KR20240021111A - 공기 분리 장치 및 공기 분리 방법 - Google Patents

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겐지 히로세
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레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레뜌드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
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Abstract

고순도 산소액 중의 불휘발성 불순물을 저감 혹은 제거하는 방법을 제공한다.
고순도 산소액 중의 불휘발성 불순물을 저감 혹은 제거하는 방법은, 고순도 산소액을 제조하는 공기 분리 장치에 있어서의 고순도 산소 정류탑으로부터 얻어지는 고순도 산소액을 증발시키는 산소 증발 공정과, 상기 산소 증발 공정에서 증발된 산소 가스를 재응축하는 산소 재응축 공정을 포함한다. 상기 방법은, 상기 산소 재응축 공정에서 얻어진 응축액을 취출하는 고순도 산소액 취출 공정을 포함하고 있어도 된다.

Description

공기 분리 장치 및 공기 분리 방법{AIR SEPARATION APPARATUS AND AIR SEPARATION METHOD}
본 발명은, 고순도 산소를 제조하는 공기 분리 장치 및 공기 분리 방법에 관한 것이다.
고순도 산소란, 예를 들어 99.9999％ 이상의 순도를 갖는 산소이며, 예를 들어 반도체 산업용의 수요가 있지만, 불순물로서 고비점 성분(예를 들어 메탄 등 탄화수소)이나 저비점 성분(질소, 아르곤, 수소 등)이 제거된 것이다.
불순물로서, 불휘발성 성분(금속 입자나 실록산 등)의 제거도 요구된다. 불휘발성 성분으로 이루어지는 불순물의 입경이 충분히 큰 경우에는, 필터에 의한 여과 처리에 의해 제거 가능하지만, 나노미터 오더의 입자 제거는 기술적으로 곤란하기 때문에, 고순도 산소의 제조 프로세스부터 오염원이 될 가능성이 있는 재료를 제외하는 것이 일반적이었다.
고순도의 공기 분리 가스를 얻기 위해서는, 공기 분리 장치의 정류탑의 이론단수는 커지고, 결과적으로 정류탑의 높이는 높아지지만, 공기 분리 장치의 수송에 관한 길이의 제한이나, 설치 장소의 설치 높이 제한에 의해, 정류탑을 분할하는 것이 타당해지는 경우가 있다.
높이는, 크레인 등을 사용한 공법의 제한 이외에도, 항공법, 전기 사업법, 경관 조례 등에 의한 법규제에 의해 제한될 수 있다.
높이 제한 때문에 분할된 정류탑은 동일한 높이 수준으로 설치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상부에 상당하는 정류탑의 저부액은, 환류액으로서 하부에 상당하는 정류탑의 정상부에 공급할 필요가 있기 때문에, 상부 정류탑 저부로부터 하부 정류탑 정상부로 액송하는 펌프가 필요해진다.
공기 분리 장치의 정류 프로세스는, 질소의 액화점인 -196℃ 부근의 저온에서 사용되기 때문에, 사용되는 재료는 저온취성을 나타내지 않는, 오스테나이트계 스테인리스강이나 알루미늄 합금, 구리 합금 등이 사용된다. 정적인 사용 환경 하에서는 재료 표면에 산화막이 형성되기 때문에, 재료의 부식은 발생하지 않지만, 구동부를 갖는 펌프와 같은 동적인 기계에 적용되는 재료의 경우, 미끄럼 이동부나 회전부에 마모적 부식이 일어나는 경우가 있다. 부식에 의해 유체 중에 혼입되는 금속 불순물은, 불휘발성 때문에 기본적으로 액상으로 이동하지만, 공기 분리 장치에 있어서는 산소에 농축되어 가게 된다.
이러한 부식에 의해 발생하는 금속이나 금속 산화물 입자는, 수십 나노미터 오더의 크기가 될 수 있지만, 반도체 제조에 있어서는 치명적인 불순물이 될 수 있고, 한번 반도체 제조 공정에 문제를 일으켜서 공정 정지가 발생하면, 고액의 손실을 초래하고, 특히 반도체의 회로 폭이 수 나노미터가 되는 것과 같은 첨단 반도체 제조에 있어서는 현저하다.
따라서, 반도체 제조 공정에 사용되는 고순도 산소 중의 불순물 제거는 필수적이지만, 수십 나노미터 오더의 입자를 필터 등으로 제거하는 것은 기술적으로 어렵고, 공기 분리 장치에 의한 처리 기술을 개발할 필요성이 있었다.
특허문헌 1은, 기존의 질소 제조 프로세스에의 영향을 작게 억제하고, 고순도의 산소 가스 및 고순도의 액체 산소의 적어도 한쪽을 효율적으로 제조할 수 있는 산소 제조 시스템을 개시하고 있다. 특허문헌 2, 3은, 고순도의 산소 제조 장치를 개시하고 있다. 그러나, 특허문헌 1 내지 3에서는, 산소에 농축되는 금속 불순물의 문제에 대해서는 언급되어 있지 않다.
일본 특허 제6546504호 공보 일본 특허 제3719832호 공보 일본 특허 제3929799호 공보
본 개시는, 고순도 산소액 중의 불휘발성 불순물을 저감 또는 제거하는 공기 분리 장치 및 고순도 산소액 중의 불휘발성 불순물을 저감 또는 제거하는 방법을 제공한다.
본 개시의 고순도 산소액 중의 불휘발성 불순물을 저감 또는 제거하는 방법은,
고순도 산소액을 제조하는 공기 분리 장치에 있어서의 고순도 산소 정류탑으로부터 얻어지는 고순도 산소액을 (산소 증발기에서) 증발시키는 산소 증발 공정과,
상기 산소 증발 공정에서 증발된 산소 가스를 (산소 재응축기에서) 재응축(액화)하는 산소 재응축 공정을 포함하고 있어도 된다.
상기 산소 재응축 공정은, 증발된 산소 가스를 산소 미스트 세퍼레이터보다도 하방에 도입하는 것을 포함하고 있어도 된다.
상기 방법은, 상기 산소 재응축 공정에서 얻어진 응축액(고순도 산소액)을 취출하는 고순도 산소액 취출 공정을 포함하고 있어도 된다.
상기 고순도 산소액 취출 공정은, 상기 산소 미스트 세퍼레이터보다도 상방에서 응축액(고순도 산소액)을 취출하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
상기 고순도 산소액 취출 공정은, 응축액을 가압하는 가압 공정을 포함해도 되고, 응축액을 증발하여 가스화하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
「고순도 산소」는, 예를 들어 99.9999％ 이상의 순도를 갖는 산소를 말한다.
본 개시의 공기 분리 장치(A1, A2)는, 고비점 성분이 농축되는 제1 질소 정류부(21)와, 저비점 성분이 농축되는 제2 질소 정류부(22)를 갖는 질소 정류탑(2)과, 고순도 산소 정류탑(5)을 구비한다. 높이 제한 등의 제약으로부터 제1 질소 정류부(21)와 제2 질소 정류부(22)가 분리되어 있어도 된다. 제2 질소 정류부(22)의 저부(221)에 저류하는 산소 부화액을 제1 질소 정류부(21)의 탑정(213)으로 보내기(환류액을 보내기) 위하여 액송 펌프(8)를 갖고 있어도 된다. 헤드 차가 있기 때문에, 액송 펌프(8)가 사용된다.
상기 공기 분리 장치(A1, A2)는,
원료 공기를 열교환하는 주 열교환기(1)와,
상기 주 열교환기(1)를 통과한 원료 공기가 도입되는(중간 혹은 하부 정류부를 갖는) 제1 질소 정류부(21)와,
상기 제1 질소 정류부(21)의 탑정(213)으로부터 도출되는 가스(증발 가스)가 도입되는 정류부(222)(하부 정류부)를 갖는 제2 질소 정류부(22)와,
상기 제2 질소 정류부(22)의 탑정(223)으로부터 도출되는 가스(증발 가스)가 도입되어서 응축(냉각)하고, 상기 탑정(223)으로 복귀시키는 제1, 제2 응축기(3, 4)와,
상기 제1 응축기(3)의 탑정(31)으로부터 도출되어, 상기 주 열교환기(1)(의 일부)를 통과한 후에 가스를 팽창하는 익스팬더(92)와,
상기 제2 응축기(4)의 탑정(41)으로부터 도출되는 가스를 압축하는 컴프레서(91)와,
상기 제1 질소 정류부(21)(의 중간 혹은 상부 정류부)로부터 도출되는 산소 함유액(가스 상태와 액상을 포함함)이 도입되는(산소 정류부 혹은 탑정을 갖는) 고순도 산소 정류탑(5)과,
상기 고순도 산소 정류탑(5)의 (산소 정류부의) 하부에 설치되어, 산소 가스의 증기류를 발생시키기 위한 산소 증발기(55)와,
상기 산소 증발기(55)에서 발생되는 산소 가스(증기류) 일부가 도입되어, 당해 산소 가스를 응축(재액화)하는 산소 재응축부(7)를 구비하고 있어도 된다.
상기 공기 분리 장치(A1, A2)는,
상기 주 열교환기(1)를 통과시켜 상기 제1 질소 정류부(21)의 중간 혹은 하부 정류부에 도입되는 원료 공기를 위한 원료 공기 배관 라인(L1)과,
상기 제1 질소 정류부(21)의 탑정(213)으로부터 도출되는 가스(증발 가스)를 상기 제2 질소 정류부(22)에 보내기 위한 배관 라인(L213)과,
상기 제1 질소 정류부(21)의 저부(211)로부터 도출되는 부화 산소액을 상기 제2 응축기(4)(의 냉열에 사용하기 위해)에 보내기 위한 배관 라인(L211a)과,
상기 제2 질소 정류부(22)의 저부(221)로부터 도출되어 상기 액송 펌프(8)에 의해 부화 산소액을 상기 제1 질소 정류부(21)(의 탑정 혹은 상부 정류부)에 보내기 위한 배관 라인(L221)과,
상기 제2 응축기(4)로부터 상기 제1 응축기(3)에 부화 산소액을 보내는 배관 라인과,
상기 제2 질소 정류부(22)의 탑정(223)으로부터 도출되어 상기 제1 응축부(3)에 가스(증발 가스)를 보내 응축(냉각)되어 상기 탑정(223)으로 복귀시키는 배관 라인과,
상기 제2 질소 정류부(22)의 탑정(223)으로부터 도출되어 상기 제2 응축부(4)에 가스(증발 가스)를 보내 응축(냉각)되어 상기 탑정(223)으로 복귀시키는 배관 라인과,
상기 제1 응축기(3)의 탑정(31)으로부터 도출되어 상기 주 열교환기(1)(의 일부)를 통과시켜 상기 익스팬더(92)에서 팽창되어 상기 주 열교환기(1)를 통과시켜서 도출되는 가스를 위한 폐가스 배관 라인(L31)과,
상기 제2 응축기(4)의 탑정(41)으로부터 도출되어 상기 컴프레서(91)로 압축되어 상기 주 열교환기(1)(의 일부)를 통과하고 상기 제1 질소 정류부(21)에 도입되는 가스를 위한 리사이클 배관 라인(L41)과,
상기 제2 질소 정류부(22)의 탑정(223)으로부터 도출되는 부화 질소 가스를 상기 주 열교환기(1)를 통과시켜서 도출하기 위한 질소 가스 라인(L223)과,
상기 제1 질소 정류부(21)(의 중간 혹은 상부 정류부)로부터 도출되어, 고순도 산소 정류탑(5)(산소 정류부(52) 혹은 탑정(53))에 산소 함유액(가스 상태와 액상을 포함함)을 도입하기 위한 배관 라인(L212)과,
상기 산소 증발기(55)에서 발생되는 산소 가스(증기류) 일부가 도입되어, 상기 산소 재응축부(7)에 도입하기 위한 배관 라인(L522)
을 구비하고 있어도 된다.
상기 공기 분리 장치(A1, A2)는
상기 제1 질소 정류부(21)의 저부(211)로부터 도출되는 부화 산소액이 상기 산소 증발기(55)에 도입되고, 이어서 상기 제2 응축기(4)에 보내기 위한 배관 라인(L211b)과,
상기 산소 증발기(55)에서 사용된 후의 부화 산소액이 상기 배관 라인(L211b)으로부터 분기되어서 상기 산소 재응축기(7)에 보내져, 상기 주 열교환기(1)보다도 상류측의 상기 폐가스 배관 라인(L31)에 합류하는 배관 라인(L211b1)과,
상기 고순도 산소 정류탑(5)의 탑정(53)으로부터 도출되는 가스를 상기 주 열교환기(1)보다도 상류측의 상기 폐가스 배관 라인(L31)에 합류하는 배관 라인(L53)
을 구비하고 있어도 된다.
상기 공기 분리 장치(A1)는
상기 산소 재응축부(7)의 저부(71)에서 재액화되는 고순도 산소액을 취출하는 제1 취출 배관 라인(L71)을 구비하고 있어도 된다.
상기 제1 취출 배관 라인(L71)에서 취출되는 고순도 산소액은, 가압 장치에서 소정압으로 가압하고 나서 수요 포인트에 보내져도 된다.
상기 제1 취출 배관 라인(L71)에서 취출되는 고순도 산소액은, 상기 주 열교환기(1)를 통과시켜서(증발시켜) 산소 가스로 하고 나서 수요 포인트에 보내져도 된다.
상기 공기 분리 장치(A2)는
상기 산소 재응축기(7)의 1차측(하부)에 산소 미스트 세퍼레이터(75)를 구비하고 있어도 된다.
상기 배관 라인(L522)은, 상기 산소 증발기(5)에서 발생되는 산소 가스(증기류) 일부를, 산소 미스트 세퍼레이터(75)보다 하방에 도입되도록 설정되어 있어도 된다.
상기 공기 분리 장치(A2)는
상기 산소 재응축부(7)의 상기 산소 미스트 세퍼레이터(75)보다도 상방에서 고순도 산소액을 취출하는 제2 취출 배관 라인(L72)과,
상기 산소 재응축부(7)의 저부(71)에 저류하고 있는 고순도 산소액을 도출하고, 상기 고순도 산소 정류탑(5)(의 상기 산소 증발기(55)의 상방)에 도입하기 위한 배관 라인(L711)을 구비하고 있어도 된다.
상기 제2 취출 배관 라인(L72)에서 취출되는 고순도 산소액은, 가압 장치에서 소정압으로 가압하고 나서 수요 포인트에 보내져도 된다.
상기 제2 취출 배관 라인(L72)에서 취출되는 고순도 산소액은, 상기 주 열교환기(1)를 통과시켜서(증발시켜서) 산소 가스로 하고 나서 수요 포인트에 보내져도 된다.
다른 개시의 공기 분리 장치(B1, B2)는 질소 정류탑(200)과, 고비점 성분이 농축되는 제1 산소 정류부(51)와 저비점 성분이 농축되는 제2 산소 정류부(52)를 갖는 고순도 산소 정류탑(5)을 구비한다. 높이 제한 등의 제약으로부터 제1 산소 정류부(51)와 제2 산소 정류부(52)가 분리되어 있어도 된다. 제1 산소 정류부(51)의 저부(511)에 저류하는 산소 부화액을 제2 산소 정류부(52)의 탑정(523)에 보내기 위하여 액송 펌프(81)를 갖고 있어도 된다. 헤드 차가 있기 때문에, 액송 펌프(81)가 사용된다.
상기 공기 분리 장치(B1, B2)는
원료 공기를 열교환하는 주 열교환기(1)와,
상기 주 열교환기(1)를 통과한 원료 공기가 도입되는(중간 혹은 하부 정류부를 갖는) 질소 정류탑(200)과,
상기 질소 정류탑(200)의 탑정(203)으로부터 도출되는 가스(증발 가스)가 도입되어서 응축(냉각)하고, 상기 탑정(203)으로 복귀시키는 제1, 제2 응축기(3, 4)와,
상기 제1 응축기(3)의 탑정(31)으로부터 도출되어, 상기 주 열교환기(1)(의 일부)를 통과한 후에 가스를 팽창하는 익스팬더(92)와,
상기 제2 응축기(4)의 탑정(41)으로부터 도출되는 가스를 압축하는 컴프레서(91)와,
상기 질소 정류탑(200)(의 중간(202) 혹은 상부 정류부)로부터 도출되는 산소 함유액(가스 상태와 액상을 포함함)이 도입되는(정류부 혹은 탑정을 갖는) 제1 산소 정류부(51)와,
상기 제1 산소 정류부(51)의 저부(511)에 저류하는 산소 부화액이 도입되는 탑정(523)을 갖는 제2 산소 정류부(52)와,
상기 제2 산소 정류부(52)의 (산소 정류부의) 하부에 설치되어, 산소 가스의 증기류를 발생시키기 위한 산소 증발기(55)와,
상기 산소 증발기(55)에서 발생되는 산소 가스(증기류) 일부가 도입되어, 당해 산소 가스를 응축(재액화)하는 산소 재응축부(7)를 구비하고 있어도 된다.
상기 산소 재응축부(7)의 저부(71)로부터 도출되는 고순도 산소액을 가압하는 가압 장치(10)를 구비하고 있어도 된다.
상기 공기 분리 장치(B1, B2)는
상기 주 열교환기(1)를 통과시켜 상기 질소 정류탑(200)의 중간 혹은 하부 정류부에 도입되는 원료 공기를 위한 원료 공기 배관 라인(L1)과,
상기 질소 정류탑(200)의 저부(201)로부터 도출되는 부화 산소액을 상기 제2 응축기(4)(의 냉열에 사용하기 위해)에 보내기 위한 배관 라인(L201a)과,
상기 제2 응축기(4)로부터 상기 제1 응축기(3)에 부화 산소액(냉열)을 보내는 배관 라인(도시하지 않음)과,
상기 질소 정류탑(200)의 탑정(203)으로부터 도출되어 상기 제1 응축부(3)에 가스(증발 가스)를 보내 응축(냉각)되어 상기 탑정(203)으로 복귀시키는 배관 라인(도시하지 않음)과,
상기 질소 정류탑(200)의 탑정(203)으로부터 도출되어 상기 제2 응축부(4)에 가스(증발 가스)를 보내 응축(냉각)되어 상기 탑정(203)으로 복귀시키는 배관 라인(도시하지 않음)과,
상기 제2 응축기(4)의 탑정(41)으로부터 도출되어 상기 컴프레서(91)로 압축되어 상기 주 열교환기(1)(의 일부)를 통과하고 상기 질소 정류탑(200)에 도입되는 가스를 위한 리사이클 배관 라인(L41)과,
상기 제1 응축기(3)의 탑정(31)으로부터 도출되어 상기 주 열교환기(1)(의 일부)를 통과시키고 상기 익스팬더(92)에서 팽창되어 상기 주 열교환기(1)를 통과시켜서 도출되는 가스를 위한 폐가스 배관 라인(L31)과,
상기 질소 정류탑(200)의 탑정부(203)로부터 도출되는 부화 질소 가스를 상기 주 열교환기(1)를 통과시켜서 도출하기 위한 질소 가스 라인(L203)과,
상기 질소 정류탑(200)(의 중간 혹은 상부 정류부)로부터 도출되어, 제1 산소 정류탑(51)(상부 정류부 혹은 탑정(513))에 산소 함유액(가스 상태와 액상을 포함함)을 도입하기 위한 배관 라인(L202)과,
상기 제1 산소 정류부(51)의 저부(511)로부터 도출되어 상기 액송 펌프(81)에 의해 부화 산소액을 상기 제2 산소 정류부(52)(의 탑정(523) 혹은 상부 정류부)에 보내기 위한 배관 라인(L511)과,
상기 제2 산소 정류부(52)의 탑정(523)으로부터 가스를 상기 제1 산소 정류부(51)의 하부 정류부 혹은 저부(511)의 기상에 보내기 위한 배관 라인(L523)과,
상기 산소 증발기(55)에서 발생되는 산소 가스(증기류) 일부가 도입되어, 상기 산소 재응축부(7)에 도입하기 위한 배관 라인(L522)
을 구비하고 있어도 된다.
상기 공기 분리 장치(B1, B2)는
상기 질소 정류탑(200)의 저부(201)로부터 도출되는 부화 산소액이 상기 산소 증발기(55)에 도입되고, 이어서 상기 제2 응축기(4)에 보내기 위한 배관 라인(L201b)과,
상기 산소 증발기(55)에서 사용된 후의 부화 산소액이 상기 배관 라인(L201b)으로부터 분기되어서 상기 산소 재응축기(7)에 보내져, 상기 주 열교환기(1)보다도 상류측의 상기 폐가스 배관 라인(L31)에 합류하는 배관 라인(L201b1)과,
상기 제1 산소 정류탑(51)의 탑정(513)으로부터 도출되는 가스를 상기 주 열교환기(1)보다도 상류측의 상기 폐가스 배관 라인(L31)에 합류하는 배관 라인(L513)
을 구비하고 있어도 된다.
상기 공기 분리 장치(B1, B2)는
상기 가압 장치(10)의 저부로부터, 가압된 고순도 산소액을 취출하는 제3 취출 배관(L101)과,
상기 가압 장치(10)로부터 도출되는 산소 가스를 상기 제2 산소 정류부(52)의 상기 산소 증발기(55)보다 상방에 도입하기 위한 배관 라인(L102)을 구비하고 있어도 된다.
또한, 상기 공기 분리 장치(B1, B2)는
상기 가압 장치(10)로부터 도출되는 산소 가스를 상기 산소 재응축기(7)에 도입하기 위한 배관 라인을 구비하고 있어도 된다.
상기 제3 취출 배관 라인(L101)에서 취출되는 고순도 산소액은, 상기 주 열교환기(1)를 통과시켜서(증발시켜서) 산소 가스로 하고 나서 수요 포인트에 보내져도 된다.
상기 공기 분리 장치(B1)는
상기 산소 재응축부(7)의 저부(71)에서 재액화되는 고순도 산소액을 상기 가압 장치(10)에 도입하기 위한 배관 라인(L712)을 구비하고 있어도 된다.
상기 공기 분리 장치(B2)는
상기 산소 재응축기(7)의 1차측(하부)에 산소 미스트 세퍼레이터(75)를 구비하고 있어도 된다.
상기 배관 라인(L522)은, 상기 산소 증발기(5)에서 발생되는 산소 가스(증기류) 일부를, 산소 미스트 세퍼레이터(75)보다 하방에 도입되도록 설정되어 있어도 된다.
상기 공기 분리 장치(B2)는
상기 산소 재 응축부(7)의 저부(71)에 저류하고 있는 고순도 산소액을 도출하고, 상기 제2 산소 정류탑(52)(의 상기 산소 증발기(55)의 상방)에 도입하기 위한 배관 라인(L711)과,
상기 산소 재응축부(7)의 상기 산소 미스트 세퍼레이터(75)보다도 상방에서 고순도 산소액을 도출하고, 상기 가압 장치(10)에 보내기 위한 배관 라인(L721)을 구비하고 있어도 된다.
상기 공기 분리 장치(A1, A2, B1, B2)는
유량 측량기, 압력 측정기, 온도 측정기, 액 레벨 측정기 등의 각종 계측기와,
제어 밸브, 게이트 밸브 등의 각종 밸브와,
각 요소 사이를 연결하는 배관과,
가스를 서브 쿨하는 서브 쿨러
를 갖고 있어도 된다.
상기 공기 분리 장치(A1, A2, B1, B2)는
상기 익스팬더(91)와 상기 컴프레서(92)를 갖는 컴프레서 익스팬더(9)를 구비하고 있어도 된다. 익스팬더(91)에서 얻어진 동력의 적어도 일부를 컴프레서(10)의 동력에 이용함으로써, 익스팬더(91)에서 회수될 수 있는 동력을 효율적으로 이용할 수 있다.
(작용 효과)
(1) 액송 펌프 등에 의한 불휘발성 불순물이 농축되어 있는 고순도 산소액을 산소 증발기에서 불휘발성 불순물을 분리하여 증발시켜, 산소 재응축기에 보내고 재응축시킴으로써, 불휘발성 불순물이 포함되지 않은(실질적으로 포함하지 않은) 고순도 산소액을 취출할 수 있다. 수요 포인트의 요구에 따른 고순도 산소가 되도록 불휘발성 불순물을 제거할 수 있다.
(2) 고순도 산소 정류탑으로부터 산소 재응축기에 고순도 산소를 보낼 때에, 고순도 산소 가스에 불순물을 포함하는 액이 가령 수반되어 있었다고 해도, 산소 미스트 세퍼레이터에서 차단되어, 산소 재응축기의 저부에 모인다. 저부로부터 산소 증발기에 배관 라인 L711에서 복귀된다. 그리고, 산소 미스트 세퍼레이터보다 상방에서 고순도 산소액을 제품으로서 취출할 수 있다.
도 1은, 실시 형태 1의 공기 분리 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는, 실시 형태 2의 공기 분리 장치를 도시하는 도면이다.
도 3은, 실시 형태 3의 공기 분리 장치를 도시하는 도면이다.
도 4는, 실시 형태 4의 공기 분리 장치를 도시하는 도면이다.
이하에 본 개시의 몇 가지의 실시 형태에 대하여 설명한다. 이하에 설명하는 실시 형태는, 본 개시의 일례를 설명하는 것이다. 본 개시는 이하의 실시 형태에 하등 한정되는 것은 아니고, 본 개시의 요지를 변경하지 않는 범위에 있어서 실시되는 각종 변형 형태도 포함한다. 또한, 이하에서 설명되는 구성의 모두가 본 개시의 필수적인 구성이라고는 할 수 없다. 상류나 하류는 가스류의 흐름 방향을 기준으로 하고 있다.
(실시 형태 1)
실시 형태 1의 공기 분리 장치 A1에 대하여 도 1을 사용하여 설명한다.
공기 분리 장치 A1는, 고비점 성분이 농축되는 제1 질소 정류부(21)와, 저비점 성분이 농축되는 제2 질소 정류부(22)를 갖는 질소 정류탑(2)과, 고순도 산소 정류탑(5)을 구비한다. 높이 제한 등의 제약으로부터 제1 질소 정류부(21)와 제2 질소 정류부(22)가 분리되어, 제2 질소 정류부(22)의 저부(221)에 저류하는 산소 부화액을 제1 질소 정류부(21)의 탑정(213)에 보내기 위하여 액송 펌프(8)를 구비한다.
공기 분리 장치 A1은, 원료 공기를 열교환하는 주 열교환기(1)와, 익스팬더 컴프레서(9)와, 산소 재응축부(7)를 구비한다.
제1 질소 정류부(21)는, 주 열교환기(1)를 통과한 원료 공기가 도입된다. 본 실시 형태에서는, 하부 정류부에 도입된다. 원료 공기 배관 라인 L1은, 원료 공기를 주 열교환기(1)를 통과시켜 제1 질소 정류부(21)의 하부 정류부에 도입한다.
제2 질소 정류부(22)는, 제1 질소 정류부(21)의 탑정(213)으로부터 도출되는 가스(증발 가스)가 도입된다. 본 실시 형태에서는, 정류부(222)의 하방 또는 저부(221)의 기상에 도입된다. 배관 라인 L213은, 제1 질소 정류부(21)의 탑정(213)으로부터 도출되는 가스(증발 가스)를 제2 질소 정류부(22)에 보낸다.
제1, 제2 응축기(3, 4)는, 제2 질소 정류부(22)의 탑정(223)으로부터 도출되는 가스(증발 가스)가 도입되어서 응축(냉각)하고, 탑정(223)으로 복귀시킨다. 본 실시 형태에서는, 제1 응축부(3)보다도 상방에 제2 응축부(4)가 배치되어 있다. 배관 라인 L211a는, 제1 질소 정류부(21)의 저부(211)로부터 도출되는 부화 산소액을 제2 응축기(4)의 냉열에 사용시키기 위해 보낸다. 제2 응축기(4)로부터 제1 응축기(3)에 냉열을 보내는 배관 라인도 마련되어 있다.
익스팬더 컴프레서(9)의 익스팬더(92)는, 제1 응축기(3)의 탑정(31)으로부터 도출되어, 주 열교환기(1)의 일부를 통과한 후에 가스를 팽창한다. 팽창된 가스는, 주 열교환기(1)를 통과하여 폐가스로서 처리된다. 폐가스 배관 라인 L31은, 제1 응축기(3)의 탑정(31)으로부터 도출되는 가스를, 주 열교환기(1)의 일부를 통과시켜 익스팬더(92)에서 팽창시킨 후에 주 열교환기(1)를 통과시켜서 도출시킨다.
익스팬더 컴프레서(9)의 컴프레서(91)는, 제2 응축기(4)의 탑정(41)으로부터 도출되는 가스를 압축한다. 압축한 가스는, 주 열교환기(1)의 일부를 통과하여 제1 질소 정류부(21)의 저부(211)의 기상에 도입된다. 리사이클 배관 라인 L41은, 제2 응축기(4)의 탑정(41)으로부터 도출되는 가스를, 컴프레서(91)로 압축시켜 주 열교환기(1)의 일부를 통과시켜 제1 질소 정류부(21)에 도입한다.
제2 질소 정류부(22)의 탑정(223)으로부터 도출되는 부화 질소 가스는, 질소 가스 라인 L223을 통해, 주 열교환기(1)를 통과시켜서 도출된다.
고순도 산소 정류탑(5)은, 제1 질소 정류부(21)의 중간(212)으로부터 도출되는 산소 함유액(가스 상태와 액상을 포함함)이 도입되어, 고순도 산소액을 정류한다. 배관 라인 L212는, 제1 질소 정류부(21)의 중간(212)으로부터 산소 함유액을 도출하고, 고순도 산소 정류탑(5)의 탑정(53)에 도입한다.
고순도 산소 정류탑(5)의 산소 정류부의 하부에, 산소 가스의 증기류를 발생시키기 위한 산소 증발기(55)가 마련되어 있다. 배관(L211b)은, 제1 질소 정류부(21)의 저부(211)로부터 부화 산소액을 도출하고, 산소 증발기(55)의 냉열로서 사용한 후, 제2 응축기(4)에 보내서, 냉열로서 사용한다.
산소 재응축부(7)는, 산소 증발기(55)에서 발생되는 산소 가스(증기류) 일부가 도입되어, 산소 가스를 응축(재액화)한다. 배관 라인 L522는, 산소 증발기(55)에서 발생한 산소 가스(증기류) 일부를 도출하고, 산소 재응축부(7)에 도입한다. 배관 라인 L211b로부터 분기되는 배관 라인 L211b1은, 산소 증발기(55)에서 사용된 후의 부화 산소액을, 산소 재응축기(7)에 보내서 냉열로서 사용하고, 주 열교환기(1)보다도 상류측의 폐가스 배관 라인 L31에 합류한다.
산소 증발기(55)에서 불휘발성 불순물을 분리한 고순도 산소 가스가 배관 라인 L522를 통해 산소 재응축기(7)에 보내져, 불휘발성 불순물을 포함하지 않은 고순도 산소액으로서 재응축시킬 수 있다.
배관 라인 L53은, 고순도 산소 정류탑(5)의 탑정(53)으로부터 가스를 도출하고, 주 열교환기(1)보다도 상류측의 폐가스 배관 라인 L31에 합류한다.
제1 취출 배관 라인 L71은, 산소 재응축부(7)의 저부(71)에서 재액화된 고순도 산소액을 취출한다. 제1 취출 배관 라인 L71에서 취출되는 고순도 산소액은, 가압 장치에서 소정압으로 가압하고 나서 수요 포인트에 보내져도 된다. 제1 취출 배관 라인 L71에서 취출되는 고순도 산소액은, 주 열교환기(1)를 통과시켜서(증발시켜서) 산소 가스로 하고 나서 수요 포인트에 보내져도 된다.
(실시 형태 2)
실시 형태 2의 공기 분리 장치 A2에 대하여 도 2를 사용하여 설명한다. 실시 형태 2의 공기 분리 장치 A2는, 실시 형태 1의 공기 분리 장치 A1과의 다른 구성으로서 주로 산소 미스트 세퍼레이터를 구비한다. 실시 형태 1과 마찬가지의 구성은 설명을 생략 또는 간단하게 설명한다.
산소 미스트 세퍼레이터(75)는, 산소 재응축기(7)의 1차측(하부)에 마련되어 있다. 배관 라인 L522는, 산소 증발기(55)에서 발생되는 산소 가스(증기류) 일부를, 산소 미스트 세퍼레이터(75)보다 하방에 도입한다.
제2 취출 배관 라인 L72는, 산소 재응축부(7)의 산소 미스트 세퍼레이터(75)보다도 상방으로부터 고순도 산소액을 취출한다. 배관 라인 L711은, 산소 재응축부(7)의 저부(71)에 저류하고 있는 고순도 산소액을 도출하고, 고순도 산소 정류탑(5)의 산소 증발기(55)의 상방에 도입한다. 제2 취출 배관 라인 L72에서 취출되는 고순도 산소액은, 가압 장치에서 소정압으로 가압하고 나서 수요 포인트에 보내져도 된다. 제2 취출 배관 라인 L72에서 취출되는 고순도 산소액은, 주 열교환기(1)를 통과시켜서(증발시켜서) 산소 가스로 하고 나서 수요 포인트에 보내져도 된다.
산소 미스트 세퍼레이터(75)는, 예를 들어 수(적) 분리기, 미스트 엘리미네이터, 규칙 충전물, 불규칙 충전물 등을 사용할 수 있다. 증기류의 산소 가스로부터 액분 및 액분 중의 불순물을 제거한다. 산소 미스트 세퍼레이터(75)의 하방에 증기류가 도입되어, 증기류는 상승하고 산소 미스트 세퍼레이터(75)를 통과할 때에, 저부(71)의 고농도 산소액이 증기류와 함께 상승하지만, 이 산소 미스트 세퍼레이터(75)에서 차단되어, 그것보다 위로는 가지 않는다.
(실시 형태 3)
실시 형태 3의 공기 분리 장치 B1에 대하여 도 3을 사용하여 설명한다. 실시 형태 3의 공기 분리 장치 B1은, 질소 정류탑(200)과, 고비점 성분이 농축되는 제1 산소 정류부(51)와 저비점 성분이 농축되는 제2 산소 정류부(52)를 갖는 고순도 산소 정류탑(5)을 구비한다. 높이 제한 등의 제약으로부터 제1 산소 정류부(51)와 제2 산소 정류부(52)가 분리되어, 제1 산소 정류부(51)의 저부(511)에 저류하는 산소 부화액을 제2 산소 정류부(52)의 탑정(523)에 보내기 위하여 액송 펌프(81)를 구비한다.
공기 분리 장치 B1은, 원료 공기를 열교환하는 주 열교환기(1)와, 익스팬더 컴프레서(9)와, 산소 재응축부(7)를 구비한다.
질소 정류탑(200)은, 배관 L1을 통해, 주 열교환기(1)를 통과한 원료 공기가 도입된다.
질소 정류탑(200)의 저부(201)로부터 도출되는 부화 산소액은, 배관 라인 L201a를 통해 제2 응축기(4)에 보내져, 냉열로서 사용된다. 또한, 제2 응축기(4)로부터 제1 응축기(3)에 부화 산소액이 보내진다.
제1, 제2 응축기(3, 4)는, 질소 정류탑(200)의 탑정(203)으로부터 도출되는 가스(증발 가스)가 도입되어서 응축(냉각)하고, 탑정(203)으로 복귀시킨다.
익스팬더 컴프레서(9)의 익스팬더(92)는, 폐가스 배관 라인 L31을 통해 제1 응축기(3)의 탑정(31)으로부터 도출되어, 주 열교환기(1)의 일부를 통과한 후에 가스를 팽창한다. 팽창된 가스는, 폐가스 배관 라인 L31을 통해 주 열교환기(1)를 통과하여 폐가스로서 처리된다.
익스팬더 컴프레서(9)의 컴프레서(91)는, 리사이클 배관 라인 L41을 통해 제2 응축기(4)의 탑정(41)으로부터 도출되는 가스를 압축한다. 압축된 가스는, 리사이클 배관 라인 L41을 통해 주 열교환기(1)의 일부를 통과하여 질소 정류탑(200)의 저부(201)의 기상에 도입된다.
질소 정류탑(2)의 탑정(23)으로부터 도출되는 부화 질소 가스는, 질소 가스 라인 L203을 통해, 주 열교환기(1)를 통과하여 도출된다.
제1 산소 정류부(51)는, 배관 L202를 통해, 질소 정류탑(200)의 중간(202)으로부터 산소 함유액(가스 상태와 액상을 포함함)이 그 탑정(513)에 도입된다. 배관 라인 L513은, 제1 산소 정류탑(51)의 탑정(513)으로부터 도출되는 가스를 주 열교환기(1)보다도 상류측의 폐가스 배관 라인 L31에 합류한다.
제2 산소 정류부(52)는, 배관 L511을 통해, 제1 산소 정류부(51)의 저부(511)로부터 산소 부화액이 도출되어서 액송 펌프(81)를 사용하여 도입되는 탑정(523)을 갖는다. 배관 라인 L523은, 제2 산소 정류부(52)의 탑정(523)으로부터 가스를 제1 산소 정류부(51)의 저부(511)의 기상에 보낸다.
배관 라인 L201b는, 질소 정류탑(200)의 저부(201)로부터 도출되는 부화 산소액을, 냉열로서 사용하기 위하여 산소 증발기(55)에 도입하여, 제2 응축기(4)에 보낸다. 배관 라인 L201b로부터 분기되는 배관 라인 L201b1은, 산소 증발기(55)에서 사용된 후의 부화 산소액을, 산소 재응축기(7)에 보내 냉열로서 사용한 후에, 주 열교환기(1)보다도 상류측의 폐가스 배관 라인 L31에 합류한다.
제2 산소 정류부(52)의 산소 정류부의 하부에, 산소 가스의 증기류를 발생시키기 위한 산소 증발기(55)가 마련된다.
산소 재응축부(7)는, 배관 L522를 통해, 산소 증발기(55)에서 발생되는 산소 가스(증기류) 일부가 도입되어, 산소 가스를 응축(재액화)한다.
가압 장치(10)는, 배관 L712를 통해, 산소 재응축부(7)의 저부(71)로부터 도출되는 고순도 산소액을 가압한다.
제3 취출 배관 L101은, 가압 장치(10)의 저부로부터, 가압된 고순도 산소액을 취출한다. 제3 취출 배관 라인 L101에서 취출되는 고순도 산소액은, 주 열교환기(1)를 통과하여(증발시켜서) 산소 가스로 하고 나서 수요 포인트에 보내져도 된다.
배관 라인 L102는, 가압 장치(10)로부터 도출되는 산소 가스를 제2 산소 정류부(52)의 산소 증발기(55)보다 상방에 도입한다.
(실시 형태 4)
실시 형태 4의 공기 분리 장치 B2에 대하여 도 4를 사용하여 설명한다. 실시 형태 4의 공기 분리 장치 B2는, 실시 형태 3의 공기 분리 장치 B1과의 다른 구성으로서 주로 산소 미스트 세퍼레이터를 구비한다. 실시 형태 3과 마찬가지의 구성은 설명을 생략 또는 간단하게 설명한다.
산소 미스트 세퍼레이터(75)는, 산소 재응축기(7)의 1차측(하부)에 마련되어 있다. 배관 라인 L522는, 산소 증발기(55)에서 발생되는 산소 가스(증기류) 일부를, 산소 미스트 세퍼레이터(75)보다 하방에 도입된다.
배관 라인 L721은, 산소 재응축부(7)의 산소 미스트 세퍼레이터(75)보다도 상방에서 고순도 산소액을 취출한다. 배관 라인 L711은, 산소 재응축부(7)의 저부(71)에 저류하고 있는 고순도 산소액을 도출하고, 고순도 산소 정류탑(5)의 산소 증발기(55)의 상방에 도입한다. 배관 라인 L721에서 취출되는 고순도 산소액은, 가압 장치(10)에 보내진다.
가압 장치(10)는, 고순도 산소액을 소정압으로 가압한다. 제3 취출 배관 L101은, 가압 장치(10)의 저부로부터, 가압된 고순도 산소액을 취출한다. 제3 취출 배관 라인 L101에서 취출되는 고순도 산소액은, 주 열교환기(1)를 통과하여(증발시켜서) 산소 가스로 하고 나서 수요 포인트에 보내져도 된다.
배관 라인 L102는, 가압 장치(10)로부터 도출되는 산소 가스를 제2 산소 정류부(52)의 산소 증발기(55)보다 상방에 도입한다.
(실시 형태 1, 도 1의 실시예)
원료 공기가 10.31barA, 온도 55℃, 유량 1050Nm3/h로 주 열교환기(1)의 온단에 공급되어, -164.2℃까지 냉각된 후에 질소 정류탑(2)의 제1 질소 정류부(21)에 공급된다. 제2 질소 정류부(22)의 정상부(223)로부터는, 질소 가스가 532Nm3/h 도출되어, 주 열교환기(1)에서 가온된 후 도출된다.
제1 질소 정류부(21)의 저부(211)로부터는 산소를 39％ 포함하는 부화액이 802Nm3/h 도출되어, 그 중 137Nm3/h는 제2 질소 응축기(4)에 공급되고, 그 외의 655Nm3/h는, 산소 증발기(55)에서 -175.4℃까지 냉각된 후, 또한, 그 중에 644Nm3/h는 제2 질소 응축기(4)에 공급되고, 나머지의 11Nm3/h는 산소 재응축기(7)에 냉매로서 공급되어, 가온된 후에 익스팬더(92)(팽창 터빈)로부터 공급되는 폐가스와 혼합된 후에 주 열교환기(1)에서 가온되어, 배출된다.
제2 질소 응축기(4)에서는, 리사이클 공기가 6.2barA로 390Nm3/h 발생되고, 컴프레서(91)로 10.2barA까지 승압된 후, 주 열교환기(1)에서 냉각되고 나서 제1 질소 정류부(21)에 리사이클된다.
제1 질소 응축기(3)에서는, 또한 폐가스가 4.7barA로 399Nm3/h 발생되고, 주 열교환기(1)에서 -141℃까지 가온된 후 익스팬더(92)(팽창 터빈)에서 팽창과 동시에 냉각되고, 다시 주 열교환기(1)에서 가온된 후에 배출된다.
고순도 산소 제조를 위해서, 제1 질소 정류부(21)로부터 산소를 18％ 포함하는 산소 함유액이 106Nm3/h 도출되고, 1.5barA로 감압된 후에 고순도 산소 정류탑(5)의 정상부(53)에 공급된다. 정상부(53)로부터는 폐가스가 97Nm3/h 도출되어, 익스팬더(92)(팽창 터빈)로부터 공급되는 폐가스와 혼합된 후에 주 열교환기(1)에서 가온되어, 배출된다.
고순도 산소 정류탑(5)의 산소 증발기(55)의 상방(52)에서는, 산소 가스가 9Nm3/h 도출되고, 산소 재응축기(7)에서 액화되어서 고순도 산소액이 저부(71)에 저류한다.
질소 정류탑(2)은 상하 2분할되어 있고, 중간에 액송 펌프(8)(환류액 펌프)가 배치된다. 본 실시예에서는, 질소 정류탑(2)의 이론단수는 68로, 분할점을 이론단수에서 중간의 34점으로 하면, 액송 펌프(8)에서 처리하는 환류 액량은 998Nm3/h이다. 이론단수는, 정류탑의 최하점의 단을 1단째로 하고, 최상점을 68단째로 한다. 이 경우, 산소 함유액의 도출점은 이론단수 15단째의 점이고, 이 점에 공급되는 환류 액량은 933Nm3/h이다.
액송 펌프(8)로부터 1ppb 상당의 금속 불순물(불휘발성 불순물)이 환류액에 혼입된 경우, 산소 함유액의 금속 불순물량은, 이하로 된다.
1[ppb]×998[Nm3/h]÷933[Nm3/h]=1.07[ppb]
또한 산소 함유액은 106Nm3/h로 고순도 산소 정류탑(5)에 도입되어서, 저부(51)에서는 9Nm3/h 상당의 산소가 농축된다. 산소액으로서는, 이하의 금속 불순물이 포함된다.
1.07[ppb]×106[Nm3/h]÷9[Nm3/h]=12.6[ppb]
본 실시 형태 1에서는, 도 1과 같이 산소 가스로서, 고순도 산소 정류탑(5)의 저부(51)로부터 도출할 때에는, 금속 불순물은 불휘발성이기 때문에, 금속 불순물은 산소 가스 중에 포함되는 경우는 없고, 산소 재응축기(7)로 응축함으로써, 금속 불순물을 포함하지 않는 고순도 산소액을 얻을 수 있다.
액체 산소는, 펌프나 압축기를 사용하지 않고, 외부로부터의 입열로 가압할 수 있으므로, 고순도 산소를 공급하는데도 적합하다. 이 방법에서는, 금속 불순물은 고순도 산소 정류탑의 하부에 축적되지만, 고순도 산소 정류탑의 저부에는 충분한 공간이 있어서, 산소 정류탑의 운전 기간에 걸쳐 축적해도, 열교환기 내의 산소 유로를 폐색하는 것과 같은 문제가 될 일은 없고, 또는 정기적으로 액체 산소를 퍼지함으로써 불순물을 배출할 수도 있다.
(실시 형태 2, 도 2의 실시예)
산소 재응축기(7)의 하부에 미스트 세퍼레이터(75)가 배치되어 있다. 고순도 산소 정류탑(5)의 산소 증발기(55)의 상방(52)으로부터 가스를 도출하는 배관을 설계할 때, 도출 배관 입구 부근에 액적이 존재할 가능성이 있다. 이 액적은 환류액으로서 고순도 산소 정류탑(5)에 공급되어, 강하해 온 것도 포함되고, 고순도 산소 정류탑(5)의 저부에 모인 고순도 산소액(금속 불순물 포함함)이 산소 증발기(55)로부터 공급되는 산소 가스에 동반되게 뿜어 올려진 것도 포함되므로, 불휘발성의 불순물을 포함할 수 있다.
따라서, 이러한 액적(미소 비말)이 도출되는 산소 가스에 동반하여 산소 재응축기(7) 내에 들어가지 않도록, 액적의 물성과 산소 가스 유속을 고려하여 충분한 비말 동반 방지 높이에 설정한다. 그러나, 산소 재응축기(7)로부터의 고순도 산소액의 도출이나, 산소 가스의 응축에 따라 산소 재응축기(7)의 내부가 감압함으로써, 고순도 산소 정류탑(5)과 산소 재응축기(7) 사이에 차압이 커져(산소 재응축기(7)의 내압>산소 정류탑(5)의 내압), 결과적으로 고속으로 산소 가스가 배관 내에 흘러, 액적이 산소 재응축기(7)의 내부에 운반되는 경우가 있을 수 있다. 미스트 세퍼레이터(75)는, 이렇게 산소 재응축기(7)의 내부에 운반된 액적을 산소 가스로부터 분리할 수 있고, 산소 재응축기(7)에서 액적을 포함하지 않는 산소 가스를 응축시킬 수 있다.
(실시 형태 3, 도 3의 실시예)
고순도 산소 정류탑(5)을 상하 2분할한다. 중간에 액송 펌프(81)(환류액 펌프)가 배치된다. 고순도 산소 정류탑(5)의 이론단수는 59로, 분할점을 이론단수에서 중간의 30점으로 하면, 액송 펌프(81)에서 처리하는 환류 액량은 69Nm3/h이다. 액송 펌프(81)로부터 1ppb 상당의 금속 불순물이 환류액에 혼입된 경우, 고순도 산소 정류탑(5)으로부터 도출될 수 있는 산소액으로서는, 이하의 금속 불순물을 포함한다.
1[ppb]×69[Nm3/h]÷9[Nm3/h]=7.7[ppb]
실시 형태 3에서는, 도 3과 같이 산소 가스로서, 제2 산소 정류부(52)의 저부(521)로부터 도출할 때에는, 금속 불순물은 불휘발성이기 때문에, 산소 증발기(55)에서 증발시킨 산소 가스 중에는 금속 불순물이 포함될 일은 없고, 이것을 산소 재응축기(7)에 보내서 응축함으로써, 금속 불순물을 포함하지 않는 고순도 산소액을 얻을 수 있다.
(실시 형태 4, 도 4의 실시예)
산소 재응축기(7)의 하부에 미스트 세퍼레이터(75)가 배치되어 있다. 작용 효과는 실시 형태 2와 마찬가지이다.
(다른 실시 형태)
특별히 명시하고 있지 않지만, 각 배관 라인에 압력 조정 장치, 유량 제어 장치 등이 설치되어, 압력 조정 또는 유량 조정이 행해지고 있어도 된다.
특별히 명시하고 있지 않지만, 각 라인에 제어 밸브, 게이트 밸브 등이 설치되어 있어도 된다.
특별히 명시하고 있지 않지만, 각 탑에 압력 조정 장치, 온도 측정 장치 등이 설치되어, 압력 조정 또는 온도 조정이 행해지고 있어도 된다.
1: 주 열교환기
2: 질소 정류탑
3: 제1 응축기
4: 제2 응축기
5: 고순도 산소 정류탑
55: 산소 증발기
7: 산소 재응축기
8: 액송 펌프
9: 익스팬더 컴프레서

Claims (5)

  1. 고순도 산소액 중의 불휘발성 불순물을 저감 또는 제거하는 방법으로서,
    고순도 산소액을 제조하는 공기 분리 장치에 있어서의 고순도 산소 정류탑으로부터 얻어지는 고순도 산소액을 증발시키는 산소 증발 공정과,
    상기 산소 증발 공정에서 증발된 산소 가스를 재응축하는 산소 재응축 공정을 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 산소 재응축 공정은, 증발된 산소 가스를 산소 미스트 세퍼레이터보다도 하방에 도입하는 것을 포함하고,
    상기 방법은, 상기 산소 미스트 세퍼레이터보다도 상방으로부터 응축액을 취출하는 공정을 더 포함하는, 방법.
  3. 고비점 성분이 농축되는 제1 질소 정류부(21)와, 저비점 성분이 농축되는 제2 질소 정류부(22)를 갖는 질소 정류탑(2)과,
    상기 제1 질소 정류부(21)로부터 도출되는 산소 함유액이 도입되는 고순도 산소 정류탑(5)과,
    제2 질소 정류부(22)의 저부(221)에 저류하는 산소 부화액을 제1 질소 정류부(21)의 탑정(213)에 보내기 위한 액송 펌프(8)와,
    상기 고순도 산소 정류탑(5)의 하부에 설치되어, 산소 가스의 증기류를 발생시키기 위한 산소 증발기(55)와,
    상기 산소 증발기(55)에서 발생되는 산소 가스 일부가 도입되어, 당해 산소 가스를 응축하는 산소 재응축부(7)를 구비하는,
    공기 분리 장치.
  4. 질소 정류탑(200)과,
    고비점 성분이 농축되는 제1 산소 정류부(51)와 저비점 성분이 농축되는 제2 산소 정류부(52)를 갖는 고순도 산소 정류탑(5)과,
    제1 산소 정류부(51)의 저부(511)에 저류하는 산소 부화액을 제2 산소 정류부(52)의 탑정(523)에 보내기 위한 액송 펌프(81)와,
    상기 제2 산소 정류부(52)의 하부에 설치되어, 산소 가스의 증기류를 발생시키기 위한 산소 증발기(55)와,
    상기 산소 증발기(55)에서 발생되는 산소 가스 일부가 도입되어, 당해 산소 가스를 응축하는 산소 재응축부(7)를 구비하는,
    공기 분리 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 산소 재응축기(7)의 1차측에 산소 미스트 세퍼레이터(75)를 더 구비하고,
    상기 산소 증발기(5)에서 발생되는 산소 가스(증기류) 일부가, 상기 산소 미스트 세퍼레이터(75)보다 하방에 도입되는,
    공기 분리 장치.
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