KR950006408A - 액체 산소 펌핑 방법 및 장치 - Google Patents

액체 산소 펌핑 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

압축되고 정제된 공기를 주 열 교환기에서 이슬점 온도 부근으로 냉각시킨 후 공기를 액체 산소 분획물로 정류하고자 고안된 공기 분리 유니트로 도입하는, 비중이 큰 불순물을 저농도로 함유하도록 송출 압력에서 기상 산소생성물을 제조하기 위한 방법 및 장치, 상기 공기 분리 유니트는 응축기-리보일러 시설에 의한 열 전달 관계로 서로 작동적으로 관련된 고압 및 저압 컬럼을 포함한다. 분리할 공기의 액상은 저압 컬럼내에서 하강함에 따라 비중이 큰 불순물의 농도가 점점 높아져 응축기-리보일러의 섬프에 수집되는 액체 산소에는 비중이 큰 불순물이 농축되고 섬프로 유입되는 액상은 비중이 큰 불순물을 저농도로 함유한다. 생성물 스트림이 섬프에 이르기 전에 액상으로부터 회수하여 송출 압력으로 펌핑한 후 주 열교환기에서 기화시킨다. 액체 산소내 불순물 농도가 그의 용해도 한계에 이르지 않도록 섬프로 부터 액체 산소의 퍼지스트림을 제거한다.

Description

액체 산소 펌핑 방법 및 장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

Claims (8)

  1. 공기를 압축하고, 압축된 공기로부터 압축열을 제거하고, 정제하고; 상기 공기를 주 열 교환기에서 정류에 적합한 온도로 냉각시키고; 섬프(sump)를 가진 응축기-리보일러 시설에 의한 열전달 관계로 서로 작동적으로 관련되며, 상승함에 따라 질소의 농도가 대단히 증가하는 상승하는 기상을, 하강하에 따라 산소 및 비중이 큰 불순물의 농도가 대단히 증가하는 하강하는 액상과 접촉시키기 위한 접촉 요소를 각각 가진 고압 및 저압 컬럼을 포함하는 이중 정류 컬럼에, 더욱 압축시킨 공기를 도입하여, 저압 컬럼에서, 비중이 큰 불순물을 고농도로 함유한 액체 산소를 응축기-리보일러의 섬프에 수집하고 섬프로 유입되는 액상은 비중이 큰 불순물을 저농도로 갖도록 상기 공기를 정류하고; 상기 공정의 열 수지를 유지하도록 상기 공정에 냉동 공정을 도입하고; 응축기-리보일러의 섬프로 유입되는 액상으로 이루어진 다량의 액체 산소 스트림을 저압 컬럼으로부터 회수하고, 이를 송출압력으로 펌핑하고, 주 열 교환기내에서 상기 액체 산소 스트림을 기화시켜 기상 산소 생성물을 제조하고; 비중이 큰 불순물이 이들의 용해도 한계 이상으로 액체 산소에 농축되지 않도록 응축기-리보일러의 섬프에 수집된 액체산소로 이루어진 퍼지 액체 산소 스트림을 저압 컬럼으로부터 회수하고; 비중이 큰 불순물이 퍼지 액체 산소 스트림내에 함유된 액체 산소와 함께 실질적으로 기화되기에 충분히 높은 압력으로 상기 퍼지 액체 산소 스트림을 펌핑하고; 및 주 열교환기 내에서 퍼지 액체 산소 스트림을 기화시킴을 포함하는 비중이 큰 불순물을 저농도로 함유하도록 송출 압력에서 상기 기상 산소 생성물을 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 공기의 적어도 일부를 더욱 압축시켜 더욱 압축된 공기 스트림을 형성하고; 주 열 교환기내에서 더욱 압축된 공기를 스트림의 공기를 정류에 적합한 온도로 냉각하고; 및 상기 공기를 이중 정류 컬럼에 도입함을 또한 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 퍼지 액체 산소 스트림을, 비중이 큰 불순물이 상기 퍼지 액체 산소 스트림내에 함유된 액체 산소와 함께 실질적으로 기화되기에 충분히 높은 압력으로 펌핑하고; 및 상기 퍼지 액체 산소 스트림을 주 열 교환기에서 기화시키는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 공기를 정제한 후, 상기 공기를 제 1 및 제2보조 스트림으로 분리하고; 제1 보조 스트림을 압축시켜 상기 더욱 압축된 스트림을 형성하고; 제2 보조 스트림을 주 열 교환기에서 부분적으로 냉각시켜 제1 및 제2 부분 스트림으로 분리하고; 제2 부분 스트림을 완전히 냉각하여 함유된 공기를 정류하기 위해 고압 컬럼에 도입하고; 더욱 가압된 스트림의 압력을 감소시키고, 함유된 공기를 정류하기 위해 각각 고압 및 저압 컬럼에 도입하는 두부분으로 분리하고; 저압 컬럼으로 도입되는 더욱 압축된 스트림의 두부분중 하나를 비냉각하고 저압컬럼에 도입하기 전에 저압 컬럼의 압력으로 압력을 감소시키고; 및 제1부분 스트림을 일의 수행으로 저압 컬럼의 압력으로 팽창시키고 함유된 공기를 정류하고 상기 공정에 냉동 공정을 도입하기 위해 저압 컬럼내에 도입하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 고압 컬럼내에서 하강하는 액상은 산소를 다량 함유하는 컬럼 기부 생성물 형태로 수집하고 고압 컬럼내에서 상승하는 기상은 질소를 다량 함유하는 탑 오버헤드 생성물을 제조하고; 저압 컬럼의 섬프에서 수집한 액체 산소를 기화시키면서 질소를 다량 함유하는 탑 오버헤드 생성물을 응축시키고; 저압 컬럼내에서 상승하는 기상은 저압 컬럼에서 질소 증기 탑 오버헤드 생성물을 제조하고; 불순한 액체 산소 스트림을 더욱 정제하기 위해 고압 컬럼으로부터 회수하고, 비냉각하고, 저압 컬럼 압력으로 압력을 감소시켜 저압 컬럼으로 도입하고; 응축된 질소를 다량 함유하는 탑 오버헤드 생성물로 이루어진 액체 질소 스트림을 응축기-리보일러로부터 회수하고 2개의 액체 질소 부분 스트림으로 분리하여 상기 2개의 액체 질소 스트림중 하나는 환류물 형태로 고압컬럼에 공급하고 다른 하나는 비냉각하고 저압 컬럼의 압력으로 압력을 감소시켜 환류물 형태로 저압 컬럼으로 도입하고; 및 질소 증기 탑 오버헤드 생성물로 이루어진 폐 질소 스트림을 저압 컬럼으로부터 회수하고, 불순한 액체 산소, 더욱 압축된 공기 스트림의 두 부분중 하나, 및 2개의 액체 질소 부분 스트림중 다른 하나를 비냉각시키면서 폐 질소 스트림을 부분적으로 가온시키고 주 열 교환기에서 완전히 가온시키는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 접촉 요소가 하향 파이프(downcomer)를 갖는 트레이를 포함하고; 및 다량의 액체 산소 스트림을 상기 응축기-리보일러 바로 위헤 위치하는 제1단 트레이에 연결된 하향 파이프로부터 회수하는 방법.
  7. 공기를 압축하고 정제하기 위한 수단; 기상 산소 생성물을 형성하는 펌핑된 액체 산소 스트림을 기화시키면서 상기 공기를 정류에 적합한 온도로 냉각시키기 위해, 압축 및 정제 수단에 연결되어 있는 주 열 교환 수단; 상기 장치에 냉동 공정을 도입하여 상기 장치의 열 수지를 유지하기 위한 수단; 저압 컬럼에서 비중이 큰 불순물을 고농도로 함유한 액체 산소를 응축기-리보일러의 섬프에서 수집하고 섬프로 유입되는 액상은 비중이 큰 불순물을 저농도로 갖도록, 주 열 교환 수단에 연결되어 있으며, 섬프를 가진 응축기-리보일러 시설에 의한 열 전달관계로 작동적으로 서로 관련되고, 상승함에 따라 질소의 농도가 대단히 증가하는 상승하는 기상을, 하강함에 따라 산소 및 비중이 큰 불순물의 농도가 대단히 증가하는 하강하는 액상과 접촉시키기 위한 접촉 요소를 각각 가진 고압 및 저압 컬럼을 포함하는 이중 컬럼 공기 분리 유니트; 섬프로 유입되는 액상으로 이루어진 액체 산소를 송출 압력으로 펌핑함으로써 펌핑된 액체 산소 스트림을 형성하도록 주 열 교환 수단과 저압 컬럼 사이에 연결되어 있는 제1 펌프; 및 비중이 큰 불순물이 이들의 용해도 한계이상으로 액체 산소에 농축되지 않도록 응축기-리보일러의 섬프에 수집된 액체 산소를 회수하고, 액체 산소의 기화기 응축기-리보일러의 섬프에 수집된 상기 액체 산소중에 존재하는 비중이 큰 불순물이 주 열 교환기내에서 기화되도록 회수한 액체 산소를 충분한 압력으로 펌핑하기 위해, 주 열 교환 수단과 응축기-리보일러의 섬프사이에 연결되어 있는 제2 펌프를 포함하는, 기상 산소 생성물을 송출 압력에서 제조하고 비중이 큰 불순물을 저농도로 함유하도록 공기를 정류하기 위한 장치.
  8. 제7항에 있어서, 압축 및 정제 수단이 공기를 압축시키는 주 압축기, 상기 공기로부터 압축열을 제거하기 위해 주 압축기에 연결되어 있는 제1 후냉각기, 상기 공기를 정제하기 위해 제1 후냉각기에 연결되어 있는 정제수단, 정지 수단에 연결되어 있는 고압 공기 압축기, 및 고압 공기 압축기에 연결되어 있는 제2 후냉각기를 포함하고; 주 열 교환 수단은, 주 압축기에 의해 형성된 압축된 제1 보조 공기 스트림을 고압 공기 압축기에서 더욱 압축시켜 더욱 압축된 스트림을 형성하고 주 압축기에 의해 형성된 제2 보조 공기 스트림을 주 열 교환 수단내에서 완전히 냉각하기 위해 정제 수단에 또한 연결되어 있고; 제2 후냉각기는, 더욱 압축된 스트림을 주 열 교환 수단내에서 완전히 냉각시키기 위해 주 열 교환 수단에 연결되어 있고; 주 열 교환 수단에는, 냉각시킬 압축된 제2 보조 공기 스트림의 일부를 부분적으로 냉각시킨 후 회수하여 제1 부분 스트림을 형성하고 완전히 냉각시킬 압축된 제2 보조 공기 스트리의 나머지는 제2 부분 스트림을 형성하도록 중간 유출구가 또한 있으며; 냉동 수단이, 팽창일의 수행으로 제1 부분 스트림을 팽창시키기 위해 저압 컬럼과 주 열 교환 수단의 중간 유출구사이에 연결되어 있는 터보팽창기를 포함하고; 주 열 교환 수단은, 제2 부분 스트림이 고압 컬럼의 기부 위치에 도입되고 더욱 압축된 스트림의 두부분이 이들의 중간 수준에서 고압 및 저압 컬럼으로 도입되도록 고압 컬럼에 연결되어 있고; 및 2개의 주울-톰슨 밸브가, 더욱 압축된 스트림의 각각의 두부분의 압력을 고압 및 저압 컬럼에 도입하기 전에 고압 및 저압의 압력으로 감소시키기 위해 주 열 교환 수단과 고압 및 저압 컬럼사이에 삽입되어 있는 장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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