및 대한민국 특허공보 특1995-0014009호(1995.11.20. 공고)는 이러한 유형의 극저온 공기분리설비의 예를 제시하고 있다.Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-30966 (published on February 12, 2009) and Korean Patent Publication No. 1995-0014009 (published on November 20, 1995) provide examples of this type of cryogenic air separation equipment.
이러한 극저온 공기분리설비는 메인 증류탑 상측 저압탑으로부터 분리된 조아르곤 유체가 관로를 통해 조아르곤 증류탑의 하측으로 공급되고, 조아르곤 증류탑에서 이 유체로부터 아르곤 성분이 분리된다. 아르곤의 분리과정에서 조아르곤 증류탑 하부에 고이는 조아르곤액은 회송펌프에 의해 다시 메인 증류탑 상측의 저압탑으로 회송된다.In such a cryogenic air separation facility, the crude argon fluid separated from the low pressure column above the main distillation column is supplied to the lower side of the crude argon distillation column through a pipe, and the argon component is separated from this fluid in the crude argon distillation column. During the separation of argon, the crude argon liquid accumulated in the lower part of the crude argon distillation column is returned to the low pressure column above the main distillation column by a return pump.
그러나 이러한 극저온 공기분리설비는 조아르곤 증류탑 하부의 조아르곤액을 메인 증류탑으로 회송시키기 위해 회송펌프를 지속적으로 가동시켜야 하기 때문에 에너지 손실이 큰 문제가 있었다. 아울러 회송펌프의 고장 등으로 인해 아르곤의 생산에 차질이 생길 수 있었다. However, such a cryogenic air separation facility has a big problem of energy loss because the return pump must be continuously operated to return the crude argon liquid at the bottom of the crude argon distillation column to the main distillation column. In addition, the production of argon could be disrupted due to failure of the return pump.
본 발명의 일 측면은 조아르곤 증류탑의 조아르곤액을 기화시켜 승압하는 방식으로 메인 증류탑으로 이송할 수 있는 조아르곤액 이송장치 및 이를 갖춘 극저온 공기분리설비를 제공하고자 한다.An aspect of the present invention is to provide a crude argon solution transfer device capable of transferring to a main distillation column by vaporizing and boosting the crude argon solution in a crude argon distillation column and a cryogenic air separation facility equipped with the same.
본 발명의 일 측면에 따르면, 극저온 공기분리설비의 조아르곤 증류탑에 고인 조아르곤액을 메인 증류탑으로 이송하도록 안내하는 조아르곤액 관로; 상기 조아르곤액 관로에 설치되어 조아르곤액을 수용하는 적어도 하나의 조아르곤액 탱크; 상기 조아르곤액 탱크의 입구와 출구를 각각 개폐하는 입구밸브와 출구밸브; 및 상기 조아르곤액 탱크의 조아르곤액을 기화시켜 상기 조아르곤액 탱크의 압력을 설정한 송출압력으로 상승시키는 기화장치;를 포함하는 조아르곤액 이송장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a crude argon solution pipe for guiding to transfer the crude argon solution accumulated in the crude argon distillation column of the cryogenic air separation facility to the main distillation column; At least one crude argon solution tank installed in the crude argon solution pipe to receive the crude argon solution; An inlet valve and an outlet valve respectively opening and closing the inlet and outlet of the crude argon liquid tank; And a vaporization device for evaporating the crude argon solution in the crude argon solution tank to increase the pressure of the crude argon solution tank to a set delivery pressure.
상기 조아르곤액 이송장치는 상기 조아르곤액 탱크 내부의 압력을 감지하는 압력센서; 및 상기 입구밸브와 상기 출구밸브의 개폐 및 상기 기화장치의 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.The crude argon solution transfer device may include a pressure sensor for sensing the pressure inside the crude argon solution tank; And a control unit for controlling the opening and closing of the inlet valve and the outlet valve and operation of the vaporization device.
상기 제어부는 상기 조아르곤액 탱크의 내부 압력이 상기 송출압력에 이르면 상기 기화장치의 동작을 멈추고 상기 출구밸브를 개방하도록 제어할 수 있다.When the internal pressure of the crude argon liquid tank reaches the delivery pressure, the control unit may control to stop the operation of the vaporizer and open the outlet valve.
상기 기화장치는 상기 조아르곤액 탱크의 조아르곤액을 대기와 열교환을 통해 기화시키는 열교환기; 상기 조아르곤액 탱크의 조아르곤액이 상기 열교환기로 공급되어 기화된 후 상기 조아르곤액 탱크로 유입될 수 있도록 상기 조아르곤액 탱크와 상기 열교환기를 연결하는 기화관로; 및 상기 기화관로를 개폐해 유체의 흐름을 제어하는 기화제어밸브;를 포함할 수 있다.The vaporization device may include a heat exchanger for vaporizing the crude argon solution in the crude argon solution tank through heat exchange with the atmosphere; A vaporization pipe path connecting the crude argon solution tank and the heat exchanger so that the crude argon solution of the crude argon solution tank is supplied to the heat exchanger and vaporized and then flows into the crude argon solution tank; And a vaporization control valve for controlling the flow of fluid by opening and closing the vaporization pipe.
상기 조아르곤액 탱크는 조아르곤액을 번갈아 수용할 수 있도록 상기 조아르곤액 관로에 병렬로 설치된 제1조아르곤액 탱크와 제2조아르곤액 탱크를 포함하고, 상기 입구밸브는 상기 제1조아르곤액 탱크의 입구를 개폐하는 제1입구밸브와, 상기 제2조아르곤액 탱크의 입구를 개폐하는 제2입구밸브를 포함하고, 상기 출구밸브는 상기 제1조아르곤액탱크의 출구를 개폐하는 제1출구밸브와, 상기 제2조아르곤액 탱크의 출구를 개폐하는 제2출구밸브를 포함하고, 상기 기화장치는 상기 제1조아르곤액 탱크의 조아르곤액을 기화시키는 제1기화장치와, 상기 제2조아르곤액 탱크의 조아르곤액을 기화시키는 제2기화장치를 포함할 수 있다.The crude argon liquid tank includes a first tank argon liquid tank and a second tank argon liquid tank installed in parallel to the crude argon liquid pipe so as to alternately accommodate the crude argon liquid, and the inlet valve is the first tank argon A first inlet valve for opening and closing the inlet of the liquid tank, and a second inlet valve for opening and closing the inlet of the second argon liquid tank, and the outlet valve is a first for opening and closing the outlet of the first argon liquid tank. A first outlet valve and a second outlet valve for opening and closing an outlet of the second argon liquid tank, wherein the vaporizing device comprises a first vaporizing device for vaporizing the crude argon liquid of the first argon liquid tank, and the Article 2 It may include a second vaporization device for vaporizing the crude argon liquid in the argon liquid tank.
상기 조아르곤액 이송장치는 상기 제1조아르곤액 탱크와 상기 제2조아르곤액 탱크의 압력을 각각 감지하는 제1압력센서와 제2압력센서; 및 상기 제1 및 제2입구밸브, 상기 제1 및 제2출구밸브, 상기 제1 및 제2기화장치의 동작을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.The crude argon solution transfer device comprises: a first pressure sensor and a second pressure sensor for sensing pressures of the first and second argon tanks; And a control unit for controlling operations of the first and second inlet valves, the first and second outlet valves, and the first and second vaporization devices.
상기 제어부는 상기 제1조아르곤액 탱크와 상기 제2조아르곤액 탱크에 조아르곤액이 번갈아 유입될 수 있도록 상기 제1 및 제2입구밸브의 개폐를 제어하고, 상기 제1조아르곤액 탱크와 상기 제2조아르곤액 탱크의 조아르곤액이 번갈아 송출될 수 있도록 상기 제1 및 제2출구밸브의 개폐를 제어할 수 있다.The control unit controls the opening and closing of the first and second inlet valves so that the crude argon solution alternately flows into the first argon solution tank and the second argon solution tank, and the first argon solution tank and Opening and closing of the first and second outlet valves may be controlled so that the crude argon solution of the second argon solution tank is alternately delivered.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 조아르곤액 이송장치를 포함하는 극저온 공기분리설비가 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a cryogenic air separation facility including the above-described crude argon liquid transfer device may be provided.
본 발명의 실시 예에 따른 조아르곤액 이송장치는 조아르곤 증류탑의 조아르곤액을 기화시켜 승압하는 방식으로 메인 증류탑의 저압탑으로 이송하기 때문에 조아르곤액 이송에 따른 에너지 손실을 줄일 수 있다. 즉 펌프 등을 가동하지 않고서도 조아르곤액을 이송할 수 있기 때문에 에너지 손실을 줄일 수 있고, 펌프 등의 고장에 따른 조업 손실을 최소화할 수 있다.The crude argon solution transfer device according to an embodiment of the present invention can reduce energy loss due to transfer of the crude argon solution because the crude argon solution of the crude argon distillation column is vaporized to increase pressure, and is transferred to the low pressure column of the main distillation column. That is, since the crude argon solution can be transferred without running the pump, energy loss can be reduced, and operation loss due to failure of the pump can be minimized.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 조아르곤액 이송장치가 적용된 극저온 공기분리설비를 나타낸다.
도 2는 도 1의 A부분 상세도이다.1 shows a cryogenic air separation facility to which a crude argon liquid transfer device according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a detailed view of part A of FIG. 1.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이며, 여기서 제시한 것으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략할 수 있고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following examples are presented in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, and may be embodied in other forms without being limited thereto. In the drawings, in order to clarify the present invention, portions not related to the description may be omitted, and the size of components may be slightly exaggerated to help understanding.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 조아르곤액 이송장치가 적용된 극저온 공기분리설비를 나타낸다. 도 1에 도시한 바와 같이, 극저온 공기분리설비는 메인 증류탑(100), 조아르곤 증류탑(200), 순아르곤 증류탑(300)을 포함할 수 있다.1 shows a cryogenic air separation facility to which a crude argon liquid transfer device according to an embodiment of the present invention is applied. 1, the cryogenic air separation facility may include a main distillation column 100, a crude
메인 증류탑(100)은 대략 5kg/㎠G의 압력을 유지하는 하부의 고압탑(110)과 대략 0.5kg/㎠G의 압력을 유지하는 상부의 저압탑(120)이 상호 구획된 형태일 수 있다. The main distillation column 100 may be in a form in which a high-
압축상태에서 극저온으로 냉각된 공기는 유입관로(111)를 통해 메인 증류탑(100) 하측의 고압탑(110)으로 유입된다. 이 공기는 압축기에 의해 압축된 후 정화장치를 거치면서 이산화탄소, 수증기 등의 불순물이 제거되고, 냉각기를 거쳐 극저온으로 냉각되어 액화 바로 전 상태, 즉 기액 혼합상태일 수 있다. 또 유입관로(111)의 공기 중 일부는 관로(112)를 통해 분기된 후 팽창장치(113)를 거쳐 더 낮은 온도로 냉각된 후 상측의 저압탑(120) 내부로 유입될 수 있다.The air cooled to a cryogenic temperature in the compressed state is introduced into the high-
고압탑(110) 내부로 유입된 공기의 성분들 중 상대적으로 끓는 점이 높은 산소는 고압탑(110) 내부온도의 영향으로 액화되면서 고압탑(110) 하부에 고이고, 상대적으로 끓는 점이 낮은 질소는 기체로 상승하여 고압탑(110)의 상부에 이른다. Among the components of the air introduced into the high-
고압탑(110) 상부로 상승한 질소는 저압탑(120) 하부에 설치된 응축기(130)에 의해 저압탑(120) 하측에 고이는 액체산소와 열교환하여 액화된 후 하강할 수 있다. 고압탑(110) 상부의 질소는 고압탑(110) 상부에서 이러한 과정을 통해 액체와 증기상태를 반복적으로 순환할 수 있다.Nitrogen rising to the upper part of the high-
고압탑(110) 상부의 기체 질소는 관로(115)를 통해 분리 배출된 후 저장될 수 있고, 고압탑(110) 상부의 액체질소 역시 다른 관로(116)를 통해 분리 배출된 후 저장될 수 있다. 고압탑(110) 상부로부터 관로(116)를 통해 분리 배출된 액체질소는 순아르곤 증류탑(300) 하측의 응축기(310)로 공급되어 순아르곤액을 냉각시키거나, 순아르곤 증류탑(300) 상측의 응축기(320)로 공급되어 기체 아르곤을 액화하는 용도로 이용될 수 있다.The gaseous nitrogen above the high-
고압탑(110) 하부에 고인 액체, 즉 다량의 산소를 포함하는 액체는 관로(117)를 통해 배출된 후 조아르곤 증류탑(200) 상부의 응축기(210) 쪽으로 공급된다. 이 액체는 공급과정에서 팽창수단(118)에 의해 압력이 낮아지고 온도가 하강하여 조아르곤 증류탑(200) 상부의 조아르곤 가스를 액화시키는 냉매로 이용된다. 그리고 열교환 후 조아르곤 증류탑(200) 상부로부터 배출된 가스는 관로(211)를 통해 다시 메인 증류탑(100) 상측의 저압탑(120) 중간 위치로 공급된다. 관로(117)를 통해 조아르곤 증류탑(200) 상부 쪽으로 이송되는 유체 중 일부는 압력조절밸브(119a)를 갖춘 분기관로(119)를 통하여 저압탑(120)의 중간위치로 공급될 수 있다. The liquid accumulated in the lower portion of the high-
저압탑(120)의 하측에 모이는 기체 산소는 관로(121)를 통해 외부로 배출 후 저장될 수 있고, 저압탑(120)의 하측에 고인 액체산소 역시 관로(122)를 통해 배출된 후 저장될 수 있다. 저압탑(120)으로부터 배출되는 산소는 배출과정에서 유입관로(111)의 공기를 냉각시키는 냉매로 이용될 수 있다. 저압탑(120) 상부의 질소 가스는 관로(123)를 통해 배출된 후 별도로 저장될 수 있고, 역시 배출과정에서 유입관로(111)로 유입되는 공기의 냉각을 위해 이용될 수 있다.The gaseous oxygen collected at the lower side of the
저압탑(120)의 중간 영역에는 아르곤을 다량 함유하는 유체가 존재하는데, 이 유체는 관로(220)를 통해 배출되어 조아르곤 증류탑(200) 하부로 공급된다. 조아르곤 증류탑(200)으로 유입된 유체 중 기화하여 상승하는 가스, 즉 일부 산소를 포함하는 조아르곤 가스는 관로(330)를 통해 순아르곤 증류탑(300)의 중간으로 공급되고, 일부는 조아르곤 증류탑(200) 상부의 응축기(210)에 의해 액화된 상태로 환류한다. A fluid containing a large amount of argon is present in the middle region of the
순아르곤 증류탑(300)에서는 유입된 가스 중 아르곤 성분이 액화하여 하부에 고인다. 그리고 순아르곤 증류탑(300) 하부의 순아르곤액은 관로(340)를 통해 배출되어 저장된다. 순아르곤 증류탑(300) 내에서 기화하여 상승하는 가스는 응축기(320)에 의해 응축되어 환류하거나 외부로 배출된다.In the pure
다량의 산소를 포함한 상태로 조아르곤 증류탑(200) 하부에 고이는 조아르곤액은 재 정류를 위해 조아르곤액 관로(230)를 통하여 메인 증류탑(100) 상측의 저압탑(120) 중간영역으로 이송된다. 이러한 조아르곤액의 이송을 위해 조아르곤액 관로(230)에는 조아르곤액을 기화시켜 송출압력으로 상승시키는 조아르곤액 이송장치(400)가 설치된다.The crude argon solution accumulated in the lower part of the crude
조아르곤액 이송장치(400)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 조아르곤액 관로(230)에 설치되어 조아르곤액을 수용하는 제1 및 제2조아르곤액 탱크(410,420), 제1 및 제2조아르곤액 탱크(410,420)의 입구와 출구를 각각 개폐하는 제1 및 제2입구밸브(411,421)와 제1 및 제2출구밸브(412,422)를 구비한다. As shown in FIGS. 1 and 2, the crude argon
또 조아르곤액 이송장치(400)는 제1 및 제2조아르곤액 탱크(410,420)의 조아르곤액을 기화시켜 제1 및 제2조아르곤액 탱크(410,420)의 압력을 설정한 송출압력으로 상승시키는 제1기화장치(430) 및 제2기화장치(440), 제1조아르곤액 탱크(410)와 제2조아르곤액 탱크(420)의 압력을 각각 감지하는 제1압력센서(413)와 제2압력센서(423)를 구비한다. In addition, the crude argon
또 조아르곤액 이송장치(400)는 제1 및 제2입구밸브(411,421), 제1 및 제2출구밸브(412,422), 제1 및 제2기화장치(430,440)의 동작을 제어하는 제어부(450)를 포함한다.In addition, the crude argon
제1조아르곤액 탱크(410)와 제2조아르곤액 탱크(420)는 조아르곤액을 번갈아 수용할 수 있도록 조아르곤액 관로(230)에 병렬로 설치된다. 제1입구밸브(411)는 제1조아르곤액 탱크(410)의 입구를 개폐하고, 제2입구밸브(421)는 제2조아르곤액 탱크(420)의 입구를 개폐한다. 제1출구밸브(412)는 제1조아르곤액 탱크(410)의 출구를 개폐하고, 제2출구밸브(422)는 제2조아르곤액 탱크(420)의 출구를 개폐한다. The Article 1
제1기화장치(430)는 제1조아르곤액 탱크(410) 내부의 조아르곤액을 순환시키며 기화하고, 제2기화장치(440)는 제2조아르곤액 탱크(420) 내부의 조아르곤액을 순환시키며 기화한다.The
제어부(450)는 제1조아르곤액 탱크(410)와 제2조아르곤액 탱크(420)에 조아르곤액이 번갈아 유입될 수 있도록 제1 및 제2입구밸브(411,412)가 번갈아 개폐되도록 제어할 수 있다. 또 제1조아르곤액 탱크(410)와 제2조아르곤액 탱크(420)의 조아르곤액이 번갈아 송출될 수 있도록 제1 및 제2출구밸브(421,422)가 번갈아 개폐되도록 제어할 수 있다.The
제1기화장치(430)는 제1조아르곤액 탱크(410)의 조아르곤액을 대기와 열교환을 통해 기화시키는 제1열교환기(431), 제1조아르곤액 탱크(410)의 조아르곤액이 제1열교환기(431)로 공급되어 기화된 후 다시 제1조아르곤액 탱크(410)로 유입될 수 있도록 제1조아르곤액 탱크(410)와 제1열교환기(431)를 연결하는 제1기화관로(432), 제1기화관로(432)를 개폐해 유체의 흐름을 제어하는 제1기화제어밸브(433)를 구비한다. The
제2기화장치(440)는 제2조아르곤액 탱크(420)의 조아르곤액을 대기와 열교환을 통해 기화시키는 제2열교환기(441), 제2조아르곤액 탱크(420)의 조아르곤액이 제2열교환기(441)로 공급되어 기화된 후 다시 제2조아르곤액 탱크(420)로 유입될 수 있도록 제2조아르곤액 탱크(420)와 제2열교환기(441)를 연결하는 제2기화관로(442), 제2기화관로(442)를 개폐해 유체의 흐름을 제어하는 제2기화제어밸브(443)를 구비한다.The
제어부(450)는 제1압력센서(413) 또는 제2압력센서(423)를 통해 제1조아르곤액 탱크(410) 또는 제2조아르곤액 탱크(420)의 압력을 판단하고, 제1 또는 제2조아르곤액 탱크(410,420)의 압력이 설정한 송출압력에 미달할 경우 제1기화제어밸브(433) 또는 제2기화제어밸브(443)를 개방해 조아르곤액의 기화가 이루어지도록 함으로써 각 조아르곤액 탱크의 압력이 상승하도록 할 수 있다. 그리고 제어부(450)는 제1 및 제2조아르곤액 탱크(410,420)의 압력이 설정한 송출압력에 이를 경우 제1 또는 제2출구밸브(412,422)를 개방해 조아르곤액의 송출이 이루어지도록 할 수 있다. The
제어부(450)는 제1조아르곤액 탱크(410)의 내부 압력이 송출압력에 이르면 제1기화장치(430)의 동작을 멈추고 제1출구밸브(412)를 개방해 제1조아르곤액 탱크(410) 내의 조아르곤액이 저압탑(120)으로 공급되도록 할 수 있다. 마찬가지로, 제2조아르곤액 탱크(420)의 내부 압력이 송출압력에 이르면 제2기화장치(440)의 동작을 멈추고 제2출구밸브(422)를 개방해 제2조아르곤액 탱크(420) 내의 조아르곤액이 저압탑(120)으로 공급되도록 할 수 있다.When the internal pressure of the first
이러한 조아르곤액 이송장치(400)는 제2입구밸브(421), 제2출구밸브(422), 제1출구밸브(412)를 폐쇄한 상태에서 제1입구밸브(411)를 개방하여 조아르곤 증류탑(200) 하부의 조아르곤액이 제1조아르곤액 탱크(410)로 유입되도록 할 수 있다. 제1조아르곤액 탱크(410)로 조아르곤액이 설정량 유입된 후에는 제1입구밸브(411)를 폐쇄한 후 제1기화장치(430)의 제1기화제어밸브(433)를 개방해 조아르곤액이 제1열교환기(431)를 거치며 기화하도록 함으로써 제1조아르곤액 탱크(410)의 압력이 상승되도록 할 수 있다. 제1조아르곤액 탱크(410)의 압력이 설정한 송출압력에 이르면, 제1출구밸브(412)를 개방해 제1조아르곤액 탱크(410) 내부의 조아르곤액이 메인 증류탑(100)의 저압탑(120)으로 송출되도록 할 수 있다. The crude argon
이러한 조아르곤액 이송동작은 제어부(450)의 제어에 의해 제1조아르곤액 탱크(410) 쪽과 제2조아르곤액 탱크(420) 쪽에서 번갈아 이루어질 수 있고, 이를 통해 저압탑(120) 쪽으로 조아르곤액을 연속하여 송출할 수 있다.The crude argon solution transfer operation may be alternately performed in the first
본 실시 예는 복수의 조아르곤액 탱크 및 기화장치가 조아르곤액 관로(230)에 병렬로 배치되어 조아르곤액의 이송을 번갈아 수행할 수 있도록 하는 경우를 제시하였으나, 조아르곤액 탱크와 기화장치가 각각 하나로 구성될 수 있다. 이 경우 입구밸브, 출구밸브, 압력센서 등로 하나로 구성될 수 있다.In the present embodiment, a plurality of crude argon liquid tanks and vaporizers are arranged in parallel in the crude argon
이처럼 본 실시 예에 따른 조아르곤액 이송장치(400)는 조아르곤 증류탑(200)의 조아르곤액을 기화시켜 승압하는 방식으로 메인 증류탑(100)의 저압탑(120)으로 이송하기 때문에 조아르곤액 이송에 따른 에너지 손실을 줄일 수 있다. 즉 펌프 등을 가동하지 않고서도 조아르곤액을 이송할 수 있기 때문에 에너지 손실을 줄일 수 있고, 펌프 등의 고장에 따른 조업 손실을 최소화할 수 있다.As described above, the crude argon
100: 메인 증류탑, 110: 고압탑,
120: 저압탑, 200: 조아르곤 증류탑,
230: 조아르곤액 관로, 300: 순아르곤 증류탑,
400: 조아르곤 이송장치, 410: 제1조아르곤액 탱크,
411: 제1입구밸브, 412: 제1출구밸브,
413: 제1압력센서, 420: 제2조아르곤액 탱크,
421: 제2입구밸브, 422: 제2출구밸브,
423: 제2압력센서, 430: 제1기화장치,
431: 제1열교환기, 432: 제1기화관로,
433: 제1기화제어밸브, 440: 제2기화장치,
441: 제2열교환기, 442: 제2기화관로,
443: 제2기화제어밸브, 450: 제어부.100: main distillation column, 110: high pressure column,
120: low pressure column, 200: crude argon distillation column,
230: crude argon liquid pipe, 300: pure argon distillation column,
400: crude argon transfer device, 410: Article 1 argon liquid tank,
411: first inlet valve, 412: first outlet valve,
413: first pressure sensor, 420: Article 2 argon liquid tank,
421: second inlet valve, 422: second outlet valve,
423: second pressure sensor, 430: first vaporization device,
431: first heat exchanger, 432: first vaporization pipe,
433: first vaporization control valve, 440: second vaporization device,
441: second heat exchanger, 442: second gasification duct,
443: second vaporization control valve, 450: control unit.
Claims (8)
상기 조아르곤액 관로에 설치되어 조아르곤액을 수용하는 적어도 하나의 조아르곤액 탱크;
상기 조아르곤액 탱크의 입구와 출구를 각각 개폐하는 입구밸브와 출구밸브; 및
상기 조아르곤액 탱크의 조아르곤액을 기화시켜 상기 조아르곤액 탱크의 압력을 설정한 송출압력으로 상승시키는 기화장치;를 포함하며,
상기 기화장치는,
상기 조아르곤액 탱크의 조아르곤액을 대기와 열교환을 통해 기화시키는 열교환기;
상기 조아르곤액 탱크의 조아르곤액이 상기 열교환기로 공급되어 기화된 후 상기 조아르곤액 탱크로 유입될 수 있도록 상기 조아르곤액 탱크와 상기 열교환기를 연결하는 기화관로; 및
상기 기화관로를 개폐해 유체의 흐름을 제어하는 기화제어밸브;를 포함하는 조아르곤액 이송장치.A crude argon solution pipe for guiding the crude argon solution accumulated in the crude argon distillation column of the cryogenic air separation facility to be transferred to the main distillation column;
At least one crude argon solution tank installed in the crude argon solution pipe to receive the crude argon solution;
An inlet valve and an outlet valve respectively opening and closing the inlet and outlet of the crude argon liquid tank; And
A vaporization device for vaporizing the crude argon solution in the crude argon solution tank to increase the pressure of the crude argon solution tank to a set delivery pressure; and
The vaporization device,
A heat exchanger for vaporizing the crude argon solution in the crude argon solution tank through heat exchange with the atmosphere;
A vaporization pipe path connecting the crude argon solution tank and the heat exchanger so that the crude argon solution of the crude argon solution tank is supplied to the heat exchanger to be vaporized and then introduced into the crude argon solution tank; And
Crude argon liquid transfer device comprising a; vaporization control valve for controlling the flow of the fluid by opening and closing the vaporization pipe.
상기 조아르곤액 탱크 내부의 압력을 감지하는 압력센서; 및
상기 입구밸브와 상기 출구밸브의 개폐 및 상기 기화장치의 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 조아르곤액 이송장치.The method of claim 1,
A pressure sensor sensing the pressure inside the crude argon liquid tank; And
The crude argon liquid transfer device further comprising a; a control unit for controlling the opening and closing of the inlet valve and the outlet valve and the operation of the vaporizer.
상기 제어부는 상기 조아르곤액 탱크의 내부 압력이 상기 송출압력에 이르면 상기 기화장치의 동작을 멈추고 상기 출구밸브를 개방하도록 제어하는 조아르곤액 이송장치.The method of claim 2,
When the internal pressure of the crude argon liquid tank reaches the delivery pressure, the control unit stops the operation of the vaporizer and controls to open the outlet valve.
상기 조아르곤액 탱크는 조아르곤액을 번갈아 수용할 수 있도록 상기 조아르곤액 관로에 병렬로 설치된 제1조아르곤액 탱크와 제2조아르곤액 탱크를 포함하고,
상기 입구밸브는 상기 제1조아르곤액 탱크의 입구를 개폐하는 제1입구밸브와, 상기 제2조아르곤액 탱크의 입구를 개폐하는 제2입구밸브를 포함하고,
상기 출구밸브는 상기 제1조아르곤액탱크의 출구를 개폐하는 제1출구밸브와, 상기 제2조아르곤액 탱크의 출구를 개폐하는 제2출구밸브를 포함하고,
상기 기화장치는 상기 제1조아르곤액 탱크의 조아르곤액을 기화시키는 제1기화장치와, 상기 제2조아르곤액 탱크의 조아르곤액을 기화시키는 제2기화장치를 포함하는 조아르곤액 이송장치.The method of claim 1,
The crude argon liquid tank includes a first tank argon liquid tank and a second tank argon liquid tank installed in parallel to the crude argon liquid pipe so as to alternately accommodate the crude argon liquid,
The inlet valve includes a first inlet valve for opening and closing the inlet of the first argon liquid tank, and a second inlet valve for opening and closing the inlet of the second argon liquid tank,
The outlet valve includes a first outlet valve for opening and closing the outlet of the first argon liquid tank, and a second outlet valve for opening and closing the outlet of the second argon liquid tank,
The vaporization device is a crude argon solution transfer device including a first vaporization device for vaporizing the crude argon solution in the first argon solution tank, and a second vaporization device for vaporizing the crude argon solution in the second argon solution tank .
상기 제1조아르곤액 탱크와 상기 제2조아르곤액 탱크의 압력을 각각 감지하는 제1압력센서와 제2압력센서; 및
상기 제1 및 제2입구밸브, 상기 제1 및 제2출구밸브, 상기 제1 및 제2기화장치의 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 조아르곤액 이송장치.The method of claim 5,
A first pressure sensor and a second pressure sensor respectively sensing pressures of the first argon liquid tank and the second argon liquid tank; And
The first and second inlet valves, the first and second outlet valves, and a control unit for controlling the operation of the first and second vaporization devices; crude argon solution transfer device further comprising a.
상기 제어부는 상기 제1조아르곤액 탱크와 상기 제2조아르곤액 탱크에 조아르곤액이 번갈아 유입될 수 있도록 상기 제1 및 제2입구밸브의 개폐를 제어하고, 상기 제1조아르곤액 탱크와 상기 제2조아르곤액 탱크의 조아르곤액이 번갈아 송출될 수 있도록 상기 제1 및 제2출구밸브의 개폐를 제어하는 조아르곤액 이송장치.The method of claim 6,
The control unit controls the opening and closing of the first and second inlet valves so that the crude argon solution alternately flows into the first argon solution tank and the second argon solution tank, and the first argon solution tank and The crude argon solution transfer device for controlling opening and closing of the first and second outlet valves so that the crude argon solution of the second argon solution tank is alternately delivered.
A cryogenic air separation facility comprising the crude argon liquid transfer device according to any one of claims 1 to 3 and 5 to 7.
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KR1020180073100A KR102151725B1 (en) | 2018-06-26 | 2018-06-26 | Crude argon liquid transfer device and cryogenic air separation facility having the same |
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JP2008057804A (en) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Kurio Air:Kk | Manufacturing method of refined argon |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) |