JPH02293575A - 空気分離装置 - Google Patents
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- JPH02293575A JPH02293575A JP11565189A JP11565189A JPH02293575A JP H02293575 A JPH02293575 A JP H02293575A JP 11565189 A JP11565189 A JP 11565189A JP 11565189 A JP11565189 A JP 11565189A JP H02293575 A JPH02293575 A JP H02293575A
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- F25J3/04503—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 the cold from cryogenic liquids produced within the air fractionation unit and stored in internal or intermediate storages for compensating variable air feed or variable product demand by alternating between periods of liquid storage and liquid assist by exchanging "cold" between at least two different cryogenic liquids, e.g. independently from the main heat exchange line of the air fractionation and/or by using external alternating storage systems
- F25J3/04509—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 the cold from cryogenic liquids produced within the air fractionation unit and stored in internal or intermediate storages for compensating variable air feed or variable product demand by alternating between periods of liquid storage and liquid assist by exchanging "cold" between at least two different cryogenic liquids, e.g. independently from the main heat exchange line of the air fractionation and/or by using external alternating storage systems within the cold part of the air fractionation, i.e. exchanging "cold" within the fractionation and/or main heat exchange line
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、原料空気から液体酸素(LO2)や液体窒
素(LN2 )などを分離回収し、これらを製鉄所など
の需要先に供給する空気分離装置に関するものである。
素(LN2 )などを分離回収し、これらを製鉄所など
の需要先に供給する空気分離装置に関するものである。
従来、空気分離手段としては例えば第2図に示すような
ものが知られている。この装置によるプロセスを以下に
説明する。
ものが知られている。この装置によるプロセスを以下に
説明する。
まず原料空気は、原料空気圧縮機11により圧縮され、
図示しない吸着塔により原料空気中の水分(1−120
>および炭酸ガス(CO2 )などが吸着除去され、前
処理された残りの原料空気が深冷部C内の主熱交換器2
に送られる。この主熱交換器2で上記原料空気は、その
沸点近くまで冷却された後に、導管111を通して精溜
塔3に入れられる。
図示しない吸着塔により原料空気中の水分(1−120
>および炭酸ガス(CO2 )などが吸着除去され、前
処理された残りの原料空気が深冷部C内の主熱交換器2
に送られる。この主熱交換器2で上記原料空気は、その
沸点近くまで冷却された後に、導管111を通して精溜
塔3に入れられる。
このNM塔3は下塔31と、上塔32と、これら両者間
で熱交換を行う主蒸発器33とから構成され、上記主熱
交換器2からの原料空気はまずこの精溜塔3の下塔31
下部に入れられる。
で熱交換を行う主蒸発器33とから構成され、上記主熱
交換器2からの原料空気はまずこの精溜塔3の下塔31
下部に入れられる。
下塔31に入った原料空気はこの下塔31内を上昇する
間に遠流LN2と接触し、しだいにそのN2m1度が高
められ、下塔31m’i部では高純度N2となる。この
N2は主蒸発&I33に入り上塔32のLO2と熱交換
して凝縮することによりLN2となる。このLN2は、
その一部が還流液として上塔32頂部に導管311を通
して供給され、残部が還流液として下塔31頂部に戻さ
れる。
間に遠流LN2と接触し、しだいにそのN2m1度が高
められ、下塔31m’i部では高純度N2となる。この
N2は主蒸発&I33に入り上塔32のLO2と熱交換
して凝縮することによりLN2となる。このLN2は、
その一部が還流液として上塔32頂部に導管311を通
して供給され、残部が還流液として下塔31頂部に戻さ
れる。
この還流液は下塔31を下っていく間にこの下塔31内
を上昇してくる原料空気と接触してo2濃度が高められ
、この下塔31底部に02が40%程度含まれる液体空
気となって溜められる。そしてこの液体空気は下塔31
底部から取出されて上塔32中部に導管312を通して
供給される。
を上昇してくる原料空気と接触してo2濃度が高められ
、この下塔31底部に02が40%程度含まれる液体空
気となって溜められる。そしてこの液体空気は下塔31
底部から取出されて上塔32中部に導管312を通して
供給される。
この液体空気は、上塔32中部から下方に流れる間に0
2が濃縮されて上塔32底部には高純度のLO2が溜り
、このLO2は上記蒸発633のN2と熱交換してガス
化した後、導管320を通してガス酸素《以下GO2と
いう》として取出される。このGO2は主熱交換器2に
上記導管320を通して送られ、この主熱交換器2で原
料空気と熱交換され、これが製品GO2として需要先に
供給される。一方、上塔32頂部からは高純度N2が取
出され、この高純度N2は主熱交換器2に導管321を
通して送られ、この主熱交換器2で原料空気を冷却した
後、製品ガス窒素《以下製品GN2という》として需要
先に供給される。
2が濃縮されて上塔32底部には高純度のLO2が溜り
、このLO2は上記蒸発633のN2と熱交換してガス
化した後、導管320を通してガス酸素《以下GO2と
いう》として取出される。このGO2は主熱交換器2に
上記導管320を通して送られ、この主熱交換器2で原
料空気と熱交換され、これが製品GO2として需要先に
供給される。一方、上塔32頂部からは高純度N2が取
出され、この高純度N2は主熱交換器2に導管321を
通して送られ、この主熱交換器2で原料空気を冷却した
後、製品ガス窒素《以下製品GN2という》として需要
先に供給される。
また上記LN2 、LO2の分離精製のための寒冷は、
膨脹タービン6によって原料空気の一部を断熱膨脹させ
て発生させ、これを精溜塔3の上塔32中部に専管60
0を通して供給している。
膨脹タービン6によって原料空気の一部を断熱膨脹させ
て発生させ、これを精溜塔3の上塔32中部に専管60
0を通して供給している。
なお上塔32上部からは純度の低いN2が図示しない導
管を通して取出され、この低純度N2を利用して上記前
処理用吸着塔の再生が行われる。
管を通して取出され、この低純度N2を利用して上記前
処理用吸着塔の再生が行われる。
一方、上記需要先が転炉や電気炉などを用いた製鉄所で
ある場合には、上記製品GO2などの消費特性が連続的
でなく、間欠的であるために、上記空気分離手段からの
製品GO2などの供給も間欠的にする必要がある。とこ
ろが、上記空気分離手段においては、定常状態での運転
を継続することによりほぼ一定の純度の製品GN2や製
品Go2が得られるために、需要先での需要に応じてそ
の運転を途中で停止したり変illざせたりすることは
できない。
ある場合には、上記製品GO2などの消費特性が連続的
でなく、間欠的であるために、上記空気分離手段からの
製品GO2などの供給も間欠的にする必要がある。とこ
ろが、上記空気分離手段においては、定常状態での運転
を継続することによりほぼ一定の純度の製品GN2や製
品Go2が得られるために、需要先での需要に応じてそ
の運転を途中で停止したり変illざせたりすることは
できない。
このため従来は、第2図に示す空気分離手段と需要先と
の間に製品GO2などを蓄えるガスホルダーHからなる
供給手段を設けることが行なわれている。この場合は、
上記空気分離手段の′ll続運転により製造された製品
GO2などを上記ガスホルダーに高圧下で蓄え、このガ
スホルダーHから製品G02゛などを需要に応じて需要
先へ供給するようにされる。
の間に製品GO2などを蓄えるガスホルダーHからなる
供給手段を設けることが行なわれている。この場合は、
上記空気分離手段の′ll続運転により製造された製品
GO2などを上記ガスホルダーに高圧下で蓄え、このガ
スホルダーHから製品G02゛などを需要に応じて需要
先へ供給するようにされる。
ところが、供給手段として上記ガスホルダー■を設けた
場合には、需要先への供給が停止されている・間も製品
GO2などがガスホルダーに蓄えられるために、比較的
大容量のガスホルダーが必要となる。このためこのガス
ホルダーによって空気分離装置がかなり大規模になる。
場合には、需要先への供給が停止されている・間も製品
GO2などがガスホルダーに蓄えられるために、比較的
大容量のガスホルダーが必要となる。このためこのガス
ホルダーによって空気分離装置がかなり大規模になる。
ここで空気分離装置をコンパクトにするために、第3図
に示すように供給手段として製品LN2タンク4や製品
LO2タンク5を設け、これらのタンクにN2や02を
ガスの状態ではなく液体の状態で蓄えるようにすること
が考えられる。この場合には、精溜塔3の下塔31頂部
のLN2が導管311を通して取出される際に、そのL
N2の一部が製品しN2として導管400を通して上記
製品LN2タンク4に取出され、また精溜@3の上塔3
2底部のLO2が導管500を通して製品Lo2として
製品LO2タンク5に取出される。そしてこの製品LN
2タンク4や顎品LO2タンク5からは、1N2やLO
2が需要先からの需要に応じてポンプ41.51によっ
て取出され、このLN2やLO2は蒸発器40.50に
よってガス化され、製品GN2や製品GO2として霊要
先に供給される。
に示すように供給手段として製品LN2タンク4や製品
LO2タンク5を設け、これらのタンクにN2や02を
ガスの状態ではなく液体の状態で蓄えるようにすること
が考えられる。この場合には、精溜塔3の下塔31頂部
のLN2が導管311を通して取出される際に、そのL
N2の一部が製品しN2として導管400を通して上記
製品LN2タンク4に取出され、また精溜@3の上塔3
2底部のLO2が導管500を通して製品Lo2として
製品LO2タンク5に取出される。そしてこの製品LN
2タンク4や顎品LO2タンク5からは、1N2やLO
2が需要先からの需要に応じてポンプ41.51によっ
て取出され、このLN2やLO2は蒸発器40.50に
よってガス化され、製品GN2や製品GO2として霊要
先に供給される。
ところが第3図に示す供給手段と空気分離手段とを組谷
せた構成では、蒸発器40.50において製品LN2や
製品LO2が大気や温水などと熱交換されるために、こ
の製品LN2や製品102が有する冷熱エネルギーがま
ったく利用されないまま無駄に放出されてしまう。
せた構成では、蒸発器40.50において製品LN2や
製品LO2が大気や温水などと熱交換されるために、こ
の製品LN2や製品102が有する冷熱エネルギーがま
ったく利用されないまま無駄に放出されてしまう。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
り、需要先での需要変動に対応して製品ガスを供給する
ことができ、しかも供給に際するエネルギーを有効利用
して液化分離に伴う動力消費を低減することができる空
気分離装置を提供することを目的としている。
り、需要先での需要変動に対応して製品ガスを供給する
ことができ、しかも供給に際するエネルギーを有効利用
して液化分離に伴う動力消費を低減することができる空
気分離装置を提供することを目的としている。
(課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、この発明の請求項1では、
空気圧縮機と、この空気圧縮機により取入れた原料空気
を冷却する主篇交換器と、冷却された原料空気から選択
的に組成成分を液状で分離する精溜塔とを有する空気分
離手段からなる空気分離装置において、上記空気分離手
段には上記液状組成成分を気化させて需要先に供給する
供給手段が設けられ、この供給手段は上記液状組成成分
を蓄えるように上記精溜塔と接続された組成成分タンク
と、空気圧縮機によって取入れた空気を上記組成成分タ
ンクから取出した液状組成成分によって冷却する第2の
熱交換器と、この第2の熱交換器によって液化された空
気を蓄える液体空気タンクとが備えられ、この液体空気
タンクと精溜塔とは上記液体空気タンク内の液体空気が
精溜塔に供給可能に互いに接続されているように構成し
た。
空気圧縮機と、この空気圧縮機により取入れた原料空気
を冷却する主篇交換器と、冷却された原料空気から選択
的に組成成分を液状で分離する精溜塔とを有する空気分
離手段からなる空気分離装置において、上記空気分離手
段には上記液状組成成分を気化させて需要先に供給する
供給手段が設けられ、この供給手段は上記液状組成成分
を蓄えるように上記精溜塔と接続された組成成分タンク
と、空気圧縮機によって取入れた空気を上記組成成分タ
ンクから取出した液状組成成分によって冷却する第2の
熱交換器と、この第2の熱交換器によって液化された空
気を蓄える液体空気タンクとが備えられ、この液体空気
タンクと精溜塔とは上記液体空気タンク内の液体空気が
精溜塔に供給可能に互いに接続されているように構成し
た。
請求項2では、請求項1において複数の空気分離手段と
、一つの供給手段とによって構成されるようにした。
、一つの供給手段とによって構成されるようにした。
請求項3では、組成成分として、窒素および酸素のいず
れか一方、または双方を選択して原料空気から分離する
ように構成した。
れか一方、または双方を選択して原料空気から分離する
ように構成した。
請求項4では、液体空気タンクからの液体空気が精溜塔
に原料空気として供給されるように構成した。
に原料空気として供給されるように構成した。
請求項5では、液体空気タンクからの液体空気が精溜塔
に分離のためなどの寒冷源として供給されるように構成
した。
に分離のためなどの寒冷源として供給されるように構成
した。
請求項6では、空気分離手段と供給手段とで必要なすべ
ての寒冷を発生する寒冷発生手段を上記供給手段側に設
けて構成した。
ての寒冷を発生する寒冷発生手段を上記供給手段側に設
けて構成した。
(作用)
上記請求項1の構成によれば、組成成分タンクから取出
された液状組成成分の冷熱エネルギーによって空気が液
化されるために、上記冷熱エネルギーを有効利用するこ
とができる。さらに液化された空気を原料空気および寒
冷源として精溜塔に送ることにより、寒冷発生のための
動力を低減することができる。
された液状組成成分の冷熱エネルギーによって空気が液
化されるために、上記冷熱エネルギーを有効利用するこ
とができる。さらに液化された空気を原料空気および寒
冷源として精溜塔に送ることにより、寒冷発生のための
動力を低減することができる。
請求項2の構成によれば、一つの空気分離手段に対して
一つの供給手段を組合せる場合と比べて装置がコンパク
トになる。
一つの供給手段を組合せる場合と比べて装置がコンパク
トになる。
(実施例)
第1図において、空気分離*@は空気分離手段Aと供給
手段Bとから構成される。空気分離手段Aは、第1の空
気圧縮機11と、原料空気を前処理する吸着塔(図示せ
ず)と、原料空気を冷却する主熱交換器2と、原料空気
からLN2およびLo2を分離する精溜塔3と、寒冷を
発生させる膨脹タービン6とから基本構成されている。
手段Bとから構成される。空気分離手段Aは、第1の空
気圧縮機11と、原料空気を前処理する吸着塔(図示せ
ず)と、原料空気を冷却する主熱交換器2と、原料空気
からLN2およびLo2を分離する精溜塔3と、寒冷を
発生させる膨脹タービン6とから基本構成されている。
また供給手段Bは、製品LN2を蓄えるLN2タンク4
と、製品LO2を蓄える製品LO2タンク5と、それぞ
れのタンク4.5から製品LN2や液体LO2を取出す
ポンプ41.51と、第2の空気圧縮機12と、上記製
品上N2や製品LO2とこの第2の空気圧縮機12によ
って取入れた空気とを互いに熱交換させる蒸発器(第2
の熱交換器)7と、この蒸発器7によって液化された空
気を蓄える液体空気タンク8とから基本構成されている
。
と、製品LO2を蓄える製品LO2タンク5と、それぞ
れのタンク4.5から製品LN2や液体LO2を取出す
ポンプ41.51と、第2の空気圧縮機12と、上記製
品上N2や製品LO2とこの第2の空気圧縮機12によ
って取入れた空気とを互いに熱交換させる蒸発器(第2
の熱交換器)7と、この蒸発器7によって液化された空
気を蓄える液体空気タンク8とから基本構成されている
。
上記空気分離手段八における前処理用吸着塔は一対の吸
着器からなり、一方の吸着器で原料空気から水分(H2
0)および炭酸ガス<CO2)を吸着除去する間に、
他方の吸着器は精溜塔3からの比較的低純度のN2によ
って再生されるように構成されている。
着器からなり、一方の吸着器で原料空気から水分(H2
0)および炭酸ガス<CO2)を吸着除去する間に、
他方の吸着器は精溜塔3からの比較的低純度のN2によ
って再生されるように構成されている。
上記第1の空気圧縮機11は上記前処理用吸着塔が介在
された導管110によって主熱交換器2と接続され、こ
の主熱交換器2は導管111によってlillli塔3
の下塔31下部と接続される。主熱交換器2でその液化
温度付近まで冷却された原料空気は、導管111によっ
て下塔31下部に導入される。
された導管110によって主熱交換器2と接続され、こ
の主熱交換器2は導管111によってlillli塔3
の下塔31下部と接続される。主熱交換器2でその液化
温度付近まで冷却された原料空気は、導管111によっ
て下塔31下部に導入される。
上記精溜塔3は、下塔31と、上塔32と、これらの間
に設けられた蒸発器33とから構成される。下塔31頂
部には受皿34が設けられ、この受皿34には導管31
1と導管400との一端が接続されている。一方の導管
311は上塔32上部に接続され、他方の導管400は
製品LN2タンク4と接続されている。また下塔31底
部と上塔32中部とは導管312によって接続されてい
る。また上記上塔32頂部は導管321によって主熱交
換器2と接続されている。また上塔32底部には導管5
00の一端が接続され、この導管500はLO2タンク
5と接続されている。
に設けられた蒸発器33とから構成される。下塔31頂
部には受皿34が設けられ、この受皿34には導管31
1と導管400との一端が接続されている。一方の導管
311は上塔32上部に接続され、他方の導管400は
製品LN2タンク4と接続されている。また下塔31底
部と上塔32中部とは導管312によって接続されてい
る。また上記上塔32頂部は導管321によって主熱交
換器2と接続されている。また上塔32底部には導管5
00の一端が接続され、この導管500はLO2タンク
5と接続されている。
また主熱交換器2内でw#管110が分岐され、この分
岐管600は膨服タービン6を介在して精溜塔3の上塔
32中部に接続されている。さらに上塔32上部には図
示しないyg管が接続され、この導管は主熱交換器2を
介して再生用ガスを前処理用吸着塔に供給するように上
記前処理用吸着塔と接続されている。
岐管600は膨服タービン6を介在して精溜塔3の上塔
32中部に接続されている。さらに上塔32上部には図
示しないyg管が接続され、この導管は主熱交換器2を
介して再生用ガスを前処理用吸着塔に供給するように上
記前処理用吸着塔と接続されている。
LN2タンク4およびLO2タンク5にはポンプ41.
51が接続され、このポンプ41.51は導管411,
511によってLN2やLO2を送給可能に蒸発器7と
接続され、この蒸発器7はガス化された製品GN2や製
品GO2が転炉や電気炉などを有する製鉄所LKI要先
》まで送給可能に導管412.512にようて上記需要
先と接続されている。
51が接続され、このポンプ41.51は導管411,
511によってLN2やLO2を送給可能に蒸発器7と
接続され、この蒸発器7はガス化された製品GN2や製
品GO2が転炉や電気炉などを有する製鉄所LKI要先
》まで送給可能に導管412.512にようて上記需要
先と接続されている。
また第2の空気圧縮機12は導管120によって蒸発器
7と接続され、この蒸発器7は液化された液体空気を送
給可能に導管121によって液体空気タンク8と接続さ
れている。さらにこの液体空気タンク8には導管122
の一端がm続され、この導管122の他端は液体空気を
送給可能に精溜塔3の下塔31中部と接続されている。
7と接続され、この蒸発器7は液化された液体空気を送
給可能に導管121によって液体空気タンク8と接続さ
れている。さらにこの液体空気タンク8には導管122
の一端がm続され、この導管122の他端は液体空気を
送給可能に精溜塔3の下塔31中部と接続されている。
なお上記導管120には、図示しない第2の前処理用吸
着塔が介在されている。
着塔が介在されている。
つぎに、上記構成の空気分離装置によるプロセスを、ま
ず空気分離手段Aでの基本的なプロセスから説明する。
ず空気分離手段Aでの基本的なプロセスから説明する。
原料空気は、第1の空気圧縮ll11により圧縮され、
図示しない吸着塔により原料空気中の水分(H2 0)
および炭酸ガス(CO2 )などが吸着除去され、前処
理された残りの原料空気が深冷部C内の主熱交換器2に
l管110を通して送られる。この主熱交換器2で上記
原料空気は、その沸点近くまで冷却された後に、導管1
11を通して精溜塔3の下塔31に入れられる。
図示しない吸着塔により原料空気中の水分(H2 0)
および炭酸ガス(CO2 )などが吸着除去され、前処
理された残りの原料空気が深冷部C内の主熱交換器2に
l管110を通して送られる。この主熱交換器2で上記
原料空気は、その沸点近くまで冷却された後に、導管1
11を通して精溜塔3の下塔31に入れられる。
下塔31に入った原料空気はこの下塔31内を上昇する
間に還流LN2と接触し、しだいにそのN2濃度が高め
られ、下塔31頂部では高純UN2となる。このN2は
主蒸発器33に入り.L塔32のLO2と熱交換して凝
抛することによりLN2となる。このLN2は、その一
部が還流液として上塔32頂部に導管311を通して供
給され、他の一部がyIJt1400を通してLN2タ
ンク4に送られ、また残部が還流液として下塔31頂部
に戻される。
間に還流LN2と接触し、しだいにそのN2濃度が高め
られ、下塔31頂部では高純UN2となる。このN2は
主蒸発器33に入り.L塔32のLO2と熱交換して凝
抛することによりLN2となる。このLN2は、その一
部が還流液として上塔32頂部に導管311を通して供
給され、他の一部がyIJt1400を通してLN2タ
ンク4に送られ、また残部が還流液として下塔31頂部
に戻される。
この還流液は下W131を下っていく間にこの下塔31
内を上昇してくる原料空気と接触してo2m度が高めら
れ、この下塔31底部に02が40%程度含まれる液体
空気となって溜められる。そしてこの液体空気は下塔3
1底部から取出されて上塔32中部に尋管312を通し
て供給される。
内を上昇してくる原料空気と接触してo2m度が高めら
れ、この下塔31底部に02が40%程度含まれる液体
空気となって溜められる。そしてこの液体空気は下塔3
1底部から取出されて上塔32中部に尋管312を通し
て供給される。
この液体空気は、上塔32中部から.下方に流れる間に
02が濃縮されて上塔32底部には高純度のLO2が溜
り、このLO2の一部は蒸発器33でN2と熱交換して
LO2は蒸発してGO2となり、これが上塔32での精
溜塔上昇ガスとなって精留操作が行われる。残りの10
2は導管500を通して取出され、LO2タンク5に蓄
えられる。
02が濃縮されて上塔32底部には高純度のLO2が溜
り、このLO2の一部は蒸発器33でN2と熱交換して
LO2は蒸発してGO2となり、これが上塔32での精
溜塔上昇ガスとなって精留操作が行われる。残りの10
2は導管500を通して取出され、LO2タンク5に蓄
えられる。
一方、上塔32頂部からは高純度N2が取出され、この
高純度N2は主熱交換B2に導管321を通して送られ
、この主熱交換器2で原料空気を冷却する。
高純度N2は主熱交換B2に導管321を通して送られ
、この主熱交換器2で原料空気を冷却する。
また第1の空気圧縮機12によって主熱交換器2に送ら
れた原料空気の一部は膨脹タービン6で断熱膨服されて
寒冷が発生され、これを精溜塔3の上塔32中部に導管
600を通して供給される。
れた原料空気の一部は膨脹タービン6で断熱膨服されて
寒冷が発生され、これを精溜塔3の上塔32中部に導管
600を通して供給される。
供給手段Bでは、ポンプ41.51の作動により需要先
からの需要に応じてLN2やLO2が蒸発器7に導管4
11.511を通して送られる。
からの需要に応じてLN2やLO2が蒸発器7に導管4
11.511を通して送られる。
一方、第2の空気圧縮l112も上記需要に応じて作動
され、これにより空気が取入れられ、この空気は図示し
ない第2の前処理用吸着塔により前処理された後、蒸発
器7に々管120を通して送られる。
され、これにより空気が取入れられ、この空気は図示し
ない第2の前処理用吸着塔により前処理された後、蒸発
器7に々管120を通して送られる。
この蒸発器7では導管411.511からのLN2およ
びLO2と、導管120からの空気とが熱交換される。
びLO2と、導管120からの空気とが熱交換される。
これによって上記LN2やLO2はガス化され、製品G
N2や製品GO2として需要先に導管412.512を
通して供給される。
N2や製品GO2として需要先に導管412.512を
通して供給される。
また、上記空気は上記LN2などによって冷却されて液
化し、液体空気が導管121を通して液体空気タンク8
に蓄えられる。この液体空気タンク8の液体空気は、連
続運転されている空気分離手段Aの精溜塔3へ導管12
2を通してその下塔31中部に一定流量供給される。こ
れによって上記液体空気は導管111から供給される原
料空気とともに原料空気として利用され、また分離に際
する寒冷源の一部としても利用される。
化し、液体空気が導管121を通して液体空気タンク8
に蓄えられる。この液体空気タンク8の液体空気は、連
続運転されている空気分離手段Aの精溜塔3へ導管12
2を通してその下塔31中部に一定流量供給される。こ
れによって上記液体空気は導管111から供給される原
料空気とともに原料空気として利用され、また分離に際
する寒冷源の一部としても利用される。
このように導管600を通して供給される膨脹タービン
6からの寒冷の他に、導管122を通して供給手段Bか
ら液体空気としての寒冷が精溜塔3に供給されるために
、この液体空気が供給されない場合と比べて、空気分離
手段Aでの寒冷発生量を上記供給手段Bから供給される
寒冷の分だけ減らすことができ、これによりその寒冷発
生に要する動力を低減することができる。
6からの寒冷の他に、導管122を通して供給手段Bか
ら液体空気としての寒冷が精溜塔3に供給されるために
、この液体空気が供給されない場合と比べて、空気分離
手段Aでの寒冷発生量を上記供給手段Bから供給される
寒冷の分だけ減らすことができ、これによりその寒冷発
生に要する動力を低減することができる。
さらに従来の供給手段としてガスホルダーを用いる場合
に比べて、液体の状態で蓄えることができるために、装
置全体をコンパクトにすることができる。
に比べて、液体の状態で蓄えることができるために、装
置全体をコンパクトにすることができる。
第4図には第2実施例が示されている。これは供給手段
Bの蒸発器7に膨脹タービン《寒冷発生手段)6aを設
け、この膨脹タービンによって第2の空気圧縮機12か
らの空気の一部を断熱膨脹させて寒冷を発生させ、この
寒冷を蒸発器7での空気の液化を促進し、ここで得られ
る寒冷を液体空気の形で空気分離手段Aに与えるように
構成したものである。これにより、空気分離手段Aで分
離などに必要な寒冷や供給手段Bでの低温維持のための
寒冷などが上記膨脹タービン6aによって発生され、こ
れにより第1実施例における空気分離手段Aでの膨脹タ
ービン6(第1図参照)を省略することができる。
Bの蒸発器7に膨脹タービン《寒冷発生手段)6aを設
け、この膨脹タービンによって第2の空気圧縮機12か
らの空気の一部を断熱膨脹させて寒冷を発生させ、この
寒冷を蒸発器7での空気の液化を促進し、ここで得られ
る寒冷を液体空気の形で空気分離手段Aに与えるように
構成したものである。これにより、空気分離手段Aで分
離などに必要な寒冷や供給手段Bでの低温維持のための
寒冷などが上記膨脹タービン6aによって発生され、こ
れにより第1実施例における空気分離手段Aでの膨脹タ
ービン6(第1図参照)を省略することができる。
なお上記第1および第2実施例における他の態様を以下
に説明する。
に説明する。
A.上記実施例では、一つの空気分離手段八と一つの供
給手段Bとによって空気分離装置を構成しているが、こ
れに限らず、複数の空気分離装置A.A.・・・と一つ
の供給手段Bとによって空気分離装置を構成してもよい
。′この場合には複数の精溜塔からのLN2やLO2な
どをLN2タンクやLO2タンクなどに蓄えるとともに
、液体空気タンクから複数の精溜塔に液体空気が供給さ
れるように構成すればよい。これによって一つの空気分
離手段A毎に一つの供給手段Bを備える場合に比べて装
置がコンパクトになる。
給手段Bとによって空気分離装置を構成しているが、こ
れに限らず、複数の空気分離装置A.A.・・・と一つ
の供給手段Bとによって空気分離装置を構成してもよい
。′この場合には複数の精溜塔からのLN2やLO2な
どをLN2タンクやLO2タンクなどに蓄えるとともに
、液体空気タンクから複数の精溜塔に液体空気が供給さ
れるように構成すればよい。これによって一つの空気分
離手段A毎に一つの供給手段Bを備える場合に比べて装
置がコンパクトになる。
B.上記実施例では、組成成分としてN2とO2との2
成分を選択し、原料空気からLN2とL02とを分離し
て需要先に供給するようにしているが、これに限らず、
いずれか一方のみを原料空気から分離して供給するよう
に構成してもよい。
成分を選択し、原料空気からLN2とL02とを分離し
て需要先に供給するようにしているが、これに限らず、
いずれか一方のみを原料空気から分離して供給するよう
に構成してもよい。
さらに原料空気からアルゴンを液状で分離して需要先に
供給するように構成してもよい。さらに、例えば原料空
気からLN2とGO2とに分離してLN2について上記
実施例を適用するようにしてもよい。
供給するように構成してもよい。さらに、例えば原料空
気からLN2とGO2とに分離してLN2について上記
実施例を適用するようにしてもよい。
C.上記実施例では、液体空気タンク8からの液体空気
を精溜塔3の下塔31中部に供給するようにしているが
、これに限らず、例えば膨脹タービン6からの寒冷供給
先である精溜塔3の上塔32中部に供給するように構成
してもよい。
を精溜塔3の下塔31中部に供給するようにしているが
、これに限らず、例えば膨脹タービン6からの寒冷供給
先である精溜塔3の上塔32中部に供給するように構成
してもよい。
D.上記実施例では空気分離手段Aと供給手段Bとのそ
れぞれに空気圧縮機11.12を設けているが、これに
限らず、例えば一つの空気圧縮機によって両手段A.B
へ空気を分配供給させるように構成してもよい。
れぞれに空気圧縮機11.12を設けているが、これに
限らず、例えば一つの空気圧縮機によって両手段A.B
へ空気を分配供給させるように構成してもよい。
E.上記実施例におけるポンプ41.51を第5図に示
すように導管400,500に設け、このポンプ418
.51aによってタンク4.5内の圧力を上げることに
より、内部のLO2 .LN2を送給させるようにして
もよい。
すように導管400,500に設け、このポンプ418
.51aによってタンク4.5内の圧力を上げることに
より、内部のLO2 .LN2を送給させるようにして
もよい。
F.また需要先で要求されるLN2などの圧力が比較的
低い場合には第1図,第5図に示すポンプ41.41a
,51.51aを省略してもよい。
低い場合には第1図,第5図に示すポンプ41.41a
,51.51aを省略してもよい。
この場合には精溜塔3から導管400.500を通して
取出される際の102 .LN2の圧力によって′m要
先まで送給すればよい。
取出される際の102 .LN2の圧力によって′m要
先まで送給すればよい。
〔発明の効果〕
この発明の請求項1の空気分離装置によれば、空気分離
手段の定常運転を継続しつつ、供給手段によって製品ガ
スの供給を需要先での需要変動に対応して行うことがで
きる。しかも供給に際し、液状組成成分の冷熱エネルギ
ーを空気の液化に有効利用することができ、この液体空
気を空気分離手段での寒冷源として利用することにより
、上記供給手段を設けない場合に比べて空気分離手段で
の液化分離に伴う動力消費を軽減することができる。
手段の定常運転を継続しつつ、供給手段によって製品ガ
スの供給を需要先での需要変動に対応して行うことがで
きる。しかも供給に際し、液状組成成分の冷熱エネルギ
ーを空気の液化に有効利用することができ、この液体空
気を空気分離手段での寒冷源として利用することにより
、上記供給手段を設けない場合に比べて空気分離手段で
の液化分離に伴う動力消費を軽減することができる。
請求項2の構成によれば、一つの空気分離手段に対して
一つの供給手段を組合せる,場合と比べて装置をコンパ
クトにすることができる。
一つの供給手段を組合せる,場合と比べて装置をコンパ
クトにすることができる。
請求項3の構成によれば、需要先としての製鉄所などか
ら必要とされるGO2などを、その需要変動に対応して
確実に供給することができる。
ら必要とされるGO2などを、その需要変動に対応して
確実に供給することができる。
請求項4の構成によれば、供給手段からの液体空気を原
料空気め一部としても利用することができる。
料空気め一部としても利用することができる。
請求項6の構成によれば、寒冷発生手段を空気分離手段
側に設ける必要がなく、装置全体を簡易に構成すること
ができる。
側に設ける必要がなく、装置全体を簡易に構成すること
ができる。
第1図はこの発明の第1実施例を示す説明図、第2図は
従来の空気分離装置を示す説明図、第3図は従来の課題
を解決するために考えられる構成を示す説明図、第4図
は第2実施例を示す説明図、第5図は第1実施例の他の
態様を示す説明図、第6図は上記第1実施例の第5図と
は異なる他の態様を示す説明図である。 2・・・主熱交換器、3・・・精溜塔、4・・・LN2
タンク、5・・・LO2タンク、6a・・・膨脹タービ
ン、7・・・蒸発器、8・・・液体空気タンク、11.
12・・・空気圧縮機、A・・・空気分離手段、B・・
・供給手段。
従来の空気分離装置を示す説明図、第3図は従来の課題
を解決するために考えられる構成を示す説明図、第4図
は第2実施例を示す説明図、第5図は第1実施例の他の
態様を示す説明図、第6図は上記第1実施例の第5図と
は異なる他の態様を示す説明図である。 2・・・主熱交換器、3・・・精溜塔、4・・・LN2
タンク、5・・・LO2タンク、6a・・・膨脹タービ
ン、7・・・蒸発器、8・・・液体空気タンク、11.
12・・・空気圧縮機、A・・・空気分離手段、B・・
・供給手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、空気圧縮機と、この空気圧縮機により取入れた原料
空気を冷却する主熱交換器と、冷却された原料空気から
選択的に組成成分を液状で分離する精溜塔とを有する空
気分離手段からなる空気分離装置において、上記空気分
離手段には上記液状組成成分を気化させて需要先に供給
する供給手段が設けられ、この供給手段は上記液状組成
成分を蓄えるように上記精溜塔と接続された組成成分タ
ンクと、空気圧縮機によって取入れた空気を上記組成成
分タンクから取出した液状組成成分によつて冷却する第
2の熱交換器と、この第2の熱交換器によって液化され
た空気を蓄える液体空気タンクとが備えられ、この液体
空気タンクと精溜塔とは上記液体空気タンク内の液体空
気が精溜塔に供給可能になるように互いに接続されてい
ることを特徴とする空気分離装置。 2、複数の空気分離手段と、一つの供給手段とによって
構成されることを特徴とする請求項1記載の空気分離装
置。 3、組成成分として、窒素および酸素のいずれか一方、
または双方を選択して原料空気から分離することを特徴
とする請求項1または請求項2記載の空気分離装置。 4、液体空気タンクからの液体空気が精溜塔に原料空気
として供給されるように構成されていることを特徴とす
る請求項1〜3のいずれかに記載の空気分離装置。 5、液体空気タンクからの液体空気が精溜塔に寒冷源と
して供給されるように構成されていることを特徴とする
請求項1〜3のいずれかに記載の空気分離装置。 6、空気分離手段と供給手段とで必要なすべての寒冷を
発生する寒冷発生手段を上記供給手段側に設けたことを
特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の空気分離装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11565189A JPH02293575A (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 空気分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11565189A JPH02293575A (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 空気分離装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02293575A true JPH02293575A (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=14667917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11565189A Pending JPH02293575A (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 空気分離装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02293575A (ja) |
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