JPH04110382U - 空気分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】粗アルゴン塔のブローガス中のアルゴンを回収
することによりアルゴンガスの回収率を高くする。 【構成】粗アルゴン塔６のブローガスを液体空気と熱交
換させる分縮器９を設置する。 【効果】粗アルゴン塔のブローガス中のアルゴン濃度を
約３分の一にすることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は深冷分離式空気分離装置にかかり、特にアルゴン回収率を高めるのに 好適な空気分離装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、空気分離装置においてアルゴンを採取する場合、図３に示すように精留 塔２の低圧塔の中部より抽気されたフィードアルゴンガス中に含まれる窒素ガス 等の非凝縮性のガスは粗アルゴン塔６頂部に滞留するため、次第に凝縮器の伝熱 面積を減少させる。このため、粗アルゴン塔６頂部に設けられたブロー用の導管 より非凝縮性のガスを大気に放出し、凝縮器内部での非凝縮性のガスの濃縮を防 止していた。（特開昭５４−１１６３８５号参照） 又、このブローガスを回収する目的で、液体窒素とブローガスを熱交換させ凝 縮させる凝縮器を設ける方法が提案されている。（特開昭５４−１１６３８４号 参照）

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来技術では、原料空気中のアルゴンガスの回収率を増加した場合、フィ ードアルゴンガス中の非凝縮性ガス濃度が増加するに連れて、ブローガス量を増 加させる必要があった。このため、原料空気中のアルゴンの一部を放出すること になり、従って、アルゴンの回収率を増加させる場合妨げとなっていた。

【０００４】 又、液体窒素を使用する場合にはその消費量が増加するため、余分な液体窒素の 消費量が増加するという問題があった。

【０００５】 本考案の目的は、液体窒素など他の低温熱源を使用すること無く、粗アルゴン 塔頂部からのブローガス量を減少させることにより、原料空気中のアルゴンガス の回収率を上げることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的は、液体空気との熱交換を行なう分縮効果を有するブローガスの分縮 器を設けることにより達成される。

【０００７】

【作用】

粗アルゴン塔に供給される断熱膨張させた後の液体空気とブローガスが分縮器 で熱交換され、それによりブローガス中のアルゴンが凝縮して大気に放出される アルゴンガスを減少させることができる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１により説明する。

【０００９】 空気分離装置に供給された空気は、空気熱交換器１で液化点付近まで冷却され た後、大部分は精留塔２の中圧塔に送られる。一部分の空気は空気熱交換器１の 中間部より抽気され、膨張タービン５で膨張させ必要な寒冷を発生させた後、精 留塔２の低圧塔に供給される。

【００１０】 精留塔２の中圧塔で窒素と高酸素濃度液体空気に粗精留された空気は、各々過 冷却器３，４で過冷却された後精留塔２低圧塔に送られ、ここで高純酸素として 分離精製される。アルゴン分離のためのフィードガスは精留塔２低圧塔の中部よ り抽気されて粗アルゴン塔６底部に供給され、ここで約９７％の粗アルゴンに精 製される。粗アルゴン塔６を上昇してきたガスを凝縮し下降液を確保するために 必要な低温熱源として、液体空気の一部が粗アルゴン塔６頂部に設けられたコン デンサ８に供給されている。

【００１１】 本系統において、フィードガス中に含まれている主に窒素ガス等の非凝縮性の ガスは、粗アルゴン塔６頂部の導管を経由して大気に放出されるが、この放出ガ ス中の窒素濃度は、粗アルゴン塔６頂部に設置されたコンデンサ８内部の液体空 気の飽和温度と同一飽和温度となる混合ガス組成となる。

【００１２】 この時、液体空気の組成はコンデンサ８内の気液平衡関係より約７０％酸素と なっており、この飽和温度（８８．６゜Ｋ）と同一の飽和温度となるブローガス 中の窒素濃度は約１０％となる。

【００１３】 従って、フィードガス中に混入した窒素ガスを粗アルゴン塔６より放出するた めには、混入した窒素ガスの約９倍のアルゴンを捨てることになる。

【００１４】 本考案ではこの放出ガス中のアルゴン濃度を低くするため、分縮器９を設置し 、ブローガスを液体空気と熱交換させ放出ガス中のアルゴンを凝縮させている。

【００１５】 分縮器９に供給された液体空気は、断熱膨張した直後では入口の組成とほとん ど同一であるため、約８３゜Ｋまで冷却されている。このため、ブローガス中の アルゴンガスは分縮され、大部分が凝縮しアルゴン濃度を約３５％まで低下させ ることができる。この結果、大気に放出するアルゴンガス量を約３分の１に低下 することができる。

【００１６】 又、分縮器９を粗アルゴン塔６のコンデンサ８の液溜め内部の空間に設置した 場合でも同様の効果を得ることができ、その実施例を図２に示す。図２において 、粗アルゴン塔６のコンデンサ８に供給された液体空気は入口配管の下部に設け られた液受けに供給され、分縮器９に供給される。

【００１７】

【考案の効果】

本考案によれば、他の低温熱源を使用すること無く、粗アルゴン塔頂部からの ブローガス量を減少させることにより、原料空気中のアルゴンガスの回収率を上 げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す系統図である。

【図２】本考案の他の実施例を示す系統図である。

【図３】従来技術を示す系統図である。

【符号の説明】

１…空気熱交換器、２…精留塔、３，４…過冷却器、５
…膨張タービン、６…粗アルゴン塔、７…主凝縮器、８
…コンデンサ、９…分縮器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】深冷分離方式の空気分離装置において、粗
   アルゴン塔の頂部に設けられたブロー用の導管にブロー
   ガスを液体空気と熱交換させる分縮器を設けたことを特
   徴とする空気分離装置。