JP2007526432A - 空気分離のための低温蒸留方法およびそれを実施するために使用される設備 - Google Patents
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Abstract
本発明は、互いに熱的に結合している中圧塔(9)および低圧塔(11)を具備する装置を使用して空気を分離する低温蒸留方法に関する。本発明の方法は、以下の工程を含む。ある量の圧縮精製空気Vを交換器(10)で低温まで冷却し、その少なくとも一部を低圧塔に運ぶ工程;酸素に富む流れおよび窒素に富む流れ(LR、LP)を中圧塔から低圧塔に運ぶ工程;窒素に富む流れおよび酸素に富む流れ(35、23)を低圧塔から取り出す工程。本発明によれば、中圧塔は6から9bar absの間で動作し、交換器に入る空気Vの総量と交換器の総体積との間の比は3,000Nm3/h/m3以上、好ましくは3,000から12,000Nm3/h/m3の間である。さらに、交換器を出る酸素流と前記酸素流のためのフロー面積との間の比は30Nm3/h/cm2以下である。
【選択図】 図1
【選択図】 図1
Description
本発明は、低温蒸留によって空気を分離する方法、およびこの方法を実施するための設備に関する。
一般的に、空気分離方法を開発する上での技術者の目的は、エネルギーの消費をできるだけ少なくすることである。
低エネルギー酸素を製造するために、二重空気分離塔を使用することが知られている。特にそれを適用することで、交換器での圧力低下を低減し、かつ主たる気化器での温度差を低減しながら、空気コンプレッサの配送圧力をできるだけ小さくする一方で、他方では、酸素の抽出効率を、交換器での温度差を低減し、多数の理論蒸留トレー(theoretical distillation tray)を選択し、かつ十分な数の構造化充填物(structured packing)のセクションまたはトレーを設置することで、最大にする。
したがって、低圧塔は4つの構造化充填物のセクションまたはトレーを有し、低圧塔の底部とリッチ液体(中圧塔から底成分として取り出される酸素に富む液体)の入口との間にある2つのセクションを含む。これら2つのセクションは、低圧塔のサンプ(sump)において非常に高レベルの蒸留性能を確保するために必要である。したがって、中圧塔も4つの構造化充填物のセクションまたはトレーを有し、液体空気入口とリーン液体の取り出し点との間にある2つのセクションを含む。
空気分離ユニットの交換器は、通常、1セットの交換体または複数のサブセットの交換体で構成される。
交換体の1つのセットは、偶数個の交換体を含み、各々は、冷却しようとする複数の同じ流体および温めようとする複数の同じ流体が供給される。複数の流体は、”The Standards of the Brazed Aluminum Plate-Fin Heat Exchanger Manufacturers’ Association” 第2版、2000年の図1−3に図解されているように、それぞれ異なる流体(組成および/または圧力が異なる)用の共通の収集ラインを通して供給される。
単一の収集ラインで供給することができる交換体の最大数は12(すなわち6ペアの交換体)なので、大容量のユニットには、各々のサブセットが偶数個の交換体を含み、かつ各々のサブセットの交換体が各々の流体用の共通の収集ラインを介して供給される、複数のサブセットの交換体を使用することが必要である。したがって、2つのサブセットの交換体で構成されている交換器は、冷却しようとする空気を第1サブセットに送る第1配送ラインと、冷却しようとする空気を第2サブセットに送る第2配送ラインとを含む。同様に、冷却された空気を第1サブセットから回収する第1収集ラインと、冷却された空気を第2サブセットから回収する第2収集ラインとを含む。
塔に送られる精製圧縮空気は、単一のセットの交換体を含む交換器で冷却される。この交換器は、通常、200m3以上の体積を有し、したがって交換器に送られる総空気流の交換器の体積に対する比は、以下に記載する例の場合では、2000Sm3/h/m3である。
蒸留に必要な冷却は多くの場合、低圧塔に供給するブローイングタービンに送られる空気の流れおよび/またはクロードタービンに送られる空気流によって与えられる。交換器に送られる空気の量のブローイングタービンに送られる流れに対する比は、普通、以下に記載する例の場合には、5:1から15:1の間であろう。
エネルギーが高価でないか、または無料である場合、エネルギー必要量を増加させながら、設備にかかる経費を低減させることが有益である。
互いに熱的に結合している中圧塔と低圧塔とを具備するユニットを使用する、WO / 03 033978によって知られている低温蒸留により空気を分離する方法では、ある量の圧縮精製空気Vを交換ラインで低温まで冷却し、その少なくとも一部を中圧塔に送り、酸素に富む流れおよび窒素に富む流れを中圧塔から低圧塔に送り、かつ酸素に富む流れおよび窒素に富む流れを低圧塔から取り出し、中圧塔は6から9bar absの間で動作し、交換器に入る空気Vの総量の交換器の総体積に対する比は3000から6000Sm3/h/m3の間である。
交換器に入る空気の総量Vの交換器の総体積に対する比が6000Sm3/h/m3以下で、総量が約570 000Sm3/hの空気を有する空気分離ユニットを考えると、交換器の総体積は約110m3であり、交換器は少なくとも14個の交換体から構成され、1つの交換体の最大の体積は約8m3である。
多数の交換体の間での流れの均一分配の点では、従来技術は、2つのサブセットの交換体を規定しており、その第1のサブセットは4ペアにグループ分けされる8つの交換体を含み、第2サブセットは3ペアにグループ分けされる6つの交換体を含む。単一のセットの14個を設置することは考えられない(この場合には交換体間にある長い距離のために流れの分配は均一でなく、空気分離ユニットの性能が悪影響を受けるであろう)。
交換器に入る空気Vの総量の交換器の総体積に対する比が約7000Sm3/h/m3で、総量が約570 000Sm3/hの空気を有する空気分離ユニットを考えると、交換器の総体積は約80m3であり、10個の交換体から構成される単一のセットの交換体をもち、交換体の最大値は約8m3である。この場合、多数の交換体の間での流れの均一な分配は単一のセットの交換体によって都合よく達成され、ゆえに、10個の交換体に供給するまたはそれらからくる各々の流体用の単一の共通の収集または配送ラインが存在するだけである。
同様に、約475 000Sm3/hの空気の総量を有する空気分離ユニットについては、低コストのエネルギーまたは利用できる量のエネルギーのおかげで、単一のセットの交換体(8個の交換体)で構成される交換器ラインを設置することで、出資を最低限に抑えられ、その体積は交換器に入る空気Vの総量の約7400Sm3/h/m3の交換器の総体積に対する比に相当するであろう。
さらに、交換器に入る空気Vの総量の交換器の総体積に対する比を増加すると、従来技術では、交換器の全ての流れ(廃窒素流、空気流、酸素流など)について交換器中の圧力低下が増大する。これは特に、フロー面積の減少による流れの速度の増加である。
しかし、交換器に入る空気Vの総量の交換器の総体積に対する比が6000Sm3/h/m3以上である場合、酸素流の圧力低下は増加せず、酸素流に対して通常適切な設計値に相当する限界値で一定を保つ。交換器の体積を減少させて酸素流の速度を維持し続けることは、通常、一定のフロー面積を交換器の各々の交換体で保ち、したがって交換器の酸素流のための流路の総数を一定に保ち、それにより、交換器の各々の交換体に対する酸素流路の総数の増加をもたらす(これは交換体の数が減少するためである)ことによってのみ可能である。結果的に、他の流れでの圧力低下は、したがって、交換体の数の単純な比により得られるであろう圧力低下よりも増加するであろう。
しかし、特に、中で液体を気化させる液体酸素の流路の場合には、可変のフロー面積またはフロー面積の増加を与えることができる。
典型的には、酸素流での圧力低下は400mbarを超えず、また酸素流のフロー面積は20から25Sm3/h/cm2を超えないであろう。このフロー面積は、一定の断面積、または、液体流の場合には、液体酸素が気化する点での断面積に相当する。
酸素流は、少なくとも30mol%の酸素、好ましくは少なくとも70mol%の酸素、より好ましくは少なくとも90mol%の酸素を含み、交換器の入口で気体の場合もあれば液体の場合もある。
本発明の目的は、交換器のサイズを縮小させることによって(したがって、交換器での圧力低下および温度差を増加させ、かつ主たる気化器での温度差を増加させることによって)、および/または蒸留塔の大きさを縮小させることによって(理論的トレーの数および充填部またはトレーの数をできるだけ少なくすることによって)、空気分離設備の投資コストを縮小させ、そのエネルギーを増加させることである。
交換器に送られる空気Vの量は、蒸留ユニットに送られる全ての空気、および膨張した後に大気に送られる可能性のある空気の流れを含む。
構造化充填部は、入口と、隣接する流体の入口または出口との間にある構造化充填物の部分である。
構造化充填物は、典型的には、交差波状(cross-corrugated type)であるが、他の幾何構造でもよい。それらは、有孔および/または部分的にオフセットでもよい。
本発明の1つの目的は、互いに熱的に結合している中圧塔と低圧塔とを具備するユニットを使用する低温蒸留により、空気を分離する方法であって、ある量の圧縮精製空気Vを交換器で低温まで冷却し、その少なくとも一部を中圧塔に送り、酸素に富む流れおよび窒素に富む流れを中圧塔から低圧塔に送り、窒素に富む流れおよび酸素に富む流れを低圧塔から取り出す方法であり、交換器に入る空気Vの総量の交換器の総体積に対する比が、3000Sm3/h/m3以上、好ましくは3000から12000Sm3/h/m3の間であること、および交換器から出る酸素流の速度のこの酸素流のための交換器内の流路の総断面積に対する比が、30Sm3/h/cm2以下、好ましくは25Sm3/h/cm2以下であることを特徴とする方法を提供することである。
好ましくは、交換器に入る空気Vの総量の交換器の総体積に対する比は、6000Sm3/h/m3以上、好ましくは6500から12000Sm3/h/m3の間である。
他の任意の態様によれば、
−交換器に入る空気Vの総量の交換器の総体積に対する比は、6500から12000Sm3/h/m3の間である;
−交換器に入る空気Vの総量の交換器の総体積に対する比は、7000から12000Sm3/h/m3の間である;
−交換器は、多くとも12個の交換体からなる少なくとも1つのセットを含み、1つのセットの各々の交換体は同じ複数の流体が供給され、それらの流体は、各々、1つのセットの全ての交換体に共通の収集または配送ラインからくる;
−少なくとも1つの流体流を塔から取り出し、その流れを任意に加圧し、前記交換器、または他の交換器で気化させる;
−交換器のコールドエンド(cold end)での最大の温度差は、10℃である;
−交換器のウォームエンド(warm end)での最大の温度差は、10℃である;
−液体酸素気化の開始時の交換器での最大の温度差は、3℃である;
−液体酸素気化の終了時の交換器での最大の温度差は、14℃である;
−酸素に富む液体を低圧塔からサンプリボイラーに送り、ここでそれが中圧塔からくる窒素に富むガスとの熱交換により部分的に気化し、リボイラーは少なくとも2℃のΔTをもつ;
−圧縮精製空気の一部を、−50から−140℃の間、好ましくは−100から−130℃の間の入口温度を有するブローイングタービンに送る;
−空気Vの量のブローイングタービンに送る空気流に対する比は、40以下、好ましくは5から25の間である;
−少なくとも1つの液体流を塔から取り出し、できれば交換器で加圧させ気化させる;
−中圧塔は、6.5から8.5bar absの間で動作する;
−交換器での圧力低下は、低圧塔からくる廃窒素流について、200mbar以上である;
−交換器での圧力低下は、低圧空気流について、250mbarより大きい;
−空気Vの量の空気Dの流れに対する比は、5:1から25:1の間である;
−i)液体空気膨張タービンが、交換器によって放出された液体空気流で、完全にまたは部分的に供給される;および/または
ii)冷却器または冷却器で製造した氷水(空気を精製ユニットの入口で空気を冷却するために使用するものと同じ水回路から得てもよい)が、空気ブースターによって放出された空気および/または最も低圧の空気を冷却する;および/または
iii)増加した空気の流れをブローイングタービンに送り、交換器に送られる空気Vの量のブローイングタービンに送られる空気Dの流れに対する比が10:1以下になるようにする;
−酸素の純度は、30から100mol%の間、好ましくは95から100mol%の間である;
−酸素の抽出効率は、85から100%の間である。
−交換器に入る空気Vの総量の交換器の総体積に対する比は、6500から12000Sm3/h/m3の間である;
−交換器に入る空気Vの総量の交換器の総体積に対する比は、7000から12000Sm3/h/m3の間である;
−交換器は、多くとも12個の交換体からなる少なくとも1つのセットを含み、1つのセットの各々の交換体は同じ複数の流体が供給され、それらの流体は、各々、1つのセットの全ての交換体に共通の収集または配送ラインからくる;
−少なくとも1つの流体流を塔から取り出し、その流れを任意に加圧し、前記交換器、または他の交換器で気化させる;
−交換器のコールドエンド(cold end)での最大の温度差は、10℃である;
−交換器のウォームエンド(warm end)での最大の温度差は、10℃である;
−液体酸素気化の開始時の交換器での最大の温度差は、3℃である;
−液体酸素気化の終了時の交換器での最大の温度差は、14℃である;
−酸素に富む液体を低圧塔からサンプリボイラーに送り、ここでそれが中圧塔からくる窒素に富むガスとの熱交換により部分的に気化し、リボイラーは少なくとも2℃のΔTをもつ;
−圧縮精製空気の一部を、−50から−140℃の間、好ましくは−100から−130℃の間の入口温度を有するブローイングタービンに送る;
−空気Vの量のブローイングタービンに送る空気流に対する比は、40以下、好ましくは5から25の間である;
−少なくとも1つの液体流を塔から取り出し、できれば交換器で加圧させ気化させる;
−中圧塔は、6.5から8.5bar absの間で動作する;
−交換器での圧力低下は、低圧塔からくる廃窒素流について、200mbar以上である;
−交換器での圧力低下は、低圧空気流について、250mbarより大きい;
−空気Vの量の空気Dの流れに対する比は、5:1から25:1の間である;
−i)液体空気膨張タービンが、交換器によって放出された液体空気流で、完全にまたは部分的に供給される;および/または
ii)冷却器または冷却器で製造した氷水(空気を精製ユニットの入口で空気を冷却するために使用するものと同じ水回路から得てもよい)が、空気ブースターによって放出された空気および/または最も低圧の空気を冷却する;および/または
iii)増加した空気の流れをブローイングタービンに送り、交換器に送られる空気Vの量のブローイングタービンに送られる空気Dの流れに対する比が10:1以下になるようにする;
−酸素の純度は、30から100mol%の間、好ましくは95から100mol%の間である;
−酸素の抽出効率は、85から100%の間である。
本発明の他の目的は、単一のセットの交換体を含む熱交換器と、空気を第1圧力で収集する単一のラインと、酸素を第1圧力で収集するラインと交換体の各々とを接続する配送手段と、温めようとする酸素を第1圧力で収集する単一のラインと、温めようとする酸素を第1圧力で収集するラインと交換体の各々とを接続する配送手段とを具備する、空気ガスを製造するための空気分離設備であって、酸素収集ラインの径は少なくとも25cmであることを特徴とする設備を提供することである。
他の任意の態様によれば:
−交換器は、多くとも12個の交換体からなる少なくとも1つのセットを含み、1つのセットの各々の交換体は同じ複数の流体が供給され、それら流体は、各々、1つのセットの全ての交換体に共通の収集または配送ラインからくる;
−交換器は、多くとも12個の交換体からなる少なくとも1つのセット含み、1つのセットの各々の交換体は空気収集ラインおよび酸素収集ラインを介して供給される。
−交換器は、多くとも12個の交換体からなる少なくとも1つのセットを含み、1つのセットの各々の交換体は同じ複数の流体が供給され、それら流体は、各々、1つのセットの全ての交換体に共通の収集または配送ラインからくる;
−交換器は、多くとも12個の交換体からなる少なくとも1つのセット含み、1つのセットの各々の交換体は空気収集ラインおよび酸素収集ラインを介して供給される。
任意に、設備は、低圧塔から供給されるアルゴン塔を含んでいてもよい。
ブローイングタービンは、空気を膨張させ、その少なくとも一部を二重塔の低圧塔に送る。
次に、本発明を図を参照しながら説明する。
図1において、精製ユニット(図示せず)からくる7bar absで475 000Sm3/hの空気流1を、3つの流れに分ける。第1流3を、ブースター5で、例えば、液体酸素を気化させるために必要な圧力まで昇圧する。高圧空気HP AIR7を、交換器10に送るが、コールドエンドには到達せず、−160℃まで冷却し、膨張させ、液化させて、2つの塔9および11、すなわち、それぞれ、二重空気分離ユニットの中圧塔および低圧塔に送る。
昇圧されない第2の流れであるMP AIR13も交換器10に送り、それはそこを部分的に通過して−140℃に低下してから中圧塔9の底部に送る。
約45 000Sm3/hの第3の流れ15を、ブースター17に送り、部分的に交換器で冷却させ、ブローイングタービン19で膨張させ、入口温度−130℃にしてから低圧塔11に送る。ブローイングタービン19に送られる空気流の交換器に送られる空気の量に対する比は、10:1である。
交換器10での圧力低下は、最も低圧の空気流13について約300mbarであり、廃窒素35について約250mbarである。
交換器10は60m3の体積を有し、したがって交換器10に送られる空気(流れ1または流れV)の量のこの交換器ライン10の体積(=交換体の数×合計の幅×総積層数(total stacking)×合計の長さ)に対する比は、7900Sm3/h/m3である。
任意に、交換器は複数の交換体のセットから形成されていてもよく、各々のセットで交換体は同一である。
二重塔は、その寸法および塔の理論的トレーの数(中圧塔は40個のトレーを含み、低圧塔は45個のトレーを含むので)の点、および2.5℃以上というリボイラー21の温度差の点を除けば、従来のユニットである。
好ましくは、酸素に富む液体(リッチ液体RL)および窒素に富む液体(リーン液体LL)を、交換器SCで予備冷却してバルブで膨張させた後に、中圧塔から低圧塔へ送る。
低圧塔11は、塔の底面とリッチ液体入口(ブロー空気入口に結合している)との間の底部にあるセクションIと、リッチ液体入口と液体空気入口との間にあるセクションIIと、液体空気入口とリーン液体入口との間にあるセクションIIIとを有する、3つの構造化充填部を含む。
中圧塔9は、塔の底面と液体空気入口との間の底部にあるセクションIと、液体空気入口とリーン液体LL出口との間にあるセクションIIと、リーン液体LL出口と中圧窒素出口31との間にあるセクションIIIとを有する、3つの構造化充填部を含む。明らかであるが、液体窒素または気体窒素の回収を行わない場合には、中圧塔は2つのセクションだけを含み、セクションIIIが省略される。
低圧塔11のサンプリボイラー21は、実際には、中圧塔9に組み込まれていて、この塔9からの中圧窒素流により温められる。低圧塔11の底部からくる液体酸素流23は、ポンプされて水圧高さを上回り、リボイラー21に達し、ここでそれは部分的に気化し、気体流25を低圧塔の交換手段Iの下に送り、液体の流れ27をポンプ29に送り、ここでそれをその動作圧力まで加圧する。
ポンプされた流れ27は交換器10で気化する。
液体窒素流31を、中圧塔9のセクションIIIの上にある頂部から取り出し、ポンプし、そしてさらに交換器10で気化させる。
液体窒素および液体酸素の圧力は、気化に必要な空気の最大圧力に応じて交換器10が設計されていれば、任意の値をとることができる。
本発明は、単一の液体流が交換器10で気化するか、または塔から取り出した液体がこの設備で気化しない場合にも、適用されることは理解されるであろう。
空気との交換で気化する代わりに、液体流は循環窒素流との交換で気化してもよい。
あるいは、液体流は、その液体流を空気流または循環窒素流と交換して気化させるためだけの役割を果たす、専用の交換器で気化してもよい。
この方法は、液体酸素および/または液体窒素および/または液体アルゴンを最終生成物として製造してもよい。
気体窒素33、35を、中圧塔9からおよび/または低圧塔11から取り出してもよい。
気体窒素35を、サブクーラーSCで温める。
あるいは、またはさらに、気体酸素流を、最終生成物として、低圧塔11から取り出してもよい。この流れ(図示せず)を、任意に、コンプレッサで加圧してもよい。
中圧の気体窒素MP GNの流れ33および低圧の廃窒素流35を交換器10で温める。流れWN35は、空気精製系を既知の方法で再生する役割を果たしてもよく、および/またはガスタービンに送ってもよい。
記載した方法は、99.5mol%の酸素HP GOを95%以上の効率で製造することを可能にする。この酸素は、典型的には、天然ガスなどの燃料を供給されるガス発生装置(gasifier)で使用される。
この設備では、低圧塔11は、例にあるように、中圧塔9のそばにあってもよいし、あるいは後者の上にあってもよい。
液体酸素流および/または液体窒素流および/またはアルゴン流を製造し、および/または圧力レベル、特にAIR HP 7の圧力を低減させるために必要な冷却を以下のものを用いることによって提供してもよい:
i)交換器10によって放出された液体空気HPの流れ7の全てまたは一部を供給される液体空気膨張タービン;および/または
ii)空気ブースター5によって放出された空気および/またはブースター17によって放出された空気および/またはMP空気13を冷却するための、冷却器または冷却器で製造した氷水(空気を精製ユニットの入口で冷却するために使用するものと同じ水回路から得てもよい);および/または
iii)増加した空気の流れをブローイングタービン19に送り、交換器に送られる空気Vの量のブローイングタービンに送られる空気Dの流れに対する比が10:1以下になるようする。
i)交換器10によって放出された液体空気HPの流れ7の全てまたは一部を供給される液体空気膨張タービン;および/または
ii)空気ブースター5によって放出された空気および/またはブースター17によって放出された空気および/またはMP空気13を冷却するための、冷却器または冷却器で製造した氷水(空気を精製ユニットの入口で冷却するために使用するものと同じ水回路から得てもよい);および/または
iii)増加した空気の流れをブローイングタービン19に送り、交換器に送られる空気Vの量のブローイングタービンに送られる空気Dの流れに対する比が10:1以下になるようする。
これらの冷却手段は、液体を最終生成物として製造しない場合にも、使用してもよい。
ブースター5、17および/または主たるコンプレッサ(図示せず)を、電気モーターによって、および/または油圧モーターによって、および/またはスチームタービンによって、および/またはガスタービンによって、駆動させてもよい。
タービン19を、専用ブースターまたはジェネレータに結合させてもよい。
この設備は、当業者によく知られている従来のエレメント、例えば、クロードタービン、水車、中圧または低圧の窒素タービン、液体の注入による冷却の発生(generation of refrigeration by liquid injection)、1つまたはそれ以上のアルゴン製造塔、例えば、空気と低圧塔からの酸素とを供給される混合塔、中間の圧力で動作し、例えばリッチ液体および/または空気を供給される塔、および2つまたは3つのリボイラーを有する低圧塔などを含んでいてもよい。
図2は、図1の方法で使用するのに適した交換器10を示す。
交換器10は60m3の体積を有し、したがって交換器10に送られる空気(流れ1または流れV)の量のこの交換ライン10の体積(=交換体の数×合計の幅×総積層数×合計の長さ)に対する比は7900Sm3/h/m3である。
交換体の最大の体積が約8m3であれば、交換体100の数は、偶数個の交換体を持つためには8であり、4つの交換体100が中心線の各々のサイドに置かれる。
中圧空気13を、配送ライン113、それから8つのパイプ113に送り、これら各々は1つの交換体100に供給する。冷却された中圧空気を、それから収集ライン(図示せず)に送り、その後中圧塔に送る。高圧空気15を配送ライン115、それから2つのパイプに送り、これらの各々は4つの交換体100に供給する。高圧空気7を配送ライン107、それから2つのパイプに送り、これらの各々は4つの交換体100に供給する。
温められた廃窒素35を、8つの交換体100から収集ライン135で収集する。
各々の交換体は、ポンプされた液体酸素を配送するラインを介して供給され、少なくとも25cmの径をもつ流路を有する。8つの交換体100における酸素のための全ての流路の総面積は、25Sm3/h/cm2以下であり、約20Sm3/h/cm2である。
気化器によって製造された気体酸素を、その径が少なくとも25cm、好ましくは30cmの収集ライン127に送る。
低圧の窒素33を、収集ライン133に送る。
Claims (14)
- 互いに熱的に結合している中圧塔(9)と低圧塔(11)とを具備するユニットを使用する低温蒸留により、空気を分離する方法であって、ある量の圧縮精製空気Vを交換器(10)で低温まで冷却し、その少なくとも一部を前記中圧塔に送り、酸素に富む流れ、および窒素に富む流れ(RL、LL)を前記中圧塔から前記低圧塔に送り、窒素に富む流れおよび酸素に富む流れ(35、23)を前記低圧塔から取り出して、交換器に送る方法であり、前記交換器に入る空気Vの総量の前記交換器の総体積に対する比が、3000Sm3/h/m3以上、好ましくは3000から12 000Sm3/h/m3の間であること、および前記交換器から出る酸素流の速度のこの酸素流のための流路の総断面積に対する比が、30Sm3/h/cm2以下、好ましくは25Sm3/h/cm2以下であることを特徴とする方法。
- 酸素に富む液体(23)を低圧塔(11)からサンプリボイラー(21)に送り、ここでそれが前記中圧塔からくる窒素に富むガスとの熱交換により部分的に気化し、前記リボイラーは少なくとも2℃のΔTをもつ請求項1記載の方法。
- 前記交換器(10)は、多くとも12個の交換体(100)からなる少なくとも1つのセットを含み、1つのセットの各々の交換体は同じ複数の流体が供給され、それらの流体は、各々、前記1つのセットの全ての前記交換体に共通の収集または配送ライン(107、113、115、127、133、135)からくる請求項1または2記載の方法。
- 少なくとも1つの液体流(27、31)を塔(9、11)から取り出し、その流れを任意に加圧し、前記交換器(10)または他の交換器で気化させる請求項1から3のいずれか1項記載の方法。
- 前記中圧塔(9)は、5から15bar absの間、好ましくは6.5から8.5bar absの間で動作する請求項1から4のいずれか1項記載の方法。
- 前記交換器(10)での圧力低下は、前記低圧塔からくる廃窒素流(35)について200mbar以上である請求項1から5のいずれか1項記載の方法。
- 前記交換器(10)での圧力低下は、前記低圧空気流(13)について250mbar以上である請求項1から6のいずれか1項記載の方法。
- 空気Vの量の空気Dの流れ(1)に対する比は、5:1から25:1の間である請求項1から7のいずれか1項記載の方法。
- i)液体空気膨張タービンが、前記交換器(10)によって放出された液体空気流で、完全にまたは部分的に供給される、および/または
ii)冷却器または冷却器で製造した氷水(空気を精製ユニットの入口で冷却するために使用するものと同じ水回路から得てもよい)が、空気ブースター(5、7)によって放出された空気および/または最も低圧の空気を冷却する、および/または
iii)増加した空気の流れをブローイングタービン(19)に送り、前記交換器に送られる空気Vの量の前記ブローイングタービンに送られる空気Dの流れに対する比が10:1以下になるようにする請求項1から8のいずれか1項記載の方法。 - 前記酸素の純度は、85から100mol%の間、好ましくは95から100mol%の間である請求項1から9のいずれか1項記載の方法。
- 前記酸素の抽出効率は、85から100%の間である請求項1から10のいずれか1項記載の方法。
- 単一のセットの交換体を含む熱交換器と、空気を第1圧力で収集する単一のラインと、空気を第1圧力で収集するラインと前記交換体の各々とを接続する配送手段と、温めようとする酸素を第1圧力で収集する単一のラインと、温めようとする酸素を第1圧力で収集するラインと前記交換体の各々とを接続する配送手段とを具備する、空気ガスを製造するための空気分離設備であって、前記酸素収集ライン(127)の径は少なくとも25cmであることを特徴とする設備。
- 前記交換器(10)は、多くとも12個の交換体(100)からなる少なくとも1つのセットを含み、1つのセットの各々の交換体は同じ複数の流体が供給され、それら流体は、各々、前記1つのセットの全ての前記交換体に共通な収集または配送ライン(107、113、115、127、133、135)からくる請求項12記載の設備。
- 前記交換器(10)は、多くとも12個の交換体(100)からなる少なくとも1つのセットを含み、1つのセットの各々の交換体は、前記空気収集ラインおよび前記酸素収集ラインを介して供給される請求項12または13記載の設備。
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