JP4932886B2 - ガス処理装置 - Google Patents

ガス処理装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4932886B2
JP4932886B2 JP2009227020A JP2009227020A JP4932886B2 JP 4932886 B2 JP4932886 B2 JP 4932886B2 JP 2009227020 A JP2009227020 A JP 2009227020A JP 2009227020 A JP2009227020 A JP 2009227020A JP 4932886 B2 JP4932886 B2 JP 4932886B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
process gas
gas
processing apparatus
pressure gauge
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009227020A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011075205A (ja
Inventor
一浩 武多
陽介 中川
知晃 武田
靖 毛利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
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 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Priority to JP2009227020A priority Critical patent/JP4932886B2/ja
Priority to PCT/JP2010/065466 priority patent/WO2011040198A1/ja
Priority to RU2011144866/06A priority patent/RU2493479C2/ru
Priority to EP10820318.3A priority patent/EP2484436B1/en
Priority to US13/265,013 priority patent/US8869554B2/en
Priority to CN201080019844.0A priority patent/CN102421516B/zh
Publication of JP2011075205A publication Critical patent/JP2011075205A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4932886B2 publication Critical patent/JP4932886B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • 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
    • F25J3/0204—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 characterised by the feed stream
    • F25J3/0223—H2/CO mixtures, i.e. synthesis gas; Water gas or shifted synthesis gas
    • 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
    • F25J3/0228—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 characterised by the separated product stream
    • F25J3/0252—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 characterised by the separated product stream separation of hydrogen
    • 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
    • F25J3/0228—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 characterised by the separated product stream
    • F25J3/0257—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 characterised by the separated product stream separation of 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
    • 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
    • F25J3/0228—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 characterised by the separated product stream
    • F25J3/0266—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 characterised by the separated product stream separation of carbon dioxide
    • 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
    • F25J3/0295—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used, e.g. sieve plates, packings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/02—Motor parameters of rotating electric motors
    • F04B2203/0209—Rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/01—Pressure before the pump inlet
    • 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
    • F25J2230/30—Compression of the feed stream
    • 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
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/02—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
    • 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
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02—Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream
    • 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
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/34—Hydrogen distribution

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

本願は、ガス処理装置に関する。
従来、冷凍系コンプレッサを備えるガス処理装置のシステム構成として、冷媒ガスを循環させて運転するクローズドサイクルシステムが知られている。例えば、下記特許文献１（特に、下記特許文献１の図１参照）に開示されるクローズドサイクルシステムでは、コンプレッサの下流にエキスパンダを設置し、エキスパンダの冷媒ガスの出口から流出した冷媒ガスをコンプレッサの冷媒ガスの入口に戻すことにより、冷媒ガスを再循環させている。このため、クローズドシステムにおいては、エキスパンダの冷媒ガスの出口の圧力が常にコンプレッサの冷媒ガスの入口の圧力よりも高い状態となり、エキスパンダの冷媒ガスの出口の圧力がコンプレッサの冷媒ガスの入口の圧力よりも低くなる運転状態はない。
米国特許出願公開第２００８／０１４８７７０号明細書
一方、上述した従来のクローズドサイクルシステムにおいては、窒素等の専用の冷媒ガスにより運転を行っているが、プロセスの効率化や装置構成の簡略化等を考慮した場合、冷媒ガスとしてプロセスガスを利用し、同時にプロセスガスを処理する構成が考えられる。このとき、システム構成はオープンサイクルシステムとなり、プロセスガスを上流の設備より冷媒ガスとして利用する。この場合には、プロセスガスの供給元である上流の設備の状態等によりプロセスガスの流量が変化することとなる。
このため、オープンサイクルシステムにおいて、冷媒ガスとしてプロセスガスを利用した場合、上流の設備から供給されるプロセスガスの流量が減少すると、コンプレッサに供給されるプロセスガスの流量が減少して、エキスパンダの出口から流出するプロセスガスの流量も減少してしまう。
そして、コンプレッサへのプロセスガスの流量が減少するとコンプレッサの運転点がサージングに入ってしまうため、コンプレッサ部分だけでリサイクル運転してサージングを回避することが考えられるが、エキスパンダ部分を含むプロセス部分におけるガスの流量が減少してしまうために、プロセス部分のロードが低下して、ガス処理装置の運転が行えなくなってしまう。
以上のことから、本発明は、供給されるプロセスガスの流量に関わらず運転を行うことができるガス処理装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決する第１の発明に係るガス処理装置は、
プロセスガスを圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサの下流に配置され前記プロセスガスを処理する第１のプロセスと、
前記第１のプロセスの下流に配置され前記プロセスガスを膨張させて動力を得るエキスパンダと、
前記エキスパンダの下流に配置され前記プロセスガスを処理する第２のプロセスと、
前記コンプレッサを駆動する駆動手段と
を備えるガス処理装置において、
前記コンプレッサの前記プロセスガスの入口に配置され前記プロセスガスの圧力を測定する第１の圧力計と、
前記第２のプロセスの前記プロセスガスの出口に配置され前記プロセスガスの圧力を測定する第２の圧力計と、
前記第２のプロセスの前記プロセスガスの出口から、前記コンプレッサの前記プロセスガスの入口に接続される前記プロセスガスを再循環させる再循環流路と、
前記再循環流路に配置され再循環させる前記プロセスガスの圧力を調節する第１の圧力調節弁と、
前記第２の圧力計の下流に配置され前記プロセスガスの圧力を調節する第２の圧力調節弁と、
前記駆動手段の回転速度を測定する回転速度計と、
前記第１の圧力計及び前記第２の圧力計により測定した圧力並びに回転速度計により測定した回転速度に基づき、前記駆動手段の回転速度、前記第１の圧力調節弁及び前記第２の圧力調節弁のうち少なくともいずれかひとつを制御する制御手段と
を備える
ことを特徴とする。
上記の課題を解決する第２の発明に係るガス処理装置は、第１の発明に係るガス処理装置において、
前記第２のプロセスの前記プロセスガスの出口と前記第２の圧力調節弁との間に接続されたプロセスガス出口流路と、
前記プロセスガス出口流路に配置され前記プロセスガスの圧力を測定する第３の圧力計と、
前記プロセスガス出口流路の前記第３の圧力計の上流に配置され前記プロセスガスの圧力を調節する第３の圧力調節弁と
を備え、
前記制御手段は、前記第３の圧力計により測定した圧力に基づき、前記第３の圧力調節弁を制御する
ことを特徴とする。
本発明によれば、供給されるプロセスガスの流量に関わらず運転を行うことができるガス処理装置を提供することができる。
本発明の第１の実施例に係るガス処理装置の構成を示した模式図である。 本発明の第１の実施例に係るガス処理装置の制御ブロック図である。 本発明の第１の実施例に係るガス処理装置における第１のファンクションジェネレータの入出力特性を示した図である。 本発明の第１の実施例に係るガス処理装置における第２のファンクションジェネレータの入出力特性を示した図である。 本発明の第１の実施例に係るガス処理装置における第３のファンクションジェネレータの制御ブロック図である。 本発明の第１の実施例に係るガス処理装置における第３のファンクションジェネレータのヒステリシスの入出力特性を示した図である。 本発明の第１の実施例に係るガス処理装置における第３のファンクションジェネレータのスイッチの入出力特性を示した図である。 本発明の第１の実施例に係るガス処理装置における第３のファンクションジェネレータのレートリミッタの入出力特性を示した図である。 本発明の第１の実施例に係るガス処理装置における第３のファンクションジェネレータの入出力特性を示した図である。 本発明の第２の実施例に係るガス処理装置の構成を示した模式図である。 本発明の第２の実施例に係るガス処理装置の制御ブロック図である。
以下、本発明に係るガス処理装置を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
以下、本発明に係るガス処理装置の第１の実施例について説明する。
はじめに、本発明の第１の実施例に係るガス処理装置の構成について説明する。
なお、本実施例に係るガス処理装置の上流にはプロセスガスの供給元となる設備が設置されており、下流には処理後のプロセスガスを利用する設備が設置されているが、ここでの説明は省略する。また、プロセスガスとしては、例えば、窒素や水素や二酸化炭素を含む混合ガスを用いることができる。
図１は、本発明の第１の実施例に係るガス処理装置の構成を示した模式図である。
図１に示すように、本実施例に係るガス処理装置は、上流の設備より供給されたプロセスガスを圧縮するコンプレッサ１を備えている。コンプレッサ１の下流には、コンプレッサ１により圧縮されたプロセスガスに処理を施す第１のプロセス２を備えている。プロセス２の下流には、プロセスガスを膨張させて動力を得るエキスパンダ３を備えている。エキスパンダ３の下流には、エキスパンダ３により膨張させられたプロセスガスに処理を施す第２のプロセス４を備えている。また、本実施例に係るガス処理装置は、コンプレッサ１を駆動する駆動装置５を備えている。
コンプレッサ１のプロセスガスの入口には、プロセスガスの流路である第１の流路２０が接続されている。第１の流路２０の端部には、プロセスガスの供給元となる上流の設備との接続部であるプロセスガス入口２５が設置されている。コンプレッサ１のプロセスガスの出口と第１のプロセス２のプロセスガスの入口との間には、第２の流路２１が設置されている。
第１のプロセス２のプロセスガスの出口とエキスパンダ３のプロセスガスの入口との間には、第３の流路２２が設置されている。エキスパンダ３のプロセスガスの出口には、第４の流路２３が接続されている。第４の流路２３の端部には、処理後のプロセスガスを利用する下流の設備との接続部である第１のプロセスガス出口２６が設置されている。
第１の流路２０上には、コンプレッサ１のプロセスガスの入口の圧力を測定する第１の圧力計（ＰＩ1）１０が設置されている。第４の流路２３上には、第２のプロセス４のプロセスガスの出口の圧力を測定する第２の圧力計（ＰＩ2）１１が設置されている。また、第２のプロセス４のプロセスガスの出口と第２の圧力計１１との間から、プロセスガス入口２５と第１の圧力計１０との間には、プロセスガスを再循環させる再循環流路２４が設置されている。
再循環流路２４上には、再循環させるプロセスガスの圧力を調節する第１の圧力調節弁（ＣＶ1）１２が設置されている。第４の流路２３上の第２の圧力計１１と第１のプロセスガス出口２６との間には、プロセスガスの圧力を調節する第２の圧力調節弁（ＣＶ2）１３が設置されている。駆動装置５の回転軸には回転速度を測定する回転速度計（ＳＩ）１４が設置されている。
本実施例に係るガス処理装置は、第１の圧力計１０及び第２の圧力計１１により測定した圧力並びに回転速度計１４により測定した回転速度に基づき、駆動装置５の回転速度、第１の圧力調節弁１２及び第２の圧力調節弁１３のうち少なくとも１つを制御する制御装置６を備えている。なお、本実施例においては、制御装置６は駆動装置５の回転速度を制御する構成について説明したが、コンプレッサ１のインレットガイドベーンの角度を制御するようにしてもよい。
そして、本実施例に係るガス処理装置における制御装置９は、上流の設備から供給されるプロセスガスの流量が多いときには第２の圧力調節弁１３の開度を大きくしてエキスパンダ３における動力の回収量を増大させることができる。また、上流の設備から供給されるプロセスガスの流量が少なくなり、再循環させるプロセスガスが得られない場合には第１のプロセスのプロセスガスの出口の圧力を下げてエキスパンダ３からの動力を得ることにより、ガス処理装置全体における動力を低減することができる。
次に、本実施例に係るガス処理装置の制御方法について詳細に説明する。
図２は、本発明の第１の実施例に係るガス処理装置の制御ブロック図である。
図２に示すように、本実施例に係るガス処理装置における制御装置６は、第１の圧力計１０により測定した圧力に応じた信号を出力する第１の圧力制御部（ＰＣ1）３３と、第１の圧力制御部３３からの信号を入力して所定の入出力特性に基づき第１の圧力調節弁１２を制御する信号を出力する第１のファンクションジェネレータ（ＦＸ1）３０と、回転速度計１４により測定した回転速度に応じた信号を出力する速度制御部（ＳＣ）３４と、第１の圧力制御部３３からの信号を入力して所定の入出力特性に基づき信号を出力する第２のファンクションジェネレータ（ＦＸ2）３１と、第２の圧力計１１により測定した圧力に応じた信号を出力する第２の圧力制御部（ＰＣ2）３５と、第１の圧力制御部３３からの信号を入力して所定の入出力特性に基づき信号を出力する第３のファンクションジェネレータ（ＦＸ3）３２を備えている。
図３は、本発明の第１の実施例に係るガス処理装置における第１のファンクションジェネレータの入出力特性を示した図である。
図３に示すように、本実施例に係る制御装置６における第１のファンクションジェネレータ３０の入出力特性は、第１の圧力計１０からの信号に応じて入力を０％〜１００％として設定し、入力が０％のときには出力を１００％とし、入力が５０％のときには出力を０％とし、入力が０％〜５０％の間は直線的に出力を減少させ、入力が５０％〜１００％の間は出力を０％とする入出力特性を有している。
そして、第１のファンクションジェネレータ３０からの信号により第１の圧力調節弁１２を制御する。これにより、本実施例に係る制御装置６は、第１の圧力計１０により測定した圧力に応じて第１の圧力調節弁１２の開度を適宜調節することができる。
図４は、本発明の第１の実施例に係るガス処理装置における第２のファンクションジェネレータの入出力特性を示した図である。
図４に示すように、本実施例に係る制御装置６における第２のファンクションジェネレータ３１の入出力特性は、第１の圧力計１０からの信号に応じて入力を０％〜１００％として設定し、入力が０％〜５０％の間は出力を所定のＸ％とし、入力が１００％のときには出力を１００％とし、入力が５０％〜１００％の間は直線的に出力を増加させる入出力特性を有している。
そして、速度制御部３４は、第２のファンクションジェネレータ３１からの信号と、回転速度計１４からの信号とが入力され、第２のファンクションジェネレータ３１からの信号と、回転速度計１４からの信号とに応じて駆動装置５を制御する。これにより、本実施例に係る制御装置６は、第１の圧力計１０により測定した圧力と回転速度計１４により測定した回転速度とに応じて駆動装置５の回転速度を適宜調節することができる。
図５は、本発明の第１の実施例に係るガス処理装置における第３のファンクションジェネレータの制御ブロック図である。
図５に示すように、本実施例に係る制御装置６における第３のファンクションジェネレータ３２は、第１の圧力制御部３３からの信号を入力してヒステリシスを持たせて信号を出力するヒステリシス３６と、所定の信号を発生させる第１のシグナルジェネレータ（ＳＧ1）３７−１と、所定の信号を発生させる第２のシグナルジェネレータ（ＳＧ2）３７−２と、ヒステリシス３６からの入力Ｉｎｐｕｔ3に応じて第１のシグナルジェネレータ３７−１からの入力Ｉｎｐｕｔ1と第２のシグナルジェネレータ３７−２の入力Ｉｎｐｕｔ2のいずれか一方を出力するスイッチ（ＳＷ）３８と、スイッチ３８からの入力の増加及び減少に伴い出力の増加及び減少の割合に制限を施すレートリミッタ（ＲＬＴ）３９とを備えている。
図６は、本発明の第１の実施例に係るガス処理装置における第３のファンクションジェネレータのヒステリシスの入出力特性を示した図である。
図６に示すように、本実施例に係る第３のファンクションジェネレータ３２のヒステリシス３６の入出力特性は、第１の圧力制御部３３からの信号に応じ、入力が閾値βを上回るまでは出力をＯＦＦとし、入力が閾値βを上回った場合に出力をＯＮとし、その後、入力が閾値αを下回った場合に出力をＯＦＦとする入出力特性を有している。
図７は、本発明の第１の実施例に係るガス処理装置における第３のファンクションジェネレータのスイッチの入出力特性を示した図である。
図７に示すように、本実施例に係る第３のファンクションジェネレータ３２のスイッチ３８は、ヒステリシス３６からの信号に応じ、入力Ｉｎｐｕｔ3がＯＦＦの場合には第１のシグナルジェネレータ３７−１からの入力Ｉｎｐｕｔ1を出力し、入力Ｉｎｐｕｔ3がＯＮの場合には第２のシグナルジェネレータ３７−２からの入力Ｉｎｐｕｔ2を出力する入出力特性を有している。
図８は、本発明の第１の実施例に係るガス処理装置における第３のファンクションジェネレータのレートリミッタの入出力特性を示した図である。
図８に示すように、本実施例に係る第３のファンクションジェネレータ３２のレートリミッタ３９は、スイッチ３８からの信号に応じ、入力が増加した場合には図８中に矢印ａで示すように単位時間当たりの増加の割合に制限を施して信号を出力し、入力が減少した場合には図８中に矢印ｂで示すように単位時間当たりの減少の割合に制限を施して信号を出力する入出力特性を有している。
図９は、本発明の第１の実施例に係るガス処理装置における第３のファンクションジェネレータの入出力特性を示した図である。
図９に示すように、第３のファンクションジェネレータ３２において、ヒステリシス３６は、図９（ａ）に示す入力に対し、図９（ｂ）に示す信号を出力する。スイッチ３８は、図９（ｂ）に示す信号に対し、図９（ｃ）に示す信号を出力する。レートリミッタ３９は、図９（ｃ）に示す入力に対し、図９（ｄ）に示す信号を出力する。
そして、第２の圧力制御部３５は、第３のファンクションジェネレータ３２からの信号と、第２の圧力計１１からの信号とが入力され、第３のファンクションジェネレータ３２からの信号と、第２の圧力計１１からの信号とに応じて第２の圧力調節弁１３を制御する。これにより、本実施例に係る制御装置６は、第２の圧力計１１により測定した圧力に応じて第２の圧力調節弁１３の開度を適宜調節することができる。
以上のように、本実施例に係るガス処理装置によれば、上流の設備から供給されるプロセスガスの流量に関わらず運転を行うことができるガス処理装置を提供することができる。
以下、本発明に係るガス処理装置の第２の実施例について説明する。
本実施例に係るガス処理装置は、第１の実施例に係るガス処理装置とほぼ同様の構成であるが、処理後のプロセスガスを利用する下流の設備において所望する圧力を得られるように、プロセスガスの出口の圧力を調節することができる構成となっている。
図１０は、本発明の第２の実施例に係るガス処理装置の構成を示した模式図である。
図１０に示すように、本実施例に係るガス処理装置は、第１の実施例に係るガス処理装置の構成に加え、第２の圧力計１１と第２の圧力調節弁１３との間に第５の流路４０が接続されている。第５の流路４０の端部には、第２のプロセスガス出口４３が設置されている。第５の流路４０上には、プロセスガスの圧力を測定する第３の圧力計（ＰＩ3）４１が設置されている。第５の流路４０上の第３の圧力計４１の上流には、プロセスガスの圧力を調節する第３の圧力調節弁（ＣＶ3）４２が設置されている。
本実施例に係るガス処理装置においては、第２のプロセスガス出口４３に処理後のプロセスガスを利用する下流の設備を接続し、第１のプロセスガス出口２６から出たプロセスガスは、プロセスガスの種類や排出量等に応じて適切に処理する。例えば、プロセスガスが、窒素や水素や二酸化炭素を含む混合ガスの場合には地中隔離や大気に放出するなどして処理する。
そして、本実施例に係るガス処理装置においては、制御装置６は、第３の圧力計４１により測定した圧力に基づき、第３の圧力調節弁４２を制御する。
次に、本実施例に係るガス処理装置の制御方法について詳細に説明する。
図１１は、本発明の第２の実施例に係るガス処理装置の制御ブロック図である。
図１１に示すように、本実施例に係るガス処理装置における制御装置６は、第１の実施例に係るガス処理装置における制御装置６の構成に加え、第３の圧力計４１により測定した圧力に応じた信号を出力する第３の圧力制御部（ＰＣ3）４４を備えている。
そして、第３の圧力制御部４４は、第３の圧力計４１からの信号が入力され、第３の圧力計４１からの信号に応じて第３の圧力調節弁４２を制御する。これにより、本実施例に係る制御装置６は、第３の圧力計４１により測定した圧力に応じて第３の圧力調節弁４２の開度を適宜調節することができる。
以上のように、本実施例に係るガス処理装置によれば、第１の実施例に係るガス処理装置の作用及び効果に加え、第２のプロセスガス出口４３から流出するプロセスガスの圧力を、下流の設備において所望する圧力に調節して供給することができる。
本発明は、例えば、冷媒ガスの再循環流路を有し、冷媒ガスとしてプロセスガスを利用し、同時にプロセスガスを処理するガス処理装置に利用することが可能である。
１ コンプレッサ
２ 第１のプロセス
３ エキスパンダ
４ 第２のプロセス
５ 駆動装置
６ 制御装置
１０ 第１の圧力計（ＰＩ1）
１１ 第２の圧力計（ＰＩ2）
１２ 第１の圧力調節弁（ＣＶ1）
１３ 第２の圧力調節弁（ＣＶ2）
１４ 回転速度計（ＳＩ）
２０ 第１の流路
２１ 第２の流路
２２ 第３の流路
２３ 第４の流路
２４ 再循環流路
２５ プロセスガス入口
２６ 第１のプロセスガス出口
３０ 第1のファンクションジェネレータ（ＦＸ1）
３１ 第２のファンクションジェネレータ（ＦＸ2）
３２ 第３のファンクションジェネレータ（ＦＸ3）
３３ 第１の圧力制御部（ＰＣ1）
３４ 速度制御部（ＳＣ）
３５ 第２の圧力制御部（ＰＣ2）
３６ ヒステリシス
３７−１ 第１のシグナルジェネレータ（ＳＧ1）
３７−２ 第２のシグナルジェネレータ（ＳＧ2）
３８ スイッチ（ＳＷ）
３９ レートリミッタ（ＲＬＴ）
４０ 第５の流路
４１ 第３の圧力計（ＰＩ3）
４２ 第３の圧力調節弁（ＣＶ3）
４３ 第２のプロセスガス出口
４４ 第３の圧力制御部（ＰＣ3）

Claims (2)

  1. プロセスガスを圧縮するコンプレッサと、
    前記コンプレッサの下流に配置され前記プロセスガスを処理する第１のプロセスと、
    前記第１のプロセスの下流に配置され前記プロセスガスを膨張させて動力を得るエキスパンダと、
    前記エキスパンダの下流に配置され前記プロセスガスを処理する第２のプロセスと、
    前記コンプレッサを駆動する駆動手段と
    を備えるガス処理装置において、
    前記コンプレッサの前記プロセスガスの入口に配置され前記プロセスガスの圧力を測定する第１の圧力計と、
    前記第２のプロセスの前記プロセスガスの出口に配置され前記プロセスガスの圧力を測定する第２の圧力計と、
    前記第２のプロセスの前記プロセスガスの出口から、前記コンプレッサの前記プロセスガスの入口に接続される前記プロセスガスを再循環させる再循環流路と、
    前記再循環流路に配置され再循環させる前記プロセスガスの圧力を調節する第１の圧力調節弁と、
    前記第２の圧力計の下流に配置され前記プロセスガスの圧力を調節する第２の圧力調節弁と、
    前記駆動手段の回転速度を測定する回転速度計と、
    前記第１の圧力計及び前記第２の圧力計により測定した圧力並びに回転速度計により測定した回転速度に基づき、前記駆動手段の回転速度、前記第１の圧力調節弁及び前記第２の圧力調節弁のうち少なくともいずれかひとつを制御する制御手段と
    を備える
    ことを特徴とするガス処理装置。
  2. 前記第２のプロセスの前記プロセスガスの出口と前記第２の圧力調節弁との間に接続されたプロセスガス出口流路と、
    前記プロセスガス出口流路に配置され前記プロセスガスの圧力を測定する第３の圧力計と、
    前記プロセスガス出口流路の前記第３の圧力計の上流に配置され前記プロセスガスの圧力を調節する第３の圧力調節弁と
    を備え、
    前記制御手段は、前記第３の圧力計により測定した圧力に基づき、前記第３の圧力調節弁を制御する
    ことを特徴とする請求項１に記載のガス処理装置。
JP2009227020A 2009-09-30 2009-09-30 ガス処理装置 Expired - Fee Related JP4932886B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009227020A JP4932886B2 (ja) 2009-09-30 2009-09-30 ガス処理装置
PCT/JP2010/065466 WO2011040198A1 (ja) 2009-09-30 2010-09-09 ガス処理装置
RU2011144866/06A RU2493479C2 (ru) 2009-09-30 2010-09-09 Устройство для обработки газа
EP10820318.3A EP2484436B1 (en) 2009-09-30 2010-09-09 Gas processing apparatus
US13/265,013 US8869554B2 (en) 2009-09-30 2010-09-09 Gas processing apparatus
CN201080019844.0A CN102421516B (zh) 2009-09-30 2010-09-09 气体处理设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009227020A JP4932886B2 (ja) 2009-09-30 2009-09-30 ガス処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011075205A JP2011075205A (ja) 2011-04-14
JP4932886B2 true JP4932886B2 (ja) 2012-05-16

Family

ID=43826026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009227020A Expired - Fee Related JP4932886B2 (ja) 2009-09-30 2009-09-30 ガス処理装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8869554B2 (ja)
EP (1) EP2484436B1 (ja)
JP (1) JP4932886B2 (ja)
CN (1) CN102421516B (ja)
RU (1) RU2493479C2 (ja)
WO (1) WO2011040198A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6086998B2 (ja) 2014-01-14 2017-03-01 三菱重工コンプレッサ株式会社 昇圧システム、及び気体の昇圧方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3321930A (en) * 1965-09-10 1967-05-30 Fleur Corp Control system for closed cycle turbine
DE2407617A1 (de) * 1974-02-16 1975-08-21 Linde Ag Verfahren zur energierueckgewinnung aus verfluessigten gasen
CH594817A5 (ja) * 1976-12-02 1978-01-31 Bbc Brown Boveri & Cie
SU838273A1 (ru) 1979-02-14 1981-06-15 Николаевский Ордена Трудового Крас-Ного Знамени Кораблестроительный Ин-Ститут Им. Адм. C.O.Makapoba Способ подготовки природного газа
US4356014A (en) * 1979-04-04 1982-10-26 Petrochem Consultants, Inc. Cryogenic recovery of liquids from refinery off-gases
US4539816A (en) * 1981-04-03 1985-09-10 Minnesota Mining And Manufacturing Company Heat and liquid recovery using open cycle heat pump system
US4949276A (en) 1988-10-26 1990-08-14 Compressor Controls Corp. Method and apparatus for preventing surge in a dynamic compressor
JP2954456B2 (ja) * 1993-07-14 1999-09-27 株式会社日立製作所 排気再循環型コンバインドプラント
US6626635B1 (en) * 1998-09-30 2003-09-30 General Electric Company System for controlling clearance between blade tips and a surrounding casing in rotating machinery
US6332336B1 (en) 1999-02-26 2001-12-25 Compressor Controls Corporation Method and apparatus for maximizing the productivity of a natural gas liquids production plant
RU2176053C1 (ru) 2000-04-05 2001-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньгазпром" Способ подготовки магистрального газа на компрессорной станции
JP4191563B2 (ja) * 2003-08-28 2008-12-03 三菱重工業株式会社 圧縮機の制御方法
EP1659294B1 (en) * 2004-11-17 2017-01-11 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Compressor control unit and gas turbine power plant including this unit
JP5151014B2 (ja) * 2005-06-30 2013-02-27 株式会社日立製作所 ヒートポンプ装置及びヒートポンプの運転方法
JP2007146766A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Noboru Shoda 熱サイクル装置及び複合熱サイクル発電装置
JP2008064439A (ja) * 2006-09-11 2008-03-21 Daikin Ind Ltd 空気調和装置
JP2010507770A (ja) * 2006-09-18 2010-03-11 キャリア コーポレイション 膨張装置バイパスを有する冷凍システム
CN101535741B (zh) * 2006-11-07 2013-02-06 开利公司 具有脉宽调制控制器与膨胀设备控制器组合的制冷***
US8250883B2 (en) 2006-12-26 2012-08-28 Repsol Ypf, S.A. Process to obtain liquefied natural gas
RU2339871C1 (ru) 2007-05-10 2008-11-27 Михаил Иванович Новиков Компрессорная станция подготовки газа для подачи его в магистральный газопровод
JP5125261B2 (ja) * 2007-06-29 2013-01-23 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
JP4909294B2 (ja) * 2008-02-05 2012-04-04 三菱重工業株式会社 タービンバイパス制御装置及び制御方法
WO2009101818A1 (ja) * 2008-02-15 2009-08-20 Panasonic Corporation 冷凍サイクル装置
JP2011058705A (ja) * 2009-09-09 2011-03-24 Panasonic Corp 冷凍サイクル装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20120067071A1 (en) 2012-03-22
EP2484436A4 (en) 2017-10-11
WO2011040198A1 (ja) 2011-04-07
JP2011075205A (ja) 2011-04-14
CN102421516A (zh) 2012-04-18
EP2484436A1 (en) 2012-08-08
US8869554B2 (en) 2014-10-28
CN102421516B (zh) 2014-12-31
EP2484436B1 (en) 2018-10-31
RU2493479C2 (ru) 2013-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2754079B2 (ja) コンプレッサシステムの制御方法及び制御装置
JP2007231949A (ja) ガスタービン制御のための可変抽気方法
US9702365B2 (en) Anti-surge speed control
JP6058054B2 (ja) 圧縮機の制御方法
JP2009257119A (ja) 蒸気膨張機駆動空気圧縮装置
US20130323082A1 (en) Anti-surge speed control
US20120230840A1 (en) Gas compression
JP4932886B2 (ja) ガス処理装置
GB2480270A (en) Waste gas compressor train
CN115750426A (zh) 一种天然气增压机节能控制方法
JP5355375B2 (ja) 圧縮機制御装置、圧縮機システム、及び、圧縮機制御方法
CN106762774A (zh) 多级离心式空气压缩机恒压供气的控制方法
JP4894410B2 (ja) 高炉への酸素富化送風方法
US20220259685A1 (en) Sealing a reduction assembly
KR101864321B1 (ko) 유체 압축기 제어 시스템
JPH06146928A (ja) ガスタービン装置用燃料ガス供給装置の制御装置
JPH0734809A (ja) 抽気蒸気タービンの温度制御装置
JP2006513360A (ja) 圧縮ガスを製造するためのプラントおよびそのプラントを用いるための方法
GB2579585A (en) A method and apparatus for controlling the flow of exhaust fluid to a turbogenerator
EP2853751A1 (en) Control of compressor with variable speed and variable exit guide vanes
JPH09303290A (ja) 圧縮機の制御装置
JPH064394U (ja) 圧縮機の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
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: 20120214

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120215

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4932886

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150224

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees