KR20210070988A - 하나 이상의 공기 생성물 및 공기 분리 시스템을 얻기 위한 방법 - Google Patents

하나 이상의 공기 생성물 및 공기 분리 시스템을 얻기 위한 방법 Download PDF

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KR20210070988A
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더크 슈벤크
디미트리 골루베브
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린데 게엠베하
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Abstract

본 발명은 하나 이상의 공기 생성물을 얻기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법에서는 가압된 공기가 조정가능한 총 공기 부피로 처리되는 정류 컬럼 시스템(10)을 구비하는 공기 분리 시스템(100)이 사용되며, 총 공기 부피는 제1 작동 기간(T1) 동안에는 제1 값으로 설정되고, 제2 작동 기간(T2) 동안에는 제1 값과는 상이한 제2 값으로 설정되고, 총 공기 부피의 설정치는 제1 시간(X1)으로부터 제2 시간(X2)까지의 제3 작동 기간(T3) 내에서 제1 값으로부터 제2 값으로 변화된다. 제2 작동 기간(T2)은 제1 작동 기간(T1) 이후이고, 제3 작동 기간(T3)은 제1 작동 기간(T1)과 제2 작동 기간(T2) 사이에 있다. 본 발명에 따르면, 제3 작동 기간(T3)에서, 가압된 공기를 사용하는 정류를 통해 형성되고 정류 컬럼 시스템(10) 안으로 또는 밖으로 이송되는 유체의 부피의 설정치는 제3 시간(X3)으로부터 제4 시간(X4)까지 변화되며, 여기서 제3 시간(X3)은 제1 시간(X1) 이전 또는 이후, 그리고 제2 시간(X2) 이전이고, 제4 시간(X4)은 제1 시간(X1) 및 제3 시간(X3) 이후, 그리고 제2 시간(X2) 이전 또는 이후이다. 제1 시간(X1)과 제2 시간(X2) 사이의 기간은 제3 시간(X3)과 제4 시간(X4) 사이의 기간과 실질적으로 동일하도록 설정된다. 본 발명은 또한 상응하는 공기 분리 시스템(100)에 관한 것이다.

Description

하나 이상의 공기 생성물 및 공기 분리 시스템을 얻기 위한 방법
본 발명은 독립항의 각각의 전제부에 따른, 하나 이상의 공기 생성물을 얻기 위한 방법, 및 상응하는 공기 분리 시스템에 관한 것이다.
공기 분리 시스템에서의 공기의 저온 분리에 의한 액체 또는 기체 상태의 공기 생성물의 생성이 알려져 있으며, 예를 들어 문헌[H.-W.
Figure pct00001
(editor), Industrial Gases Processing, Wiley-VCH, 2006 - in particular, section 2.2.5, "Cryogenic Rectification"]에 기재되어 있다.
공기 분리 시스템은 정류 컬럼 시스템을 갖는데, 이것은, 예를 들어 2-컬럼 시스템으로서 - 특히, 고전적인 린데(Linde) 이중-컬럼 시스템으로서 - 설계될 수 있지만, 또한 3-컬럼 또는 다중-컬럼 시스템으로서 설계될 수 있다. 액체 및/또는 기체 상태의 질소 및/또는 산소를 얻기 위한 정류 컬럼, 즉 질소-산소 분리를 위한 정류 컬럼 외에도, 추가의 공기 성분 - 특히, 희가스 크립톤, 제논, 및/또는 아르곤 - 을 얻기 위한 정류 컬럼이 제공될 수 있다. 다른 공기 성분을 얻기 위한 정류 컬럼이 하기에 구체적으로 논의되어 있지 않더라도, 상응하는 정류 컬럼을 갖는 공기 분리 시스템은 또한 언제나 본 발명의 주제가 될 수 있다.
언급된 정류 컬럼 시스템의 정류 컬럼은 상이한 압력 수준에서 작동된다. 이중-컬럼 시스템은 고압 컬럼(압력 컬럼, 중압 컬럼, 또는 하부 컬럼으로도 지칭됨)으로 알려져 있는 것과 저압 컬럼(상부 컬럼으로도 지칭됨)으로 알려져 있는 것을 갖는다. 고압 컬럼의 압력 수준은, 예를 들어 4.7 내지 6.7 bar - 바람직하게는, 대략 5.5 bar - 이다. 저압 컬럼은, 예를 들어 1.3 내지 1.8 bar - 바람직하게는, 대략 1.4 bar - 의 압력 수준에서 작동된다. 여기서 그리고 하기에 나타낸 압력 수준은 언급된 컬럼들의 헤드에 존재하는 절대 압력이다. 언급된 값들은 필요하다면 변화될 수 있는 예일 뿐이다.
미국 특허 제4 251 248 A호는 생성물의 양을 증가시키거나 감소시키기 위해 공기 분리 시스템에서 작동 절차를 자동으로 변화시키는 방법 및 장치를 개시한다. 의도된 변화값 - 특히, 공급 공기의 경우 - 은 항상 그에 상응하여 증가되거나 감소된 생성물의 양의 값으로부터 계산된다.
미국 특허 제5 901 580 A호에서는, 생성물, 공급 공기의 양 또는 압력 중 하나에 대한 수요에 변동(fluctuation)이 있을 때, 공기 생성물의 순도는 생성물 또는 공급 공기의 양에 대한 수요가 증가함에 따라 정류 컬럼 시스템 내로 과량의 질소-풍부 액체를 도입함으로써 그리고 생성물 또는 공급 공기의 양에 대한 수요가 감소함에 따라 증류 장치로부터 과량의 질소-풍부 액체를 제거하고 저장함으로써, 실질적으로 일정하게 유지된다.
생성물 수요에 있어서 상당한 변화를 갖는 기간에 놓여지는 극저온 공기 분리 시스템이 미국 특허 제6 006 546 A호의 주제이다. 이 시스템은 생성물 순도에 대한 일시적인 작동의 영향을 최소화하기 위해 이들 기간 동안 특별히 제어된다.
미국 특허 제5 224 336 A호에 따르면, 산소 수요 및 공급 공기 압력의 급속한 변화는 증류 시스템 안으로 그리고 밖으로의 액체 질소 형태의 냉기(cold)의 순전달(net transfer)에 의해 보상된다. 이러한 냉기는 증류 시스템의 복귀 경로에 접속된 액체 질소용 저장조를 사용하여 전달된다.
공기의 극저온 분리에 의해 가압된 기체 생성물을 생성하기 위한 미국 특허 제6 185 960 B1호에 제안된 방법에서, 이는 내부 압축 및 상응하는 냉기의 발생을 사용하여 조합된 모드에서 일시적으로 그리고 기체 모드에서 일시적으로 행해진다.
공기 분리 시스템의 특정 설계에 관계없이, 탄력적 작동(flexible operation)이 종종 요구되는데, 즉 상응하는 공기 분리 시스템이 상당히 더 많거나 더 적은 양의 소정의 공기 생성물에 그에 상응하여 더 높거나 더 낮은 공기 사용량을 특정 시간에 제공할 수 있어야 할 것이다. 이와 관련하여, 상이한 생산량을 동반하는 그러한 작동 상태들 사이의 신속한 전환이 빈번하게 또한 요구된다. 상응하는 전환 공정은 하기에서 "부하 변화(load change)"로도 지칭된다. 신속한 부하 변화는 공기 분리 시스템의 더 높은 전체 효율을 가져올 것으로 추정될 수 있다. 더욱이, 신속한 부하 변화가 구현되는 경우에는, 더 작은 용량을 갖는 백업 저장소가 요구되는데, 그 이유는, 부하 변화를 지지하는 데 있어서 그러한 백업 저장소로부터 더 적은 유체가 인출되거나 유체가 전혀 인출되지 않기 때문이다. 따라서, 상응하는 공기 분리 시스템의 생산 비용이 감소될 것으로 추정될 수 있다.
본 발명의 목적은 공기 분리 시스템을 사용하여 공기 생성물의 생산을 더 탄력적이게 하고, 전체적으로 더 신속한 부하 변화를 가능하게 하는 것이다.
본 발명의 목적은 독립항의 특정된 특징을 갖는, 하나 이상의 공기 생성물을 얻기 위한 방법, 및 상응하는 공기 분리 시스템에 의해 달성된다. 유리한 실시 형태들이 특정 종속항 및 하기의 설명의 주제이다.
하기에서는, 본 발명 및 그의 이점뿐만 아니라 근간이 되는 기술적 배경을 기술하는 데 사용되는 일부 용어를 먼저 더 상세히 설명할 것이다.
이른바 주 공기 압축기/부스터 공기 압축기(main air compressor/booster air compressor, MAP-BAC) 방법 또는 이른바 높은 공기 압력(high air pressure, HAP) 방법이 공기 분리를 위해 사용될 수 있다. 주 공기 압축기/부스터 공기 압축기 방법이 더 통상적인 방법이며, 높은 공기 압력 방법은 최근에 대안으로서 점점 더 많이 사용되어 왔다. 본 발명은 두 응용 모두에 적합하다.
주 공기 압축기/부스터 공기 압축기 방법은 정류 컬럼 시스템에 공급되는 공급 공기의 총량의 일부만이 고압 컬럼의 압력 수준보다 실질적으로 더 높은, 즉 적어도 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10 bar를 초과하는 압력 수준으로 압축된다는 점에서 구별된다. 공급 공기의 양의 다른 부분은 고압 컬럼의 압력 수준으로만 압축되거나, 고압 컬럼의 압력 수준과 1 내지 2 bar 이하만큼 상이한 압력 수준으로 압축되고, 이러한 더 낮은 압력 수준에서 고압 컬럼 내로 공급된다. 주 공기 압축기/부스터 공기 압축기 방법의 예가
Figure pct00002
(상기 참조)에서 도 2.3A에 도시되어 있다.
한편, 높은 공기 압력 방법에서는, 정류 컬럼 시스템에 전체적으로 공급되는 공급 공기의 전체량이 고압 컬럼의 압력 수준보다 실질적으로 더 높은, 즉 적어도 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10 bar를 초과하는 압력 수준으로 압축된다. 압력차는, 예를 들어 최대 14, 16, 18, 또는 20 bar일 수 있다. 높은 공기 압력 방법은, 예를 들어 EP 2 980 514 A1호 및 EP 2 963 367 A1호에 알려져 있다.
본 발명은, 이른바 내부 압축(IC)을 갖는 공기 분리 시스템에 사용될 수 있지만, 또한 외부 압축을 갖는 공기 분리 시스템에 사용될 수 있다. 내부 압축의 경우에는, 공기 분리 시스템에 의해 제공되는 적어도 하나의 생성물이, 정류 컬럼 시스템으로부터 극저온 액체를 추출하고, 그것을 액체 상태에서 압력 증가를 거치게 하고, 주어진 압력에 따라, 그것을 가열에 의해 기체 상태 또는 초임계 상태로 전환시킴으로써 생성된다. 예를 들어, 내부-압축된 기체 산소(GOX IC), 내부-압축된 기체 질소(GAN IC), 또는 내부-압축된 기체 아르곤(GAR IC)이 내부 압축에 의해 생성될 수 있다. 내부 압축은 상응하는 생성물의 외부 압축에 비해 다수의 기술적 이점을 제공하는데, 외부 압축 또한 원칙적으로는 가능하며, 학술 문헌에, 예를 들어 문헌[
Figure pct00003
(see above), section 2.2.5.2, "Internal Compression"]에 설명되어 있다.
액체 및 기체는, 본 명세서에 사용되는 용어에서, 하나 이상의 성분이 풍부하거나 부족할 수 있으며, 여기서 "풍부"는 적어도 90%, 95%, 99%, 99.5%, 99.9%, 또는 99.99%의 함량을 지칭할 수 있고, "부족"은 최대 10%, 5%, 1%, 0.1%, 또는 0.01%의 함량을 지칭할 수 있으며, 여기서 %는 몰, 중량, 또는 부피를 기준으로 한다.
본 명세서에 사용되는 용어에서, 액체 및 기체는 또한 하나 이상의 성분이 풍부화되거나(enriched) 고갈될 수 있으며, 여기서 이들 용어는 대상이 되는 액체 또는 기체를 추출한 출발 액체 또는 출발 기체 내의 함량을 지칭한다. 액체 또는 기체는, 그것이 출발 액체 또는 출발 기체를 기준으로 상응하는 성분의 함량의 적어도 1.1배, 1.5배, 2배, 5배, 10배, 100배, 또는 1,000배를 함유한다면 "풍부화"된 것이고, 그것이 최대 0.9배, 0.5배, 0.1배, 0.01배, 또는 0.001배를 함유한다면 "고갈된" 것이다. 예로서, 본 명세서에서 "산소"로 언급되는 경우, 이는 또한 산소가 풍부하지만 오로지 그것만으로 이루어질 필요가 없는 액체 또는 기체를 의미하는 것으로 이해된다.
본 출원은 압력 및 온도를 특징짓기 위해 용어 "압력 수준" 및 "온도 수준"을 사용하는데, 이는 상응하는 시스템에서의 압력 및 온도가 본 발명의 개념을 실현하기 위해 정확한 압력 또는 온도 값의 형태로 사용될 필요가 없음을 의미한다. 그러나, 그러한 압력 및 온도는 전형적으로, 예를 들어 평균 주위로 ± 1%, 5%, 10%, 또는 20%인 소정 범위 내에 속한다. 이러한 경우에, 상응하는 압력 수준 및 온도 수준은 산재된 범위 또는 서로 중첩된 범위 내에 있을 수 있다. 특히, 압력 수준은, 예를 들어, 피할 수 없거나 예상되는 압력 손실을 포함한다. 동일한 사항이 온도 수준에도 적용된다. 본 명세서에서 bar로 표기되는 압력 수준은 절대 압력이다.
[발명의 효과]
(더 높은 생산량에서 더 낮은 생산량으로, 또는 그 반대로) 초기에 설명되는 부하 변화의 "방향"에 따라, 통상적인 공기 분리 시스템에서는, 설정되는 후속 부하 상태와 대비하여 정류 부분, 즉 정류 컬럼 시스템 내에서 극저온 액체의 과잉 또는 결핍 중 어느 하나가 발생된다. 이에 대한 이유는 각각의 경우에 정류 컬럼 - 구체적으로는, 고압 컬럼 및 저압 컬럼 - 의 액체 분배기 및 패킹(packing) 내에서 또는 분리 트레이 상에 저장되는 극저온 액체의 양이다. 이러한 액체의 양은 부하-의존적이다: 부하가 더 낮을수록, 분리 트레이 상에 더 적은 액체가 분포된다. 부하가 감소될 때에는, 따라서 과량의 액체가 방출된다. 이러한 과량의 액체는 부하가 증가될 때 존재하는 결핍을 보상하기 위하여 그것을 다시 사용할 수 있게 하기 위하여 시스템 내에 저장되어야 한다.
아르곤 생성이 없는 통상적인 공기 분리 시스템에서는, 단지 고압 컬럼의 섬프(sump)만이 액체를 위한 저장소로서 적합하다. 예를 들어, 열교환을 위하여 고압 및 저압 컬럼에 접속된 주 응축기, 또는 이른바 2차 응축기를 위한, 상응하는 공기 분리 시스템 내에 존재하는 추가의 액체 용기는 전형적으로 안전성을 이유로 변화되지 않는 액체 수준으로 작동되어야 하며, 이에 따라 부하 변화를 위한 저장 용기로서는 사용되지 않는다. 상응하는 공기 분리 시스템을 도시하는 도 1을 참조하여 더 많은 정보가 하기에 제공될 것이다. 신속한 부하 변화를 위해서는, 목표값과 실제값 사이의 단지 작은 편차만을 초래하는 "신속한" 제어기가 또한 요구된다는 것은 말할 것도 없다.
신속한 부하 변화는 변경된 생성물 조성으로 이어질 수 있다. 예를 들어, 도 1에 예시된 공기 분리 시스템이 증가된 부하 변화 속도(분당 4%로 75% 부하에서 100% 부하로)로 작동되는 반면, 작동은 달리 변화되지 않은 상태로 유지된다면, 고압 컬럼의 기체 오버헤드 생성물 내의 산소 함량의 증가가 무엇보다도 관찰될 수 있으며, 이는 또한 도 2에 예시된 바와 같다(거기서 트레이스(103) 참조). 이러한 증가는 문제가 있는 것으로 여겨지는데, 그 이유는, 그것이 적어도 2개의 공기 생성물, 즉 고압 컬럼의 오버헤드 생성물로부터 액화에 의해 형성된 액체 압축 질소 생성물(LIN), 및 기체 압축 질소 생성물(PGAN) 형태로 공기 분리 시스템으로부터 액화되지 않은 상태로 배출된 이 오버헤드 생성물의 분획의 순도를 손상시키기 때문이다.
생성물 순도의 상응하는 저하를 피하기 위한 명백한 해결책은 그러한 작동 상태를 위하여 소정의 완충물(buffer)을 포함하는 생성물 순도로 시스템을 작동시켜 필요한 순도가 항상 유지될 수 있도록 하는 것일 것이다. 그러나, 이것의 불리한 점은 대부분의 작동 상태에 대해 실제로 요구되는 것보다 더 큰 생성물 순도가 제공되어야 한다는 것이다. 따라서, 이는 더 높은 투자 비용(고압 컬럼에서의 더 많은 분리 스테이지) 또는 (과량의 공급 공기로 인한) 더 높은 작동 비용으로 이어질 것이다.
본 발명과 관련하여, 설명된 문제들은 제어기의 지연된 또는 예비 설정점 값 조정에 착수함으로써 해결될 수 있다는 것이 인식되었는데, 이는 공기 분리 시스템 또는 그의 정류 컬럼 시스템 내에서 처리되는 공기의 양의 변화에 응답하여, 공기 분리 시스템 내의 정류 컬럼 시스템 안으로 또는 밖으로 전달되는 공기의 유량에 영향을 준다. 특히, 하기 핵심 포인트에 기재된 바와 같이, 이는 지연된 설정점 값 조정의 형태로 일어날 수 있으며, 특히 고압 컬럼의 오버헤드 생성물로부터 형성되는 질소-풍부 액체의 양에 관하여 그러하다. 그러나, 본 발명은 이러한 특정 경우로 제한되지 않는다. 오히려, 본 발명의 기본적인 실현은 상응하는 유체 유동 및 그들의 양의 이전의 또는 후속 조정이 상응하는 사용 시나리오에서 특히 유리할 수 있다는 것이다.
이를 배경으로, 본 발명은 하나 이상의 공기 생성물을 얻기 위한 방법을 제안하며, 상기 방법에서는 가압된 공기가 조정가능한 총 공기 부피로 처리되는 정류 컬럼 시스템을 구비하는 공기 분리 시스템이 사용된다. 이와 관련하여, "총 공기 부피"가 언급될 때, 특정 시간에 상응하는 플랜트 내에서 처리되는, 즉 정류에 의해 처리되는 공기의 총량을 의미하는 것으로 항상 이해된다. 이러한 공정에서, 총 공기 부피 이외의 추가의 공기는 공기 분리 시스템 내에서 또는 그의 정류 컬럼 시스템 내에서 결코 처리되지 않는다.
본 발명과 관련하여, 총 공기 부피는 제1 작동 기간 동안에는 제1 값으로 설정되고, 제2 작동 기간 동안에는 제1 값과 상이한 제2 값으로 설정된다. 따라서, 이들 2개의 작동 기간에는 상이한 총 공기 부피가 존재하며, 여기서 제1 총 공기 부피는 제2 총 공기 부피보다 크거나 작을 수 있다. 따라서, 상응하는 공기 분리 시스템이 제1 및 제2 작동 기간 동안 상이한 부하 상태에서 작동되며, 여기서는 완전 부하 작동이, 구체적으로는, 2개의 작동 기간 중 하나의 작동 기간에 존재하거나 발생할 수 있다. 다시 말하면, 본 발명은 부하 증가 및 부하 감소의 경우에 관한 것이다.
본 발명과 관련하여, 원칙적으로 알려진 바와 같이, 제1 값으로부터 제2 값으로의 총 공기 부피의 조정은 제1 시간으로부터 제2 시간까지의 제3 작동 기간 내에서 변화되며, 즉 부하 변화가 수행된다. 그럼으로써, 제2 작동 기간은 제1 작동 기간 이후이고, 제3 작동 기간은 제1 작동 기간과 제2 작동 기간 사이에 있다. 추가적인 조치가 없으면, 이것은 언급된 바와 같이 설명된 불리한 효과로 이어질 수 있다. 부하 변화는 제1 총 공기 부피가 제2 총 공기 부피보다 작은지 또는 큰지의 여부에 따라 부하 증가 또는 부하 감소일 수 있다. 이 경우에, 제1, 제2, 및 제3 작동 기간은 비중첩 작동 기간을 나타내고, 제3 작동 기간은 항상 제1 작동 기간과 제2 작동 기간 사이, 또는 제2 작동 기간과 제1 작동 기간 사이에 시간 순서대로(chronologically) 존재한다. 이는 추가적인 작동 기간의 존재를 배제하지 않는다.
본 발명에 따르면, 제3 작동 기간에서, 가압된 공기를 사용하는 정류를 통해 형성되고 정류 컬럼 시스템 안으로 또는 밖으로 이송되는 유체의 부피의 설정치는 제3 시간으로부터 제4 시간까지 변화되며, 여기서 제3 시간은 제1 시간 이전 또는 이후, 그리고 제2 시간 이전이고, 제4 시간은 제1 시간 및 제3 시간 이후, 그리고 제2 시간 이전 또는 이후이다. 제1, 제2, 제3, 및 제4 시점은 각각 제3 작동 기간 이내에 있는데, 그러나 여기서 제3 시간은, 예를 들어 제1 시간 이전일 수 있거나, 또는 제4 시간은 제2 시간 이후에 있을 수 있으며, 즉, 제3 작동 기간은 제1 시간에서 출발하여 제2 시간에서 종료될 필요는 없다. 제3 작동 기간은 이들 시점의 가장 빠른 시간과 가장 늦은 시간 사이에 놓여 있을 수 있지만, 또한 더 긴 기간에 걸쳐 연장될 수 있다. 본 발명에 따르면, 제1 시간과 제2 시간 사이의 기간은 그것이 제3 시간과 제4 시간 사이의 기간과 20%, 10%, 5%, 또는 1% 이하만큼 상이하도록 설정된다. 언급된 기간은 또한 동일하거나 실질적으로 동일하게 설정될 수 있다. 이러한 조정은, 구체적으로는, 폐쇄-루프 또는 개방-루프 제어 시스템에서 상응하는 설정점 값 또는 디폴트 값을 사용함으로써 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 범주 내에서, 가압된 공기를 사용하여 정류에 의해 형성되고 정류 컬럼 시스템 안으로 또는 밖으로 수송되는 유체의 양의 시간 변화 - 총 공기 부피의 변화와 비동기적임 - 이 제안된다. 이러한 변화는, 구체적으로는, 공기 분리 시스템의 개방-루프 제어 또는 폐쇄-루프 제어 시스템의 상응하는 설정점 값 입력에 의해 이루어지고, 적합한 액추에이터 - 구체적으로는, 밸브, 슬라이드 등 - 에 의해 수행된다. 상응하는 개방-루프 또는 폐쇄-루프 제어 시스템은, 구체적으로는, 검출된 실제값에 기초할 수 있으며, 그럼으로써, 본 발명에 사용하기에 적합하고 적절한 한, 개방-루프 또는 폐쇄-루프 제어 공학 분야로부터 알려진 모든 조치를 포함할 수 있다.
가압된 공기를 사용하여 정류에 의해 형성되고 정류 컬럼 시스템 안으로 또는 밖으로 수송되는 유체의 양은, 구체적으로는, 상응하는 설정점 값 입력을 사용함으로써 변화될 수 있다. 소정 경우에, 예를 들어 첨부된 도 1 내지 도 4에 도시된 공기 분리 시스템에서, 상응하는 제어기 출력이 트림 제어에 의해 추가적으로 (전형적으로 ± 5% 이하의 범위 이내로) 재조정될 수 있다. 결과적으로, 극단적인 경우에, 조정의 종료 시점에서의 실제값은 주어진 설정점 값으로부터 약간(그러나 5% 이하만큼) 상이할 수 있다.
본 발명은, 구체적으로는, 제1 압력 수준에서 작동되는 고압 컬럼 및 제1 압력 수준보다 낮은 제2 압력 수준에서 작동되는 저압 컬럼을 갖는 정류 컬럼 시스템을 구비한 공기 분리 시스템에서 사용될 수 있으며, 여기서 제3 작동 기간에서 양이 변화되는 액체는, 언급된 바와 같이, 고압 컬럼의 질소-풍부 오버헤드 기체 생성물의 분획으로서, 이는 액화되어 저압 컬럼에 환류(reflux)로서 공급된다. 본 발명은, 구체적으로는, 내부-압축된 산소 생성물을 가열하기 위한 2차 응축기를 구비하는 공기 분리 시스템에서 사용될 수 있다. 상응하는 공기 분리 시스템에서는, 공기 생성물의 내부 또는 외부 압축이 수행될 수 있으며, 질소 회로와 공기 회로에 대한 공정-공학 상호접속부(process-engineering interconnection)가 사용될 수 있다. 몇몇 고압 컬럼을 갖는 공기 분리 시스템이 또한 사용될 수 있다.
고압 및 저압 컬럼의 개수에 관계없이, 본 발명과 관련하여, 제1 압력 수준은, 구체적으로는, 5 또는 7 내지 12 bar(절대 압력)일 수 있고, 제2 압력 수준은, 구체적으로는, 1.3 또는 1.8 내지 3.5 bar(절대 압력)일 수 있다. 따라서, 본 발명은, 구체적으로는, 이른바 "승압(elevated pressure)" 공기 분리 시스템에 사용될 수 있는데, 여기서는 증류 컬럼 시스템의 작동 압력이 초기에 언급된 통상적인 값보다 높다. 그러나, 본 발명은 또한 증류 컬럼 시스템에서 통상적인 압력 수준과 관련하여 사용될 수 있다.
구체적으로는, 탄력적인 부하 변화 속도가 본 발명의 범주 내에서 실현될 수 있다. 다시 말하면, 제1 시간과 제2 시간 사이의 기간은 제1 시간 및/또는 제2 시간을 변화시킴으로써 설정될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 본 발명의 범주 내에서 제공되는 지연 시간이 이러한 변화에 맞추어 조정된다면, 즉 제1 시간과 제3 시간 사이의 기간이 제3 시간을 변화시킴으로써 제1 시간과 제2 시간 사이의 기간의 설정치의 함수로서 설정될 때 특히 유리한 것으로 입증되었다. 이러한 방식으로, 본 발명에 따른 이점은 부하 변화율이 변화되었을 때에도 달성될 수 있다. 이러한 경우에, 구체적으로는, 제3 시간이 제1 시간 이후에 놓이고 제4 시간이 제2 시간 이후에 놓일 때, 제1 시간과 제3 시간 사이의 기간은 제1 시간과 제2 시간 사이의 기간이 짧아진다면 길어지는 것으로 제공될 수 있다. 다시 말하면, 예를 들어, 부하 변화 속도가 증가될 때, 더 긴 지연 시간이 선택될 수 있다.
본 발명과 관련하여, 부하 변화는, 구체적으로는, 형성된 각각의 공기 생성물들의 양의 변화를 또한 포함할 수 있다. 따라서, 하나 이상의 공기 생성물이 조정가능한 생성물 양으로 형성될 수 있으며, 여기서 생성물 양은 제1 작동 기간 동안에는 제1 값으로 설정되고, 제2 작동 기간 동안에는 제1 값과 상이한 제2 값으로 설정되고, 생성물 양의 설정치는 제1 시간으로부터 제2 시간까지의 제3 작동 기간 동안 제1 값으로부터 제2 값으로 변화된다. 상응하는 공기 생성물은, 구체적으로는, 고압 컬럼의 질소-풍부 오버헤드 기체 생성물로부터 적어도 부분적으로 형성되는 그러한 공기 생성물일 수 있다. 이는 액화 또는 비액화 형태로 제공될 수 있다.
본 발명은 상이한 부하 변화 시나리오와 관련하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 총 공기 부피는 제2 총 공기 부피와 5% 초과 및 최대 30, 40, 또는 50%만큼 상이한 것으로 제공될 수 있다. 구체적으로는, 총 공기 부피는 제3 작동 기간 동안 단계적으로 또는 연속적으로 변화될 수 있으며, 바람직하게는 총 공기 부피의 평균 변화율 (단계적 변화에 대한 것) 또는 변화율(연속적 변화 동안)이 분당 0.1(아르곤 회수의 경우) 또는 1 내지 10%이다.
일반적으로, 아르곤 회수는 본 발명의 범주 내에 속할 수 있는데, 즉 상기 공정 동안, 정류 컬럼 시스템은, 구체적으로는, 아르곤-풍부 공기 생성물을 회수하도록 설계된 하나 이상의 정류 컬럼을 가질 수 있고, 아르곤-풍부 공기 생성물이 상기 공정에서 형성될 수 있다. "아르곤-풍부" 공기 생성물은 적어도 50, 60, 70, 80, 또는 90 몰%의 아르곤을 갖는다.
본 발명은 또한, 하나 이상의 공기 생성물을 얻도록 구성되고 정류 컬럼 시스템을 갖는 공기 분리 시스템으로 확대되며, 상기 공기 분리 시스템은 가압된 공기를 정류 컬럼 시스템 내에서 조정가능한 총 공기 부피로 처리하도록 구성되고, 그럼으로써 총 공기 부피를 제1 작동 기간 동안에는 제1 값으로 설정하고 제2 작동 기간 동안에는 제1 값과 상이한 제2 값으로 설정하도록 구성되고, 제1 시간으로부터 제2 시간까지의 제3 작동 기간 내에서 총 공기 부피의 설정치를 제1 값으로부터 제2 값으로 변화시키도록 구성된다. 언급된 바와 같이, 제2 작동 기간은 제1 작동 기간 이후이고, 제3 작동 기간은 제1 작동 기간과 제2 작동 기간 사이에 있는 것으로 이해된다.
본 발명에 따르면, 공기 분리 시스템은 제어 유닛이 구비되는데, 상기 제어 유닛은, 제3 작동 기간 내에, 가압된 공기를 사용하는 정류에 의해 형성되고 제3 시간으로부터 제4 시간까지의 정류 컬럼 시스템 안으로 또는 밖으로 이송되는 유체의 부피의 설정치를 변화시키도록 프로그래밍되며, 여기서 제3 시간은 제1 시간 이전 또는 이후, 그리고 제2 시간 이전이고, 제4 시간은 제1 시간 및 제3 시간 이후, 그리고 제2 시간 이전 또는 이후이다. 그것은 제3 시간과 제4 시간 사이의 기간과 20% 이하 또는 상기 언급된 차이 값 중 다른 하나만큼 상이하게 되도록 하는 방식으로 제1 시간과 제2 시간 사이의 기간을 설정하도록 추가로 구성된다.
제어 유닛은, 구체적으로는, 상이한 실시 형태에서 상기 설명된 바와 같이 방법을 수행하도록 프로그래밍된다.
본 발명에 따른 상응하는 공기 분리 시스템 및 실시 형태의 추가의 이점을 위하여, 본 발명에 따른 방법 및 그의 각종 유리한 실시 형태에 관하여 상기 설명을 명백히 참조한다. 본 발명에 따라 제공되는 공기 분리 시스템은, 구체적으로는, 상응하는 방법을 수행하도록 설계되고, 이러한 목적을 위해 특별히 설계된 수단을 갖는다.
본 발명은, 특히 본 발명의 일 실시 형태에 따라 작동될 수 있는 공기 분리 시스템을 도시하는 첨부 도면을 참조하여 하기에서 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른, 간소화된 공정 흐름도의 형태로 작동될 수 있는 공기 분리 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따르지 않는 방법에서의 재료 유동(material flow) 및 그의 조성의 변화를 그래프 형태로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 방법에서의 재료 유동 및 그의 조성의 변화를 그래프 형태로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 방법에서의 재료 유동 및 그의 조성의 변화를 그래프 형태로 나타낸다.
도 1에는, 본 발명의 일 실시 형태에 따라 작동될 수 있는 공기 분리 시스템이 공정 흐름도의 형태로 예시되어 있으며, 이는 전체적으로 100으로 식별된다. 하기에서 설명되지 않은 도시된 공기 분리 시스템(100)의 구성요소와 관련하여, 관련 학술 문헌 - 구체적으로는, 상기 언급된 Hㅴring에 의한 챕터 - 을 참조한다. 공기 분리 시스템(100)은 고압 컬럼(11) 및 저압 컬럼(12)을 포함하는 증류 컬럼 시스템(10)을 갖는다.
공기 분리 시스템(200)에서는, 공급 공기(A)가 필터(2)를 통해 주 공기 압축기(1)에 의해 흡인되고 압축된다. 이에 상응하여 형성된 압축-공기 유동(compressed-air flow)("a")은 기본적으로 알려진 방식으로 냉각수(B)로 작동되는 예비냉각 장치(3) 및 정화 장치(4) 내에서 예비냉각되고 정제된다. 예비냉각되고 정제된 가압된 공기 유동("a")의 공기는 2개의 부분 유동("b" 및 "c")의 형태로 주 열교환기(5)에 공급된다.
부분 유동("b")은 중간 온도 수준에서 주 열교환기(5)로부터 취해지고, 오일 브레이크 또는 발생기 - 이는 별도로 표시되지 않음 - 에 결합될 수 있는 블로잉 터빈(6)에 의해 저압 컬럼(12) 내에서 팽창(취입(blown in))된다. 대조적으로, 부분 유동("c")은 주 열교환기(5)로부터 저온 측에서 취해지고, 2차 응축기(7)를 통해 안내되고, 밸브 - 이는 별도로 표시되지 않음 - 를 통해 고압 컬럼(11) 내로 공급된다.
고압 컬럼(11)에는, 산소-풍부화된 액체 저부 생성물 및 질소-풍부화된 또는 질소-풍부 기체 오버헤드 생성물 형태가 존재한다. 고압 컬럼(11)의 저부 생성물은 재료 유동("d")의 형태로 냉각용 향류 열교환기(cooling counter-flow heat exchanger)(8)를 통해 안내되어 저압 컬럼(12) 내로 공급된다. 고압 컬럼(11)의 오버헤드 생성물은 열교환을 위하여 고압 컬럼(11)과 저압 컬럼(12)을 상호접속시키는 주 응축기(13) 내에서 재료 유동("e")의 형태로 부분적으로 액화되며, 주 열교환기(5) 내에서 재료 유동("f")의 형태로 부분적으로 가열되고, 압축 질소 기체 생성물로서 시스템으로부터 배출된다. 액화된 분획은 재료 유동("g")의 형태로 고압 컬럼(11)으로 환류로서 부분적으로 복귀되고, 구체적으로는, 한편으로는 재료 유동("h")의 형태로, 추가적인 조정가능한 분획으로 탱크(20) 내로 공급되고, 다른 한편으로는 향류 열교환기(8)를 통해 재료 유동("i")의 형태로 안내되어 저압 컬럼(12)에 투입된다.
저압 컬럼(12)에서는, 산소-풍부 액체 저부 생성물이 형성되고, 내부 압축 펌프(9)에서 재료 유동("k")의 형태로 액체 상태로 가압된다. 이의 적어도 일부는 재료 유동("l")의 형태로 2차 응축기(7)에 공급되고 거기서 가열될 수 있다. 필요하다면, 재료 유동("m") 형태의 다른 분획이 밸브 - 이는 별도로 표시되지 않음 - 에 의해 저압 컬럼(12) 내로 다시 공급될 수 있다.
2차 응축기(7)에서, 재료 유동("l")은 적어도 대부분이 증발된다. 상응하는 증발된 재료 유동("n")은 주 열교환기(5) 내에서 가열되고, 액체 상태로부터 기체 상태 또는 초임계 상태로 전환되고, 압축 산소 기체 생성물(C)로서 공기 분리 시스템(100)으로부터 배출된다. 2차 응축기(7)의 액체 용기 내의 충전 수준(fill-level)은 공급물 유동("l")에 의해 조절된다. 필요하다면, 재료 유동("o") 형태의 액체가 대기(D)로 방출될 수 있다. 2차 응축기(7)의 액체 용기 내의 액체 수준은 언급된 바와 같이 안전성 이유로 일정하게 유지되어야 하며; 그러나 또한, 저압 컬럼(12) 내의 액체 수준, 및 이에 따른 주 응축기(13)의 액체 용기 내의 액체 수준도 그러해야 한다. 따라서, 본 명세서에 예시된 공기 분리 시스템(100)에서, 기본적으로, 고압 컬럼(11)의 섬프는 부하 변화를 위한 가능한 유체 저장소로서 남아 있다.
본 명세서에 예시된 공기 분리 시스템에서는, 재료 유동("p") 형태의 오버헤드 기체가 저압 컬럼(12)의 헤드로부터 인출되고, 향류 열교환기(8) 및 주 열교환기(5)를 통해 재료 유동("q")의 형태로 부분적으로 안내되고 그럼으로써 가열된다. 이는 저압 컬럼(12)으로부터 재료 유동("r)의 형태로 인출되는 이른바 불순물에도 동일하게 적용된다. 마지막에 언급된 재료 유동은 공기 분리 시스템(100)에서 상이한 방식으로 사용되고/되거나, 생성물로서 제공되고/되거나, 대기(D)로 방출될 수 있다.
탱크(20)는, 구체적으로는, 저압 컬럼(12)으로의 환류를 완충시키는 데 사용될 수 있다. 다시 말하면 - 특히, 재료 유동("i")의 형태로 제공될 수 있는 질소-풍부 액체가 소정의 작동 상태에서 저압 컬럼(12)을 작동시키기에 충분하지 않은 경우 -, 상응하는 보충이 탱크(20)로부터의 재료 유동("s")에 의해 일어날 수 있으며, 그러한 질소-풍부 액체의 양이 생성물에 대한 수요 또는 공기 분리 시스템(100)에서의 수요를 초과하는 경우에는, 탱크(20) 내로의 공급이 착수될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따르지 않는 방법에서의 재료 유동 및 그의 조성의 변화를 그래프 형태로 나타낸 것이며, 여기에는 y-축 상의 0%부터 100%까지의 값의 표준 범위에 대해 분 단위의 시간이 x-축 상에 도표로 나타나 있다. 도 1에서의 도시는 도 3 및 도 4의 것에 상응하며, 후자에서는, 재료 유동 및 그의 조성의 상응하는 변화가 본 발명의 일 실시 형태에 따른 방법에 예시되어 있다.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 공기 분리 시스템, 예를 들어 도 1에 따른 공기 분리 시스템(100)의 증류 컬럼 시스템 내로 공급되고 거기서 처리되는 공기량(101)이 제1 작동 기간(T1) 동안에는 제1 값으로 설정되고, 제2 작동 기간(T2) 동안에는 제1 값과는 상이한 제2 값으로 설정된다. 주 공기 압축기의 상응하는 가이드 베인(guide vane) 위치는 101'으로 표기되어 있고, 가이드 베인 위치에 대한 디폴트(램프(ramp))는 101"으로 표기되어 있다. 이는 또한, 액화되어 저압 컬럼으로 복귀 유동으로서 공급되는, 상응하는 시스템의 고압 컬럼의 질소-풍부 오버헤드 기체 생성물의 양에도 동일하게 적용된다. 도 1에서, 그러한 재료 유동은 "i"로 표기되어 있다. 그의 양은 서브쿨러(110)의 하류에 배열된 밸브(111)의 위치에 대해 디폴트(램프)에 의해 설정된다(각각의 경우에 도 1 참조). 이러한 디폴트는 도 2에 102로 표기되어 있다. 어떠한 측정도 없다. 각각의 경우에 사용되는 값들이 서로 상이하다는 것은 말할 것도 없다. 다른 재료 유동이 또한 상응하는 방식으로 변화되지만, 본 명세서에는 별도로 예시되어 있지 않다.
여기서 알 수 있는 바와 같이, 디폴트(102)에 따른 질소-풍부 환류량의 변화는 여기서는 램프-유사인데, 이는 제1 작동 기간(T1)의 종료 시점에서, 공급되고 처리된 공기량(101)의 램프-유사 변화와 동일한 시간으로부터 그러하다. 이는 불리하게도 여기서는 고압 컬럼의 오버헤드 생성물 내의 일시적으로 크게 증가된 산소 함량(103)으로 이어진다. 이는 고압 컬럼의 컬럼 온도(104)의 일시적인 증가 및 저압 컬럼의 컬럼 온도(105)의 감소를 동반한다. 공기 분리 시스템으로부터 인출되는 다량의 산소 생성물이 106으로 표기되어 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른, 도 3에 예시된 작동 동안에는, 제3 작동 기간(T3)이 이 경우에 제공된다. 이러한 기간 동안에는, 원칙적으로, 앞서의 경우와 마찬가지로, 증류 컬럼 시스템 내로 공급되고 처리된 공기량(101)이 제1 시간(X1)으로부터 제2 시간(X2)까지 제1 값으로부터 제2 값으로 변화된다.
그러나 또한, 이러한 경우에는, 제3 작동 기간(T3)에서, 가압된 공기를 사용하는 정류에 의해 형성되고 정류 컬럼 시스템 안으로 또는 그로부터 밖으로 수송되는 유체 - 이 경우에는, 즉, 액화되고 저압 컬럼으로 환류로서 디폴트(102)에 따라 공급되는 고압 컬럼의 질소-풍부 오버헤드 기체 생성물 - 의 양의 설정치가, 공급되고 처리된 공기량(101)보다 더 느리도록 변화될 수 있다 - 구체적으로는, 이 경우에는, 제3 시간(X3)에서 출발하여 제4 시간(X4)까지. 이러한 경우에, 제3 시간(X3)은 제1 시간(X1) 이후, 그리고 제2 시간(X2) 이전이고, 제4 시간(X4)은 제1 시간(X1) 및 제3 시간(X3) 이후, 그리고 제2 시간(X2) 이후이다.
도 4에 따른 도시는 연장된 기간에 걸친 도 3에 따른 도시에 상응한다. 여기서 추가로 예시되는 바와 같이, "퍼지(purge)" 산소(107)는 대기 중으로 주기적으로 배출되어(도 1에서의 유동("o") 참조) 원하지 않는 성분들의 축적을 방지한다. 이는 원칙적으로 또한 압축 산소 생성물(C) 내로 주입될 수 있다.
도 3 및 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명이 도시된 실시 형태에 사용될 때, 구체적으로는, 질소 생성물의 순도의 저하가 없다(각각의 경우에, 고압 컬럼의 오버헤드 생성물 내의 산소 함량(103) 참조).

Claims (15)

  1. 하나 이상의 공기 생성물을 얻기 위한 방법으로서,
    상기 방법에서는 가압된 공기가 조정가능한 총 공기 부피로 처리되는 정류 컬럼 시스템(10)을 구비하는 공기 분리 시스템(100)이 사용되며, 상기 총 공기 부피는 제1 작동 기간(T1) 동안에는 제1 값으로 설정되고, 제2 작동 기간(T2) 동안에는 상기 제1 값과는 상이한 제2 값으로 설정되고, 상기 총 공기 부피의 설정치는 제1 시간(X1)으로부터 제2 시간(X2)까지의 제3 작동 기간(T3) 내에서 상기 제1 값으로부터 상기 제2 값으로 변화되고, 상기 제2 작동 기간(T2)은 상기 제1 작동 기간(T1) 이후이고, 상기 제3 작동 기간(T3)은 상기 제1 작동 기간(T1)과 상기 제2 작동 기간(T2) 사이에 있으며,
    상기 제3 작동 기간(T3)에서, 상기 가압된 공기를 사용하는 정류를 통해 형성되고 상기 정류 컬럼 시스템(10) 안으로 또는 밖으로 이송되는 유체의 부피의 설정치는 제3 시간(X3)으로부터 제4 시간(X4)까지 변화되며, 여기서 상기 제3 시간(X3)은 상기 제1 시간(X1) 이전 또는 이후, 그리고 상기 제2 시간(X2) 이전이고, 상기 제4 시간(X4)은 상기 제1 시간(X1) 및 상기 제3 시간(X3) 이후, 그리고 상기 제2 시간(X2) 이전 또는 이후이고, 상기 제1 시간(X1)과 상기 제2 시간(X2) 사이의 기간은 상기 제3 시간(X3)과 상기 제4 시간(X4) 사이의 기간과 20% 이하만큼 상이하도록 설정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정류 컬럼 시스템(10)은 제1 압력 수준에서 작동되는 고압 컬럼(11) 및 상기 제1 작동 압력보다 낮은 제2 압력 수준에서 작동되는 저압 컬럼(12)을 가지며, 질소-풍부 오버헤드 기체 생성물이 상기 저압 컬럼(11) 내에서 형성되는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제3 작동 기간(T3)에서 양이 변화되는 상기 액체는, 액화되어 상기 저압 컬럼(12)으로 복귀 유동(return flow)으로서 공급되는 상기 고압 컬럼(11)의 질소-풍부 오버헤드 기체 생성물의 분획인, 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 압력 수준은 5 내지 12 bar(절대 압력)이고, 상기 제2 압력 수준은 1.3 내지 3.5 bar(절대 압력)인, 방법.
  5. 제2항, 제3항, 또는 제4항 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 시간(X1)과 상기 제2 시간(X2) 사이의 기간은 상기 제1 시간(X1) 및/또는 상기 제2 시간(X2)을 변화시킴으로써 설정되는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 시간(X1)과 상기 제3 시간(X3) 사이의 기간은 상기 제1 시간(X1)과 상기 제2 시간(X2) 사이의 기간의 설정치의 함수로서 상기 제3 시간(X3)을 변화시킴으로써 설정되는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제3 시간(X3)은 상기 제1 시간(X1) 이후이고, 상기 제4 시간(X4)은 상기 제2 시간(X2) 이후이며, 상기 제1 시간(X1)과 상기 제3 시간(X3) 사이의 기간은 상기 제1 시간(X1)과 상기 제2 시간(X2) 사이의 기간이 단축될 때 길어지는, 방법.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 공기 생성물이 조정가능한 생성물 양으로 형성되며, 여기서 상기 생성물 양은 상기 제1 작동 기간(T1) 동안에는 제1 값으로 설정되고, 상기 제2 작동 기간(T2) 동안에는 상기 제1 값과 상이한 제2 값으로 설정되고, 상기 생성물 양의 설정치는 상기 제1 시점(X1)으로부터 상기 제2 시점(X2)까지의 상기 제3 작동 기간(T3) 동안 상기 제1 값으로부터 상기 제2 값으로 변화되는, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 하나 이상의 공기 생성물은 상기 고압 컬럼(11)의 질소-풍부 오버헤드 기체 생성물로부터 적어도 부분적으로 형성되는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 총 공기 부피는 상기 제2 총 공기 부피와 5% 초과 및 최대 30%만큼 상이한, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제3 작동 기간(T3)에서의 상기 총 공기 부피는 단계적으로 또는 연속적으로 변화하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제3 작동 기간(T3)에서의 상기 총 공기 부피의, 상기 단계적 변화 동안의 평균 변화율, 또는 상기 연속적 변화 동안의 변화율이 분당 0.1 내지 10%인, 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정류 컬럼 시스템(10)은 아르곤-풍부 공기 생성물을 얻도록 설계된 하나 이상의 정류 컬럼을 가지며, 상기 아르곤-풍부 공기 생성물이 상기 공정에서 형성되는, 방법.
  14. 하나 이상의 공기 생성물(10)을 얻도록 구성되고 정류 컬럼 시스템을 구비하는 공기 분리 시스템(100)으로서,
    상기 공기 분리 시스템(100)은 가압된 공기를 상기 정류 컬럼 시스템(100) 내에서 조정가능한 총 공기 부피로 처리하도록 구성되고, 상기 총 공기 부피를 제1 작동 기간(T1) 동안에는 제1 값으로 설정하고, 제2 작동 기간(T2) 동안에는 상기 제1 값과는 상이한 제2 값으로 설정하도록 구성되고, 상기 총 공기 부피의 설정치를 제1 시간(X1)으로부터 제2 시간(X2)까지의 제3 작동 기간(T3) 내에서 상기 제1 값으로부터 상기 제2 값으로 변화시키도록 설정되며, 상기 제2 작동 기간(T2)은 상기 제1 작동 기간(T1) 이후이고, 상기 제3 작동 기간(T3)은 상기 제1 작동 기간(T1)과 상기 제2 작동 기간(T2) 사이에 있으며,
    상기 공기 분리 시스템(100)은 제어 유닛(50)을 구비하며, 상기 제어 유닛은 상기 제3 작동 기간(T3)에서, 상기 가압된 공기를 사용하는 정류를 통해 형성되고 상기 정류 컬럼 시스템(10) 안으로 또는 밖으로 이송되는 유체의 부피의 설정치를 제3 시간(X3)으로부터 제4 시간(X4)까지 변화시키도록 프로그래밍되고, 여기서 상기 제3 시간(X3)은 상기 제1 시간(X1) 이전 또는 이후, 그리고 상기 제2 시간(X2) 이전이고, 상기 제4 시간(X4)은 상기 제1 시간(X1) 및 상기 제3 시간(X3) 이후, 그리고 상기 제2 시간(X2) 이전 또는 이후이며; 그리고 상기 제1 시간(X1)과 상기 제2 시간(X2) 사이의 기간을 상기 제3 시간(X3)과 상기 제4 시간(X4) 사이의 기간과 20% 이하만큼 상이하도록 설정하도록 프로그래밍되는 것을 특징으로 하는, 공기 분리 시스템(100).
  15. 제14항에 있어서, 상기 제어 유닛(50)은 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 프로그래밍되는, 공기 분리 시스템(100).
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