JPS6041601B2 - アルゴン精製装置の制御方法 - Google Patents
アルゴン精製装置の制御方法Info
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- JPS6041601B2 JPS6041601B2 JP2789780A JP2789780A JPS6041601B2 JP S6041601 B2 JPS6041601 B2 JP S6041601B2 JP 2789780 A JP2789780 A JP 2789780A JP 2789780 A JP2789780 A JP 2789780A JP S6041601 B2 JPS6041601 B2 JP S6041601B2
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- argon
- compressor
- crude argon
- crude
- oxygen
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B23/00—Noble gases; Compounds thereof
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、大気から取入れた原料空気を圧縮、冷却、
精留して酸素、窒素、アルゴン等の生成物を採取する空
気分離装置の粗アルゴン塔から採取された粗アルゴンに
水素を添加し、反応させて粗アルゴン中の酸素を除去す
るアルゴン精製装置の制御方法に関するものである。
精留して酸素、窒素、アルゴン等の生成物を採取する空
気分離装置の粗アルゴン塔から採取された粗アルゴンに
水素を添加し、反応させて粗アルゴン中の酸素を除去す
るアルゴン精製装置の制御方法に関するものである。
空気分離装置の粗アルゴン塔から採取される粗アルゴ
ンの組成は、約９６％Ａｒ） ２％００、２％Ｎｏ で
あり、これを２Ｈ。
ンの組成は、約９６％Ａｒ） ２％００、２％Ｎｏ で
あり、これを２Ｈ。
＋０２→川２０にしてＯ２を除去するため、アルゴン精
製装置が使用されている。従来のアルゴン精製装置の制
御方法は、粗アルゴンの流量および粗アルゴン中の酸素
濃度を検出して、反応に必要とする水素添加量を算出し
、水素供給量を自動制御する方法が採用されている。一
般にアルゴン精製装置では、粗アルゴン中の酸素と添加
される水素の反応を促進させるため、パラジウム触媒が
使用されている。このパラジウム触媒による反応は、触
媒層の温度で２００〜４００℃で行なわれており、この
温度は酸素と水素の反応熱による流体の温度上昇によつ
て決められる。パラジウム触媒槽の温度が２００℃以下
に低下すると反応が遅くなり、粗アルゴン中の酸素を完
全に除去できなくなる。また、逆にパラジウム触媒槽の
温度が５０００Ｃ以上すると反応が爆発的に行なわれ、
危険である上に材料強度上からも限界になる。 空気分
離装置の粗アルゴン塔から採取される粗アルゴン中には
、約２％の酸素が含まれており、酸素濃度のまま水素を
添加して触媒反応を行なわせると、反応熱により流体の
温度が５００℃を超えてしまう。そのため、一般には粗
アルゴンを圧縮するためのアルゴン圧縮機を設け、この
圧縮機の容量は空気分離装置の粗アルゴン塔から採取さ
れる粗アルゴン量の１．５〜３倍に設定されている。し
カルて、アルゴン圧縮機の容量に対する粗アルゴン量の
不足分は、パラジウム触媒槽から出た酸素を含まない粗
アルゴンを冷却した後、その一部をアルコ７圧縮機の吸
入側に戻して粗アルゴン塔からの粗アルゴンと混合し、
アルゴン圧縮機の吐出機の吐出側すなわち、パラジウム
触媒槽の入口における酸素濃度を１％０２前後に低下さ
せて、反応による流体の温度上昇を抑制している。しか
しながら、従来の制御方法においては、アルゴン圧縮機
の回転数が一定であるため吐出量が一定であり、空気分
離装置の粗アルゴン塔から供給される粗アルゴン流量お
よび粗アルゴン中の酸素濃度の変動に対して追随できな
いという問題がある。すなわち、空気分離装置の粗アル
ゴン塔から供給される粗アルゴンの流量および粗アルゴ
ン中の酸素濃度が大きい場合には、反応塔であるパラジ
ウム触媒槽入口の酸素濃度が高くなつて酸素一水素の爆
発の危険性があり、また、反対に粗アルゴンの流量およ
び粗アルゴン中の酸素濃度が小さい場合には、パラジウ
ム触媒槽入口の酸素濃度が低くなつてパラジウム触媒槽
内の反応温度が低くなり、安定した反応が行なわれなか
つたり、また、必要以上に多くなつている酸素を除去し
たアルゴンのバイパス流量を圧縮することにより無駄な
電力を消費している。本発明は、粗アルゴン塔から供給
される粗アルゴンの流量および粗アルゴン中の酸素濃度
の変動に対して、常時安定した反応を行なわせると共に
電力消費量を低減することを目的としたものである。
製装置が使用されている。従来のアルゴン精製装置の制
御方法は、粗アルゴンの流量および粗アルゴン中の酸素
濃度を検出して、反応に必要とする水素添加量を算出し
、水素供給量を自動制御する方法が採用されている。一
般にアルゴン精製装置では、粗アルゴン中の酸素と添加
される水素の反応を促進させるため、パラジウム触媒が
使用されている。このパラジウム触媒による反応は、触
媒層の温度で２００〜４００℃で行なわれており、この
温度は酸素と水素の反応熱による流体の温度上昇によつ
て決められる。パラジウム触媒槽の温度が２００℃以下
に低下すると反応が遅くなり、粗アルゴン中の酸素を完
全に除去できなくなる。また、逆にパラジウム触媒槽の
温度が５０００Ｃ以上すると反応が爆発的に行なわれ、
危険である上に材料強度上からも限界になる。 空気分
離装置の粗アルゴン塔から採取される粗アルゴン中には
、約２％の酸素が含まれており、酸素濃度のまま水素を
添加して触媒反応を行なわせると、反応熱により流体の
温度が５００℃を超えてしまう。そのため、一般には粗
アルゴンを圧縮するためのアルゴン圧縮機を設け、この
圧縮機の容量は空気分離装置の粗アルゴン塔から採取さ
れる粗アルゴン量の１．５〜３倍に設定されている。し
カルて、アルゴン圧縮機の容量に対する粗アルゴン量の
不足分は、パラジウム触媒槽から出た酸素を含まない粗
アルゴンを冷却した後、その一部をアルコ７圧縮機の吸
入側に戻して粗アルゴン塔からの粗アルゴンと混合し、
アルゴン圧縮機の吐出機の吐出側すなわち、パラジウム
触媒槽の入口における酸素濃度を１％０２前後に低下さ
せて、反応による流体の温度上昇を抑制している。しか
しながら、従来の制御方法においては、アルゴン圧縮機
の回転数が一定であるため吐出量が一定であり、空気分
離装置の粗アルゴン塔から供給される粗アルゴン流量お
よび粗アルゴン中の酸素濃度の変動に対して追随できな
いという問題がある。すなわち、空気分離装置の粗アル
ゴン塔から供給される粗アルゴンの流量および粗アルゴ
ン中の酸素濃度が大きい場合には、反応塔であるパラジ
ウム触媒槽入口の酸素濃度が高くなつて酸素一水素の爆
発の危険性があり、また、反対に粗アルゴンの流量およ
び粗アルゴン中の酸素濃度が小さい場合には、パラジウ
ム触媒槽入口の酸素濃度が低くなつてパラジウム触媒槽
内の反応温度が低くなり、安定した反応が行なわれなか
つたり、また、必要以上に多くなつている酸素を除去し
たアルゴンのバイパス流量を圧縮することにより無駄な
電力を消費している。本発明は、粗アルゴン塔から供給
される粗アルゴンの流量および粗アルゴン中の酸素濃度
の変動に対して、常時安定した反応を行なわせると共に
電力消費量を低減することを目的としたものである。
本発明は、粗アルゴンの流量と粗アルゴン中の酸素濃度
を検出し、粗アルゴン流量および粗アルゴン中の酸素濃
度の変動に対応してアルコ７圧縮機の回転数を制御し、
かつ、アルゴン圧縮機の回転数に応じて酸素を除去した
アルゴンをアルゴン圧縮機の吸入側にバイパスさせるバ
イパス流量を自動制御することにより、パラジウム触媒
槽入口における酸素濃度を一定に保つて常時安定した反
応を行なわせるようにしたものである。
を検出し、粗アルゴン流量および粗アルゴン中の酸素濃
度の変動に対応してアルコ７圧縮機の回転数を制御し、
かつ、アルゴン圧縮機の回転数に応じて酸素を除去した
アルゴンをアルゴン圧縮機の吸入側にバイパスさせるバ
イパス流量を自動制御することにより、パラジウム触媒
槽入口における酸素濃度を一定に保つて常時安定した反
応を行なわせるようにしたものである。
以下、本発明による制御方法を実施したアルゴン精製装
置の一例を図面によつて説明する。
置の一例を図面によつて説明する。
１は粗アルゴン塔から供給される粗アルゴン中の酸素濃
度を測定する酸素分析計、２は粗アルゴンの流量を測定
する流量計、３は自動調節弁４で粗アルゴン供給量を増
減量運転に合わせて一定に制御する流量指示調節計、５
は酸素分析計１で検出した酸素濃度および流量計２で検
出した粗アルゴン流量により反応に必要とする水素量を
算出する演算器、６は演算器５の演算値により自動調節
弁７を介して水素供給量を自動制御する流量指示調節計
、８は酸素分析計１で検出した酸素濃度および流量計２
で検出した粗アルゴン流量によりアルゴン圧縮機１０の
必要回転数を算出する演算器、９は演算器８の演算値に
よりモータの回転数を制御してアルゴン圧縮機１０の吐
出流量を自動制御する回転数制御盤、１１はパラジウム
触媒槽、１２および１３はアルゴン圧縮機１０の吸入側
および吐出側の圧力指示調節計で、アルゴン圧縮機１０
の吸入、吐出圧力をバランスさせるための吸入側と吐出
側の流量がほぼ等しくなるように自動調節弁１４により
酸素を除去したアルゴンの一部をアルゴン圧縮機１０の
吸入側にバイパスさせるものである。
度を測定する酸素分析計、２は粗アルゴンの流量を測定
する流量計、３は自動調節弁４で粗アルゴン供給量を増
減量運転に合わせて一定に制御する流量指示調節計、５
は酸素分析計１で検出した酸素濃度および流量計２で検
出した粗アルゴン流量により反応に必要とする水素量を
算出する演算器、６は演算器５の演算値により自動調節
弁７を介して水素供給量を自動制御する流量指示調節計
、８は酸素分析計１で検出した酸素濃度および流量計２
で検出した粗アルゴン流量によりアルゴン圧縮機１０の
必要回転数を算出する演算器、９は演算器８の演算値に
よりモータの回転数を制御してアルゴン圧縮機１０の吐
出流量を自動制御する回転数制御盤、１１はパラジウム
触媒槽、１２および１３はアルゴン圧縮機１０の吸入側
および吐出側の圧力指示調節計で、アルゴン圧縮機１０
の吸入、吐出圧力をバランスさせるための吸入側と吐出
側の流量がほぼ等しくなるように自動調節弁１４により
酸素を除去したアルゴンの一部をアルゴン圧縮機１０の
吸入側にバイパスさせるものである。
導管２１を通して粗アルゴン塔から供給された粗アルゴ
ンの組成は約９６％Ａｒｌ２％０２、２％Ｎ２であり、
粗アルゴンの供給量は流量指示調節計３および自動調節
弁４で増減量運転に応じて一定に制御され、導管２２よ
りアルゴン圧縮機１０に導入される導管２６より供給さ
れる添加水素量は演算器５で算出され、流量指示調節計
および自動調節弁７を経て導管２７よリアルコン圧縮機
１０から吐出された粗アルゴンに添加されて、導管２３
よりパラジウム触媒槽１１に導入される。
ンの組成は約９６％Ａｒｌ２％０２、２％Ｎ２であり、
粗アルゴンの供給量は流量指示調節計３および自動調節
弁４で増減量運転に応じて一定に制御され、導管２２よ
りアルゴン圧縮機１０に導入される導管２６より供給さ
れる添加水素量は演算器５で算出され、流量指示調節計
および自動調節弁７を経て導管２７よリアルコン圧縮機
１０から吐出された粗アルゴンに添加されて、導管２３
よりパラジウム触媒槽１１に導入される。
パラジウム触媒槽１１で反応により酸素を除去されたア
ルゴンは、その大部分が導管２４よりつぎの工程に送ら
れるが、その一部は自動調節弁１４および導管２５を経
てアルゴン圧縮機１０の吸入側の導管２２内にバイパス
される。この場合、酸素分析計１で検出した酸素濃度お
よび流量計２で検出した粗アルゴン流量により、演算器
８でアルゴン圧縮機１０の必要回転数を算出してアルコ
７圧縮機１０の回転数を制御することにより、粗アルゴ
ンの流量および粗アルゴン中の酸素濃度の変動に対応し
てアルゴン圧縮機１０の吐出流量を制御することができ
、パラジウム触媒槽１１の入口側における酸素濃度を常
常時一定に保つことができる。すなわち、粗アルゴン塔
から供給される粗アルゴン中の酸素濃度が増加すると、
アルゴン圧縮機１０の回転数を上げて吐出量を増加させ
ることにより、粗アルゴン供給量は一定に制御されてい
るため、吐出量の増加に対応して圧力指示調節計１２，
１３および自動調節弁１４により、酸素を除去したアル
ゴンのバイパス流量が増加し、て、パラジウム触媒槽１
１入口側におる酸素濃度は一定に保たれる。また、粗ア
ルゴン中の酸素濃度が減少すると、アルゴン圧縮機１０
の回転数を下げて吐出量を減少させることにより、上述
と同様に吐出量の減少に対応して酸素を除去したアルゴ
ンのバイパス流量が減少して、パラジウム触媒槽１１入
口側における酸素濃度は一定に保たれ。したがつて、粗
アルゴン塔から供給される粗アルゴン中の酸素濃度が変
動しても、パラジウム触媒槽１１入口側における酸素濃
度を常時一定保持することができると共に、粗アルゴン
中の酸素濃度が低い場合には、アルゴン圧縮機１０の回
転数を下げて安定した反応を行なわせることができるた
め、消費電力を減少することができる。上述の説明は、
粗アルゴン中の酸素濃度が変動した場合について述べた
が、粗アルゴン塔から供給される粗アルゴンの流量が変
動した場合においても、上述と同様にアルゴン圧縮機１
０の回転数を制御することによつて対応することができ
る。
ルゴンは、その大部分が導管２４よりつぎの工程に送ら
れるが、その一部は自動調節弁１４および導管２５を経
てアルゴン圧縮機１０の吸入側の導管２２内にバイパス
される。この場合、酸素分析計１で検出した酸素濃度お
よび流量計２で検出した粗アルゴン流量により、演算器
８でアルゴン圧縮機１０の必要回転数を算出してアルコ
７圧縮機１０の回転数を制御することにより、粗アルゴ
ンの流量および粗アルゴン中の酸素濃度の変動に対応し
てアルゴン圧縮機１０の吐出流量を制御することができ
、パラジウム触媒槽１１の入口側における酸素濃度を常
常時一定に保つことができる。すなわち、粗アルゴン塔
から供給される粗アルゴン中の酸素濃度が増加すると、
アルゴン圧縮機１０の回転数を上げて吐出量を増加させ
ることにより、粗アルゴン供給量は一定に制御されてい
るため、吐出量の増加に対応して圧力指示調節計１２，
１３および自動調節弁１４により、酸素を除去したアル
ゴンのバイパス流量が増加し、て、パラジウム触媒槽１
１入口側におる酸素濃度は一定に保たれる。また、粗ア
ルゴン中の酸素濃度が減少すると、アルゴン圧縮機１０
の回転数を下げて吐出量を減少させることにより、上述
と同様に吐出量の減少に対応して酸素を除去したアルゴ
ンのバイパス流量が減少して、パラジウム触媒槽１１入
口側における酸素濃度は一定に保たれ。したがつて、粗
アルゴン塔から供給される粗アルゴン中の酸素濃度が変
動しても、パラジウム触媒槽１１入口側における酸素濃
度を常時一定保持することができると共に、粗アルゴン
中の酸素濃度が低い場合には、アルゴン圧縮機１０の回
転数を下げて安定した反応を行なわせることができるた
め、消費電力を減少することができる。上述の説明は、
粗アルゴン中の酸素濃度が変動した場合について述べた
が、粗アルゴン塔から供給される粗アルゴンの流量が変
動した場合においても、上述と同様にアルゴン圧縮機１
０の回転数を制御することによつて対応することができ
る。
すなわち、増量運転に対応して流量指示調節計３により
自動調節弁４が作動され、粗アルゴン供給量が一定量増
加すると、アルゴン圧縮機１０の回転数を上けて吐出量
を増加させることにより、吐出量の増加に対応して圧力
指示調節計１２，１３および自動調節弁１４により、酸
素を除去したアルゴンのバイパス流量が増加して、パラ
ジウム槽１１入口側における酸素濃度は一定に保たれる
。また、減量運転に対して流量指示調節計３により自動
調節弁４が作動され、粗アルゴン供給量が一定量減少す
ると、アルゴン圧縮機１０の回転数を下げて吐出量を減
少させることにより、上述と同様に吐出量の減少に対応
して酸素を除去したアルゴンのバイパス流量が減少して
、パラジウム触媒槽１１入口側における酸素濃度は一定
に保たれる。したがつて、粗アルゴンの流量が変動して
も、パラジウム触媒槽１１入口側における酸素濃度を常
時一定に保持することができる。本発明は以上述べたよ
うにしたものであるから、粗アルゴンの流量および粗ア
ルゴン中の酸素濃度の変動に対して、反応に必要とする
添加水素量を供給することができると共に、パラジウム
触媒槽入口の酸素濃度を常時一定に保つことができて、
安定した反応を行なわせることができ、かつ、粗アルゴ
ンの流量および粗アルゴン中の酸素濃度が小さい場合に
は、アルゴン圧縮機の回転数が低下するため、電力消費
を低減することができる。
自動調節弁４が作動され、粗アルゴン供給量が一定量増
加すると、アルゴン圧縮機１０の回転数を上けて吐出量
を増加させることにより、吐出量の増加に対応して圧力
指示調節計１２，１３および自動調節弁１４により、酸
素を除去したアルゴンのバイパス流量が増加して、パラ
ジウム槽１１入口側における酸素濃度は一定に保たれる
。また、減量運転に対して流量指示調節計３により自動
調節弁４が作動され、粗アルゴン供給量が一定量減少す
ると、アルゴン圧縮機１０の回転数を下げて吐出量を減
少させることにより、上述と同様に吐出量の減少に対応
して酸素を除去したアルゴンのバイパス流量が減少して
、パラジウム触媒槽１１入口側における酸素濃度は一定
に保たれる。したがつて、粗アルゴンの流量が変動して
も、パラジウム触媒槽１１入口側における酸素濃度を常
時一定に保持することができる。本発明は以上述べたよ
うにしたものであるから、粗アルゴンの流量および粗ア
ルゴン中の酸素濃度の変動に対して、反応に必要とする
添加水素量を供給することができると共に、パラジウム
触媒槽入口の酸素濃度を常時一定に保つことができて、
安定した反応を行なわせることができ、かつ、粗アルゴ
ンの流量および粗アルゴン中の酸素濃度が小さい場合に
は、アルゴン圧縮機の回転数が低下するため、電力消費
を低減することができる。
図面は本発明を実施したアルゴン精製装置の一例を示す
系統図である。 １・・・・・・酸素分析計、２・・・・・・流量計、３
，６・・・流量指示調節計、４，７，１４・・・・・・
自動調節弁、５，８・・・・・・演算器、９・・・・・
・回転数制御盤、１０・・・・・・アルゴン圧縮機、１
１・・・・・・パラジウム触媒槽、１２，１３・・・・
・・圧力指示調節計、２１〜２７・・導管。
系統図である。 １・・・・・・酸素分析計、２・・・・・・流量計、３
，６・・・流量指示調節計、４，７，１４・・・・・・
自動調節弁、５，８・・・・・・演算器、９・・・・・
・回転数制御盤、１０・・・・・・アルゴン圧縮機、１
１・・・・・・パラジウム触媒槽、１２，１３・・・・
・・圧力指示調節計、２１〜２７・・導管。
Claims (1)
- １ 空気分離装置の粗アルゴン塔から採取された粗アル
ゴンをアルゴン圧縮機で圧縮した後水素を添加し、パラ
ジウム触媒槽で反応させて粗アルゴン中に含まれる酸素
を除去すると共に、酸素を除去したアルゴンの一部をア
ルゴン圧縮機の吸入側にバイパスさせるようにしたアル
ゴン精製装置において、粗アルゴンの流量および粗アル
ゴン中の酸素濃度を検出し、反応に必要とする水素添加
量を算出して水素供給量を自動制御すると共に、上記パ
ラジウム触媒槽入口側における酸素濃度を触媒反応に適
した一定濃度に保つように上記アルゴン圧縮機の必要回
転数を算出してアルゴン圧縮機の回転数を制御し、かつ
、アルゴン圧縮機の回転数に応じて上記酸素を除去した
アルゴンのバイパス流量を自動制御することを特徴とす
るアルゴン精製装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2789780A JPS6041601B2 (ja) | 1980-03-07 | 1980-03-07 | アルゴン精製装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2789780A JPS6041601B2 (ja) | 1980-03-07 | 1980-03-07 | アルゴン精製装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56125209A JPS56125209A (en) | 1981-10-01 |
| JPS6041601B2 true JPS6041601B2 (ja) | 1985-09-18 |
Family
ID=12233668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2789780A Expired JPS6041601B2 (ja) | 1980-03-07 | 1980-03-07 | アルゴン精製装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6041601B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4836082B2 (ja) * | 2007-02-09 | 2011-12-14 | 株式会社日立メディコ | 診療用***保持装置 |
-
1980
- 1980-03-07 JP JP2789780A patent/JPS6041601B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56125209A (en) | 1981-10-01 |
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