JP2920392B2 - 空気液化分離装置における液化窒素の過冷却方法 - Google Patents
空気液化分離装置における液化窒素の過冷却方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原料空気を液化精留分離する空気液化分離
装置の精留塔から導出して液化窒素貯槽に貯留する液化
窒素の過冷却方法に関する。
装置の精留塔から導出して液化窒素貯槽に貯留する液化
窒素の過冷却方法に関する。
従来から、原料となる空気を圧縮，精製，冷却して精
留塔に導入し、液化精留分離を行い、酸素ガス，窒素ガ
ス等のガス製品や液化酸素，液化窒素等の液化ガス製品
を採取することが行われている。
留塔に導入し、液化精留分離を行い、酸素ガス，窒素ガ
ス等のガス製品や液化酸素，液化窒素等の液化ガス製品
を採取することが行われている。
第３図は、単精留塔を用いて窒素ガス及び液化窒素を
採取する空気液化分離装置の主要部を示している。
採取する空気液化分離装置の主要部を示している。
原料空気Ａは、周知の前処理装置を経て導管１から主
熱交換器２に導入され、製品窒素ガスPGN,排ガスＷと熱
交換を行い、液化点付近まで冷却されて単精留３の下部
に導入される。この原料空気Ａは、精留操作により塔頂
部の窒素ガスGNと塔底部の酸素富化液化空気（以下、液
化空気という）LAとに分離する。塔頂部の窒素ガスGN
は、単精留塔３頂部から導管４に導出され、その一部が
製品窒素ガスPGNとして、導管5,主熱交換器２を経て採
取される。残部の窒素ガスGNは、導管６から凝縮器７に
導入され、液化して液化窒素LNとなる。この液化窒素LN
は、一部が管８から弁９を経て製品液化窒素PLNとして
液化窒素貯槽10に採取される。また残部の液化窒素LN
は、単精留塔３頂部に導入されて、単精留塔３の還流液
になる。
熱交換器２に導入され、製品窒素ガスPGN,排ガスＷと熱
交換を行い、液化点付近まで冷却されて単精留３の下部
に導入される。この原料空気Ａは、精留操作により塔頂
部の窒素ガスGNと塔底部の酸素富化液化空気（以下、液
化空気という）LAとに分離する。塔頂部の窒素ガスGN
は、単精留塔３頂部から導管４に導出され、その一部が
製品窒素ガスPGNとして、導管5,主熱交換器２を経て採
取される。残部の窒素ガスGNは、導管６から凝縮器７に
導入され、液化して液化窒素LNとなる。この液化窒素LN
は、一部が管８から弁９を経て製品液化窒素PLNとして
液化窒素貯槽10に採取される。また残部の液化窒素LN
は、単精留塔３頂部に導入されて、単精留塔３の還流液
になる。
一方、塔底部の液化空気LAは、塔底の液溜部3aから導
管11に導出され、減圧弁12で減圧した後に前記凝縮器７
に導入される。液化空気LAは、凝縮器７で前記窒素ガス
GNを液化させて自身は気化し、排ガスＷとなって導管13
から主熱交換器２の再熱回路2aで加温された後に膨張タ
ービン14に導入される。膨張タービン14で膨張して寒冷
を発生した排ガスＷは、再び主熱交換器２を経て常温に
温度回復した後に導管15から系外に排出される。
管11に導出され、減圧弁12で減圧した後に前記凝縮器７
に導入される。液化空気LAは、凝縮器７で前記窒素ガス
GNを液化させて自身は気化し、排ガスＷとなって導管13
から主熱交換器２の再熱回路2aで加温された後に膨張タ
ービン14に導入される。膨張タービン14で膨張して寒冷
を発生した排ガスＷは、再び主熱交換器２を経て常温に
温度回復した後に導管15から系外に排出される。
このような構成の空気液化分離装置における液化窒素
貯槽10に採取された製品液化窒素PLNは、凝縮器７で液
化した飽和状態、例えば8kg/cm2G,−172℃で貯留される
ため、いわゆるフラッシュロスを生じて得られた液化窒
素の一部が気化して失われてしまう。
貯槽10に採取された製品液化窒素PLNは、凝縮器７で液
化した飽和状態、例えば8kg/cm2G,−172℃で貯留される
ため、いわゆるフラッシュロスを生じて得られた液化窒
素の一部が気化して失われてしまう。
そのため、第４図に示すように、凝縮器７で液化して
採取される製品液化窒素PLNを過冷器20に導入し、過冷
状態として液化窒素貯槽10に導入することが行われてい
る。即ち、上記第３図に示す空気液化分離装置の製品液
化窒素採取用の導管８に過冷器20を配設するとともに、
該過冷器20の出口で製品液化窒素PLNの一部を導管21に
分岐し、この分岐液化窒素BLNを減圧弁22で減圧膨張さ
せて、例えば8kg/cm2Gから0.1kg/cm2Gに膨張させて−19
5℃とし、これを前記過冷器20の冷却流体としている。
これにより、導管８から過冷器20に導入される製品液化
窒素PLNを約−192℃の過冷却状態とすることができ、前
述のフラッシュロスを防止することができる。過冷却源
として用いられた分岐液化窒素BLNは気化して窒素ガスB
GNとなり、前記膨張タービン14を導出した後の、導管15
の排ガスＷに合流して排出される。尚、他の構成要素
は、前記第３図に示した空気液化分離装置と同様である
ので、それぞれ同一符号を付して詳細な説明を省略す
る。
採取される製品液化窒素PLNを過冷器20に導入し、過冷
状態として液化窒素貯槽10に導入することが行われてい
る。即ち、上記第３図に示す空気液化分離装置の製品液
化窒素採取用の導管８に過冷器20を配設するとともに、
該過冷器20の出口で製品液化窒素PLNの一部を導管21に
分岐し、この分岐液化窒素BLNを減圧弁22で減圧膨張さ
せて、例えば8kg/cm2Gから0.1kg/cm2Gに膨張させて−19
5℃とし、これを前記過冷器20の冷却流体としている。
これにより、導管８から過冷器20に導入される製品液化
窒素PLNを約−192℃の過冷却状態とすることができ、前
述のフラッシュロスを防止することができる。過冷却源
として用いられた分岐液化窒素BLNは気化して窒素ガスB
GNとなり、前記膨張タービン14を導出した後の、導管15
の排ガスＷに合流して排出される。尚、他の構成要素
は、前記第３図に示した空気液化分離装置と同様である
ので、それぞれ同一符号を付して詳細な説明を省略す
る。
また、複精留塔を用いた空気液化分離装置において
も、複精留塔下部塔もしくは主凝縮器から導出した液化
窒素を、上記同様に分岐液化窒素を過冷却源とした過冷
器で過冷却し、貯槽に貯留することが行われている。
も、複精留塔下部塔もしくは主凝縮器から導出した液化
窒素を、上記同様に分岐液化窒素を過冷却源とした過冷
器で過冷却し、貯槽に貯留することが行われている。
しかしながら、上述のごとく構成した過冷器では、精
留塔から導出して採取する製品液化窒素の一部を膨張降
圧させて過冷却源としているため、低圧貯槽、例えば大
型の平底貯槽のように低圧で運転する貯槽に送液する場
合には特に問題はないが、中圧貯槽、例えば7kg/cm2Gで
窒素ガスを送出する運転を行う小，中型の貯槽に液化窒
素を貯留する場合には、該貯槽の運転圧力で過冷却状態
となっているため、窒素送出のために蒸発させた貯槽内
の窒素ガスが再液化して貯槽内の圧力が低下し、送出窒
素の圧力低下を生じることがあった。
留塔から導出して採取する製品液化窒素の一部を膨張降
圧させて過冷却源としているため、低圧貯槽、例えば大
型の平底貯槽のように低圧で運転する貯槽に送液する場
合には特に問題はないが、中圧貯槽、例えば7kg/cm2Gで
窒素ガスを送出する運転を行う小，中型の貯槽に液化窒
素を貯留する場合には、該貯槽の運転圧力で過冷却状態
となっているため、窒素送出のために蒸発させた貯槽内
の窒素ガスが再液化して貯槽内の圧力が低下し、送出窒
素の圧力低下を生じることがあった。
また、これに対処するために、製品液化窒素の過冷却
温度を貯槽の運転圧力の飽和温度に合わせるとすれば、
過冷器の冷端温度差を大きくしなければならず、エネル
ギーロスの大きな運転になってしまう。さらにこれを避
けるために過冷却源となる分岐液化窒素の減圧度を中圧
とした場合には、過冷却に必要な量の液化窒素を精留塔
から余分に導出しなければならなかった。
温度を貯槽の運転圧力の飽和温度に合わせるとすれば、
過冷器の冷端温度差を大きくしなければならず、エネル
ギーロスの大きな運転になってしまう。さらにこれを避
けるために過冷却源となる分岐液化窒素の減圧度を中圧
とした場合には、過冷却に必要な量の液化窒素を精留塔
から余分に導出しなければならなかった。
このように、製品液化窒素を採取する系統から分岐し
た分岐液化窒素を減圧して過冷却源とするものにあって
は、上述のごとき様々な不都合に加えて、製品として採
取する量以上の液化窒素を精留塔から導出しなければな
らなかった。
た分岐液化窒素を減圧して過冷却源とするものにあって
は、上述のごとき様々な不都合に加えて、製品として採
取する量以上の液化窒素を精留塔から導出しなければな
らなかった。
そこで、本発明は、液化窒素を必要十分な過冷却温度
にでき、しかも精留塔から導出する液化窒素を無駄なく
製品として採取することのできる過冷却方法を提供する
ことを目的としている。
にでき、しかも精留塔から導出する液化窒素を無駄なく
製品として採取することのできる過冷却方法を提供する
ことを目的としている。
上記した目的を達成するために、本発明の空気液化分
離装置における液化窒素の過冷却方法は、単精留塔の場
合は、単精留塔から導出される液化窒素を、該液化窒素
の導出段より低い位置の精留段又は精留塔底部の液溜部
から抜出して常圧以上の圧力に減圧した液化ガスで過冷
却するとともに、過冷却源とした後の気化した液化ガス
を膨張タービンに導入して寒冷を発生させることを特徴
とし、複精留塔の場合は、複精留塔の下部塔から液化窒
素を導出するとともに、該液化窒素の導出段より低い位
置の精留段又は下部塔底部の液溜部から液化ガスを抜出
し、該液化ガスを上部塔から導出したガスで冷却して過
冷却状態にし、この過冷却状態となった液化ガスの一部
を減圧して下部塔から導出した前記液化窒素を過冷却す
ることを特徴としている。
離装置における液化窒素の過冷却方法は、単精留塔の場
合は、単精留塔から導出される液化窒素を、該液化窒素
の導出段より低い位置の精留段又は精留塔底部の液溜部
から抜出して常圧以上の圧力に減圧した液化ガスで過冷
却するとともに、過冷却源とした後の気化した液化ガス
を膨張タービンに導入して寒冷を発生させることを特徴
とし、複精留塔の場合は、複精留塔の下部塔から液化窒
素を導出するとともに、該液化窒素の導出段より低い位
置の精留段又は下部塔底部の液溜部から液化ガスを抜出
し、該液化ガスを上部塔から導出したガスで冷却して過
冷却状態にし、この過冷却状態となった液化ガスの一部
を減圧して下部塔から導出した前記液化窒素を過冷却す
ることを特徴としている。
上記のごとく、精留塔内の適当な液化ガスを抜出して
減圧し、これを液化窒素の過冷却源とすることにより、
液化窒素の過冷却に適当な温度及び量の過冷却用流体を
得ることができ、必要十分な冷却を行えるとともに、過
冷器冷端の温度差を小さくしてエネルギーロスを少なく
することができる。
減圧し、これを液化窒素の過冷却源とすることにより、
液化窒素の過冷却に適当な温度及び量の過冷却用流体を
得ることができ、必要十分な冷却を行えるとともに、過
冷器冷端の温度差を小さくしてエネルギーロスを少なく
することができる。
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて、さらに
詳細に説明する。
詳細に説明する。
まず第１図は、本発明を前記第３図，第４図と同様の
単精留塔を用いた空気液化分離装置に適用した一実施例
を示すものである。尚、以下の説明において前記第３図
に示した従来例と同一要素のものには同一符号を付して
説明する。
単精留塔を用いた空気液化分離装置に適用した一実施例
を示すものである。尚、以下の説明において前記第３図
に示した従来例と同一要素のものには同一符号を付して
説明する。
前記従来例と同様に、凝縮器７で液化して導管８に導
出された製品液化窒素PLNは、過冷器30に導入されて過
冷却される。この過冷器30には、精留塔３底部の液溜部
3aから導管11に導出した液化空気LAの一部を導管31に分
岐し、この分岐液化空気BLAを減圧弁32で常圧以上の圧
力に減圧して過冷却に必要な温度に降温させ、製品液化
窒素PLNの過冷却源として導入している。
出された製品液化窒素PLNは、過冷器30に導入されて過
冷却される。この過冷器30には、精留塔３底部の液溜部
3aから導管11に導出した液化空気LAの一部を導管31に分
岐し、この分岐液化空気BLAを減圧弁32で常圧以上の圧
力に減圧して過冷却に必要な温度に降温させ、製品液化
窒素PLNの過冷却源として導入している。
ここで、このように分岐液化空気BLAで製品液化窒素P
LNの過冷却を行うように構成した第１図に示す空気液化
分離装置と、製品液化窒素の過冷却を行わない第３図に
示した空気液化分離装置と、分岐液化窒素で製品液化窒
素の過冷却を行う第４図に示した空気液化分離装置とに
ついて、圧力8kg/cm2G,6200Nm3/hの原料空気を用いて略
同一の条件で運転を行った際の気液の状態を本発明者が
試算した結果に基づいて説明する。
LNの過冷却を行うように構成した第１図に示す空気液化
分離装置と、製品液化窒素の過冷却を行わない第３図に
示した空気液化分離装置と、分岐液化窒素で製品液化窒
素の過冷却を行う第４図に示した空気液化分離装置とに
ついて、圧力8kg/cm2G,6200Nm3/hの原料空気を用いて略
同一の条件で運転を行った際の気液の状態を本発明者が
試算した結果に基づいて説明する。
まず、本実施例の空気液化分離装置では、圧力8kg/cm
2G,6200Nm3/hの原料空気Ａを導管1,主熱交換器２を介し
て単精留塔３に導入するとともに、精留塔３塔頂から導
管４により6141Nm3/hの窒素ガスGNを、塔底の液溜部3a
から導管11により5099Nm3/hの液化空気LAを導出する。
この液化空気LAは、その大部分5090.5Nm3/hが減圧弁12
で4kg/cm2Gに減圧されて凝縮器７に導入され、気化して
排ガスＷとなる。また導管31に分岐した分岐液化空気BL
A8.5Nm3/hは、減圧弁32で4kg/cm2Gに膨張し、−178℃に
降温して過冷器30に導入される。凝縮器７及び過冷器30
に導入された液化空気LA,分岐液化空気BLAは、それぞれ
気化して排ガスＷとなり、導管13,導管33を経て導管34
に合流し、主熱交換器２の再熱回路2aに導入される。再
熱回路2aで適度に昇温した排ガスＷは、膨張タービン14
に導入されて膨張し、寒冷を発生した後に主熱交換器２
で原料空気Ａを冷却して温度回復し、導管15から排出さ
れる。
2G,6200Nm3/hの原料空気Ａを導管1,主熱交換器２を介し
て単精留塔３に導入するとともに、精留塔３塔頂から導
管４により6141Nm3/hの窒素ガスGNを、塔底の液溜部3a
から導管11により5099Nm3/hの液化空気LAを導出する。
この液化空気LAは、その大部分5090.5Nm3/hが減圧弁12
で4kg/cm2Gに減圧されて凝縮器７に導入され、気化して
排ガスＷとなる。また導管31に分岐した分岐液化空気BL
A8.5Nm3/hは、減圧弁32で4kg/cm2Gに膨張し、−178℃に
降温して過冷器30に導入される。凝縮器７及び過冷器30
に導入された液化空気LA,分岐液化空気BLAは、それぞれ
気化して排ガスＷとなり、導管13,導管33を経て導管34
に合流し、主熱交換器２の再熱回路2aに導入される。再
熱回路2aで適度に昇温した排ガスＷは、膨張タービン14
に導入されて膨張し、寒冷を発生した後に主熱交換器２
で原料空気Ａを冷却して温度回復し、導管15から排出さ
れる。
また、前記塔頂から導出された窒素ガスGNの一部795N
m3/hは、導管５から製品窒素ガスPGNとして導出され、
残りの5346Nm3/hの窒素ガスGNが導管６から凝縮器７に
導入される。この窒素ガスGNは、前記減圧弁12で減圧し
た液化空気LAと熱交換を行い液化され、−172℃の液化
窒素LNとなる。この液化窒素LNの大部分5040Nm3/hは、
単精留塔３の還流液として塔頂に戻され、一部の306Nm3
/hが製品液化窒素PLNとして導管８に分岐し、過冷器30
に導入される。
m3/hは、導管５から製品窒素ガスPGNとして導出され、
残りの5346Nm3/hの窒素ガスGNが導管６から凝縮器７に
導入される。この窒素ガスGNは、前記減圧弁12で減圧し
た液化空気LAと熱交換を行い液化され、−172℃の液化
窒素LNとなる。この液化窒素LNの大部分5040Nm3/hは、
単精留塔３の還流液として塔頂に戻され、一部の306Nm3
/hが製品液化窒素PLNとして導管８に分岐し、過冷器30
に導入される。
この製品液化窒素PLNは、過冷器30で前記分岐液化空
気BLAと熱交換を行い、液化窒素貯槽10の運転圧力7kg/c
m2Gにおける飽和温度−174℃に冷却され、弁９を介して
液化窒素貯槽10に送液される。
気BLAと熱交換を行い、液化窒素貯槽10の運転圧力7kg/c
m2Gにおける飽和温度−174℃に冷却され、弁９を介して
液化窒素貯槽10に送液される。
尚、本実施例において、前記過冷器30で製品液化窒素
PLNを過冷状態とすることにより気化した液化空気（排
ガスＷ）を膨張タービン14に導入して得られる寒冷量
は、液化窒素1Nm3/hに相当する。
PLNを過冷状態とすることにより気化した液化空気（排
ガスＷ）を膨張タービン14に導入して得られる寒冷量
は、液化窒素1Nm3/hに相当する。
一方、前記第３図に示した従来の空気液化分離装置で
は、同量の原料空気Ａで同量の製品窒素ガスPGNを採取
するとすれば、精留塔３の頂部から導出する窒素ガスGN
が6147Nm3/h,塔底部から凝縮器７に導入される液化空気
LAが5096Nm3/h,凝縮器７で液化した液化窒素LNの内、精
留塔３に還流液として戻される分が5043Nm3/h,製品液化
窒素PLNとして採取される分が309Nm3/h（−172℃）とな
る。しかしながら、液化窒素貯槽10において、約9Nm3/h
がフラッシュロスのために失われ、実際に液化窒素貯槽
に貯留される製品液化窒素量は、300Nm3/hとなる。
は、同量の原料空気Ａで同量の製品窒素ガスPGNを採取
するとすれば、精留塔３の頂部から導出する窒素ガスGN
が6147Nm3/h,塔底部から凝縮器７に導入される液化空気
LAが5096Nm3/h,凝縮器７で液化した液化窒素LNの内、精
留塔３に還流液として戻される分が5043Nm3/h,製品液化
窒素PLNとして採取される分が309Nm3/h（−172℃）とな
る。しかしながら、液化窒素貯槽10において、約9Nm3/h
がフラッシュロスのために失われ、実際に液化窒素貯槽
に貯留される製品液化窒素量は、300Nm3/hとなる。
さらに、前記第４図に示した分岐液化窒素BLNによる
過冷器20を備えた従来の空気液化分離装置では、同量の
原料空気Ａで同量の製品窒素ガスPGNを採取するとすれ
ば、精留塔３の頂部から導出する窒素ガスGNが6150Nm3/
h,塔底部から凝縮器７に導入される液化空気LAが5090Nm
3/h,凝縮器７で液化した液化窒素LNの内、精留塔３に還
流液として戻される分が5040Nm3/h,過冷器20に導入され
る製品液化窒素PLNが315Nm3/h,この内9Nm3/hが過冷器20
の過冷却源として分岐液化窒素BLNとなり、製品液化窒
素PLNとして液化窒素貯槽10に採取される分が306Nm3/h
となる。しかしながら、液化窒素貯槽10に貯留される製
品液化窒素PLNは、−192℃の過冷状態であり、窒素送出
の際に前述の不都合を生じる。
過冷器20を備えた従来の空気液化分離装置では、同量の
原料空気Ａで同量の製品窒素ガスPGNを採取するとすれ
ば、精留塔３の頂部から導出する窒素ガスGNが6150Nm3/
h,塔底部から凝縮器７に導入される液化空気LAが5090Nm
3/h,凝縮器７で液化した液化窒素LNの内、精留塔３に還
流液として戻される分が5040Nm3/h,過冷器20に導入され
る製品液化窒素PLNが315Nm3/h,この内9Nm3/hが過冷器20
の過冷却源として分岐液化窒素BLNとなり、製品液化窒
素PLNとして液化窒素貯槽10に採取される分が306Nm3/h
となる。しかしながら、液化窒素貯槽10に貯留される製
品液化窒素PLNは、−192℃の過冷状態であり、窒素送出
の際に前述の不都合を生じる。
上記結果を下表に纒めて示す。
次に第２図は、本発明を複精留塔を用いた空気液化分
離装置に適用した一実施例を示すものである。
離装置に適用した一実施例を示すものである。
原料空気Ａは、従来と同様に圧縮，精製，冷却されて
下部塔40の底部に導入され、塔頂部の窒素ガスGNと塔底
部の液化空気LAとに分離する。この液化空気LAは、下部
塔底部の液溜部40aから導管41に導出されて第１過冷器4
2に導入され、僅かに過冷状態とされた後に分岐し、そ
の大部分が減圧弁43で減圧して上部塔44の中段に導入さ
れる。分岐した残りの液化空気BLAは、減圧弁45で減圧
して製品液化窒素PLAの過冷却に適当な温度まで降温し
て導管46から第２過冷器47に導入される。この分岐液化
空気BLAは、第２過冷器47から導管48に導出した後に、
上部塔中段から導出される導管49の排ガスＷに合流し、
第１過冷器42,主熱交換器（図示せず）を経て排出され
る。
下部塔40の底部に導入され、塔頂部の窒素ガスGNと塔底
部の液化空気LAとに分離する。この液化空気LAは、下部
塔底部の液溜部40aから導管41に導出されて第１過冷器4
2に導入され、僅かに過冷状態とされた後に分岐し、そ
の大部分が減圧弁43で減圧して上部塔44の中段に導入さ
れる。分岐した残りの液化空気BLAは、減圧弁45で減圧
して製品液化窒素PLAの過冷却に適当な温度まで降温し
て導管46から第２過冷器47に導入される。この分岐液化
空気BLAは、第２過冷器47から導管48に導出した後に、
上部塔中段から導出される導管49の排ガスＷに合流し、
第１過冷器42,主熱交換器（図示せず）を経て排出され
る。
また、下部塔頂部の窒素ガスGNは、上部塔底部に配設
された主凝縮蒸発器50で液化酸素LOと熱交換を行い液化
窒素LNとなり、その一部が導管51から製品液化窒素PLN
として導出される。この製品液化窒素PLNは、第１過冷
器42から導管52を経て第２過冷器47に導入され、前記分
岐液化空気BLAにより液化窒素貯槽53の運転圧力に応じ
た温度に冷却された後に、導管54及び弁55を介して液化
窒素貯槽53に貯留される。
された主凝縮蒸発器50で液化酸素LOと熱交換を行い液化
窒素LNとなり、その一部が導管51から製品液化窒素PLN
として導出される。この製品液化窒素PLNは、第１過冷
器42から導管52を経て第２過冷器47に導入され、前記分
岐液化空気BLAにより液化窒素貯槽53の運転圧力に応じ
た温度に冷却された後に、導管54及び弁55を介して液化
窒素貯槽53に貯留される。
一方、上部塔44における精留により、上部塔44の頂部
には高純度窒素ガスHNが分離し、底部には液化酸素LOが
分離する。上部塔頂部の高純度窒素ガスHNは、導管56に
導出され、第１過冷器42,主熱交換器で温度回復した後
に採取される。また、上部塔底部の液化酸素LOは、図示
しないが、従来と同様に液化酸素や酸素ガスとして採取
される。
には高純度窒素ガスHNが分離し、底部には液化酸素LOが
分離する。上部塔頂部の高純度窒素ガスHNは、導管56に
導出され、第１過冷器42,主熱交換器で温度回復した後
に採取される。また、上部塔底部の液化酸素LOは、図示
しないが、従来と同様に液化酸素や酸素ガスとして採取
される。
このように、複精留塔を用いて液化窒素を採取する場
合にも、前記実施例と同様に液化窒素の導出部より下方
の塔内の液化ガス、例えば上記のごとく液化空気LAを抜
出して減圧し、製品液化窒素PLNの過冷却源とすること
により、同様の効果を得ることができる。
合にも、前記実施例と同様に液化窒素の導出部より下方
の塔内の液化ガス、例えば上記のごとく液化空気LAを抜
出して減圧し、製品液化窒素PLNの過冷却源とすること
により、同様の効果を得ることができる。
即ち、複精留塔下部塔の液化窒素の導出部より下方か
ら適当量の液化ガスを抜出し、所望の温度になるように
減圧して液化窒素の過冷却源とすることにより、液化窒
素貯留でのフラッシュロスを防止できるとともに、液化
窒素を貯留圧力における飽和温度以下まで過剰に冷却し
てしまうことを防止でき、最適な状態で液化窒素を貯留
することができる。さらに、精留塔で得られた液化窒素
を無駄なく製品液化窒素として貯留することができるか
ら、精留塔における窒素収率を特に高める必要もない。
ら適当量の液化ガスを抜出し、所望の温度になるように
減圧して液化窒素の過冷却源とすることにより、液化窒
素貯留でのフラッシュロスを防止できるとともに、液化
窒素を貯留圧力における飽和温度以下まで過剰に冷却し
てしまうことを防止でき、最適な状態で液化窒素を貯留
することができる。さらに、精留塔で得られた液化窒素
を無駄なく製品液化窒素として貯留することができるか
ら、精留塔における窒素収率を特に高める必要もない。
尚、両実施例では、過冷却源として精製塔底部の酸素
富化液化空気を用いたが、他の液化ガスであっても、減
圧により所定の温度にでき、かつ所定の流量を得られる
ものならば、精留塔各部の液化ガスを用いることが可能
であり、過冷器導入前に低圧まで減圧してそのまま主熱
交換器を介して排出することもできる。
富化液化空気を用いたが、他の液化ガスであっても、減
圧により所定の温度にでき、かつ所定の流量を得られる
ものならば、精留塔各部の液化ガスを用いることが可能
であり、過冷器導入前に低圧まで減圧してそのまま主熱
交換器を介して排出することもできる。
以上説明したように、本発明の液化窒素の過冷却方法
は、液化窒素の導出段より低い位置の精留段、もしくは
精留塔底部の液溜部から抜出して減圧した液化ガスを過
冷却源とするから、液化窒素を貯留圧力に応じた最適な
温度に冷却することができ、フラッシュロスや、過剰冷
却を無くして最適な状態で液化窒素を貯留することがで
きる。また、過冷器の冷端温度差を縮めることでエネル
ギーロスを低減でき、効率のよい運転ができる。さら
に、精留塔で得られた液化窒素を無駄なく製品液化窒素
として貯留することができるから、精留塔における窒素
収率を特に高める必要もない。
は、液化窒素の導出段より低い位置の精留段、もしくは
精留塔底部の液溜部から抜出して減圧した液化ガスを過
冷却源とするから、液化窒素を貯留圧力に応じた最適な
温度に冷却することができ、フラッシュロスや、過剰冷
却を無くして最適な状態で液化窒素を貯留することがで
きる。また、過冷器の冷端温度差を縮めることでエネル
ギーロスを低減でき、効率のよい運転ができる。さら
に、精留塔で得られた液化窒素を無駄なく製品液化窒素
として貯留することができるから、精留塔における窒素
収率を特に高める必要もない。
また、単精留塔の場合は、過冷却源となる液化ガスの
減圧後の圧力を常圧以上にしているから、膨張タービン
に導入して寒冷を発生させることができ、発生寒冷を増
すことができる。加えて、減圧後の圧力を膨張タービン
処理流体の圧力に応じた一定圧以上とすれば、過冷器で
蒸発後に膨張タービン処理流体に合流させることができ
るから、膨張タービンを増設せずに、発生寒冷を増すこ
とができる。
減圧後の圧力を常圧以上にしているから、膨張タービン
に導入して寒冷を発生させることができ、発生寒冷を増
すことができる。加えて、減圧後の圧力を膨張タービン
処理流体の圧力に応じた一定圧以上とすれば、過冷器で
蒸発後に膨張タービン処理流体に合流させることができ
るから、膨張タービンを増設せずに、発生寒冷を増すこ
とができる。
さらに、複精留塔の場合は、過冷却源となる液化ガス
を上部塔から導出したガスで先に過冷却状態にして用い
るので、液化窒素を過冷却するために消費する液化ガス
量を少なくできる。
を上部塔から導出したガスで先に過冷却状態にして用い
るので、液化窒素を過冷却するために消費する液化ガス
量を少なくできる。
第１図は本発明を単精留塔を用いた空気液化分離装置に
適用した一実施例を示す要部の系統図、第２図は本発明
を複精留塔を用いた空気液化分離装置に適用した一実施
例を示す要部の系統図、第３図は及び第４図は従来例を
示すもので、第３図は過冷器を有しない空気液化分離装
置を示す要部の系統図、第４図は過冷器を有する空気液
化分離装置を示す要部の系統図である。 ３……単精留塔、７……凝縮器、10……液化窒素貯槽、
14……膨張タービン、30……過冷器、32……減圧弁、40
……下部塔、42……第１過冷器、45……減圧弁、47……
第２過冷器、Ａ……原料空気、BLA……分岐液化空気、L
A……液化空気、LN……液化窒素、PLN……製品液化窒
素、Ｗ……排ガス
適用した一実施例を示す要部の系統図、第２図は本発明
を複精留塔を用いた空気液化分離装置に適用した一実施
例を示す要部の系統図、第３図は及び第４図は従来例を
示すもので、第３図は過冷器を有しない空気液化分離装
置を示す要部の系統図、第４図は過冷器を有する空気液
化分離装置を示す要部の系統図である。 ３……単精留塔、７……凝縮器、10……液化窒素貯槽、
14……膨張タービン、30……過冷器、32……減圧弁、40
……下部塔、42……第１過冷器、45……減圧弁、47……
第２過冷器、Ａ……原料空気、BLA……分岐液化空気、L
A……液化空気、LN……液化窒素、PLN……製品液化窒
素、Ｗ……排ガス
Claims (2)
- 【請求項１】原料空気を圧縮，精製，冷却して単精留塔
に導入し、液化精留分離して少なくとも液化窒素を採取
する空気液化分離装置における液化窒素の過冷却方法に
おいて、前記単精留塔から導出される液化窒素を、該液
化窒素の導出段より低い位置の精留段又は精留塔底部の
液溜部から抜出して常圧以上の圧力に減圧した液化ガス
で過冷却するとともに、過冷却源とした後の気化した液
化ガスを膨張タービンに導入して寒冷を発生させること
を特徴とする空気液化分離装置における液化窒素の過冷
却方法。 - 【請求項２】原料空気を圧縮，精製，冷却して複精留塔
に導入し、液化精留分離して少なくとも液化窒素を採取
する空気液化分離装置における液化窒素の過冷却方法に
おいて、前記複精留塔の下部塔から液化窒素を導出する
とともに、該液化窒素の導出段より低い位置の精留段又
は下部塔底部の液溜部から液化ガスを抜出し、該液化ガ
スを上部塔から導出したガスで冷却して過冷却状態に
し、この過冷却状態となった液化ガスの一部を減圧して
下部塔から導出した前記液化窒素を過冷却することを特
徴とする空気液化分離装置における液化窒素の過冷却方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30121389A JP2920392B2 (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | 空気液化分離装置における液化窒素の過冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30121389A JP2920392B2 (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | 空気液化分離装置における液化窒素の過冷却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03160294A JPH03160294A (ja) | 1991-07-10 |
| JP2920392B2 true JP2920392B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=17894149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30121389A Expired - Fee Related JP2920392B2 (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | 空気液化分離装置における液化窒素の過冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2920392B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3277340B2 (ja) * | 1993-04-22 | 2002-04-22 | 日本酸素株式会社 | 半導体製造工場向け各種ガスの製造方法及び装置 |
| JP4515225B2 (ja) * | 2004-11-08 | 2010-07-28 | 大陽日酸株式会社 | 窒素製造方法及び装置 |
| US7824725B2 (en) | 2007-03-30 | 2010-11-02 | The Coca-Cola Company | Methods for extending the shelf life of partially solidified flowable compositions |
| JP4841591B2 (ja) * | 2008-06-23 | 2011-12-21 | 大陽日酸株式会社 | 窒素製造方法及び装置 |
-
1989
- 1989-11-20 JP JP30121389A patent/JP2920392B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03160294A (ja) | 1991-07-10 |
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