JP2007255863A - 酸素製造設備および酸素製造方法 - Google Patents
酸素製造設備および酸素製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007255863A JP2007255863A JP2006084500A JP2006084500A JP2007255863A JP 2007255863 A JP2007255863 A JP 2007255863A JP 2006084500 A JP2006084500 A JP 2006084500A JP 2006084500 A JP2006084500 A JP 2006084500A JP 2007255863 A JP2007255863 A JP 2007255863A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- oxygen
- water
- spray
- air compressor
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 58
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 5
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims description 4
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 4
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 abstract 2
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 abstract 1
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 17
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
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
- F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
- F25J3/04012—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling
- F25J3/04018—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling of main feed 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
- F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
- F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
- F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
- F25J3/04303—Lachmann expansion, i.e. expanded into oxygen producing or 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
- 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
- F25J3/04412—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 in a classical double column flowsheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high 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
- 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
- F25J3/04642—Recovering noble gases from air
- F25J3/04648—Recovering noble gases from air argon
- F25J3/04654—Producing crude argon in a crude argon column
- F25J3/04666—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system
- F25J3/04672—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser
-
- 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
- F25J3/04642—Recovering noble gases from air
- F25J3/04648—Recovering noble gases from air argon
- F25J3/04721—Producing pure argon, e.g. recovered from a crude argon column
- F25J3/04733—Producing pure argon, e.g. recovered from a crude argon column using a hybrid system, e.g. using adsorption, permeation or catalytic reaction
- F25J3/04739—Producing pure argon, e.g. recovered from a crude argon column using a hybrid system, e.g. using adsorption, permeation or catalytic reaction in combination with an auxiliary pure argon 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
- F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
- F25J2205/30—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using a washing, e.g. "scrubbing" or bubble column for purification purposes
- F25J2205/32—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using a washing, e.g. "scrubbing" or bubble column for purification purposes as direct contact cooling tower to produce a cooled gas stream, e.g. direct contact after cooler [DCAC]
-
- 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
- F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
- F25J2230/02—Compressor intake arrangement, e.g. filtering or cooling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
【課題】気温が高い夏場での製造能力を高めることができる省電力型の酸素製造設備およびそれを用いた酸素製造方法を実現する。
【解決手段】空気圧縮機の前段側に、水噴霧装置を具備した噴霧室を配設してなる酸素製造設備およびそれを用いた酸素製造方法。
【選択図】図２
【解決手段】空気圧縮機の前段側に、水噴霧装置を具備した噴霧室を配設してなる酸素製造設備およびそれを用いた酸素製造方法。
【選択図】図２
Description
本発明は、酸素製造設備および酸素製造方法に関する。
製鉄所などで酸素を大量に消費する場合、工場内に設置した酸素製造設備で酸素を製造し、酸素を使用する製鋼工場などの鉄鋼製造現場に供給するのが一般的である。
このような酸素製造設備では、沸点差を利用して、空気を分離することで、酸素を製造する。その際、窒素、アルゴンなどが副産物として得られる。
従来の酸素製造設備においては、気温が上昇した場合、気温に応じて空気圧縮機で圧縮する原料の空気密度が低下することから、得られる酸素量が少なくなることが知られている。このため、気温が高い夏場では、製鋼工場などを含めた所内酸素使用量の調整（削減）を行うことによって、酸素製造設備と、所内酸素使用量との需給バランスを保っていた。
このような酸素製造設備では、沸点差を利用して、空気を分離することで、酸素を製造する。その際、窒素、アルゴンなどが副産物として得られる。
従来の酸素製造設備においては、気温が上昇した場合、気温に応じて空気圧縮機で圧縮する原料の空気密度が低下することから、得られる酸素量が少なくなることが知られている。このため、気温が高い夏場では、製鋼工場などを含めた所内酸素使用量の調整（削減）を行うことによって、酸素製造設備と、所内酸素使用量との需給バランスを保っていた。
そこで、酸素の生産量を増加するため、本発明者は、図３に示すように、空気圧縮機３の前段側に、取り込んだ空気を水洗し冷却する水洗塔４を配設してなる空気分離装置１（酸素製造設備）を提案した。水洗塔４内では、図４に示すように、ノズル４１から水が水シャワー流４２の状態で、塔内の充填材層（テラレット層）４３の表面に供給されている。
そして、充填材層４３の表面に形成された水膜と、空気とを接触させることで、空気圧縮機３の前段側で空気を水の温度で水冷するようにしている。４４は、空気圧縮機３の電動モータを運転することで生じる空気流を示す。
なお、図３に示すような装置を用いて酸素を製造する際には、電気は、主に空気圧縮機３の電動モータで消費されている。
なお、図３に示すような装置を用いて酸素を製造する際には、電気は、主に空気圧縮機３の電動モータで消費されている。
水洗塔４を通過した空気は、バグフィルタ２に導入した後、空気圧縮機３で圧縮する。次に、圧縮して温度が上昇した空気を、チューブネストタイプのアフタークーラーなどの冷却器２０で冷却後、ＭＳ吸着器（モレキュラシーブス吸着器）５で、不要のＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ等を吸着除去し、熱交換器６で冷却する。この熱交換器６では、後述する精留塔８でさらに冷却し分離した窒素ガスと酸素ガスを用いて熱交換を行う。なお、この熱交換器６での熱バランスでは冷却が不十分となるので、膨張タービン７により不足する冷却を補う。
このようにして冷却した空気は、精留塔８に取り込まれてからさらに冷却（深冷）され、液化温度の差を利用して窒素ガスと酸素ガスに精製分離される。ここで、窒素の液化温度は、−１９６℃であり、酸素の液化温度は、−１８３℃である。精留塔８からは、同時にアルゴンの原料となるガスが分離され、粗アルゴン塔９に導入される。アルゴンの液化温度（−１８６℃）は、酸素の液化温度に近いため、この段階では、多量の酸素が含まれることになる。そのため、アルゴン熱交換器１０、アルゴン圧縮機１１を介し、水素を添加した後、アルゴン精製器１２で更に精製する。ここで、水素を添加するのは、含有する酸素と反応させ、水として分離するためである。その後、アルゴン乾燥器１３を介して高純度アルゴン塔１４に導き、高純度の液化アルゴンを取り出す。または、粗アルゴンより、さらにクリプトン、キセノンを精製分離してもよい。
特開２００３−２０７２６７号公報
しかしながら、特許文献１で提案した空気分離装置１は、気温が高い夏場での製造能力を高めようとした場合、水洗塔４を配設しなければならず、また、水洗塔４内での空気の冷却効率が低いという問題や、水洗塔内での圧損が大きいという問題があり、実用化が難しかった。
すなわちこの装置で酸素を製造する際、空気圧縮機３は、大気から取り込んだ空気を圧縮し所定の圧力（例えば、０．５４ＭＰａ）まで昇圧する必要があるところ、水洗塔４内で圧損が大きいので、空気圧縮機の電動モータ出力を上げて運転しなければならず、逆に電力消費量の増大につながる恐れのある酸素製造設備であった。
すなわちこの装置で酸素を製造する際、空気圧縮機３は、大気から取り込んだ空気を圧縮し所定の圧力（例えば、０．５４ＭＰａ）まで昇圧する必要があるところ、水洗塔４内で圧損が大きいので、空気圧縮機の電動モータ出力を上げて運転しなければならず、逆に電力消費量の増大につながる恐れのある酸素製造設備であった。
本発明は、気温が高い夏場での製造能力を高めることができる省電力型の酸素製造設備および酸素製造方法を実現することを目的とする。
本発明者は、圧縮機３の前段側に、水洗塔４に代わり、噴霧室を配設することで上記課題を解決した。
１．大気中の空気を空気圧縮機で圧縮し、沸点差を利用して、空気を分離することで、酸素を製造する酸素製造設備において、前記空気圧縮機の前段側に、水噴霧装置を具備した噴霧室を配設してなることを特徴とする酸素製造設備。
１．大気中の空気を空気圧縮機で圧縮し、沸点差を利用して、空気を分離することで、酸素を製造する酸素製造設備において、前記空気圧縮機の前段側に、水噴霧装置を具備した噴霧室を配設してなることを特徴とする酸素製造設備。
２．大気中の空気を空気圧縮機で圧縮し、沸点差を利用して、空気を分離することで、酸素を製造する酸素製造方法において、前記空気圧縮機で取り込む空気を、噴霧室内にて水噴霧装置から供給した噴霧水の気化熱を利用して冷やすことを特徴とする酸素製造方法。
本発明によれば、夏場の気温が高い時に、水噴霧装置を具備した噴霧室にて、空気圧縮機で取り込む空気を噴霧水の気化熱を利用して冷やすことができる。したがって、空気圧縮機で取り込む空気を効率的に冷やすことができる。
また水噴霧装置を具備した噴霧室内では、圧損がほとんど生じないことから、省電力型酸素製造設備を実現できる。
また水噴霧装置を具備した噴霧室内では、圧損がほとんど生じないことから、省電力型酸素製造設備を実現できる。
図１は、本発明の実施の形態に係る酸素製造設備の構成図であり、図２は、図１の酸素製造設備に配設した噴霧室５０を模式的に示す構成図である。
本発明の実施の形態に係る酸素製造設備は、空気圧縮機３の前段側に、水噴霧装置を具備した噴霧室５０を配設したことが特徴である。この噴霧室５０は、図３に示した水洗塔４に代わり、水噴霧装置としての噴霧ノズル５１を具備している。この噴霧室５０の上部には、ダクト５３を空気圧縮機３と連通させて設ける。また反対側の噴霧室５０の下部には、大気と連通させてなる開口を形成する。
本発明の実施の形態に係る酸素製造設備は、空気圧縮機３の前段側に、水噴霧装置を具備した噴霧室５０を配設したことが特徴である。この噴霧室５０は、図３に示した水洗塔４に代わり、水噴霧装置としての噴霧ノズル５１を具備している。この噴霧室５０の上部には、ダクト５３を空気圧縮機３と連通させて設ける。また反対側の噴霧室５０の下部には、大気と連通させてなる開口を形成する。
すなわち、図１に示した実施の形態に係る酸素製造設備で酸素を製造するに際しては、大気から導入された空気が空気圧縮機の前段で、噴霧ノズル５１から供給された噴霧水５２の気化熱によって冷却され、その後、ダクト５３を介して空気圧縮機３に取り込まれるようになっている。
なお、噴霧ノズル５１は、噴霧水５２同士の干渉防止や、噴霧室５０壁面への衝突などを勘案し、噴霧室５０内で容易に気化させることができるよう、ノズル形式、ノズル数、ノズル配置などを設計するのが好ましい。また、噴霧ノズル５１の前段または後段にバグフィルタ２を設ける。図２中、５４は、図１に示した酸素製造設備において、酸素を製造する際の空気流を示す。それ以外の装置については、図３に示した従来のものと同一であるので説明を省略する。
なお、噴霧ノズル５１は、噴霧水５２同士の干渉防止や、噴霧室５０壁面への衝突などを勘案し、噴霧室５０内で容易に気化させることができるよう、ノズル形式、ノズル数、ノズル配置などを設計するのが好ましい。また、噴霧ノズル５１の前段または後段にバグフィルタ２を設ける。図２中、５４は、図１に示した酸素製造設備において、酸素を製造する際の空気流を示す。それ以外の装置については、図３に示した従来のものと同一であるので説明を省略する。
空気圧縮機３に取り込む空気流量が平均１４５ｋＮｍ３／ｈである酸素製造設備において、本発明の効果を調査した。その際、気温が２４℃以上での同じ温度条件下において、従来の酸素製造設備（図３中の水洗塔４を配設していない装置）と比較したところ、毎時、図５に示すように１００ｋＷの電力削減効果があることが確認できた。
この電力削減効果は、図１に示した酸素製造設備において、噴霧ノズルから、水滴の平均粒径が１０μｍ（粒径３〜１８μｍの範囲）の噴霧水が飽和湿度まで完全に気化蒸発するという条件下で得た。空気圧縮機３の電動モータの軸動力が従来よりも低下する理由は、温度低下による入口の空気密度の増加による。
この電力削減効果は、図１に示した酸素製造設備において、噴霧ノズルから、水滴の平均粒径が１０μｍ（粒径３〜１８μｍの範囲）の噴霧水が飽和湿度まで完全に気化蒸発するという条件下で得た。空気圧縮機３の電動モータの軸動力が従来よりも低下する理由は、温度低下による入口の空気密度の増加による。
また、空気圧縮機３に取り込む空気を冷やさない従来の酸素製造設備の場合と比べて、発明例では、単位時間当たりの酸素量も増やすことができた。なお、バグフィルタ２によって生じる噴霧室５０内での圧損は、水柱で最大８０ｍｍであり、水噴霧の影響はなかった。なお、本実験ではバグフィルタ２の前段に噴霧ノズル５１を設けたが、噴霧水を完全に気化蒸発させることが可能である場合は、バグフィルタ２の後段に噴霧ノズル５１を設けてもよい。
この発明例での噴霧室５０内での圧損は、図３に示した空気分離装置を設計したときの水洗塔内における圧損：水柱で約２００ｍｍに比べて小さい。
１ 空気分離装置（酸素製造設備）
２ バグフィルタ
３ 空気圧縮機
４ 水洗塔
５ ＭＳ吸着器（モレキュラシーブス吸着器）
６ 熱交換器
７ 膨張タービン
８ 精留塔
９ 粗アルゴン塔
１０ アルゴン熱交換器
１１ アルゴン圧縮機
１２ アルゴン精製器
１３ アルゴン乾燥器
１４ 高純度アルゴン塔
２０ 冷却器
４１ ノズル
４２ 水シャワー流
４３ 充填材層（テラレット層）
４４ 空気流
５０ 噴霧室
５１ 噴霧ノズル（水噴霧装置）
５２ 噴霧水
５３ ダクト
５４ 空気流
２ バグフィルタ
３ 空気圧縮機
４ 水洗塔
５ ＭＳ吸着器（モレキュラシーブス吸着器）
６ 熱交換器
７ 膨張タービン
８ 精留塔
９ 粗アルゴン塔
１０ アルゴン熱交換器
１１ アルゴン圧縮機
１２ アルゴン精製器
１３ アルゴン乾燥器
１４ 高純度アルゴン塔
２０ 冷却器
４１ ノズル
４２ 水シャワー流
４３ 充填材層（テラレット層）
４４ 空気流
５０ 噴霧室
５１ 噴霧ノズル（水噴霧装置）
５２ 噴霧水
５３ ダクト
５４ 空気流
Claims (2)
- 大気中の空気を空気圧縮機で圧縮し、沸点差を利用して、空気を分離することで、酸素を製造する酸素製造設備において、前記空気圧縮機の前段側に、水噴霧装置を具備した噴霧室を配設してなることを特徴とする酸素製造設備。
- 大気中の空気を空気圧縮機で圧縮し、沸点差を利用して、空気を分離することで、酸素を製造する酸素製造方法において、前記空気圧縮機で取り込む空気を、噴霧室内にて水噴霧装置から供給した噴霧水の気化熱を利用して冷やすことを特徴とする酸素製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006084500A JP5170358B2 (ja) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | 酸素製造設備および酸素製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006084500A JP5170358B2 (ja) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | 酸素製造設備および酸素製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007255863A true JP2007255863A (ja) | 2007-10-04 |
| JP5170358B2 JP5170358B2 (ja) | 2013-03-27 |
Family
ID=38630281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006084500A Active JP5170358B2 (ja) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | 酸素製造設備および酸素製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5170358B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10035014B2 (en) | 2009-04-30 | 2018-07-31 | Medtronic, Inc. | Steering an implantable medical lead via a rotational coupling to a stylet |
| JP2020133907A (ja) * | 2019-02-12 | 2020-08-31 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 空気分離装置及び空気分離方法 |
| JP2022133672A (ja) * | 2021-03-02 | 2022-09-14 | 株式会社ポラリス | 室外機用冷却装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4940353B1 (ja) * | 1970-12-26 | 1974-11-01 | ||
| JPS54117960U (ja) * | 1978-02-08 | 1979-08-18 | ||
| JPS55118568A (en) * | 1979-03-02 | 1980-09-11 | Osaka Gas Co Ltd | Method of cooling air |
| JPS62102061A (ja) * | 1985-10-25 | 1987-05-12 | 松下電工株式会社 | 冷却装置 |
| JPS63220026A (ja) * | 1987-03-10 | 1988-09-13 | Ube Ind Ltd | 空調システム |
| JPH10267528A (ja) * | 1997-03-25 | 1998-10-09 | Nkk Corp | 原料空気多段圧縮機における原料空気の除湿・冷却システム |
| JP2003207267A (ja) * | 2002-01-16 | 2003-07-25 | Jfe Steel Kk | 空気分離装置 |
| JP2003254678A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-10 | Jfe Engineering Kk | 排ガス冷却方法および冷却装置 |
-
2006
- 2006-03-27 JP JP2006084500A patent/JP5170358B2/ja active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4940353B1 (ja) * | 1970-12-26 | 1974-11-01 | ||
| JPS54117960U (ja) * | 1978-02-08 | 1979-08-18 | ||
| JPS55118568A (en) * | 1979-03-02 | 1980-09-11 | Osaka Gas Co Ltd | Method of cooling air |
| JPS62102061A (ja) * | 1985-10-25 | 1987-05-12 | 松下電工株式会社 | 冷却装置 |
| JPS63220026A (ja) * | 1987-03-10 | 1988-09-13 | Ube Ind Ltd | 空調システム |
| JPH10267528A (ja) * | 1997-03-25 | 1998-10-09 | Nkk Corp | 原料空気多段圧縮機における原料空気の除湿・冷却システム |
| JP2003207267A (ja) * | 2002-01-16 | 2003-07-25 | Jfe Steel Kk | 空気分離装置 |
| JP2003254678A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-10 | Jfe Engineering Kk | 排ガス冷却方法および冷却装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10035014B2 (en) | 2009-04-30 | 2018-07-31 | Medtronic, Inc. | Steering an implantable medical lead via a rotational coupling to a stylet |
| JP2020133907A (ja) * | 2019-02-12 | 2020-08-31 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 空気分離装置及び空気分離方法 |
| JP7253182B2 (ja) | 2019-02-12 | 2023-04-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 空気分離装置及び空気分離方法 |
| JP2022133672A (ja) * | 2021-03-02 | 2022-09-14 | 株式会社ポラリス | 室外機用冷却装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5170358B2 (ja) | 2013-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2780879B2 (ja) | ガスタービン排気流れからの酸素回収法 | |
| KR101401813B1 (ko) | 화석 연료 발전 설비의 배기 가스로부터 이산화탄소를 분리하기 위한 방법 및 장치 | |
| EP2167892B1 (en) | Thermal integration of oxygen plants | |
| JP4417954B2 (ja) | 空気分離のための低温蒸留方法およびシステム | |
| JP4782380B2 (ja) | 空気分離装置 | |
| JP5170358B2 (ja) | 酸素製造設備および酸素製造方法 | |
| CN107940801A (zh) | 一种回收压缩空气余热的空分*** | |
| CN203011074U (zh) | 通过低温蒸馏空气生产增压净化空气和液体产品的装置 | |
| JPH01275712A (ja) | 溶融還元プロセスによって溶融‐銑鉄を得る方法 | |
| US20090107156A1 (en) | Heat pump system, operation procedure therefor and evaporator system | |
| JP5584887B2 (ja) | オゾンガス濃縮方法及びその装置 | |
| KR20120104106A (ko) | 기체 처리용 용매를 냉각시키는 시스템 및 방법 | |
| US6607582B2 (en) | Method of feeding, with impure nitrogen, the combustion chamber of a gas turbine combined with an air distillation unit, and corresponding electricity generation plant | |
| JP2013528764A (ja) | 極低温の蒸留による空気の分離のための方法および装置 | |
| JP5584711B2 (ja) | 空気分離装置 | |
| JP3434211B2 (ja) | 窒素ガス生成装置 | |
| JP2000230776A (ja) | 低温蒸留による空気分離方法および空気分離装置 | |
| JP2005532529A (ja) | 製造プラントの操作方法および製造プラント | |
| JPH02118391A (ja) | 液体空気製造装置 | |
| JP2013096597A (ja) | 深冷空気分離装置、及びその制御方法 | |
| JP4150102B2 (ja) | 空気液化分離方法及び装置 | |
| CN110608583B (zh) | 一种压力控制方法及装置 | |
| CN109539693B (zh) | 气体冷却***及气体冷却方法 | |
| JP4230376B2 (ja) | 窒素製造装置 | |
| JP6075317B2 (ja) | 空気分離設備および空気分離設備の起動方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090213 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100521 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100601 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100730 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110201 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110404 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111227 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120227 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121205 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121218 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5170358 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |