JPH043877A - 空気分離装置 - Google Patents

空気分離装置

Info

Publication number
JPH043877A
JPH043877A JP2100346A JP10034690A JPH043877A JP H043877 A JPH043877 A JP H043877A JP 2100346 A JP2100346 A JP 2100346A JP 10034690 A JP10034690 A JP 10034690A JP H043877 A JPH043877 A JP H043877A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
heat exchanger
waste gas
supplied
tower
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.)
Pending
Application number
JP2100346A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayoshi Nunomura
布村　雅良
Hirohiko Nakamura
裕彦 中村
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.)
Hitachi Ltd
Hitachi Plant Technologies Ltd
Original Assignee
Hitachi Techno Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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 Hitachi Techno Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Techno Engineering Co Ltd
Priority to JP2100346A priority Critical patent/JPH043877A/ja
Publication of JPH043877A publication Critical patent/JPH043877A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F25J3/04—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
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04163—Hot end purification of the feed air
    • F25J3/04169—Hot end purification of the feed air by adsorption of the impurities
    • F25J3/04181—Regenerating the adsorbents
    • 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
    • F25J3/04—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
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04254—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using the cold stored in external cryogenic fluids
    • 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
    • F25J3/04—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
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
    • F25J3/04303—Lachmann expansion, i.e. expanded into oxygen producing or low pressure column
    • 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
    • F25J3/04—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
    • F25J3/04406—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 a dual pressure main column system
    • F25J3/04412—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 a dual pressure main column system in a classical double column flowsheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
    • 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
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
    • F25J2205/66—Regenerating the adsorption vessel, e.g. kind of reactivation gas
    • F25J2205/68—Cooling the adsorption vessel
    • 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
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/42—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
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/42—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being nitrogen
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は深冷空気分離装置に係り、特に吸＄１塔の再生
時間を短縮するの１こ好適な空気分離装置に関するもの
である。
〔従来の技術〕
従来より、深冷空気分離装置の原料空気中の水分、炭酸
ガスの不純分を除去する前処理として温度差再生（ＴＳ
Ａ）方式の吸Ｓ塔が採用されている。
第２図に示すようにＴＳＡ方式では、原料空気圧縮Ｗｌ
で昇圧された原料空気中の不純物を吸着塔３で吸着除去
するため、原料空気の温度を氷結しない範囲でできるだ
け低温（５〜７℃）に冷却器２で冷却し吸着塔３で不純
物を吸着除去する。
一方、不純物を吸着した吸着剤の再生は、深冷空気分離
装置で製品ガスを分離した残りのガス（廃ガス）が利用
される。再生は吸着時と再生時との温度差を利用するた
め、ドライである廃ガスを加熱器６で加熱して加熱ガス
を湿す再生工程と、吸着時の温度付近まで予冷して吸着
工程へと待期するための予冷工程にて行なわれる。この
ため吸着塔３は２基設置され、加熱時間と予冷時間とを
加算した一定時間（約６〜８時間）にて切替運転される
。
従来技術では再生ガスとして精留塔５からの廃ガスが利
用されるため廃ガスの加熱器の容量および廃ガスの温度
により切替時間が決っており、特に予冷時間は精留塔５
（分離装置ｔ）からの戻り温度のみとなり他の冷却源が
ないため切替時間の約７０チの時間を要していた。この
ため吸着塔の容量低減をはかるためいかに予冷時間を短
縮するかにかかっていた。なお、この種の装置として関
連するものには例えば特開昭５７−１００７６号が挙げ
られる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、ＴＳＡ方式の吸着塔の切替時間の加熱
工程、予冷工程によって決まり、特に予冷時間が分離装
置からの廃ガスの温度によって決まっている。この温度
を下げることは分離装置の熱ロスが大きくなり、動力の
アップとなっていた。
また、切替時間の長短は吸着塔の容量に太き（影響し、
予冷時間は大きな障害となっていた。
本発明の目的は、分離装置の熱ロスを大きくすることな
々、予冷時のみ廃ガスの温度の低下をはかることにより
、予冷時間を短縮できる空気分離装置を提供することに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、ＴＳＡ方式の吸着塔の再生工程の短縮をは
かるため、分離装置からの廃ガスの熱回収部である空気
熱交の通路に、予冷時のみ中間抜き出しできる通路を設
け、熱交製端部からの温度より低温で廃ガスを供給でき
るようにして、予冷時間の短縮をはかるようにしたもの
である。
〔作　　　用〕
ＴＳＡ方式の吸着塔を有する深冷空気分離装置では、精
留分離に必要な圧力（約５Ｘｐ／ｄ（））に昇圧された
原料空気は、吸着塔での性能を上げるため約５〜７℃に
冷却された後、吸Ｉｉｒ塔に送入され、水分、炭酸ガス
を吸着除去し深冷分離部へ供給される。吸着塔では一定
時間吸着工程を行った後、一方の吸着塔へ切替えられ、
今まで吸着した不純物を脱着するため、深冷分離装置部
で製品ガスを分離した残りの廃ガスを加熱して再生ガス
を流すことにより加熱脱着する。さらに、加熱された吸
着剤の予冷を行ない次の吸着工程を待期するため、深冷
分離装置からの廃ガスを加熱装置を通さないで予冷ガス
と流すことにより冷却する。吸着塔再生ガスとして加熱
、予冷とも溌カスを利用するため、廃ガス温度により加
熱源の容量アップ。
予冷時間の長短があった。特に予冷時間は廃ガスが空気
熱交で熱回収された後の温度（約１０℃）で供給される
ため、冷却源もなく、吸着温度域まで冷却するの暑こ非
常に時間を要し、加熱、予冷の時間比は約１：３となっ
ていた。従って、いかに予冷時間を短縮するかがプラッ
ト全体の動力、コストに影響していた。
本発明は、この欠点を改善するためのものである。吸着
塔の再生時間を短縮するため、加熱に供給される廃ガス
温度は空気熱交の温端部からの高い温度で、予冷に供給
される廃ガス温度は空気熱交の中間部からの低い温度と
切替られるよう、空気熱文中間部に廃ガスの一部を分流
できる通路を設ける。これにより加熱時間を変えること
な（、予冷時間の短縮をはかる。空気熱交での中間（例
えば０℃）からの抜き出しとした場合、深冷分離装置の
熱ロス補償としては廃ガスの約１１５ｏ程度の液化ガス
（例えば液体音素）チャージで十分であり効果は大であ
る。
〔実　施　例〕
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
図において、原料空気圧縮機ｌで約５　Ｋｇ　／　ｃｒ
ＩＧに圧縮された原料空気は、約５／７℃に冷却器２で
冷却される。冷却された原料空気は、吸Ｓ塔３に送入さ
れ、原料空気中の水分、炭酸ガスを吸着除去し空気熱交
４にて廊ガスとの熱交換を行ない冷却されて精留塔５に
供給される。精留塔３で製品ガスと分離した残りの廃ガ
スは空気熱交４で熱回収後、吸着塔３の再生ガスとして
供給される。
吸着塔３が再生工程のうち、加熱工程にある場合、空気
熱交４と部端からの廃ガスを加熱器６を通して加熱後、
吸着塔に供給される。また、吸着塔３か予冷工程にある
場合、空気熱交４中間部から廃ガスの一部を分流し、弁
８を通し、空気熱交４温端部と合流後吸着塔３へ供給し
予冷を行なう。
本実施例によれば、吸ｌｉ塔の再生工程中、加熱、予冷
により廃ガスの温度を変えることができるため、吸ｓ塔
の再生時間の短縮が図られる、これにより再生工程全体
の時間短縮も可能であり、吸着塔の容量も低減できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、吸着塔の再生工程中、加熱か予冷かに
よって空気熱交の中間部の分流を使用でき、加熱中は高
い温度による加熱油の低減、予冷中は低い温度による予
冷時間の短縮ばはかられる。
従って、再生工程全体の時間が短縮できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の空気分離装置の系統図、第
２図は従来の空気分離装置の系統図である。 ３・・・・・・吸着塔、４・・・・・・空気熱交、５・
・・・・・精留墳、６・・・・・・加熱器、７・・・・
・・吸着塔切替弁、８・・・・・・吸着塔予冷弁

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、空気分離装置の前処理として空気中の水分、炭酸ガ
    スを除去する温度差再生方式の吸着塔を有する空気分離
    装置において、 前記空気分離装置からの廃ガスの一部を空気熱交の中間
    部から抜き出す通路を設け、該通路を前記吸着塔の再生
    ガス用通路に連結したことを特徴とする空気分離装置。
JP2100346A 1990-04-18 1990-04-18 空気分離装置 Pending JPH043877A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2100346A JPH043877A (ja) 1990-04-18 1990-04-18 空気分離装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2100346A JPH043877A (ja) 1990-04-18 1990-04-18 空気分離装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH043877A true JPH043877A (ja) 1992-01-08

Family

ID=14271551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2100346A Pending JPH043877A (ja) 1990-04-18 1990-04-18 空気分離装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH043877A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0654643A1 (fr) * 1993-11-19 1995-05-24 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé et installation de distillation d'air
US8741524B2 (en) 2008-02-28 2014-06-03 Ricoh Company, Ltd. Toner, developer, and image forming method
EP3845847A1 (en) * 2019-12-30 2021-07-07 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude A method and apparatus for improving efficiency of a front-end purification unit of an air separation plant

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0654643A1 (fr) * 1993-11-19 1995-05-24 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé et installation de distillation d'air
FR2712509A1 (fr) * 1993-11-19 1995-05-24 Air Liquide Procédé et installation de distillation d'air.
US5505050A (en) * 1993-11-19 1996-04-09 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and installation for the distillation of air
US8741524B2 (en) 2008-02-28 2014-06-03 Ricoh Company, Ltd. Toner, developer, and image forming method
EP3845847A1 (en) * 2019-12-30 2021-07-07 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude A method and apparatus for improving efficiency of a front-end purification unit of an air separation plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5486227A (en) Integrated process for purifying and liquefying a feed gas mixture with respect to its less strongly adsorbed component of lower volatility
US5855650A (en) Purification of gases using solid adsorbents
US4233038A (en) Reactivation system for water-carbon dioxide adsorbers
US3216178A (en) Process for regenerating an adsorbent bed
JPH0459926B2 (ja)
JPH07280432A (ja) 空気の蒸留のためのプラント及びその方法
JPS6241055B2 (ja)
CN114621798A (zh) 一种组合式天然气脱重烃装置及其使用方法
JPH043877A (ja) 空気分離装置
US3884661A (en) Method of and installation for fractionation by adsorption
CN104073310A (zh) 一种天然气净化与干燥的装置和方法
CN211595550U (zh) 天然气脱碳***
JPH01266831A (ja) 軽質ガス精製装置
JPH0378126B2 (ja)
JP3544860B2 (ja) 空気分離装置における前処理装置
JPH09122432A (ja) 圧力スイング吸着法によるガス分離装置
JP2644823B2 (ja) ヘリウムガス精製用吸着器の再生方法
JPS6129768B2 (ja)
US3421333A (en) Thawing technique for a single air separation plant
JP3841792B2 (ja) 空気分離装置における前処理方法およびそれに用いる装置
CN218392962U (zh) 氢气净化器
JPS638395B2 (ja)
JPH039390B2 (ja)
JPS58170518A (ja) 吸着塔の運転方法
JPH01159018A (ja) 空気分離装置における吸着器用再生装置