JPH08261644A - 高純度窒素ガス製造装置 - Google Patents
高純度窒素ガス製造装置Info
- Publication number
- JPH08261644A JPH08261644A JP7064491A JP6449195A JPH08261644A JP H08261644 A JPH08261644 A JP H08261644A JP 7064491 A JP7064491 A JP 7064491A JP 6449195 A JP6449195 A JP 6449195A JP H08261644 A JPH08261644 A JP H08261644A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid nitrogen
- air
- tower
- compressed air
- liquid
- 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.)
- Granted
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
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
- F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
- F25J3/04945—Details of internal structure; insulation and housing of the cold box
-
- 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
- F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
- F25J3/04218—Parallel arrangement of the main heat exchange line in cores having different functions, e.g. in low pressure and high pressure cores
-
- 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
- F25J3/044—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 single pressure main column system only
-
- 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
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
- F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
- F25J3/04812—Different modes, i.e. "runs" of operation
- F25J3/04824—Stopping of the process, e.g. defrosting or deriming; Back-up procedures
-
- 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
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
- F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
- F25J3/04854—Safety aspects of operation
- F25J3/0486—Safety aspects of operation of vaporisers for oxygen enriched liquids, e.g. purging of liquids
-
- 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
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
- F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
- F25J3/04872—Vertical layout of cold equipments within in the cold box, e.g. columns, heat exchangers etc.
-
- 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
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
- F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
- F25J3/0489—Modularity and arrangement of parts of the air fractionation unit, in particular of the cold box, e.g. pre-fabrication, assembling and erection, dimensions, horizontal layout "plot"
-
- 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
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
- F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
- F25J3/04951—Arrangements of multiple air fractionation units or multiple equipments fulfilling the same process step, e.g. multiple trains in a network
- F25J3/04957—Arrangements of multiple air fractionation units or multiple equipments fulfilling the same process step, e.g. multiple trains in a network and inter-connecting equipments upstream of the fractionation unit (s), i.e. at the "front-end"
-
- 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
- F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
- F25J2230/24—Multiple compressors or compressor stages in parallel
-
- 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
- F25J2230/40—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being air
-
- 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
- F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
- F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
- F25J2250/42—One fluid being 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
- F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
- F25J2290/62—Details of storing a fluid in a tank
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】設置スペースを大幅に狭くすることができ、か
つ熱交換器を小形化することのできる高純度窒素ガス製
造装置を提供する。 【構成】空気圧縮機１１と吸着塔１７と第１，第２の熱
交換器２１，２３と精留塔２５と分縮器３２と、分縮器
３２内の液体空気を圧縮空気冷却用の寒冷源として第２
の熱交換器２３に案内する案内パイプと、液体窒素貯槽
２８と導入パイプを備え、下部室２と縦長に形成された
上部真空室３からなるガス製造塔１を設け、液体窒素貯
槽２８と精留塔２５と両熱交換器２１，２３を縦長に形
成し、下部室２に空気圧縮機１１と吸着塔１７を収容
し、上部真空室３に液体窒素貯槽２８と精留塔２５と両
熱交換器２１，２３と導入パイプを収容している。
つ熱交換器を小形化することのできる高純度窒素ガス製
造装置を提供する。 【構成】空気圧縮機１１と吸着塔１７と第１，第２の熱
交換器２１，２３と精留塔２５と分縮器３２と、分縮器
３２内の液体空気を圧縮空気冷却用の寒冷源として第２
の熱交換器２３に案内する案内パイプと、液体窒素貯槽
２８と導入パイプを備え、下部室２と縦長に形成された
上部真空室３からなるガス製造塔１を設け、液体窒素貯
槽２８と精留塔２５と両熱交換器２１，２３を縦長に形
成し、下部室２に空気圧縮機１１と吸着塔１７を収容
し、上部真空室３に液体窒素貯槽２８と精留塔２５と両
熱交換器２１，２３と導入パイプを収容している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高純度窒素ガス製造
装置に関するものである。
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の窒素ガスの製造装置は、空気圧縮
機で圧縮され吸着塔で不純ガス分除去された圧縮空気を
熱交換するための熱交換器の冷媒の冷却用に、膨脹ター
ビンを用い、これを精留塔内に溜る液体空気（深冷液化
分離により低沸点の窒素はガスとして取り出され、残部
が酸素リッチな液体空気となって溜る）から蒸発したガ
スの圧力で駆動するようになっている。ところが、膨脹
タービンは回転速度が極めて大（数万回／分）であり、
負荷変動に対する追従運転が困難であり、特別に養成し
た運転員が必要である。また、このものは高速回転する
ため機械構造上高精度が要求され、かつ高価であり、機
構が複雑なため特別に養成した保全要員が必要という難
点を有している。すなわち、膨脹タービンは高速回転部
を有するため、上記のような諸問題を生じるのであり、
このような高速回転部を有する膨脹タービンの除去に対
して強い要望があった。
機で圧縮され吸着塔で不純ガス分除去された圧縮空気を
熱交換するための熱交換器の冷媒の冷却用に、膨脹ター
ビンを用い、これを精留塔内に溜る液体空気（深冷液化
分離により低沸点の窒素はガスとして取り出され、残部
が酸素リッチな液体空気となって溜る）から蒸発したガ
スの圧力で駆動するようになっている。ところが、膨脹
タービンは回転速度が極めて大（数万回／分）であり、
負荷変動に対する追従運転が困難であり、特別に養成し
た運転員が必要である。また、このものは高速回転する
ため機械構造上高精度が要求され、かつ高価であり、機
構が複雑なため特別に養成した保全要員が必要という難
点を有している。すなわち、膨脹タービンは高速回転部
を有するため、上記のような諸問題を生じるのであり、
このような高速回転部を有する膨脹タービンの除去に対
して強い要望があった。
【０００３】このような要望に対して、この発明者は、
膨脹タービンの発生寒冷に代え、液体窒素貯蔵タンクか
ら精留塔に対して液体窒素を寒冷として供給する高純度
窒素ガス製造装置を提案している（特願昭５９−４１２
３号）。この装置は、上記液体窒素貯槽がバックアップ
ラインの液体窒素源ともなっていることから、従来のバ
ックアップ源が精留塔等に対する保全作業の容易化等を
考慮して、精留塔とは別置されているという技術常識に
従って、液体窒素貯槽を精留塔とは別置にしている。し
かし、この装置では、液体窒素貯槽に貯留されている液
体窒素の気化物が上記貯槽の上部から大気中に放出され
るため、ロスが多い。また、精留塔に対する真空断熱
と、液体窒素貯槽に対する真空断熱とをそれぞれ分けて
行う必要があることから、設置作業が煩雑になるととも
に、設置場所も広くなるという難点がある。さらに、精
留塔と液体窒素貯槽とを連結する配管として真空断熱配
管を用いる必要がある。
膨脹タービンの発生寒冷に代え、液体窒素貯蔵タンクか
ら精留塔に対して液体窒素を寒冷として供給する高純度
窒素ガス製造装置を提案している（特願昭５９−４１２
３号）。この装置は、上記液体窒素貯槽がバックアップ
ラインの液体窒素源ともなっていることから、従来のバ
ックアップ源が精留塔等に対する保全作業の容易化等を
考慮して、精留塔とは別置されているという技術常識に
従って、液体窒素貯槽を精留塔とは別置にしている。し
かし、この装置では、液体窒素貯槽に貯留されている液
体窒素の気化物が上記貯槽の上部から大気中に放出され
るため、ロスが多い。また、精留塔に対する真空断熱
と、液体窒素貯槽に対する真空断熱とをそれぞれ分けて
行う必要があることから、設置作業が煩雑になるととも
に、設置場所も広くなるという難点がある。さらに、精
留塔と液体窒素貯槽とを連結する配管として真空断熱配
管を用いる必要がある。
【０００４】そこで、この発明者は、精留塔と液体窒素
貯槽とは別個に設置されるものという従来の技術常識を
打破すると同時に、設置作業の簡略化、設置スペースの
狭小化および構造の簡単化を図るものとして、図１３に
示すような高純度窒素ガス製造装置を提案している（特
願昭６０−２９９４３４号）。この装置では、１つの真
空保冷函８０内に、精留塔８１と、液体窒素貯槽８２
と、上下に２分割された熱交換器８３，８４と、精留塔
８１と液体窒素貯槽８２を連結する配管（液体窒素導入
通路）８５を一緒に収容するようにしている。これによ
り、全体のスペースが小さくてすむという効果を奏する
うえ、各別に断熱材を用いて保冷するという手間が不要
となる。また、従来、精留塔８１と液体窒素貯槽８２を
連結していた真空断熱配管が不要となることから、装置
全体の構造が簡単になるとともに、設備費も少なくてす
むようになる。そうのえ、装置を停止状態からスタート
アップさせる時に、液体窒素貯槽８２によって、精留塔
８１が予冷された状態となっていることから、スタート
アップ時間を短縮することもできる。図において、８６
は圧縮空気供給通路、８７は窒素ガス取出通路、８８は
分縮器８９内の気化液体空気を両熱交換器８３，８４に
送る通路である。
貯槽とは別個に設置されるものという従来の技術常識を
打破すると同時に、設置作業の簡略化、設置スペースの
狭小化および構造の簡単化を図るものとして、図１３に
示すような高純度窒素ガス製造装置を提案している（特
願昭６０−２９９４３４号）。この装置では、１つの真
空保冷函８０内に、精留塔８１と、液体窒素貯槽８２
と、上下に２分割された熱交換器８３，８４と、精留塔
８１と液体窒素貯槽８２を連結する配管（液体窒素導入
通路）８５を一緒に収容するようにしている。これによ
り、全体のスペースが小さくてすむという効果を奏する
うえ、各別に断熱材を用いて保冷するという手間が不要
となる。また、従来、精留塔８１と液体窒素貯槽８２を
連結していた真空断熱配管が不要となることから、装置
全体の構造が簡単になるとともに、設備費も少なくてす
むようになる。そうのえ、装置を停止状態からスタート
アップさせる時に、液体窒素貯槽８２によって、精留塔
８１が予冷された状態となっていることから、スタート
アップ時間を短縮することもできる。図において、８６
は圧縮空気供給通路、８７は窒素ガス取出通路、８８は
分縮器８９内の気化液体空気を両熱交換器８３，８４に
送る通路である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記装
置では、空気圧縮機および吸着塔を収容する収容函の設
置場所については、全く示されていない。このような収
容函は、通常、真空保冷函８０の横側空間に並設されて
おり、このため、装置全体として横側部に広いスペース
をとるという問題がある。しかも、上下に２分割された
熱交換器８３，８４が大形であるため、保冷函８０が横
側部にさらに広いスペースをとるようになる。
置では、空気圧縮機および吸着塔を収容する収容函の設
置場所については、全く示されていない。このような収
容函は、通常、真空保冷函８０の横側空間に並設されて
おり、このため、装置全体として横側部に広いスペース
をとるという問題がある。しかも、上下に２分割された
熱交換器８３，８４が大形であるため、保冷函８０が横
側部にさらに広いスペースをとるようになる。
【０００６】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、設置スペースを極端に小さくすることができ
るとともに、熱交換器を小形化することのできる高純度
窒素ガス製造装置の提供をその目的とする。
たもので、設置スペースを極端に小さくすることができ
るとともに、熱交換器を小形化することのできる高純度
窒素ガス製造装置の提供をその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の高純度窒素ガス製造装置は、外部より取
り入れた空気を圧縮する空気圧縮手段と、この空気圧縮
手段によって圧縮された圧縮空気中の炭酸ガスと水とを
除去する除去手段と、この除去手段を経た圧縮空気を超
低温により冷却する第１および第２の熱交換器と、上記
除去手段を経た圧縮空気を第１の熱交換器に導入する導
入路と、この導入路から分岐しこの導入路内の圧縮空気
の一部を第２の熱交換器に導入する分岐路と、上記両熱
交換を経由し超低温に冷却され合流された圧縮空気の一
部を液化して内部に溜め窒素のみを気体として保持する
精留塔と、この精留塔の上部側に滞留させた窒素ガスの
一部を製品窒素ガスとして取出す窒素ガス取出路と、上
記精留塔の上部に設けられた凝縮器内蔵型の分縮器と、
上記精留塔と上記凝縮器とを連通する還流路と、上記精
留塔の底部の貯溜液体空気を凝縮器冷却用の寒冷源とし
て上記分縮器に送給する供給路と、上記分縮器内の液体
空気を圧縮空気冷却用の寒冷源として上記第２の熱交換
器に案内する案内路と、液体窒素を貯蔵する液体窒素貯
蔵手段と、この液体窒素貯蔵手段内の液体窒素を圧縮空
気液化用の寒冷源として上記精留塔に導く液体窒素導入
路を備え、縦長に形成された上部真空室とその下側に設
けられた下部室とからなるガス製造塔を設け、上記液体
窒素貯蔵手段と精留塔と両熱交換器をそれぞれ縦長に形
成し、上記下部室に上記空気圧縮手段と除去手段を収容
し、上記上部真空室に上記液体窒素貯蔵手段と精留塔と
両熱交換器を収容したという構成をとる。
め、この発明の高純度窒素ガス製造装置は、外部より取
り入れた空気を圧縮する空気圧縮手段と、この空気圧縮
手段によって圧縮された圧縮空気中の炭酸ガスと水とを
除去する除去手段と、この除去手段を経た圧縮空気を超
低温により冷却する第１および第２の熱交換器と、上記
除去手段を経た圧縮空気を第１の熱交換器に導入する導
入路と、この導入路から分岐しこの導入路内の圧縮空気
の一部を第２の熱交換器に導入する分岐路と、上記両熱
交換を経由し超低温に冷却され合流された圧縮空気の一
部を液化して内部に溜め窒素のみを気体として保持する
精留塔と、この精留塔の上部側に滞留させた窒素ガスの
一部を製品窒素ガスとして取出す窒素ガス取出路と、上
記精留塔の上部に設けられた凝縮器内蔵型の分縮器と、
上記精留塔と上記凝縮器とを連通する還流路と、上記精
留塔の底部の貯溜液体空気を凝縮器冷却用の寒冷源とし
て上記分縮器に送給する供給路と、上記分縮器内の液体
空気を圧縮空気冷却用の寒冷源として上記第２の熱交換
器に案内する案内路と、液体窒素を貯蔵する液体窒素貯
蔵手段と、この液体窒素貯蔵手段内の液体窒素を圧縮空
気液化用の寒冷源として上記精留塔に導く液体窒素導入
路を備え、縦長に形成された上部真空室とその下側に設
けられた下部室とからなるガス製造塔を設け、上記液体
窒素貯蔵手段と精留塔と両熱交換器をそれぞれ縦長に形
成し、上記下部室に上記空気圧縮手段と除去手段を収容
し、上記上部真空室に上記液体窒素貯蔵手段と精留塔と
両熱交換器を収容したという構成をとる。
【０００８】
【作用】すなわち、この発明の高純度窒素ガス製造装置
は、液体窒素貯蔵手段と精留塔と両熱交換器をそれぞれ
縦長に形成し、ガス製造塔の下部室に空気圧縮手段と除
去手段を収容し、縦長に形成されたガス製造塔の上部真
空室に液体窒素貯蔵手段と精留塔と両熱交換器を収容し
ている。したがって、装置全体が縦長の構造になり、横
側部にスペースをあまりとらず、設置スペースを大幅に
狭くすることができる。また、熱交換器を２個用い、一
方の熱交換器（第２の熱交換器）を通る圧縮空気の冷却
用の寒冷源として、分縮器内の液体空気を利用してい
る。また、上部真空室に断熱材としてパーライトを充填
する場合には、上部真空室の断熱が真空による断熱とパ
ーライトによる断熱とを併用して行うことができ、効率
のよい断熱が可能となる。また、液体窒素貯蔵手段に第
２の熱交換器が近接して配設されている場合には、上記
第２の熱交換器を通る圧縮空気の冷却用の寒冷源とし
て、分縮器内の液体空気を利用するだけでなく、液体窒
素貯蔵手段内の超低温の液体窒素の冷熱をも有効に利用
できる。したがって、上記第２の熱交換器内の圧縮空気
を強力に冷却することができ、その分だけ第２の熱交換
器を小形化することができるようになる。このため、上
部真空室をさらに小形化して、設置スペースをさらに小
さくすることができるようになる。
は、液体窒素貯蔵手段と精留塔と両熱交換器をそれぞれ
縦長に形成し、ガス製造塔の下部室に空気圧縮手段と除
去手段を収容し、縦長に形成されたガス製造塔の上部真
空室に液体窒素貯蔵手段と精留塔と両熱交換器を収容し
ている。したがって、装置全体が縦長の構造になり、横
側部にスペースをあまりとらず、設置スペースを大幅に
狭くすることができる。また、熱交換器を２個用い、一
方の熱交換器（第２の熱交換器）を通る圧縮空気の冷却
用の寒冷源として、分縮器内の液体空気を利用してい
る。また、上部真空室に断熱材としてパーライトを充填
する場合には、上部真空室の断熱が真空による断熱とパ
ーライトによる断熱とを併用して行うことができ、効率
のよい断熱が可能となる。また、液体窒素貯蔵手段に第
２の熱交換器が近接して配設されている場合には、上記
第２の熱交換器を通る圧縮空気の冷却用の寒冷源とし
て、分縮器内の液体空気を利用するだけでなく、液体窒
素貯蔵手段内の超低温の液体窒素の冷熱をも有効に利用
できる。したがって、上記第２の熱交換器内の圧縮空気
を強力に冷却することができ、その分だけ第２の熱交換
器を小形化することができるようになる。このため、上
部真空室をさらに小形化して、設置スペースをさらに小
さくすることができるようになる。
【０００９】つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳
しく説明する。
しく説明する。
【００１０】
【００１１】図１および図２は、この発明の一実施例を
示している。これらの図において、１は窒素ガス製造塔
であり、下部室２と縦長に形成された上部真空室３とを
備えている。上記下部室２内には、２個の空気圧縮機１
１，１２（一方の空気圧縮機１２は隠れて見えない）と
２個のドライヤー１３，１４（両方とも隠れて見えな
い）と２個１組の吸着塔１７および電気ヒータ１８（隠
れて見えない）等が配設されている。この下部室２に
は、図３および図４に示すように、複数の扉４が開閉自
在に取付けられており、扉４に空気取入口５が形成され
ているとともに、計器類（図示せず）の表示を確認する
覗き窓６が設けられている。また、この下部室２には、
図５に示すように、その天井壁の一隅部に加圧器４７が
立設されている。一方、上部真空室３内には、図６に示
すような位置に、精留塔２５と、この精留塔２５とは別
体に作製された凝縮器内蔵型の分縮器３２と、第１およ
び第２の熱交換器２１，２３と、液体窒素貯槽２８およ
び導入パイプ２９（図示せず）が配設されている。すな
わち、上部真空室３内の左側寄り部分の上側に凝縮器内
蔵型の分縮器３２が、下側に精留塔２５がそれぞれ同心
状に配設され、右側部分に液体窒素貯槽２８が配設され
ている。また、第１の熱交換器２１が精留塔２５の前方
に配設され、第２の熱交換器２３が液体窒素貯槽２８の
近接部分に配設されている。このような精留塔２５と液
体窒素貯槽２８および第１，第２の熱交換器２１，２３
はそれぞれ縦長に形成されている。また、この上部真空
室３には、その内部を満たすようにしてパーライトが充
填されており、その背部にバックアップ系ライン４０の
蒸発器４２が取付けられている。
示している。これらの図において、１は窒素ガス製造塔
であり、下部室２と縦長に形成された上部真空室３とを
備えている。上記下部室２内には、２個の空気圧縮機１
１，１２（一方の空気圧縮機１２は隠れて見えない）と
２個のドライヤー１３，１４（両方とも隠れて見えな
い）と２個１組の吸着塔１７および電気ヒータ１８（隠
れて見えない）等が配設されている。この下部室２に
は、図３および図４に示すように、複数の扉４が開閉自
在に取付けられており、扉４に空気取入口５が形成され
ているとともに、計器類（図示せず）の表示を確認する
覗き窓６が設けられている。また、この下部室２には、
図５に示すように、その天井壁の一隅部に加圧器４７が
立設されている。一方、上部真空室３内には、図６に示
すような位置に、精留塔２５と、この精留塔２５とは別
体に作製された凝縮器内蔵型の分縮器３２と、第１およ
び第２の熱交換器２１，２３と、液体窒素貯槽２８およ
び導入パイプ２９（図示せず）が配設されている。すな
わち、上部真空室３内の左側寄り部分の上側に凝縮器内
蔵型の分縮器３２が、下側に精留塔２５がそれぞれ同心
状に配設され、右側部分に液体窒素貯槽２８が配設され
ている。また、第１の熱交換器２１が精留塔２５の前方
に配設され、第２の熱交換器２３が液体窒素貯槽２８の
近接部分に配設されている。このような精留塔２５と液
体窒素貯槽２８および第１，第２の熱交換器２１，２３
はそれぞれ縦長に形成されている。また、この上部真空
室３には、その内部を満たすようにしてパーライトが充
填されており、その背部にバックアップ系ライン４０の
蒸発器４２が取付けられている。
【００１２】上記のように窒素ガス製造塔１に収容され
た高純度窒素ガス製造装置の構成を詳しく説明する。図
７において、１１，１２は容量の異なる空気圧縮機、１
３，１４はドライヤー、１７は２個１組の吸着塔であ
る。２１は第１の熱交換器であり、上記吸着塔１７によ
り水分および炭酸ガスが吸着除去された圧縮空気が、圧
縮空気供給パイプ（導入路）２２を経て送り込まれ、熱
交換作用により超低温に冷却される。２３は第２の熱交
換器であり、上記圧縮空気供給パイプ２２から分岐した
分岐パイプ２４により、水分および炭酸ガスの吸着除去
された圧縮空気が送り込まれる。この第２の熱交換器２
３に送り込まれた圧縮空気も熱交換作用により超低温に
冷却され、ついで上記第１の熱交換器２１で冷却された
超低温圧縮空気に合流される。２５は棚段式の精留塔で
あり、第１および第２の熱交換器２１，２３により超低
温に冷却され合流パイプ２６を経て送り込まれる圧縮空
気をさらに冷却し、その一部を液化し液体空気２７とし
て底部に溜め、窒素のみを気体状態で取り出すようにな
っている。この精留塔２５の天井部には、液体窒素溜め
２５ａが設けられ、そこに、液体窒素貯槽２８から液体
窒素が導入パイプ２９を介して送り込まれる。送入され
た液体窒素は、上記液体窒素溜め２５ａから溢れて精留
塔２５内を下方に流下し、精留塔２５の底部から上昇す
る圧縮空気と向流的に接触し冷却してその一部を液化す
るようになっている。
た高純度窒素ガス製造装置の構成を詳しく説明する。図
７において、１１，１２は容量の異なる空気圧縮機、１
３，１４はドライヤー、１７は２個１組の吸着塔であ
る。２１は第１の熱交換器であり、上記吸着塔１７によ
り水分および炭酸ガスが吸着除去された圧縮空気が、圧
縮空気供給パイプ（導入路）２２を経て送り込まれ、熱
交換作用により超低温に冷却される。２３は第２の熱交
換器であり、上記圧縮空気供給パイプ２２から分岐した
分岐パイプ２４により、水分および炭酸ガスの吸着除去
された圧縮空気が送り込まれる。この第２の熱交換器２
３に送り込まれた圧縮空気も熱交換作用により超低温に
冷却され、ついで上記第１の熱交換器２１で冷却された
超低温圧縮空気に合流される。２５は棚段式の精留塔で
あり、第１および第２の熱交換器２１，２３により超低
温に冷却され合流パイプ２６を経て送り込まれる圧縮空
気をさらに冷却し、その一部を液化し液体空気２７とし
て底部に溜め、窒素のみを気体状態で取り出すようにな
っている。この精留塔２５の天井部には、液体窒素溜め
２５ａが設けられ、そこに、液体窒素貯槽２８から液体
窒素が導入パイプ２９を介して送り込まれる。送入され
た液体窒素は、上記液体窒素溜め２５ａから溢れて精留
塔２５内を下方に流下し、精留塔２５の底部から上昇す
る圧縮空気と向流的に接触し冷却してその一部を液化す
るようになっている。
【００１３】すなわち、この過程で、圧縮空気中の高沸
点成分（酸素分）が液化されて精留塔２５の底部に溜
り、低沸点成分の窒素ガスが精留塔２５の上部に溜る。
３０は精留塔２５の上部に溜った窒素ガスを製品窒素ガ
スとして取り出す取出しパイプで、超低温の窒素ガスを
第１の熱交換器２１内に案内し、そこに送り込まれる圧
縮空気と熱交換させて常温にしメインパイプ３１に送り
込む作用をする。３２は凝縮器３３内蔵型の分縮器で、
上記凝縮器３３に、精留塔２５の天井部に溜る窒素ガス
の一部が第１の還流液パイプ３４を介して送り込まれて
液化し、第２の還流液パイプ３５を経て上記導入パイプ
２９内の液体窒素に合流するようになっている。上記分
縮塔３２内は、精留塔２５内よりも減圧状態になってお
り、精留塔２５の底部の貯留液体空気２７が膨脹弁３７
付きパイプ３８を経て送り込まれ、気化して分縮器３２
の内部温度を液体窒素の沸点以下の温度に冷却するよう
になっている。この冷却により、精留塔２５から第１の
還流液パイプ３４を介して凝縮器３３内に送り込まれた
窒素ガスが液化し、前記のように導入パイプ２９内の液
体窒素に合流する。２５ｂは第１の液面指示調節計であ
り、精留塔２５内の液体空気の液面を所定レベルに保よ
うにその液面に応じて弁２９ａを制御し、液体窒素貯槽
２８からの液体窒素の流量を制御する。３６は第２の液
面指示調節計であり、分縮塔３２内の液体空気の液面を
一定レベルに保ようにその液面に応じて膨脹弁３７を制
御し、精留塔２５内の液体空気の気化量を制御する。４
０はバックアップ系ラインであり、空気圧縮系ラインが
故障したとき弁４１を開き、液体窒素貯槽２８内の液体
窒素を蒸発器４２により蒸発させてメインパイプ３１に
送り込み、窒素ガスの供給がとだえることのないように
している。４３は放出弁であり、不純物分析計（図示せ
ず）によりメインパイプ３１に送り出される製品窒素ガ
スの純度を分析し、その純度の低いときは製品窒素ガス
を外部に逃気する作用をする。４４は分縮器３２内の液
体空気中のハイドロカーボンや二酸化炭素の濃縮を防止
するために液体空気を第２の熱交換器２３に案内する案
内パイプであり、第２の熱交換器２３に送り込まれる圧
縮空気と熱交換してこれを超低温に冷却したのち大気に
放出される。４５は分縮器３２の上部に溜った窒素分を
廃窒素ガスとして取り出す廃窒素ガス取出パイプで、上
記廃窒素ガスを第１の熱交換器２１に案内してその冷熱
により原料空気を超低温に冷却し、続いてその一部を放
出パイプ４６から直接大気中に放出する。４７は加圧器
であり、液体窒素貯槽２８内の液体窒素の使用により、
液体窒素貯槽２８内の上部ガス空間の圧力が低下しない
よう、液体窒素貯槽２８内の液体窒素の一部を蒸発させ
て上記上部ガス空間に送るようにしている。４９は供給
弁であり、この供給弁４９を作動させて製品窒素ガスを
送る。
点成分（酸素分）が液化されて精留塔２５の底部に溜
り、低沸点成分の窒素ガスが精留塔２５の上部に溜る。
３０は精留塔２５の上部に溜った窒素ガスを製品窒素ガ
スとして取り出す取出しパイプで、超低温の窒素ガスを
第１の熱交換器２１内に案内し、そこに送り込まれる圧
縮空気と熱交換させて常温にしメインパイプ３１に送り
込む作用をする。３２は凝縮器３３内蔵型の分縮器で、
上記凝縮器３３に、精留塔２５の天井部に溜る窒素ガス
の一部が第１の還流液パイプ３４を介して送り込まれて
液化し、第２の還流液パイプ３５を経て上記導入パイプ
２９内の液体窒素に合流するようになっている。上記分
縮塔３２内は、精留塔２５内よりも減圧状態になってお
り、精留塔２５の底部の貯留液体空気２７が膨脹弁３７
付きパイプ３８を経て送り込まれ、気化して分縮器３２
の内部温度を液体窒素の沸点以下の温度に冷却するよう
になっている。この冷却により、精留塔２５から第１の
還流液パイプ３４を介して凝縮器３３内に送り込まれた
窒素ガスが液化し、前記のように導入パイプ２９内の液
体窒素に合流する。２５ｂは第１の液面指示調節計であ
り、精留塔２５内の液体空気の液面を所定レベルに保よ
うにその液面に応じて弁２９ａを制御し、液体窒素貯槽
２８からの液体窒素の流量を制御する。３６は第２の液
面指示調節計であり、分縮塔３２内の液体空気の液面を
一定レベルに保ようにその液面に応じて膨脹弁３７を制
御し、精留塔２５内の液体空気の気化量を制御する。４
０はバックアップ系ラインであり、空気圧縮系ラインが
故障したとき弁４１を開き、液体窒素貯槽２８内の液体
窒素を蒸発器４２により蒸発させてメインパイプ３１に
送り込み、窒素ガスの供給がとだえることのないように
している。４３は放出弁であり、不純物分析計（図示せ
ず）によりメインパイプ３１に送り出される製品窒素ガ
スの純度を分析し、その純度の低いときは製品窒素ガス
を外部に逃気する作用をする。４４は分縮器３２内の液
体空気中のハイドロカーボンや二酸化炭素の濃縮を防止
するために液体空気を第２の熱交換器２３に案内する案
内パイプであり、第２の熱交換器２３に送り込まれる圧
縮空気と熱交換してこれを超低温に冷却したのち大気に
放出される。４５は分縮器３２の上部に溜った窒素分を
廃窒素ガスとして取り出す廃窒素ガス取出パイプで、上
記廃窒素ガスを第１の熱交換器２１に案内してその冷熱
により原料空気を超低温に冷却し、続いてその一部を放
出パイプ４６から直接大気中に放出する。４７は加圧器
であり、液体窒素貯槽２８内の液体窒素の使用により、
液体窒素貯槽２８内の上部ガス空間の圧力が低下しない
よう、液体窒素貯槽２８内の液体窒素の一部を蒸発させ
て上記上部ガス空間に送るようにしている。４９は供給
弁であり、この供給弁４９を作動させて製品窒素ガスを
送る。
【００１４】この装置は、つぎのようにして製品窒素ガ
スを製造する。すなわち、製品窒素ガスの需要量に応じ
た空気圧縮機１１，１２を選択し、この選択された空気
圧縮機１１，１２により空気を圧縮し、この圧縮された
空気をドライヤー１３，１４により空気中の水分を除去
し、その状態で吸着塔１７に送り込み水分および炭酸ガ
スを吸着除去する。ついで、水分および炭酸ガスが吸着
除去された圧縮空気の一部を、圧縮空気供給パイプ２２
を経由させ第１の熱交換器２１内に送り込んで超低温に
冷却するとともに、残部を分岐パイプ２４を経由させ第
２の熱交換器２３に送り込んで超低温に冷却し、両者を
合流させて合流パイプ２６を経て精留塔２５の下部内に
投入する。ついで、この投入圧縮空気を、液体窒素貯槽
２８から導入パイプ２９を経由して精留塔２５内に寒冷
源として送り込まれた液体窒素および液体窒素溜め２５
ａからの溢流液体窒素と向流的に接触させて冷却し、そ
の一部を液化して精留塔２５の底部に液体空気２７とし
て溜める。この液体空気２７を分縮器３２内に送り込み
凝縮器３３を冷却させる。この冷却により、精留塔２５
の上部から凝縮器３３に送り込まれた窒素ガスが液化
し、還流液となり第２の還流液パイプ３５を経て液体窒
素溜め２５ａに戻る。そして、上記のように精留塔２５
内において、投入された圧縮空気と溢流液体窒素とを接
触させて冷却する過程において、窒素と酸素の沸点の差
（酸素の沸点−１８３℃，窒素の沸点−１９６℃）によ
り、圧縮空気中の高沸点成分である酸素が液化して流下
し、窒素が気体のまま精留塔２５の上部に残る。つい
で、上記気体のまま残った窒素ガスを取出パイプ３０か
ら取り出して第１の熱交換器２１に送り込み、常温近く
まで昇温させメインパイプ３１から超高純度の製品窒素
ガスとして送り出す。
スを製造する。すなわち、製品窒素ガスの需要量に応じ
た空気圧縮機１１，１２を選択し、この選択された空気
圧縮機１１，１２により空気を圧縮し、この圧縮された
空気をドライヤー１３，１４により空気中の水分を除去
し、その状態で吸着塔１７に送り込み水分および炭酸ガ
スを吸着除去する。ついで、水分および炭酸ガスが吸着
除去された圧縮空気の一部を、圧縮空気供給パイプ２２
を経由させ第１の熱交換器２１内に送り込んで超低温に
冷却するとともに、残部を分岐パイプ２４を経由させ第
２の熱交換器２３に送り込んで超低温に冷却し、両者を
合流させて合流パイプ２６を経て精留塔２５の下部内に
投入する。ついで、この投入圧縮空気を、液体窒素貯槽
２８から導入パイプ２９を経由して精留塔２５内に寒冷
源として送り込まれた液体窒素および液体窒素溜め２５
ａからの溢流液体窒素と向流的に接触させて冷却し、そ
の一部を液化して精留塔２５の底部に液体空気２７とし
て溜める。この液体空気２７を分縮器３２内に送り込み
凝縮器３３を冷却させる。この冷却により、精留塔２５
の上部から凝縮器３３に送り込まれた窒素ガスが液化
し、還流液となり第２の還流液パイプ３５を経て液体窒
素溜め２５ａに戻る。そして、上記のように精留塔２５
内において、投入された圧縮空気と溢流液体窒素とを接
触させて冷却する過程において、窒素と酸素の沸点の差
（酸素の沸点−１８３℃，窒素の沸点−１９６℃）によ
り、圧縮空気中の高沸点成分である酸素が液化して流下
し、窒素が気体のまま精留塔２５の上部に残る。つい
で、上記気体のまま残った窒素ガスを取出パイプ３０か
ら取り出して第１の熱交換器２１に送り込み、常温近く
まで昇温させメインパイプ３１から超高純度の製品窒素
ガスとして送り出す。
【００１５】５０は放出パイプ４６の先端から分岐した
分岐パイプで、吸着剤の再生のための加熱工程では、弁
５４，５６，６３を開き弁５５，５７，６２を閉じ（こ
のとき、弁５９，６０を開け弁５８，６１を閉じ、圧縮
空気の流路を開成する）、放出パイプ４６内の廃窒素ガ
スの一部を電気ヒータ１８に案内して昇温させ、ついで
パイプ５２を経由し、２個１組の吸着塔１７のうち再生
側のもの（左側の吸着塔１７）のなかに送り込み、吸着
剤の再生を行うようになっている。このように吸着塔１
７は２個１組となっており、各弁５４〜６３操作によつ
て、一方の吸着塔１７が吸着作動しているときは、他方
の吸着塔１７は上記常温廃窒素ガスで再生される。５３
は再生を終えた廃窒素ガスを大気に放出する放出パイプ
である。また、加熱後の冷却工程において、弁５５，５
６，６３を開き弁５４，５７，６２を閉じ、放出パイプ
４６内の廃窒素ガスの一部をパイプ５２を経由し、再生
側のもの（左側の吸着塔１７）のなかに送り込み、モレ
キュラーシーブ，アルミナ等の吸着剤を冷却し、使用済
みの廃窒素ガスを放出するということが行われ、これに
よってモレキュラーシーブ等の再生が完了する。２個１
組の吸着塔１７はこのようにして交互に再生され使用さ
れる。
分岐パイプで、吸着剤の再生のための加熱工程では、弁
５４，５６，６３を開き弁５５，５７，６２を閉じ（こ
のとき、弁５９，６０を開け弁５８，６１を閉じ、圧縮
空気の流路を開成する）、放出パイプ４６内の廃窒素ガ
スの一部を電気ヒータ１８に案内して昇温させ、ついで
パイプ５２を経由し、２個１組の吸着塔１７のうち再生
側のもの（左側の吸着塔１７）のなかに送り込み、吸着
剤の再生を行うようになっている。このように吸着塔１
７は２個１組となっており、各弁５４〜６３操作によつ
て、一方の吸着塔１７が吸着作動しているときは、他方
の吸着塔１７は上記常温廃窒素ガスで再生される。５３
は再生を終えた廃窒素ガスを大気に放出する放出パイプ
である。また、加熱後の冷却工程において、弁５５，５
６，６３を開き弁５４，５７，６２を閉じ、放出パイプ
４６内の廃窒素ガスの一部をパイプ５２を経由し、再生
側のもの（左側の吸着塔１７）のなかに送り込み、モレ
キュラーシーブ，アルミナ等の吸着剤を冷却し、使用済
みの廃窒素ガスを放出するということが行われ、これに
よってモレキュラーシーブ等の再生が完了する。２個１
組の吸着塔１７はこのようにして交互に再生され使用さ
れる。
【００１６】また、上記吸着塔１７の吸着塔本体６５
は、図８および図９に示すように、耐圧部材からなる外
殻６６および吸着剤が配設された内殻６７からなる二重
殻構造に構成されている。上記外殻６６は、円筒状中央
部６６ａとドーム状天井部６６ｂと逆ドーム状底部６６
ｃを備えており、上記ドーム状天井部６６ｂおよび逆ド
ーム状底部６６ｃの中央に穿設された丸穴の周縁からフ
ィルター挿通用筒部６８ａ，６８ｂが垂設されている。
一方、上記内殻６７は、その内部空間が、モレキュラー
シーブ等の吸着剤６９を有するガス通路７０に形成され
ており、円筒状中央部６７ａとドーム状天井部６７ｂと
逆ドーム状底部６７ｃを備えている。そして、上記ドー
ム状天井部６７ｂの中央に穿設された丸穴の周縁からフ
ィルター挿通用筒部７１が立設され、このフィルター挿
通用筒部７１の上端部が外殻６６の内周面に溶接により
一体的に取付けられている。また、上記内殻６７には、
その逆ドーム状底部６７ｃの中央にガス入口側フィルタ
ー７２の外径よりも大径に形成された中央穴７３が形成
されており、この中央穴７３の内周面とガス入口側フィ
ルター７２の外周面との間に形成される隙間が連通部７
４に形成されている。このような外殻６６と内殻６７は
略相似形に形成されており、これにより、外殻６６の内
周面と内殻６７の外周面との間に形成される略一定幅の
空間が断熱空間７５に形成されている。７６は左右一対
のスペーサーであり、その外周面が外殻６６の内周面に
溶接により取付けられているとともに、その内周面が内
殻６７の外周面に当接しており、これにより内殻６７の
左右方向の振れを防止している。図において、７７はガ
ス出口側フィルター、７８は接続管、７９は支持部材で
ある。
は、図８および図９に示すように、耐圧部材からなる外
殻６６および吸着剤が配設された内殻６７からなる二重
殻構造に構成されている。上記外殻６６は、円筒状中央
部６６ａとドーム状天井部６６ｂと逆ドーム状底部６６
ｃを備えており、上記ドーム状天井部６６ｂおよび逆ド
ーム状底部６６ｃの中央に穿設された丸穴の周縁からフ
ィルター挿通用筒部６８ａ，６８ｂが垂設されている。
一方、上記内殻６７は、その内部空間が、モレキュラー
シーブ等の吸着剤６９を有するガス通路７０に形成され
ており、円筒状中央部６７ａとドーム状天井部６７ｂと
逆ドーム状底部６７ｃを備えている。そして、上記ドー
ム状天井部６７ｂの中央に穿設された丸穴の周縁からフ
ィルター挿通用筒部７１が立設され、このフィルター挿
通用筒部７１の上端部が外殻６６の内周面に溶接により
一体的に取付けられている。また、上記内殻６７には、
その逆ドーム状底部６７ｃの中央にガス入口側フィルタ
ー７２の外径よりも大径に形成された中央穴７３が形成
されており、この中央穴７３の内周面とガス入口側フィ
ルター７２の外周面との間に形成される隙間が連通部７
４に形成されている。このような外殻６６と内殻６７は
略相似形に形成されており、これにより、外殻６６の内
周面と内殻６７の外周面との間に形成される略一定幅の
空間が断熱空間７５に形成されている。７６は左右一対
のスペーサーであり、その外周面が外殻６６の内周面に
溶接により取付けられているとともに、その内周面が内
殻６７の外周面に当接しており、これにより内殻６７の
左右方向の振れを防止している。図において、７７はガ
ス出口側フィルター、７８は接続管、７９は支持部材で
ある。
【００１７】上記のような装置において、従来例の吸着
塔（図１０に示すような、圧力容器９０からなる周壁の
外周面に、ロックウールからなる断熱材９１が取付けら
れているもの）と、この実施例の吸着塔１７を用い、吸
着剤を１８０℃で加熱再生する場合に必要な熱量を計測
した。この場合に、従来例の吸着塔に関しては、塔径を
６００ｍｍに、塔の外壁の厚みを６ｍｍに、塔長を１５
２４ｍｍに、外壁の材質をＳＳ４００に、鏡体部を２：
１ＥＤにそれぞれ設定した。また、断熱材の材質として
ロックウールを用い、その厚みを７５ｍｍに、密度を２
００ｋｇ／ｍ3に設定した。一方、この実施例の吸着塔
１７に関しては、内殻６７の塔径を６００ｍｍに、厚み
を２ｍｍに、塔長を１５２４ｍｍに、材質をＳＳ４００
に、鏡体部を２：１ＥＤにそれぞれ設定し、外殻６６の
塔径を６５０ｍｍに、厚みを６ｍｍに、塔長を１５８０
ｍｍに、材質をＳＳ４００に、鏡体部を２：１ＥＤにそ
れぞれ設定した。また、吸着剤として、モレキュラーシ
ーブを用いた。このような吸着塔における吸着剤、外
壁、断熱材、内外両殻６６，６７の重量、加熱温度、比
熱、放熱量、加熱時間および加熱必要熱量を表１（従来
例の吸着塔）および表２（この実施例の吸着塔）に示
す。表１および表２に示される加熱必要熱量は、下記の
式１（従来例の吸着塔）および式２（この実施例の吸着
塔）により算出した。なお、表１および表２において、
比熱の単位（※１）は、ｋｃａｌ／ｋｇ・℃であり、表
２において、伝熱係数（※２）の単位は、３．１ｋｃａ
ｌ／ｍ2 ・Ｈｒ・℃である。
塔（図１０に示すような、圧力容器９０からなる周壁の
外周面に、ロックウールからなる断熱材９１が取付けら
れているもの）と、この実施例の吸着塔１７を用い、吸
着剤を１８０℃で加熱再生する場合に必要な熱量を計測
した。この場合に、従来例の吸着塔に関しては、塔径を
６００ｍｍに、塔の外壁の厚みを６ｍｍに、塔長を１５
２４ｍｍに、外壁の材質をＳＳ４００に、鏡体部を２：
１ＥＤにそれぞれ設定した。また、断熱材の材質として
ロックウールを用い、その厚みを７５ｍｍに、密度を２
００ｋｇ／ｍ3に設定した。一方、この実施例の吸着塔
１７に関しては、内殻６７の塔径を６００ｍｍに、厚み
を２ｍｍに、塔長を１５２４ｍｍに、材質をＳＳ４００
に、鏡体部を２：１ＥＤにそれぞれ設定し、外殻６６の
塔径を６５０ｍｍに、厚みを６ｍｍに、塔長を１５８０
ｍｍに、材質をＳＳ４００に、鏡体部を２：１ＥＤにそ
れぞれ設定した。また、吸着剤として、モレキュラーシ
ーブを用いた。このような吸着塔における吸着剤、外
壁、断熱材、内外両殻６６，６７の重量、加熱温度、比
熱、放熱量、加熱時間および加熱必要熱量を表１（従来
例の吸着塔）および表２（この実施例の吸着塔）に示
す。表１および表２に示される加熱必要熱量は、下記の
式１（従来例の吸着塔）および式２（この実施例の吸着
塔）により算出した。なお、表１および表２において、
比熱の単位（※１）は、ｋｃａｌ／ｋｇ・℃であり、表
２において、伝熱係数（※２）の単位は、３．１ｋｃａ
ｌ／ｍ2 ・Ｈｒ・℃である。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
【式１】ｗ１・Δｔ１・ｃ１＋ｗ３・Δｔ３・ｃ３＋ｗ
４・Δｔ４・ｃ４
４・Δｔ４・ｃ４
【００２１】
【式２】ｗ１・Δｔ１・ｃ１＋ｗ２・Δｔ２・ｃ２＋ｗ
３・Δｔ３・ｃ４＋ｑ・Ｔ
３・Δｔ３・ｃ４＋ｑ・Ｔ
【００２２】上記表１および表２により明らかなよう
に、従来例の吸着塔に比べ、この実施例の吸着塔の方が
再生工程においてかなり有利（略１３％の動力削減にな
る）であることがわかる。
に、従来例の吸着塔に比べ、この実施例の吸着塔の方が
再生工程においてかなり有利（略１３％の動力削減にな
る）であることがわかる。
【００２３】このように、上記塔１の上部真空室３内
に、第１および第２の熱交換器２１，２３と精留塔２５
と分縮器３２および液体窒素貯槽２８を配設した場合に
は、従来のものと比べて、液体窒素貯槽２８をコールド
ボックスに供給するパイプが不用になり、ヒートリーク
によるロスが大幅に低減できるうえ、液体窒素貯槽２８
内の液体窒素が極低温であるため精留塔２５等のヒート
リークも減少し、その分液体窒素の使用量が減少する。
しかも、上記塔１が縦長に形成されているため、側方の
スペースをとらない。さらに、停止後のスタートアップ
時間を短縮することができる。例えば、２４時間停止後
にスタートアップする場合に、従来（液体窒素貯槽２８
別置型）では約３時間要していたのに対し、この実施例
では３０分程度で済む。そのうえ、液体窒素貯槽２８が
縦長に形成され、塔１の上端部から下端部にわたって配
設されているため、液体窒素貯槽２８内の超低温の液体
窒素が冷媒として作用し、塔１内を高さ方向の全体にわ
たって均一に冷却するという効果がある。特に、第２の
熱交換器２３が液体窒素貯槽２８の近傍に配設されてい
るため、上記冷媒の作用により第２の熱交換器２３が有
効に冷却されて、この第２の熱交換器２３による圧縮空
気の冷却が効率良く行える。そのうえ、この第２の熱交
換器２３が第１の熱交換器２１より小形であり、その分
熱容量が小さいため、液体窒素貯槽２８に熱的悪影響を
及ぼさない。
に、第１および第２の熱交換器２１，２３と精留塔２５
と分縮器３２および液体窒素貯槽２８を配設した場合に
は、従来のものと比べて、液体窒素貯槽２８をコールド
ボックスに供給するパイプが不用になり、ヒートリーク
によるロスが大幅に低減できるうえ、液体窒素貯槽２８
内の液体窒素が極低温であるため精留塔２５等のヒート
リークも減少し、その分液体窒素の使用量が減少する。
しかも、上記塔１が縦長に形成されているため、側方の
スペースをとらない。さらに、停止後のスタートアップ
時間を短縮することができる。例えば、２４時間停止後
にスタートアップする場合に、従来（液体窒素貯槽２８
別置型）では約３時間要していたのに対し、この実施例
では３０分程度で済む。そのうえ、液体窒素貯槽２８が
縦長に形成され、塔１の上端部から下端部にわたって配
設されているため、液体窒素貯槽２８内の超低温の液体
窒素が冷媒として作用し、塔１内を高さ方向の全体にわ
たって均一に冷却するという効果がある。特に、第２の
熱交換器２３が液体窒素貯槽２８の近傍に配設されてい
るため、上記冷媒の作用により第２の熱交換器２３が有
効に冷却されて、この第２の熱交換器２３による圧縮空
気の冷却が効率良く行える。そのうえ、この第２の熱交
換器２３が第１の熱交換器２１より小形であり、その分
熱容量が小さいため、液体窒素貯槽２８に熱的悪影響を
及ぼさない。
【００２４】また、吸着塔１７は、その吸着塔本体６５
が二重殻構造に構成されており、この二重殻構造の外殻
６６と内殻６７間の空間に空気層からなる断熱空間７５
を形成している。したがって、従来のように外壁の外周
部にロックウール等の断熱材からなる断熱層９１を設け
たものと比べて、吸着剤の再生のための加熱工程におい
て大きな熱量を必要としない。また、加熱された外殻６
６や断熱空間の熱量が少なく、再生された吸着剤の冷却
工程においてもこれを長時間冷却する必要もない。した
がって、再生加熱工程の加熱動力の削減や加熱・冷却時
間の短縮が可能になる（例えば、１８０℃で加熱再生す
る場合に、１３％の再生時間の短縮となる）。特に、耐
圧部材の肉厚が厚いものには、非常に有効である。さら
に、大気温度以上の流体や水分を多く含む流体に対する
吸着工程においても、放熱しやすく、吸着塔内温度上昇
を抑えることができ、吸着剤の性能（吸着容量等）を向
上させることができる。そのうえ、連通部７４がガス通
路７０のガス入口に設けたフィルター７２の周囲に形成
されているため、上記断熱空間７５が空気中の不純ガス
分の捕獲部として作用する。そして、これら捕獲された
不純ガス分がガス通路７０に流入してきた空気とともに
ガス出口側に流れても吸着剤で除去される。そのうえ、
下部室２内に空気を取り入れるため、扉４に空気取入口
５を設けている。したがって、従来例のように、ダクト
を設けて空気を取り入れるようにしたものと比べて、構
造が簡単になる。
が二重殻構造に構成されており、この二重殻構造の外殻
６６と内殻６７間の空間に空気層からなる断熱空間７５
を形成している。したがって、従来のように外壁の外周
部にロックウール等の断熱材からなる断熱層９１を設け
たものと比べて、吸着剤の再生のための加熱工程におい
て大きな熱量を必要としない。また、加熱された外殻６
６や断熱空間の熱量が少なく、再生された吸着剤の冷却
工程においてもこれを長時間冷却する必要もない。した
がって、再生加熱工程の加熱動力の削減や加熱・冷却時
間の短縮が可能になる（例えば、１８０℃で加熱再生す
る場合に、１３％の再生時間の短縮となる）。特に、耐
圧部材の肉厚が厚いものには、非常に有効である。さら
に、大気温度以上の流体や水分を多く含む流体に対する
吸着工程においても、放熱しやすく、吸着塔内温度上昇
を抑えることができ、吸着剤の性能（吸着容量等）を向
上させることができる。そのうえ、連通部７４がガス通
路７０のガス入口に設けたフィルター７２の周囲に形成
されているため、上記断熱空間７５が空気中の不純ガス
分の捕獲部として作用する。そして、これら捕獲された
不純ガス分がガス通路７０に流入してきた空気とともに
ガス出口側に流れても吸着剤で除去される。そのうえ、
下部室２内に空気を取り入れるため、扉４に空気取入口
５を設けている。したがって、従来例のように、ダクト
を設けて空気を取り入れるようにしたものと比べて、構
造が簡単になる。
【００２５】なお、上記実施例では、精留塔２５として
棚段式のものを用いているが、これに限定するものでは
なく、図１１および図１２に示すような充填物パック４
８が充填された充填式のものを用いるようにしてもよ
い。この充填物パック４８は、ステンレス等の金属製の
波状板４８ａを所定間隔を開けて交互に斜め方向に向く
ように積層したものであり、精留塔２５内には複数個の
充填物パック４８が、波状板４８ａの積層方向（矢印で
示す）が交互に直交するように積層されている。このよ
うな充填物パック４８を用いることで、運転時の精留塔
２５内での圧力損失を小さくするようにしている。
棚段式のものを用いているが、これに限定するものでは
なく、図１１および図１２に示すような充填物パック４
８が充填された充填式のものを用いるようにしてもよ
い。この充填物パック４８は、ステンレス等の金属製の
波状板４８ａを所定間隔を開けて交互に斜め方向に向く
ように積層したものであり、精留塔２５内には複数個の
充填物パック４８が、波状板４８ａの積層方向（矢印で
示す）が交互に直交するように積層されている。このよ
うな充填物パック４８を用いることで、運転時の精留塔
２５内での圧力損失を小さくするようにしている。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、この発明の高純度窒素ガ
ス製造装置によれば、液体窒素貯蔵手段と精留塔と両熱
交換器をそれぞれ縦長に形成し、ガス製造塔の下部室に
空気圧縮手段と除去手段を収容し、縦長に形成されたガ
ス製造塔の上部真空室に液体窒素貯蔵手段と精留塔と両
熱交換器を収容しているため、スタートアップ時間を短
縮することができ、しかも装置全体が縦長の構造にな
り、横側部にスペースをあまりとらず、設置スペースを
大幅に狭くすることができる。また、熱交換器を２個用
い、一方の熱交換器（第２の熱交換器）を通る圧縮空気
の冷却用の寒冷源として、分縮器内の液体空気を利用し
ている。また、上部真空室に断熱材としてパーライトを
充填する場合には、上部真空室の断熱が真空による断熱
とパーライトによる断熱とを併用して行うことができ、
効率のよい断熱が可能となる。また、液体窒素貯蔵手段
に第２の熱交換器が近接して配設されている場合には、
上記第２の熱交換器を通る圧縮空気の冷却用の寒冷源と
して、分縮器内の液体空気を利用するだけでなく、液体
窒素貯蔵手段内の超低温の液体窒素の冷熱をも有効に利
用できる。したがって、上記第２の熱交換器内の圧縮空
気を強力に冷却することができ、その分だけ第２の熱交
換器を小形化することができるようになる。このため、
上部真空室をさらに小形化して、設置スペースをさらに
小さくすることができるようになる。
ス製造装置によれば、液体窒素貯蔵手段と精留塔と両熱
交換器をそれぞれ縦長に形成し、ガス製造塔の下部室に
空気圧縮手段と除去手段を収容し、縦長に形成されたガ
ス製造塔の上部真空室に液体窒素貯蔵手段と精留塔と両
熱交換器を収容しているため、スタートアップ時間を短
縮することができ、しかも装置全体が縦長の構造にな
り、横側部にスペースをあまりとらず、設置スペースを
大幅に狭くすることができる。また、熱交換器を２個用
い、一方の熱交換器（第２の熱交換器）を通る圧縮空気
の冷却用の寒冷源として、分縮器内の液体空気を利用し
ている。また、上部真空室に断熱材としてパーライトを
充填する場合には、上部真空室の断熱が真空による断熱
とパーライトによる断熱とを併用して行うことができ、
効率のよい断熱が可能となる。また、液体窒素貯蔵手段
に第２の熱交換器が近接して配設されている場合には、
上記第２の熱交換器を通る圧縮空気の冷却用の寒冷源と
して、分縮器内の液体空気を利用するだけでなく、液体
窒素貯蔵手段内の超低温の液体窒素の冷熱をも有効に利
用できる。したがって、上記第２の熱交換器内の圧縮空
気を強力に冷却することができ、その分だけ第２の熱交
換器を小形化することができるようになる。このため、
上部真空室をさらに小形化して、設置スペースをさらに
小さくすることができるようになる。
【図１】この発明の一実施例を示す窒素ガス製造塔の斜
視図である。
視図である。
【図２】上記塔の要部断面図である。
【図３】上記塔の正面図である。
【図４】上記塔の背面図である。
【図５】上記塔の平面図である。
【図６】上記塔の上部真空室の説明図である。
【図７】上記塔に収容された高純度窒素ガス製造装置の
構成図である。
構成図である。
【図８】吸着塔の縦断面図である。
【図９】上記吸着塔の拡大横断面図である。
【図１０】従来例の吸着塔を示す縦断面図である。
【図１１】精留塔に用いる充填物パックの説明図であ
る。
る。
【図１２】上記充填物パックの拡大説明図である。
【図１３】従来例の真空保冷函の断面図である。
１ 窒素ガス製造塔 ２ 下部室 ３ 上部真空室 １１，１２ 空気圧縮機 １７ 吸着塔 ２１ 第１の熱交換器 ２２ 圧縮空気供給パイプ ２３ 第２の熱交換器 ２４ 分岐パイプ ２５ 精留塔 ２８ 液体窒素貯槽 ２９ 導入パイプ ３０ 取出パイプ ３２ 分縮器 ３３ 凝縮器 ３４ 第１の還流液パイプ ３５ 第２の還流液パイプ ４４ 案内パイプ
Claims (3)
- 【請求項１】 外部より取り入れた空気を圧縮する空気
圧縮手段と、この空気圧縮手段によって圧縮された圧縮
空気中の炭酸ガスと水とを除去する除去手段と、この除
去手段を経た圧縮空気を超低温により冷却する第１およ
び第２の熱交換器と、上記除去手段を経た圧縮空気を第
１の熱交換器に導入する導入路と、この導入路から分岐
しこの導入路内の圧縮空気の一部を第２の熱交換器に導
入する分岐路と、上記両熱交換を経由し超低温に冷却さ
れ合流された圧縮空気の一部を液化して内部に溜め窒素
のみを気体として保持する精留塔と、この精留塔の上部
側に滞留させた窒素ガスの一部を製品窒素ガスとして取
出す窒素ガス取出路と、上記精留塔の上部に設けられた
凝縮器内蔵型の分縮器と、上記精留塔と上記凝縮器とを
連通する還流路と、上記精留塔の底部の貯溜液体空気を
凝縮器冷却用の寒冷源として上記分縮器に送給する供給
路と、上記分縮器内の液体空気を圧縮空気冷却用の寒冷
源として上記第２の熱交換器に案内する案内路と、液体
窒素を貯蔵する液体窒素貯蔵手段と、この液体窒素貯蔵
手段内の液体窒素を圧縮空気液化用の寒冷源として上記
精留塔に導く液体窒素導入路を備え、縦長に形成された
上部真空室とその下側に設けられた下部室とからなるガ
ス製造塔を設け、上記液体窒素貯蔵手段と精留塔と両熱
交換器をそれぞれ縦長に形成し、上記下部室に上記空気
圧縮手段と除去手段を収容し、上記上部真空室に上記液
体窒素貯蔵手段と精留塔と両熱交換器を収容したことを
特徴とする高純度窒素ガス製造装置。 - 【請求項２】 上部真空室に、断熱材としてパーライト
が充填されている請求項１記載の高純度窒素ガス製造装
置。 - 【請求項３】 液体窒素貯蔵手段に第２の熱交換器が近
接して配設されている請求項１記載の高純度窒素ガス製
造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06449195A JP3526648B2 (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 高純度窒素ガス製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06449195A JP3526648B2 (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 高純度窒素ガス製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08261644A true JPH08261644A (ja) | 1996-10-11 |
| JP3526648B2 JP3526648B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=13259737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06449195A Expired - Fee Related JP3526648B2 (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 高純度窒素ガス製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3526648B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004535543A (ja) * | 2000-08-18 | 2004-11-25 | リンデ アクチエンゲゼルシヤフト | 低温空気分離装置 |
| FR2917490A1 (fr) * | 2007-06-12 | 2008-12-19 | Air Liquide | Boite froide d'un appareil de separation cryogenique par distillation |
| EP3628386A1 (fr) * | 2018-09-27 | 2020-04-01 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Enceinte de colonne de distillation |
| CN111520974A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-11 | 开封黄河空分集团有限公司 | 一种全低压空分设备用膨胀空气液化器 |
-
1995
- 1995-03-23 JP JP06449195A patent/JP3526648B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004535543A (ja) * | 2000-08-18 | 2004-11-25 | リンデ アクチエンゲゼルシヤフト | 低温空気分離装置 |
| FR2917490A1 (fr) * | 2007-06-12 | 2008-12-19 | Air Liquide | Boite froide d'un appareil de separation cryogenique par distillation |
| EP3628386A1 (fr) * | 2018-09-27 | 2020-04-01 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Enceinte de colonne de distillation |
| FR3086549A1 (fr) * | 2018-09-27 | 2020-04-03 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Enceinte de colonne de distillation |
| US11320195B2 (en) | 2018-09-27 | 2022-05-03 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Distillation column chamber |
| CN111520974A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-11 | 开封黄河空分集团有限公司 | 一种全低压空分设备用膨胀空气液化器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3526648B2 (ja) | 2004-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR900005985B1 (ko) | 고순도 질소가스 제조 장치 | |
| KR890001744B1 (ko) | 고순도 질소가스 제조장치 | |
| EP1612496B1 (en) | Air separator | |
| WO1985004466A1 (en) | Apparatus for producing high-purity nitrogen gas | |
| JPH0881203A (ja) | 高純度臭化水素精製方法及び装置 | |
| JP2005083588A (ja) | ヘリウムガス液化装置およびヘリウムガス回収・精製・液化装置 | |
| KR890001768B1 (ko) | 고순도 질소가스의 제법 | |
| JP3526648B2 (ja) | 高純度窒素ガス製造装置 | |
| JP2585955B2 (ja) | 空気分離装置 | |
| JP2007003097A (ja) | 窒素発生方法およびそれに用いる装置 | |
| KR890001743B1 (ko) | 질소가스 제조장치 | |
| JPH08291967A (ja) | 空気分離方法およびそれに用いる装置 | |
| JP3447437B2 (ja) | 高純度窒素ガス製造装置 | |
| JP3211070B2 (ja) | 高純度窒素ガス製造方法及び装置 | |
| JP2694377B2 (ja) | ヘリウムガス精製装置 | |
| JP3054062B2 (ja) | 精製器 | |
| JP3669665B2 (ja) | 空気分離装置 | |
| JP2997939B2 (ja) | 低温貯槽内の蒸発ガスの回収利用方法 | |
| US20060137392A1 (en) | Process and apparatus for cooling a stream of compressed air | |
| JPH0652140B2 (ja) | Ｈｅガス精製装置 | |
| JPH10325674A (ja) | 空気液化分離装置 | |
| JPH0712455A (ja) | 窒素ガス製造装置 | |
| JPH0620073Y2 (ja) | 液体窒素貯蔵装置 | |
| KR890001742B1 (ko) | 질소가스 제조장치 | |
| JPH0587447A (ja) | 窒素ガス製造装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031226 |
|
| 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: 20040203 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040217 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080227 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110227 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140227 Year of fee payment: 10 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |