WO1986004979A1 - Apparatus for producing high-purity nitrogen and oxygen gases - Google Patents

Apparatus for producing high-purity nitrogen and oxygen gases Download PDF

Info

Publication number
WO1986004979A1
WO1986004979A1 PCT/JP1985/000387 JP8500387W WO8604979A1 WO 1986004979 A1 WO1986004979 A1 WO 1986004979A1 JP 8500387 W JP8500387 W JP 8500387W WO 8604979 A1 WO8604979 A1 WO 8604979A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nitrogen
oxygen
liquid
gas
air
Prior art date
Application number
PCT/JP1985/000387
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Akira Yosino
Original Assignee
Daidosanso Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daidosanso Co., Ltd. filed Critical Daidosanso Co., Ltd.
Priority to DE8585903389T priority Critical patent/DE3581757D1/de
Publication of WO1986004979A1 publication Critical patent/WO1986004979A1/ja

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
    • F25J3/04854—Safety aspects of operation
    • F25J3/0486—Safety aspects of operation of vaporisers for oxygen enriched liquids, e.g. purging of liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/04218—Parallel arrangement of the main heat exchange line in cores having different functions, e.g. in low pressure and high pressure cores
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04254—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using the cold stored in external cryogenic fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04406—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
    • F25J3/0443—A main column system not otherwise provided, e.g. a modified double column flowsheet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04436—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using at least a triple pressure main column system
    • F25J3/04454—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using at least a triple pressure main column system a main column system not otherwise provided, e.g. serially coupling of columns or more than three pressure levels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
    • F25J3/04812—Different modes, i.e. "runs" of operation
    • F25J3/04824—Stopping of the process, e.g. defrosting or deriming; Back-up procedures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/34—Processes or apparatus using separation by rectification using a side column fed by a stream from the low pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/50—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column
    • F25J2200/54—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column in the low pressure column of a double pressure main column system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/42—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/50—Oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/42—Nitrogen or special cases, e.g. multiple or low purity N2
    • F25J2215/44—Ultra high purity nitrogen, i.e. generally less than 1 ppb impurities
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/40—One fluid being air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/42—One fluid being nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/50—One fluid being oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2280/00—Control of the process or apparatus
    • F25J2280/02—Control in general, load changes, different modes ("runs"), measurements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/62—Details of storing a fluid in a tank
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S62/00—Refrigeration
    • Y10S62/912—External refrigeration system
    • Y10S62/913—Liquified gas

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for producing high-purity nitrogen and oxygen gas.
  • nitrogen gas is made from air, which is compressed by a compressor, then placed in an adsorption column to remove carbon dioxide gas and moisture, and further cooled by heat exchange with a refrigerant through a heat exchanger. Subsequently, the product is produced by performing a process of cryogenic liquefaction and separation in a rectification column to produce a product nitrogen gas, and raising the temperature of the product nitrogen gas to near normal temperature through the heat exchanger.
  • the product nitrogen gas produced in this way contains oxygen as an impurity, and it is often inconvenient to use it as it is.
  • the method (1) requires a high degree of accuracy in adjusting the amount of added hydrogen, and unless the amount of hydrogen that reacts exactly with the amount of impurity oxygen is added, oxygen remains. In addition, there is a problem that the operation requires skill because the added hydrogen remains and becomes an impurity. Further, in the method (1), it is necessary to regenerate Ni 0 (Ni 0 + H 2 —Ni + H 20 ) generated by the reaction with the impure oxygen, and a H 2 gas facility for regeneration is required. This led to an increase in refining costs. Therefore, these improvements were strongly desired.
  • -Conventional nitrogen gas production equipment uses an expansion turbine to cool the refrigerant in a heat exchanger for cooling the compressed air compressed by the compressor, and the liquid air is stored in the rectification tower.
  • Low-boiling nitrogen is taken out as gas by cryogenic liquefaction separation, and the rest is stored as oxygen-rich liquid air.
  • the rotation speed of the expansion turbine is extremely high (tens of thousands of rotations / minute), and it is difficult to follow the load fluctuation, and specially trained operators are required.
  • high-speed rotation requires high precision in the mechanical structure and is expensive, and that the mechanism is complicated and specially trained personnel are required.
  • the expansion turbine has a high speed, which causes the above-mentioned problems, and there is a strong demand for the removal of the expansion turbine having a high-speed rotating part.
  • the present inventor has developed a nitrogen gas production apparatus that removes the expansion turbine and replaces it with liquid nitrogen from outside to supply it to the mulberry column, and has already applied for a patent ( Japanese Patent Application No. 58-38050).
  • This device can produce extremely high-purity nitrogen gas, eliminating the need for a conventional purification device.
  • the expansion turbine is removed, no adverse effects are caused. Therefore, it is most suitable for the electronics industry.
  • oxygen gas is used in addition to nitrogen gas, and it is desired to provide a device that can produce not only nitrogen gas but also oxygen gas with a single device. Is coming.
  • An object of the present invention is to provide a high-purity nitrogen and oxygen gas producing apparatus capable of producing high-purity nitrogen gas without using an expansion turbine or a purifying apparatus and simultaneously producing high-purity oxygen gas. Things. Disclosure of the invention
  • the present invention provides an air compressing means for compressing air taken in from outside, a removing means for removing carbon dioxide and water in compressed air compressed by the air compressing means.
  • a nitrogen rectification column that stores only nitrogen as a gas inside the rectifier, and a liquid nitrogen introduction path that guides the liquid nitrogen in the liquid nitrogen storage means into the nitrogen rectification column as a cold source for compressed air / liquefaction.
  • High-purity nitrogen and oxygen gas production equipment as the first gist air compression means for compressing air taken in from the outside, and removal means for removing carbon dioxide and water in compressed air compressed by the air compression means And compressed air that has passed through this removal means Ultra-low
  • a distillation column a liquid nitrogen introduction passage for guiding the liquid nitrogen in the liquid nitrogen storage means into the above-mentioned nitrogen rectification column as a cooling source for compressed air liquefaction, and a liquid nitrogen gas which has been vaporized after ending its operation as a cooling source.
  • a nitrogen gas extraction path for taking out both of the vaporized nitrogen held in the nitrogen rectification column from the nitrogen rectification column as product nitrogen gas, and a liquid oxygen target for evaporating the nitrogen content and enriching in oxygen content
  • the oxygen rectification column to be separated, and the oxygen A supply path for supplying liquid oxygen-enriched liquid air in the condensing column to the oxygen rectification column, a liquid oxygen storage means for storing liquid oxygen, and a liquid source in the liquid oxygen storage means as a cold source
  • the high-purity nitrogen and oxygen gas producing apparatus of the present invention does not use an expansion turbine, but instead uses liquid nitrogen and liquid oxygen storage having no Hi turnover. There is no rotating part as a whole, and no failure occurs.
  • the expansion tank is expensive, the storage tank for liquid nitrogen or the like is inexpensive, and no special personnel are required.
  • the expansion turbine (operated by the pressure of the gas evaporated from the liquid air stored in the nitrogen rectification tower) has a very high rotation speed (for several tens of thousands of times). Change in unloading amount) It is difficult to follow closely. Therefore, it is difficult to accurately change the supply amount of liquid air to the expansion turbine in accordance with the change in the amount of product nitrogen gas, etc.
  • This equipment uses a liquid nitrogen storage tank instead, and uses liquid nitrogen and liquid oxygen, which allow fine adjustment of the supply amount, to be used as a cryogen. High nitrogen and oxygen gases can be produced. Therefore, a conventional purification device is not required.
  • this system uses liquid nitrogen and liquid oxygen as refrigeration and does not escape after use, but instead uses air as a raw material to release nitrogen gas and nitrogen gas to produce product gas. It does not waste resources.
  • this device is equipped with both a liquid nitrogen tank and a liquid nitrogen storage tank, it is possible to use both nitrogen gas and natural gas CC even if both of them are used in cold operation simultaneously or if one of them is used in cold operation.
  • FIG. 1 shows a configuration 13, 21] of one embodiment of the present invention in another embodiment.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
  • 1 is a first air compressor
  • 2 is a waste heat recovery unit
  • 3 is an intercooler
  • 4 is a second air compressor
  • 5 is an aftercooler
  • 6 is a set of two air cooling cylinders
  • One (6a) is closed
  • the other (6b) is open top.
  • Alternating 7 is a set of two adsorption columns, the molecular sieve therein are Takashi ⁇ , H 2 0 in the compressed air by the first and second air compressor 1, 4 and C 0 2 a To remove by adsorption.
  • the compressed air to H 2 0 and C 0 2 adsorbed removed by adsorption column 7 is fed via a compressed air supply path I flop 9 Mature It is cooled to a very low temperature by the exchange action.
  • 1 0 is a second heat exchanger, the minute ⁇ pipe i 1 branched from the compressed air Hiroshiawase pipe 9, compressed air is H 2 0 and C 0 2 adsorption removal is fed.
  • the compressed air sent into the second heat exchanger 10 is also cooled to an ultra-low temperature by the ripening action, and then combined with the ultra-low-temperature compressed air cooled by the first heat exchanger 8.
  • Nitrogen distillation column with i-th and second ripening exchangers 8 : i 0; ⁇ ⁇ Compressed air cooled to low temperature and sent through pipe 9 is further cooled, and part of it is liquefied and liquefied. It is stored at the bottom as air 13 and only nitrogen is extracted in a gaseous state.
  • a liquid nitrogen reservoir i 2a is provided in an upper portion of the rectification column 12, into which liquid nitrogen is fed from a liquid nitrogen storage tank 14 via an introduction pipe 14a. The supplied liquid nitrogen overflows from the liquid nitrogen reservoir 12a, flows downward in the rectification tower i2, and comes into contact with the compressed air rising from the bottom of the rectification tower 12 in countercurrent to be cooled.
  • Reference numeral 19 denotes an extraction pipe for taking out the nitrogen gas collected at the upper part of the rectification column 12 as product nitrogen gas, and guiding the ultra-low temperature nitrogen gas into the first ripening exchanger 8, where it is provided. It has the function of exchanging heat with the sent compressed air to bring it to room temperature and send it to the main pipe 20.
  • Reference numeral 15 denotes a shelf-type oxygen condensing tower in which a condenser 16 is disposed. A part of the nitrogen gas stored in the upper part of the rectification column 12 is sent to the condenser 16 through a pipe 12b to be liquefied, and is liquefied through a pipe 12c. Merge with liquid nitrogen inside.
  • the inside of the oxygen condensing tower 15 is more depressurized than the inside of the rectifying tower 12, and the liquid air stored at the bottom of the rectifying tower 12 (N 2: 50 to 70%, 0 2 : (30% to 50%) 1 3 Force
  • the expansion valve 17 controlled by the liquid level gauge 17 is sent through a pipe 18 with an a, and the high boiling point component nitrogen is vaporized and the tower 15 Is maintained at an ultra-low temperature, and itself becomes an oxygen-rich ultra-cryogenic liquid that accumulates at the bottom of the tower 15.
  • the nitrogen gas sent into the condenser 16 is liquefied by the cold heat of the oxygen-rich ultra-low temperature liquid, and merges with the liquid nitrogen in the introduction pipe 14a as described above.
  • Reference numeral 30 denotes a waste nitrogen gas extraction pipe for extracting the nitrogen content (purity is not so high) accumulated in the upper part of the oxygen condensing tower 15 as waste nitrogen gas.
  • the waste nitrogen gas is supplied to the first heat exchanger 8.
  • the raw air is cooled to an ultra-low temperature by the cold heat, and then a part of the air is guided to the upper open type cooling cylinder 6 b of the pair of cooling cylinders 6, and the tip nozzle of the pipe 34 is guided.
  • the waste nitrogen gas that has been subjected to heat exchange is cooled by contact with water flowing down in the form of a shower, and is discharged into the atmosphere as shown by arrow D.
  • the remaining waste nitrogen gas is discharged from the branch pipe 30a through the branch pipe 30a.
  • part of the waste nitrogen gas sent to the cooling cylinder 6 is the one set of the two adsorption cylinders. It is used to regenerate the adsorption cylinder that does not perform the adsorption operation. That is, the valve 38 is opened and the ultra-low temperature waste nitrogen gas is sent to the waste heat recovery unit 2 via the pipe 39 to raise the temperature, and then the temperature is further raised to room temperature by the regeneration heater 41, and It is sent to the non-operated adsorption column to regenerate the molecular sieve and then released into the atmosphere as indicated by arrow B.
  • the above-mentioned molecular sieve has almost no adsorption capacity at room temperature and exhibits excellent adsorption capacity at ultra-low temperature.When it is regenerated as described above, it is at room temperature and exhibits adsorption capacity. I can't. Therefore, after flowing normal temperature waste nitrogen gas, immediately close valve 38 and open valve 37, flow ultra-low temperature waste nitrogen gas to cool the molecular sieve, and use the used waste nitrogen gas as shown by arrow B. And the regeneration of the molecular sieve is completed. The set of two suction tubes 7 is alternately regenerated and used in this manner. 35 a This is an expansion valve controlled by a level gauge 35.
  • 2 i is a plate-type oxygen rectification tower, which communicates with the bottom of the nitrogen condensing tower 15 via a pipe 22, and a pressure difference between the oxygen-rich ultra-low temperature fluid accumulated at the bottom of the nitrogen condensing tower 15. It comes to take in.
  • 25 is a liquid level gauge
  • 26 is an expansion valve controlled by the liquid level gauge
  • 27 is an acetylene absorber, which absorbs and removes acetylene in the oxygen-rich ultra-low temperature fluid.
  • 28 is the third method for cooling the above-mentioned nitrogen rich cryogenic fluid. It is a heat exchanger.
  • the cooling by the heat exchanger 28 further cools the oxygen-rich ultra-low temperature fluid, and the oxygen component is immediately liquefied when it is taken into the oxygen rectification column 21 as a spray by the action of the expansion valve 26. At the same time, the nitrogen is gasified and both are separated with high accuracy.
  • liquid oxygen is fed from the liquid oxygen storage tank 23 as cold through the inlet pipe 23 a, and is built into the oxygen rectification tower 21.
  • the cooled condenser 24 is cooled and the oxygen condensing tower 15 is liquefied from the upper part through the pipe 15 a into the condenser 24 through the pipe 15 a to liquefy the waste nitrogen gas through the pipe 15 b.
  • 29 is a pipe for sending the ultra-low temperature nitrogen gas accumulated in the upper part of the oxygen rectification column 21 as a refrigerant of the heat exchanger 28, and 29b is a nitrogen gas which has finished functioning as a refrigerant.
  • the pipe is sent to the exchanger 8, and has a leading end connected to the waste nitrogen gas extraction pipe 30 so that the nitrogen gas having undergone heat exchange in the first heat exchanger 8 is combined with the waste nitrogen gas.
  • 29 a is a check valve.
  • 25a is a liquid level gauge provided in the oxygen rectification column 21 and 23b is a flow control valve controlled by the same.
  • the liquid level meter 25a controls not only the flow rate of liquid oxygen but also the flow rate of liquid nitrogen sent out from the liquid nitrogen storage tank 14 by controlling the flow control valve 14b, and rectifies constantly.
  • An appropriate amount of cold is sent to towers 12 and 21.
  • 21a is an oxygen gas extraction pipe, which takes out ultra-high-purity oxygen gas vaporized from liquid oxygen 21c (purity 99.5%) at the bottom of the oxygen rectification column 21 and converts it to the first heat. It is guided into the exchanger 8 and heat-exchanges with the compressed air sent into the exchanger 8 to bring the temperature to room temperature, and sends it to the product oxygen gas extraction pipe 21b.
  • 29 c is a waste pipe for discarding the liquid oxygen 21 c remaining at the bottom of the oxygen rectification column 21, and sends the above liquid oxygen to the second heat exchanger 10 where heat exchange is performed with the raw material air. After cooling the raw material air to ultra-low temperature, it is released as shown by arrow C.
  • the retained liquid oxygen 21 c contains impurities such as methane and acetylene.
  • the waste pipe 29 c is open at the bottom of the oxygen rectification column 21 because these impurities are mostly located below the retained liquid oxygen 21 c.
  • 4 2 and 4 4 are backup lines, and when the air compression line fails, open the valves 42 a and 44 a to evaporate the liquid nitrogen in the liquid nitrogen storage tank 14 by the evaporator 43.
  • the oxygen is supplied to the main vibrator 20 so that the supply of nitrogen gas is not interrupted, and the liquid oxygen in the liquid oxygen storage tank 23 is evaporated by the evaporator 45 and sent to the main vibrator 21b to supply oxygen gas. Do not be afraid of the line.
  • the dashed line indicates the vacuum box. This vacuum box keeps out heat from the outside and further improves purification efficiency.
  • This device produces product nitrogen gas and oxygen gas as follows. That is, the air is compressed by the air compressor 1, and the heat generated at this time is recovered by the waste heat recovery device 2. Then, the compressed air is supplied and cooled by the intercooler 3, compressed by the air compressor 4, further cooled by the aftercooler 5, sent to the closed cooling cylinder 6 a, and cooled by waste nitrogen gas. Cool by contacting the water with countercurrent. Then, fed it to adsorption column 7, for adsorbing and removing H z O, and C 0 2.
  • H z O, and C 0 2 is a portion of the compressed air which is adsorbed and removed, "branch pipe 1 1 and the remainder while cooling to cryogenic by feeding into the first heat exchanger 8 is via a pipe 9 Then, the mixture is sent to the second heat exchanger 10 and cooled to an extremely low temperature, and the two are combined and charged into the lower part of the rectification tower 12.
  • the nitrogen remaining as a gas is taken out from the extraction pipe 19, sent to the first heat exchanger 8, heated to near normal temperature, and sent out from the main pipe 20 as ultra-high purity product nitrogen gas.
  • the liquid nitrogen from the liquid nitrogen storage tank 14 acts as a cold source for liquefaction of compressed air, and is itself vaporized and taken out of the take-out pipe 19 as part of the product nitrogen gas.
  • the liquid air collected at the bottom of the rectification column 12 is sprayed into the oxygen condensing column 15 via the pipe 18 and contacts the overflowing liquid nitrogen from the reflux liquid reservoir 15 c while the column 1 Run down to the bottom of 5.
  • the oxygen having a high boiling point component is liquefied due to the difference between the boiling points of nitrogen and oxygen, and nitrogen remains as a gas, so that the oxygen concentration of the liquid air collected at the bottom of the tower 15 is becomes higher than the oxygen concentration in the liquid body air 1 3 in 1 2 (0 2: 6 0-8 0%).
  • the oxygen-rich liquid air 13 is adiabatically expanded by an expansion valve 26, then sent to an acetylene absorber 27 to remove acetylene, and sent to a third heat exchanger 28.
  • the oxygen is liquefied and separated (the nitrogen remains as a gas), and then sent to the oxygen rectification column 21 in that state.
  • liquid oxygen In the gas-liquid mixture sent to the oxygen rectification column 21, liquid oxygen accumulates at the bottom of the column and nitrogen gas accumulates at the top of the column 21, and then passes through the pipe 29 before the third heat exchange.
  • the refrigerant is sent to the heat exchanger 28 and acts as a refrigerant, and then is sent to the waste nitrogen gas extraction pipe 30 via the first heat exchanger 8 to be discarded.
  • Liquid oxygen is supplied to the oxygen rectification tower 21 from the liquid oxygen storage tank 23 as cold, mixed with the liquefied and separated liquid oxygen and collected at the bottom of the tower, and condensed inside the oxygen rectification tower 21 Cool vessel 24.
  • the nitrogen gas separated in the oxygen condensing tower 15 is taken out from the waste nitrogen gas extraction pipe 30, and is used as the refrigerant of the first heat exchanger 8 and the cooling water of the air cooling cylinder 6. Used for production and regeneration of the adsorption column 7.
  • the remainder of the nitrogen gas is sent to a condenser 24 built in the oxygen rectification column 21, cooled by liquid oxygen and liquefied, and Reflux reservoir in 5 Reflux into 5 c.
  • the retained liquid oxygen 21 c at the bottom of the oxygen rectification column 21 is not taken out as a product as it is, but is taken out from the product oxygen gas pipe 21 a as a vaporized product (oxygen gas).
  • FIG. 2 shows another embodiment.
  • This equipment removes the oxygen condensing tower, makes the oxygen rectification tower 21 larger and improves its function, and connects it directly to the nitrogen rectification tower 12 to produce the product nitrogen gas produced by the nitrogen rectification tower 12
  • a part of the nitrogen is sent to the first condenser 24 ′ of the oxygen rectification tower to be cooled and liquefied to form a reflux liquid, and the liquid air collected at the bottom of the nitrogen rectification tower 12 is stored in the liquid oxygen storage tank 23. Is mixed with liquid oxygen sent from the reactor and sent into the oxygen rectification column 21 to liquefy and separate oxygen.
  • a second condenser 48 is further provided in the oxygen rectification column 21 to use the separated and generated waste nitrogen gas as its refrigerant so as to improve the accuracy of liquefaction and separation of oxygen.
  • 50 is a liquid level gauge, and 49 is a valve controlled by the liquid level gauge 50. The other parts are the same as in FIG. 1, and the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated.
  • This device has the same operation and effect as the device of FIG. 1, and also has the effect that the whole can be miniaturized.
  • valves 14 b and 23 b of the pipes 14 a and 23 a can be separated from the control of the liquid level gauge 25 a and controlled independently. That is, the above-mentioned apparatus can be operated continuously by using only one of the liquid nitrogen storage tanks 14 and the liquid oxygen storage tanks 23 to produce both nitrogen gas and oxygen gas. If the cold is not available, one can immediately operate the valve 14b23b and operate continuously using only the other cold.

Description

明 細 書
発明の名称
高純度窒素および酸素ガス製造装置
産業上の利用分野
本発明は、 高純度窒素および酸素ガス製造装置に関するものであ る。
従来の技術
電子工業では極めて多量の窒素ガスが使用されているが、 部品精 度維持向上の観点から窒素ガスの純度について厳しい要望をだして きている。 すなわち、 窒素ガスは、 一般に、 空気を原料とし、 これ を圧縮機で圧縮したのち、 吸着筒に入れて炭酸ガスおよび水分を除 去し、 さらに熱交換器を通して冷媒と熱交換させて冷却し、 ついで 精留塔で深冷液化分離して製品窒素ガスを製造し、 これを前記の熱 交換器を通して常温近傍に昇温させるという工程を柽て製造されて いる。 しかしながら、 このようにして製造される製品窒素ガスには 、 酸素が不钝分として混在しているため、 これをそのまま使用する ことは不都合なことが多い。 不純酸素の除去方法としては、 ① P t 触媒を使用し窒素ガス中に微量の水素を添加して不純酸素と 2 0 0 程度の温度雰囲気中で反応させ水として除去する方法および② N i 触媒を使用し、 窒素ガス中の不純酸素を 2 0 0 ¾程度の温度雰囲 気において N i触媒と接触させ 'i -^ 1 2 02 → i 0 の反応を起 こさせて除去する方法がある。 しかしながら、 これらの方法は、 い ずれも窒素ガスを高温にして触媒と接触させなければならないため 、 その装置を、 超低温系である窒素ガス製造装置中には組み込めな い。 したがって、 窒素ガス製造装置とは別個に精製装置を設置しな ければならず、 全体が大形になるという欠点がある。 そのうえ、 前 記①の方法では、 水素の添加量の調整に高精度が要求され、 不純酸 素量と丁度反応するだけの量の水素を添加しないと、 酸素が残存し たり、 また添加した水素が残存して不純分となってしまうため、 操 作に熟練を要するという問題がある。 さらに、 前記②の方法では、 不純酸素との反応で生じた Ni 0 の再生 （ N i 0 + H2 — Ni + H 20 ) をする必要が生じ、 再生用 H2ガス設備が必要となって精製 費の上昇を招いていた。 したがって、 これらの改善が強く望まれて いた。 - また、 従来の窒素ガスの製造装置は、 圧縮機で圧縮された圧縮空 気を冷却するための熱交換器の冷媒冷却用に、 膨脹タービンを用い 、 これを精留塔内に溜る液体空気 （深冷液化分離により低沸点の窒 素はガスとして取り出され、 残部が酸素リツチな液体空気となって 溜る） から蒸発したガスの圧力で駆動するようになっている。 とこ ろが、 膨脹タービンは回転速度が極めて大 （数万回/分） であって 負荷変動に対する追従運転が困難であり、 特別に養成した運転員が 必要である。 また、 このものは高速回転するため機械構造上高精度 が要求され、 かつ高価であり、 機構が複雑なため特別に養成した要 員が必要という難点を有している。 すなわち、 膨脹タービンは高速 都を有するため、 上記のような諸問題を生じるのであり、 この -:.： な高速回転部を有する膨脹タービン Ο除去に対して強い要望が あった，
この発明者は、 このような要望に応えるため、 膨脹タービンを除 去し、 そ に代えて外部から液体窒素を寒冷として楮留塔内に供給 する窒素ガス製造装置を開発し、 すでに特許出願 （特願昭 5 8 - 3 8 0 5 0 ) している。 この装置は、 極めて高純度の窒素ガスを製造 しうるため、 これまでのような精製装置が全く不要になる。 また、 膨脹タ一ビンを除去しているため、 それにもとづく弊害も,生じない 。 したがって、 電子工業向に最適である。 しかしながら、 電子工業 では、 窒素ガス以外に、 酸素ガスも使用しており、 1合の装置で窒 素ガスのみならず酸素ガスも製造しうるような装置の提供が望まれ てきている。
発明の目的
本発明は、 膨脹タービンや精製装置を用いることなく高純度の窒 素ガスを製造でき、 かつ同時に高純度の酸素ガスも製造しうる高純 度窒素および酸素ガス製造装置の提供をその目的とするものである。 発明の開示
上記の目的を達成するために、 本発明は、 外部より取り入れた空 気を圧縮する空気圧縮手段と、 この空気圧縮手段によって圧縮され た圧縮空気中の炭酸ガスと水とを除去する除去手段と、 この除去手 段を経た圧縮空気を超低温に冷却する熱交換手段と、 液体窒素を貯 蔵する液体窒素貯蔵手段と、 上記熱交換手段により超低温に冷却さ れた圧縮空気の一部を液化して内部に溜め窒素のみを気体として保 持する窒素精留塔と、 上記液体窒素貯蔵手段内の液体窒素を圧縮空 気液化用の寒冷源として上記窒素精留塔内に導く液体窒素導入路と 、 寒冷源としての作用を終えて気化した液体窒素および上記窒素精 留塔内に保持されている気化窒素の双方を製品窒素ガスとして上記 窒¾精留塔より取り出す窒素ガス取出路と、 液体空気を対象とし窒 ^と ¾柔の沸点の差を利用して両者を分離する設素精留塔と、 上記 窒桌精留塔内の滞留液体空気を上記設素精留塔内に供給する液体空 気供給路と、 液体酸素を貯蔵する液体酸素貯蔵手段と、 この液体酸 素貯蔵手段内の液体酸素を寒冷源として上記酸素精留塔に導く液休 該素導入路と、 液体空気を原料とし酸素と窒素の沸点の差を利用し て分離された酸素ガスおよび寒冷源としての作用を終えて気化した 液体酸素の双方を製品羧素ガスとして上記酸素精留塔より取り出す 酸素ガス取出路を備えている高純度窒素および酸素ガス製造装置を 第 1の要旨とし、 外部より取り入れた空気を圧縮する空気圧縮手段 と、 この空気圧縮手段によって圧縮された圧縮空気中の炭酸ガスと 水とを除去する除去手段と、 この除去手段を経た圧縮空気を超低温 に冷却する熱交換手段と、 液体窒素を貯蔵する液体窒素貯蔵手段と 、 上記熱交換手段により超低温に冷却された圧縮空気の一部を液化 して内部に溜め窒素のみを気体として保持する窒素精留塔と、 上記 液体窒素貯蔵手段内の液体窒素を圧縮空気液化用の寒冷源として上 記窒素精留塔内に導く液体窒素導入路と、 寒冷源としての作用を終 えて気化した液体窒素および上記窒素精留塔内に保持されている気 化窒素の双方を製品窒素ガスとして上記窒素精留塔より取り出す窒 素ガス取出路と、 液体空気を対象としその窒素分を気化させ酸素分 に富んだ状態にする羧素凝縮塔と、 上記窒素精留塔内の滞留液体空 気を上記該素凝縮塔内に供給する液体空気供給路と、 酸素と窒素の 沸点の差を利用して両者を分離する酸素精留塔と、 上記酸素凝縮塔 内の酸素分に富んだ液体空気を上記酸素精留塔内に供給する供給路 と、 液体酸素を貯蔵する液体酸素貯蔵手段と、 この液体酸素貯蔵手 段内の液体 素を寒冷源として上記羧素精留塔に導く液体羧素導入 路と、 該素分に富んだ液体空気を原料とし該素と窒素の沸点の差を 利用して分離された ¾素ガスおよび寒冷源としての作用を終えて気 化した液体酸素 O 方を製品該素ガスとして ヒ記該素精留塔から取 り出す詨素ガス取出路を備えている高 ¾度窒素およ^叆素ガス製造 '½置を第 2の要旨とするものである。
発明の効果
以上のように、 本発明の高純度窒素および酸素ガス製造装置は、 膨脹タ一ビンを用いず、 それに代えて何ら Hi転部をもたない液体窒 素および液^酸素貯增を用いるため、 装置全体として回転部がなく なり故障が全く生じない。 しかも膨脹タ一ビンは高価であるのに対 して液体窒素等の貯槽は安価であり、 また特別な要員も不要になる 。 そのうえ、 膨脹タービン （窒素精留塔内に溜る液体空気から蒸発 したガスの圧力で躯動する） は、 回転速度が極めて大 （数万回 分 ) であるため、 負荷変動 （製品窒素ガス等の取出量の変化） に対す るきめ細かな追従運転が困難である。 したがって、 製品窒素ガス等 の取出量の変化に応じて膨脹タ—ビンに対する液体空気の供給量を 正確に変化させ、 窒素ガス等の製造原料である圧縮空気を常時一定 温度に冷却することが困難であり、 その結果、 得られる製品窒素ガ ス等の純度がばらつき、 頻繁に低純度のものがつく りだされ全体的 に製品窒素ガス等の純度が低くなつていた。 この装置は、 それに代 えて液体窒素貯槽を用い、 供給量のきめ細かい調節が可能な液体窒 素， 液体酸素を寒冷として用いるため、 負荷変動に対するきめ細か な追従が可能となり、 純度が安定していて極めて高い窒素および酸 素ガスを製造しうるようになる。 したがって、 従来の精製装置が不 要となる。 しかも、 この装置は、 液体窒素， 液体酸素を寒冷として 用い、 使用後これを逃気するのではなく、 空気を原料として製造さ れる窒素ガスおよび羧素ガスに ί弁せて製品ガスとするため資源の無 駄を生じない。 そのうえ、 この装置は、 液体窒素聍槽および液体羧 素貯槽の双方を備えているため、 その双方を同時に寒冷として用い ても、 またいずれか一方を寒冷として ¾いても窒素ガスおよび 素 力' C 乂方を製造しうる, したがって、 上 ¾:. oうち >、手しやす
',、方っ^冷の- を用いて 業しうる め , 便宜てあるつ ϋ!面の簡単な説明
第 1図は、 この発明の一実施例の構成 13、 2 1]は他の実施例の 構成図て'ある。 発明を実施するための最良の形態
本発明を実施例にもとづいて詳しく説明する。
第 1図は本発明の一実施例を示している。 図において、 1は第 1 の空気圧縮機、 2は廃熱回収器、 3はインタークーラ、 4は第 2の 空気圧縮機、 5はアフタークーラ、 6は 2個 1組の空気冷却筒で、 一方 （6 a ) が密閉型になっており、 他方 （6 b ) が上部開放型に なっている。 7は 2個 1組の吸着筒で、 内部にモレキュラーシーブ が充塡されており、 第 1および第 2の空気圧縮機 1 , 4により圧縮 された空気中の H 2 0および C 0 2を交互に作動して吸着除去する 。 8は第 1の熟交換器であり、 この熱交換器 8に、 吸着筒 7により H 2 0および C 0 2を吸着除去された圧縮空気が、 圧縮空気供給パ ィプ 9を経て送り込まれ熟交換作用により超低温に冷却される。 1 0は第 2の熱交換器であり、 上記圧縮空気洪袷パイプ 9から分岐し た分歧パイプ i 1により、 H 2 0および C 0 2の吸着除去された圧 縮空気が送り込まれる。 この第 2の熱交換器 1 0に送り込まれた圧 縮空気も熟交換作用により超低温に冷却され、 ついで上記第 1の熱 交換器 8て冷却された超低温圧縮空気に合流される I 2 翊段式 O窒素锖留塔であり、 第 iおよび第 2の熟交換器 8 : i 0により; ϋ 低温に冷却されパイプ 9を轻て送り込まれる圧縮空気をさらに冷却 し、 その一部を液化し液 空気 1 3として底部に溜め、 窒素のみを 気体状態で取り出すようになつている。 この精留塔 1 2の上部側の 部分には、 液体窒素溜め i 2 aが設けられ、 そこに、 液体窒素貯槽 1 4から液体窒素が導入路パイプ 1 4 aを介して送入される。 送入 された液体窒素は、 上記液体窒素溜め 1 2 aから溢れて精留塔 i 2 内を下方に流下し、 精留塔 1 2の底部から上昇する圧縮空気と向流 的に接触し冷却してその一部を液化するようになっている。 すなわ ち、 この過程で圧縮空気中の高沸点成分 （酸素分） が液化されて精 留塔 1 2の底部に溜り、 低沸点成分の窒素ガスが精留塔 1 2の上部 に溜る。 1 9は、 このようにして精留塔 1 2の上部に溜った窒素ガ スを製品窒素ガスとして取り出す取出バイプで、 超低温の窒素ガス を第 1の熟交換器 8内に案内し、 そこに送り込まれる圧縮空気と熱 交換させて常温にしメィンバイプ 2 0に送り込む作用をする。 この 場合、 精留塔 1 2の最上部には、 窒素ガスとともに、 沸点の低い H e ( - 2 6 9 -C ) , H z ( - 2 5 3 *c ) が溜りやすいため、 取出バ イブ 1 9は、 精留塔 1 2の最上部よりかなり下側に開口しており、 H e , H 2の混在しない純窒素ガスのみを取り出すようになつてい る。 1 5は棚段式の酸素凝縮塔で、 内部に凝縮器 1 6が配設されて いる。 この凝縮器 1 6に、 精留塔 1 2の上部に溜る窒素ガスの一部 がパイプ 1 2 bを介して送入されて液化し、 パイプ 1 2 cを経て上 記導入路バイブ 1 4 a内の液体窒素に合流する。 上記酸素凝縮塔 1 5内は、 精留塔 1 2内よりも滅圧状態になっており、 精留塔 1 2の 底部の貯留液体空気 （N 2 : 5 0〜 7 0 % , 0 2 ： 3 0〜 5 0 %) 1 3力 液面計 1 7によって制御されている膨脹弁 1 7 a付きパイ プ 1 8を経て送り込まれ、 その高沸点成分である窒素分を気化させ て塔 1 5の内部温度を超低温に保持し、 それ自身は酸素リッチな超 低温液体となって塔 1 5の底部に溜るようになつている。 この酸素 リツチな超低温液体の冷熱により凝縮器 1 6内に送入された窒素ガ スが液化し、 前記のように導入路パイブ 1 4 a内の液体窒素に合流 するのである。 3 0は、 酸素凝縮塔 1 5の上部に溜った窒素分 （純 度はそれ程高くない） を廃窒素ガスとして取り出す廃窒素ガス取出 パイプで、 上記廃窒素ガスを第 1の熱交換器 8に案内してその冷熱 により原料空気を超低温に冷却し、 続いてその一部を、 2個 1組の 冷却筒 6のうちの上部開放型冷却筒 6 bに案内し、 パイブ 3 4の先 端ノズルからシャワー状に流下される水と接触させて冷却し、 熱交 換を終えた廃窒素ガスを矢印 Dのように大気中に放出するとともに、 上記廃窒素ガスの残部を分岐パイプ 3 0 aから矢印 Aのように直接 大気中に放出するようになっている。 この場合、 冷却筒 6に送られ る廃窒素ガスは、 その一部が、 前記 2個 1組の吸着筒？における吸 着作動していない方の吸着筒の再生に用いられる。 すなわち、 弁 3 8を開いて超低温の廃窒素ガスをバイプ 3 9を経由させ廃熱回収器 2に送入して昇温させ、 ついで再生用ヒータ 4 1でさらに常温まで 昇温させ、 -吸着作動していない方の吸着筒に送入してモレキユラ一 シーブの再生を行わせ、 ついで大気中に矢印 Bのように放出する。 上記モレキュラーシーブは常温では吸着能が殆どなく、 超低温にお いて優れた吸着能を発揮するものであり、 上記のようにして再生さ れたままの状態では常温になっていて吸着能を発揮しえない。 その ため、 常温の廃窒素ガスを流したのち、 直ちに弁 3 8を閉じ弁 3 7 を開き、 超低温の廃窒素ガスを流してモレキュラーシーブを冷却し 、 使用済みの廃窒素ガスを矢印 Bのように放出するということが行 われ、 これによつてモレキュラーシーブの再生が完了する。 2個 1 組の吸着筒 7はこのようにして交互に再生され使用される。 3 5 a 液面計 3 5により制御される膨脹弁である。 なお、 上部開放型冷 £ ¾ 6 bにおいて、 廃窒素ガスにより冷却された水 3 1 、 ヒ都閗 牧型: 却筒 6 bの底部に溜り、 モータ 3 2の作 ¾により、 パイプ 3 3を経て密閉型冷却筒 6 a Ο上部 送られ、 そこからシャヮ一状に 流下して空気圧縮機 1から送り込まれる原料空気を冷却する。 そし て、 冷却を終えた水 3 1は、 モータ 3 2の作用により上部開放型冷 却筒 6 bに還流され、 廃窒素ガスの冷熱により苒び冷却される。 2 iは棚段式の酸素精留塔で、 パイプ 2 2によって羧素凝縮塔 1 5の 底部と連通しており、 詨素凝縮塔 1 5の底部に溜った酸素リッチな 超低温流体を圧力差によって取り込むようになつている。 2 5は液 面計、 2 6はその液面計 2 5により制御される膨脹弁、 2 7はァセ チレン吸収器で、 上記酸素リツチな超低温流体中のアセチレンを吸 収除去する。 2 8は上記羧素リツチな超低温流体を冷却する第 3の 熱交換器である。 この熱交換器 2 8による冷却により、 酸素リツチ な超低温流体が一層冷却され、 酸素精留塔 2 1内に、 膨脹弁 2 6の 作用によって噴霧状になって取り込まれる際、 酸素分が直ちに液化 するとともに窒素分がガス化し両者が高精度で分離されるようにな る。 上記酸素精留塔 2 1の下部側の部分には、 液体酸素貯槽 2 3か ら液体酸素が寒冷として導入路パイプ 2 3 aを介して送入され、 酸 素精留塔 2 1内に内蔵された凝縮器 2 4を冷却し、 酸素凝縮塔 1 5 を上部からパイブ 1 5 aを介して凝縮器 2 4内に送り込まれる廃窒 素ガスを液化しパイブ 1 5 bを介して酸素凝縮塔 1 5の還流液留め 1 5 cに戻す作用をする。 2 9は酸素精留塔 2 1の上部に溜る超低 温の窒素ガスを上記熱交換器 2 8の冷媒として送るパイプ、 2 9 b は冷媒としての作用を終えた窒素ガスを第 1の熱交換器 8に送るパ イブであり、 第 1の熱交換器 8において熱交換を終えた窒素ガスを 廃窒素ガスに合流させるよう先端が廃窒素ガス取出パイプ 3 0に連 結している。 2 9 aは逆止弁である。 2 5 aは酸素精留塔 2 1に設 けられた液面計、 2 3 bはそれによつて制御される流量調節弁であ る。 上記液面計 2 5 aは、 液体酸素の流量だけでなく、 液体窒素貯 槽 1 4から送出される液体窒素の流量も、 流量調節弁 1 4 bに対す る制御によって制御し、 常時精留塔 1 2 , 2 1に適正量の寒冷が送 入されるようにしている。 2 1 aは、 酸素ガス取出パイプで、 酸素 精留塔 2 1の底部滞留液体酸素 2 1 c (純度 9 9. 5 % ) から気化し た超高純度の酸素ガスを取り出し、 第 1の熱交換器 8内に案内し、 そこに送り込まれる圧縮空気と熱交換させて常温にし、 製品酸素ガ ス取出パイプ 2 1 bに送り込む作用をする。 2 9 cは酸素精留塔 2 1の底部の滞留液体酸素 2 1 cを廃棄する廃棄パイプであり、 上記 液体酸素を第 2の熱交換器 1 0に送り込み、 そこで原料空気と熱交 換させて原料空気を超低温に冷却したのち、 矢印 Cのように放出す る。 上記滞留液体酸素 2 1 cには、 メタン， アセチレン等の不純分 が含まれており、 これら不純分は滞留液体酸素 2 1 cの下部倒に多 いため、 廃棄パイプ 2 9 cは、 酸素精留塔 2 1の底部に開口してい る。 4 2 , 4 4はバックアップ系ラインであり、 空気圧縮系ライン が故障したとき弁 4 2 a , 4 4 aを開き、 液体窒素貯槽 1 4内の液 体窒素を蒸発器 4 3により蒸発させてメィンバイブ 2 0に送り込み 、 窒素ガスの供給がとだえることのないようにするとともに、 液体 酸素貯槽 2 3内の液体酸素を蒸発器 4 5により蒸発させてメインバ イブ 2 1 bに送り込み、 酸素ガスの供袷もとだえることのないよう にする。 一点鎖線は真空保冷函を示している。 この真空保冷函は外 部からの熱侵入を遮断し、.一層精製効率を向上させるものである。
この装置は、 つぎのようにして製品窒素ガスおよび酸素ガスを製 造する。 すなわち、 空気圧縮機 1により空気を圧縮し、 このとき発 生した熱を廃熱回収器 2で回収する。 そして、 圧縮された空気をィ ンタークーラ 3で加給冷却し、 ついで空気圧縮機 4により圧縮し、 アフタークーラ 5でさらに冷却したのち、 密閉型冷却筒 6 aに送入 し、 廃窒素ガスで冷却された水と向流接触させて冷却する。 つぎに 、 これを吸着筒 7に送り込み、 H z Oおよび C 0 2を吸着除去する 。 ついで、 H z Oおよび C 0 2が吸着除去された圧縮空気の一部を 、 パイプ 9を経由させ第 1の熱交換器 8内に送り込んで超低温に冷 却するとともに 残部を「分岐パイプ 1 1を経由させ第 2の熱交換 器 1 0に送り込んで超低温に冷却し、 両者を合流させて精留塔 1 2 の下部内に投入する。 ついで、 この投入圧縮空気を、 液体窒素貯槽 1 4から精留塔 1 2内に送り込まれた液体窒素および液体窒素溜め 1 2 aからの溢流液体窒素と向流的に接触させて冷却し、 その一部 を液化して精留塔 1 2の底部に溜める。 この過程において、 窒素と 酸素の沸点の差 （酸素の沸点一 1 8 3 'c , 窒素の沸点一 1 9 6で） により、 圧縮空気中の高沸点成分である酸素が液化し、 窒素が気体 のまま残る。 そして、 精留塔 1 2の底部には酸素分が多い液体空気 1 3が溜る。 ついで、 上記気体のまま残った窒素を取出パイプ 1 9 から取り出して第 1の熱交換器 8に送り込み、 常温近くまで昇温さ せメインパイブ 2 0から超高純度の製品窒素ガスとして送り出す。 この場合、 液体窒素貯槽 1 4からの液体窒素は、 圧縮空気液化用の 寒冷源として作用し、 それ自身は気化して取出パイプ 1 9から製品 窒素ガスの一部として取り出される。 他方、 精留塔 1 2の底部に溜 つた液体空気は、 パイブ 1 8を介して酸素凝縮塔 1 5内に噴霧され 、 還流液溜め 1 5 cからの溢流液体窒素と接触しながら塔 1 5の底 部に流下する。 このとき、 前記同様、 窒素と酸素の沸点の差により 、 高沸点成分である酸素が液化し窒素が気体のまま残るため、 塔 1 5の底部に溜る液体空気の酸素濃度は、 前記精留塔 1 2における液 体空気 1 3の酸素濃度よりも高くなる （0 2： 6 0〜8 0 % ) 。 つ ぎに、 この酸素リッチな液体空気 1 3を膨脹弁 2 6で断熱膨脹させ たのちアセチレン吸収器 2 7に送入してアセチレンを除去し、 第 3 の熱交換器 2 8に送入して冷却し、 酸素分を液化して分離し （窒素 分は気体のまま残る） 、 その状態で酸素精留塔 2 1に送り込む。 酸 素精留塔 2 1に送り込まれた気液混合物のうち、 液体酸素は塔底に 溜り、 窒素ガスは塔 2 1の上部に溜ったのちパイブ 2 9を経由して 上記第 3の熱交換器 2 8に送入され冷媒として作用し、 その後第 1 の熱交換器 8を経て廃窒素ガス取出パイプ 3 0に送入され投棄等さ れる。 上記酸素精留塔 2 1には、 液体酸素貯槽 2 3から液体酸素が 寒冷として供袷され、 上記液化分離された液体酸素と混じり合って 塔底に溜り、 酸素精留塔 2 1内蔵の凝縮器 2 4を冷却する。 他方、 酸素凝縮塔 1 5内で分離された窒素ガスは、 その殆どが廃窒素ガス 取出パイプ 3 0から取り出され、 第 1の熱交換器 8の冷媒として、 また空気冷却筒 6の冷却水の作製および吸着筒 7の再生に利用され る。 そして、 上記窒素ガスの残部が、 酸素精留塔 2 1内蔵の凝縮器 2 4に送り込まれ、 液体酸素により冷却され液化して酸素凝縮塔 1 5内の還流液溜め 1 5 c内に還流する。 上記酸素精留塔 2 1の底部 の滞留液体酸素 2 1 cは、 そのまま製品として取り出されるのでは なく、 その気化物 （酸素ガス） として製品酸素ガスパイブ 2 1 aか らとり出され、 第 1の熱交換器 8で熱交換したのち、 常温製品ガス として系外に送出される。 なお、 上記酸素精留塔 2 1の滞留液体酸 素 2 1 。のうち、 底部近傍のものには、 アセチレン, メタン等の不 純分が多く含まれているため、 パイプ 2 9 cを経由して外部に投棄 される。 このようにして、 高純度の窒素ガスと酸素ガスが 1台の装 置により同時に得られる。 第 2図は、 他の実施例を示している。 この装置は、 酸素凝縮塔を除去し、 酸素精留塔 2 1を大形化し機能 アップして窒素精留塔 1 2に直接接続し、 窒素精留塔 1 2で生成さ れた製品窒素ガスの一部を酸素精留塔の第 1の凝縮器 2 4 ' に送入 して冷却液化し還流液とするとともに、 窒素精留塔 1 2の底部に溜 る液体空気を液体酸素貯槽 2 3から送出される液体酸素に混合し酸 素精留塔 2 1内に送入して酸素を液化分離するようにしている。 そ して、 酸素精留塔 2 1内に第 2の凝縮器 4 8をさらに設け、 分離生 成した廃窒素ガスをその冷媒として用い、 酸素に対する液化分離の 精度を向上させるようにしている。 5 0は液面計、 4 9はその液面 計 5 0によって制御される弁である。 それ以外の部分は第 1図と同 じであるから、 同一部分に同一符号を付して説明の操り返しを省略 する。
この装置は、 第 1図の装置と同様の作用効果を奏するほか、 全体 を小形化しうるという効果を有する。
なお、 第 1図および第 2図の実施例において、 パイプ 1 4 aおよ び 2 3 aの弁 1 4 b , 2 3 bは液面計 2 5 aの制御から切り離し、 独自に制御しうる。 すなわち、 上記装置は、 液体窒素貯槽 1 4 , 液 体酸素貯槽 2 3のいずれか一方のみの寒冷を用いて連続操業し窒素 ガスおよび酸素ガスの双方を製造できるのであり、 何らかの事情で —方の寒冷が入手できないような場合には、 直ちに上記弁 1 4 b 2 3 bを操作し他方の寒冷のみを用いて連続操業しうるのである

Claims

特許請求の範囲
(1) 外部より取り入れた空気を圧縮する空気圧縮手段と、 この空 気圧縮手段によって圧縮された圧縮空気中の炭酸ガスと水とを除去 する除去手段と、 この除去手段を経た圧縮空気を超低温に冷却する 熱交換手段と、 液体窒素を貯蔵する液体窒素貯蔵手段と、 上記熱交 換手段により超低温に冷却された圧縮空気の一部を液化して内部に 溜め窒素のみを気体として保持する窒素精留塔と、 上記液体窒素貯 蔵手段内の液体窒素を圧縮空気液化用の寒冷源として上記窒素精留 塔内に導く液体窒素導入路と、 寒冷源としての作用を終えて気化し た液体窒素および上記窒素精留塔内に保持されている気化窒素の双 方を製品窒素ガスとして上記窒素精留塔より取り出す窒素ガス取出 路と、 液体空気を対象とし窒素と酸素の沸点の差を利用して両者を 分離する酸素精留塔と、 上記窒素精留塔内の滞留液体空気を上記酸 素精留塔内に供給する液体空気供給路と、 液体酸素を貯蔵する液体 酸素貯蔵手段と、 この液体酸素貯蔵手段内の液体酸素を寒冷源とし て上記羧素精留塔に導く液体酸素導入路と、 液体空気を原料とし酸 素と窒素の沸点の差を利用して分離された羧素ガスおよび寒冷源と しての作用を終えて気化した液体詨素の双方を製品設素ガスとして 上記羧素精留塔より取り出す羧素ガス取出路を備えていることを特 徴とする高純度 ¾素およ <酸素ガス製造装置。
(2) 外部より取り入れた空気を圧縮する空気圧縮手段と、 この空 気圧縮手段によって圧縮された圧縮空気中の炭酸ガスと水とを除去 する除去手段と、 この除去手段を経た圧縮空気を超低温に冷却する 熱交換手段と、 液体窒素を貯蔵する液体窒素貯蔵手段と、 上記熱交 換手段により超低温に冷却された圧縮空気の-一部を液化して内部に 溜め窒素のみを気体として保持する窒素精留塔と、 上記液体窒素貯 蔵手段内の液体窒素を圧縮空気液化用の寒冷源として上記窒素精留 塔内に導く液体窒素導入路と、 寒冷源としての作用を終えて気化し た液体窒素および上記窒素精留塔内に保持されている気化窒素の双 方を製品窒素ガスとして上記窒素精留塔より取り出す窒素ガス取出 路と、 液体空気を対象としその窒素分を気化させ酸素分に富んだ状 態にする酸素凝縮塔と、 上記窒素精留塔内の滞留液体空気を上記酸 素凝縮塔内に供給する液体空気供給路と、 酸素と窒素の沸点の差を 利用して両者を分離する酸素精留塔と、 上記酸素凝縮塔内の酸素分 に富んだ液体空気を上記酸素精留塔内に供給する供給路と、 液体酸 素を貯蔵する液体酸素貯蔵手段と、 この液体酸素貯蔵手段内の液体 酸素を寒冷源として上記酸素精留塔に導く液体酸素導入路と、 酸素 分に富んだ液体空気を原料とし酸素と窒素の沸点の差を利用して分 離された酸素ガスおよび寒冷源としての作用を終えて気化した液体 酸素の双方を製品酸素ガスとして上記酸素精留塔から取り出す羧素 ガス取出路を備えていることを特徴とする高純度窒素および酸素ガ
PCT/JP1985/000387 1985-02-16 1985-07-08 Apparatus for producing high-purity nitrogen and oxygen gases WO1986004979A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE8585903389T DE3581757D1 (de) 1985-02-16 1985-07-08 Vorrichtung zur herstellung hochsauberer stickstoff- und sauerstoffgase.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60/29042 1985-02-16
JP60029042A JPS61190277A (ja) 1985-02-16 1985-02-16 高純度窒素および酸素ガス製造装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1986004979A1 true WO1986004979A1 (en) 1986-08-28

Family

ID=12265339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1985/000387 WO1986004979A1 (en) 1985-02-16 1985-07-08 Apparatus for producing high-purity nitrogen and oxygen gases

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4853015A (ja)
EP (1) EP0211957B1 (ja)
JP (1) JPS61190277A (ja)
KR (1) KR930000478B1 (ja)
DE (1) DE3581757D1 (ja)
WO (1) WO1986004979A1 (ja)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62210386A (ja) * 1986-03-12 1987-09-16 株式会社日立製作所 空気分離装置
US4755202A (en) * 1987-07-28 1988-07-05 Union Carbide Corporation Process and apparatus to produce ultra high purity oxygen from a gaseous feed
US4780118A (en) * 1987-07-28 1988-10-25 Union Carbide Corporation Process and apparatus to produce ultra high purity oxygen from a liquid feed
JPH0533912Y2 (ja) * 1987-10-15 1993-08-27
DE3913880A1 (de) * 1989-04-27 1990-10-31 Linde Ag Verfahren und vorrichtung zur tieftemperaturzerlegung von luft
DE4017410A1 (de) * 1989-06-02 1990-12-06 Hitachi Ltd Verfahren und vorrichtung zur herstellung von extrem reinem stickstoff
FR2651035A1 (fr) * 1989-08-18 1991-02-22 Air Liquide Procede de production d'azote par distillation
US5049173A (en) * 1990-03-06 1991-09-17 Air Products And Chemicals, Inc. Production of ultra-high purity oxygen from cryogenic air separation plants
US5074898A (en) * 1990-04-03 1991-12-24 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Cryogenic air separation method for the production of oxygen and medium pressure nitrogen
FR2660741A1 (fr) * 1990-04-10 1991-10-11 Air Liquide Procede et installation de production d'azote gazeux, et systeme de fourniture d'azote correspondant.
FR2685459B1 (fr) * 1991-12-18 1994-02-11 Air Liquide Procede et installation de production d'oxygene impur.
FR2694383B1 (fr) * 1992-07-29 1994-09-16 Air Liquide Production et installation de production d'azote gazeux à plusieurs puretés différentes.
FR2696821B1 (fr) * 1992-10-09 1994-11-10 Air Liquide Procédé et installation de production d'azote ultra-pur sous pression.
FR2703140B1 (fr) * 1993-03-23 1995-05-19 Air Liquide Procédé et installation de production d'oxygène gazeux et/ou d'azote gazeux sous pression par distillation de l'air.
FR2704632B1 (fr) * 1993-04-29 1995-06-23 Air Liquide Procede et installation pour la separation de l'air.
FR2706025B1 (fr) * 1993-06-03 1995-07-28 Air Liquide Installation de distillation d'air.
FR2706195B1 (fr) * 1993-06-07 1995-07-28 Air Liquide Procédé et unité de fourniture d'un gaz sous pression à une installation consommatrice d'un constituant de l'air.
US5471843A (en) * 1993-06-18 1995-12-05 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and installation for the production of oxygen and/or nitrogen under pressure at variable flow rate
JPH09184681A (ja) * 1995-11-02 1997-07-15 Teisan Kk 超高純度窒素及び酸素の製造装置
US6072093A (en) * 1995-12-15 2000-06-06 Uop Llc Process for oligomer production and saturation
US6080903A (en) * 1995-12-15 2000-06-27 Uop Llc Process for oligomer production and saturation
US5678425A (en) * 1996-06-07 1997-10-21 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus for producing liquid products from air in various proportions
FR2757282B1 (fr) * 1996-12-12 2006-06-23 Air Liquide Procede et installation de fourniture d'un debit variable d'un gaz de l'air
DE19700644A1 (de) * 1997-01-10 1998-07-16 Linde Ag Entfernung von Acetylen bei der Luftzerlegung
US5996373A (en) * 1998-02-04 1999-12-07 L'air Liquide, Societe Ananyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Cryogenic air separation process and apparatus
US6217635B1 (en) 1998-11-09 2001-04-17 Fantom Technologies Inc. Method and apparatus for concentrating a gas using a single stage adsorption chamber
US6156100A (en) * 1999-02-01 2000-12-05 Fantom Technologies, Inc. Method and apparatus for concentrating a gas using a single stage adsorption zone
US6233970B1 (en) * 1999-11-09 2001-05-22 Air Products And Chemicals, Inc. Process for delivery of oxygen at a variable rate
EP1207362A1 (en) 2000-10-23 2002-05-22 Air Products And Chemicals, Inc. Process and apparatus for the production of low pressure gaseous oxygen
US7100692B2 (en) 2001-08-15 2006-09-05 Shell Oil Company Tertiary oil recovery combined with gas conversion process
KR100454810B1 (ko) * 2002-02-18 2004-11-05 대성산업가스 주식회사 심랭식 공기분리장치에 의한 질소가스 제조 방법
FR2842124B1 (fr) * 2002-07-09 2005-03-25 Air Liquide Procede de conduite d'une installation de production de gaz alimentee en electricite et cette installation de production
WO2005044954A1 (en) * 2003-10-29 2005-05-19 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process to transport a methanol or hydrocarbon product
US7210312B2 (en) * 2004-08-03 2007-05-01 Sunpower, Inc. Energy efficient, inexpensive extraction of oxygen from ambient air for portable and home use
AU2005225027A1 (en) * 2005-07-21 2007-02-08 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L"Exploitation Des Procedes Georges Claude Process and apparatus for the separation of air by cryogenic distillation
US8479535B2 (en) * 2008-09-22 2013-07-09 Praxair Technology, Inc. Method and apparatus for producing high purity oxygen
US8177886B2 (en) * 2009-05-07 2012-05-15 General Electric Company Use of oxygen concentrators for separating N2 from blast furnace gas
JP2016188751A (ja) * 2015-03-30 2016-11-04 大陽日酸株式会社 窒素及び酸素製造方法、並びに窒素及び酸素製造装置
CN104880025A (zh) * 2015-05-15 2015-09-02 开封黄河空分集团有限公司 一种亚硝尾气回收提纯笑气综合利用工艺
CN106288655A (zh) * 2016-10-10 2017-01-04 浙江海天气体有限公司 利用液氮贮罐排空低温氮气作冷源的空气预冷装置
KR102003230B1 (ko) * 2017-09-28 2019-07-24 주식회사 포스코 고순도산소를 추가 생산하기 위한 방법 및 장치
KR102010087B1 (ko) * 2017-12-26 2019-08-12 주식회사 포스코 공기압축기 2기를 구비하는 산소 플랜트 설비의 공기압축기 1기 가동에 의한 순아르곤 생산 방법
CN115265092A (zh) * 2022-07-27 2022-11-01 安徽马钢气体科技有限公司 一种低温液体吸附器冷却工艺及装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0102190A2 (en) 1982-08-24 1984-03-07 Air Products And Chemicals, Inc. Plant for producing gaseous oxygen
JPH0547882A (ja) * 1991-08-09 1993-02-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Ｌｓｉパタン診断システム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3327489A (en) * 1960-08-25 1967-06-27 Air Prod & Chem Method for separating gaseous mixtures
US3312074A (en) * 1964-05-06 1967-04-04 Hydrocarbon Research Inc Air separation plant
US3363427A (en) * 1964-06-02 1968-01-16 Air Reduction Production of ultrahigh purity oxygen with removal of hydrocarbon impurities
GB1325881A (en) * 1969-08-12 1973-08-08 Union Carbide Corp Cryogenic separation of air
US4137056A (en) * 1974-04-26 1979-01-30 Golovko Georgy A Process for low-temperature separation of air
US3967464A (en) * 1974-07-22 1976-07-06 Air Products And Chemicals, Inc. Air separation process and system utilizing pressure-swing driers
GB1520103A (en) * 1977-03-19 1978-08-02 Air Prod & Chem Production of liquid oxygen and/or liquid nitrogen
US4243575A (en) * 1979-07-25 1981-01-06 General Electric Company Filled thermoplastic resin compositions
GB2129115B (en) * 1982-10-27 1986-03-12 Air Prod & Chem Producing gaseous nitrogen
JPS59164874A (ja) * 1983-03-08 1984-09-18 大同酸素株式会社 窒素ガス製造装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0102190A2 (en) 1982-08-24 1984-03-07 Air Products And Chemicals, Inc. Plant for producing gaseous oxygen
JPH0547882A (ja) * 1991-08-09 1993-02-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Ｌｓｉパタン診断システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP0211957A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP0211957A1 (en) 1987-03-04
EP0211957B1 (en) 1991-02-13
US4853015A (en) 1989-08-01
JPS61190277A (ja) 1986-08-23
JPH0313505B2 (ja) 1991-02-22
DE3581757D1 (de) 1991-03-21
EP0211957A4 (en) 1987-07-06
KR930000478B1 (ko) 1993-01-21
KR860006681A (ko) 1986-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1986004979A1 (en) Apparatus for producing high-purity nitrogen and oxygen gases
WO1984003554A1 (en) Apparatus for producing high-purity nitrogen gas
WO1986000694A1 (en) Apparatus for producing high-purity nitrogen gas
EP0190355B1 (en) Apparatus for producing high-purity nitrogen gas
WO1985004466A1 (en) Apparatus for producing high-purity nitrogen gas
CN110803689A (zh) 一种精馏法去除一氧化碳并集成高纯氮的氩气回收方法和装置
JPS6158747B2 (ja)
CN211290725U (zh) 一种集成高纯氮和氩气的回收装置
JP3181546B2 (ja) 空気からの窒素およびアルゴンの製造方法および装置
JP2859663B2 (ja) 窒素ガスおよび酸素ガス製造装置
JPH06281322A (ja) 高純度窒素および酸素ガス製造装置
CN211198612U (zh) 一种精馏法去除一氧化碳并集成高纯氮的氩气回收装置
JP2533262B2 (ja) 高純度窒素および酸素ガス製造装置
JPH09217982A (ja) 空気液化分離装置及び空気液化分離方法
JPH11325720A (ja) 超高純度窒素ガス製造方法およびそれに用いる装置
JP3254523B2 (ja) 窒素の精製方法及び装置
JPS6244190B2 (ja)
CN111439733A (zh) 一种精馏法去除一氧化碳的氩气回收方法和装置
KR900005986B1 (ko) 고순도 질소가스 제조장치
JPS6115070A (ja) 高純度窒素ガス製造装置
JPH04297780A (ja) 高純度窒素ガス製造装置
JPH06137756A (ja) 窒素製造装置
JPH0665947B2 (ja) 高純度窒素ガス製造装置
JPS6148071B2 (ja)
JPS6152389B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE GB NL US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE FR GB NL

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1985903389

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1985903389

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1985903389

Country of ref document: EP