JP3217320B2 - 窒素発生装置およびその運転方法 - Google Patents
窒素発生装置およびその運転方法Info
- Publication number
- JP3217320B2 JP3217320B2 JP00954399A JP954399A JP3217320B2 JP 3217320 B2 JP3217320 B2 JP 3217320B2 JP 00954399 A JP00954399 A JP 00954399A JP 954399 A JP954399 A JP 954399A JP 3217320 B2 JP3217320 B2 JP 3217320B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nitrogen
- amount
- liquid
- gas
- air
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、深冷分離法による
窒素発生装置およびその運転方法に関する。
窒素発生装置およびその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の窒素発生装置において、装置各
部の条件と設定された製品ガス窒素発生量および製品液
体窒素発生量をマイクロコンピュータに入力して必要な
原料空気量を演算し、これを原料空気量調節器の設定値
として出力することにより、自動的に運転する方法が、
例えば特開昭６２−１２３２７９号公報に見られるよう
に知られている。
部の条件と設定された製品ガス窒素発生量および製品液
体窒素発生量をマイクロコンピュータに入力して必要な
原料空気量を演算し、これを原料空気量調節器の設定値
として出力することにより、自動的に運転する方法が、
例えば特開昭６２−１２３２７９号公報に見られるよう
に知られている。
【０００３】この自動運転方法は、製品窒素純度をほぼ
一定にする純度優先モードのみで運転されていた。
一定にする純度優先モードのみで運転されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の自動運転方法
は、上記したように、純度優先モードのみで運転されて
いたため、採取しようとする製品ガス窒素量および製品
液体窒素量に好適な運転ができないという問題があっ
た。
は、上記したように、純度優先モードのみで運転されて
いたため、採取しようとする製品ガス窒素量および製品
液体窒素量に好適な運転ができないという問題があっ
た。
【０００５】したがって、本発明の目的は、採取しよう
とする製品ガス窒素量および製品液体窒素量に好適な動
作モードでの運転を可能とする窒素発生装置およびその
運転方法を提供することにある。
とする製品ガス窒素量および製品液体窒素量に好適な動
作モードでの運転を可能とする窒素発生装置およびその
運転方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、製品窒素純度をほぼ一定にする純度優先
モードと原料空気に与えられる寒冷量に依存した製品液
体窒素採取量を主体とする液体窒素採取優先モードとの
いずれのモードにおいても動作し、原料空気を深冷分離
して製品ガス窒素および製品液体窒素を発生する深冷分
離装置と、装置運転のための各種データが記憶されたマ
イクロコンピュータとを備え、 上記マイクロコンピュー
タに上記ガス窒素および液体窒素の採取量データが入力
されるステップと、入力された上記採取量データと記憶
された上記各種データとに基づいた演算結果に応じて上
記深冷分離装置の動作モードを判別するステップと、判
別された動作モードに上記深冷分離装置を設定するステ
ップとからなる窒素発生装置の運転方法、を特徴とし、
また、製品窒素純度をほぼ一定にする純度優先モードと
原料空気に与えられる寒冷量に依存した製品液体窒素採
取量を主体とする液体窒素採取優先モードとのいずれの
モードにおいても動作し、原料空気を深冷分離して製品
ガス窒素および製品液体窒素を発生する深冷分離装置
と、装置運転のための各種データが記憶されたマイクロ
コンピュータとを備え、 上記マイクロコンピュータには
上記ガス窒素および液体窒素の採取量データが入力さ
れ、この入力された採取量データと記憶された上記各種
データとに基づいた演算結果に応じて上記深冷分離装置
の動作モードを設定する窒素発生装置、を特徴とするも
のである。
め、本発明は、製品窒素純度をほぼ一定にする純度優先
モードと原料空気に与えられる寒冷量に依存した製品液
体窒素採取量を主体とする液体窒素採取優先モードとの
いずれのモードにおいても動作し、原料空気を深冷分離
して製品ガス窒素および製品液体窒素を発生する深冷分
離装置と、装置運転のための各種データが記憶されたマ
イクロコンピュータとを備え、 上記マイクロコンピュー
タに上記ガス窒素および液体窒素の採取量データが入力
されるステップと、入力された上記採取量データと記憶
された上記各種データとに基づいた演算結果に応じて上
記深冷分離装置の動作モードを判別するステップと、判
別された動作モードに上記深冷分離装置を設定するステ
ップとからなる窒素発生装置の運転方法、を特徴とし、
また、製品窒素純度をほぼ一定にする純度優先モードと
原料空気に与えられる寒冷量に依存した製品液体窒素採
取量を主体とする液体窒素採取優先モードとのいずれの
モードにおいても動作し、原料空気を深冷分離して製品
ガス窒素および製品液体窒素を発生する深冷分離装置
と、装置運転のための各種データが記憶されたマイクロ
コンピュータとを備え、 上記マイクロコンピュータには
上記ガス窒素および液体窒素の採取量データが入力さ
れ、この入力された採取量データと記憶された上記各種
データとに基づいた演算結果に応じて上記深冷分離装置
の動作モードを設定する窒素発生装置、を特徴とするも
のである。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】本発明は上述の如く構成したので、採取し
ようとする製品ガス窒素量および製品液体窒素量に好適
な動作モードで運転することができる。
ようとする製品ガス窒素量および製品液体窒素量に好適
な動作モードで運転することができる。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図７について説明する。
〜図７について説明する。
【００２３】図２は本発明の一実施例を示す窒素発生装
置の系統図である。
置の系統図である。
【００２４】この図において、１は原料空気圧縮機、２
は吸着塔、３は膨張タービン、４は空気熱交換器、５は
精留塔、５ａ，５ｂはその精留皿と液体空気溜め部、６
は窒素凝縮器、７は液体窒素タンク、８は原料空気入口
弁、９はタービン入口弁、１０はバイパス弁、１１は減
圧弁、１２は純度計、１３は圧力計、１４は液面計、１
５はバイパス弁開度検出器であり、これらのうち膨張タ
ービン３の一部と空気熱交換器４、精留塔５、窒素凝縮
器６、タービン入口弁９、バイパス弁１０、減圧弁１
１、液面計１４およびバイパス弁開度検出器１５は保冷
槽１６内に収納されている。また、１７はマイクロコン
ピュータ、１８，１９はその入力インターフェースおよ
び入出力インターフェースである。
は吸着塔、３は膨張タービン、４は空気熱交換器、５は
精留塔、５ａ，５ｂはその精留皿と液体空気溜め部、６
は窒素凝縮器、７は液体窒素タンク、８は原料空気入口
弁、９はタービン入口弁、１０はバイパス弁、１１は減
圧弁、１２は純度計、１３は圧力計、１４は液面計、１
５はバイパス弁開度検出器であり、これらのうち膨張タ
ービン３の一部と空気熱交換器４、精留塔５、窒素凝縮
器６、タービン入口弁９、バイパス弁１０、減圧弁１
１、液面計１４およびバイパス弁開度検出器１５は保冷
槽１６内に収納されている。また、１７はマイクロコン
ピュータ、１８，１９はその入力インターフェースおよ
び入出力インターフェースである。
【００２５】このような構成の窒素発生装置において、
原料空気圧縮機１により７〜９ｋｇ／ｃｍ2Ｇに昇圧さ
れた原料空気は、吸着塔２に入り、冷却時に液化、固化
して空気熱交換器４などを閉塞する原因となる炭酸ガ
ス、水分などが除去された後に保冷槽１６内に入る。保
冷槽１６内に入った原料空気は空気熱交換器４で精留塔
５からの製品窒素ガスおよび膨張タービン３からの廃ガ
スと熱交換され、−１６５〜−１７５℃程度まで冷却さ
れて一部が液化した状態で精留塔５に入る。ここで、ガ
ス状の原料空気は精留塔５内を上昇し、精留塔５内に数
十段設けられている精留皿５ａ上で下降液と気液接触し
て窒素リッチとなってゆき、窒素純度が規定値以下とな
った製品窒素が精留塔５上部から採取される。ガス状で
採取された製品窒素は空気熱交換器４に入り、ここで常
温まで温度回復された後、使用場所へ供給される。ま
た、液状で採取された製品窒素は液体窒素タンク７に貯
蔵される。一方、精留塔５で下降液となり、その下部に
落ちてくる酸素リッチの液体空気は、精留塔５から取り
出され、減圧弁１１により３〜４ｋｇ／ｃｍ2Ｇに減圧
されて７℃程度温度が低下し、精留塔５上部に設置され
ている液体空気溜め部５ｂに供給される。この液体空気
は窒素凝縮器６で製品窒素ガスの一部と熱交換され、ガ
ス状となって空気熱交換器４に入り、−１４０〜−１５
０℃程度に温度回復された後、膨張タービン３に入り、
保冷槽１６内で消費される熱量、すなわち保冷損失、液
体窒素発生などに見合う寒冷量をその断熱膨張によって
作り出す。膨張タービン３から排出されるガスは空気熱
交換器４に入り、原料空気と熱交換されて常温まで温度
回復された後、吸着塔２の再生ガス、すなわち炭酸ガ
ス、水分などの除去用ガスとして利用されてから大気中
に放出される。
原料空気圧縮機１により７〜９ｋｇ／ｃｍ2Ｇに昇圧さ
れた原料空気は、吸着塔２に入り、冷却時に液化、固化
して空気熱交換器４などを閉塞する原因となる炭酸ガ
ス、水分などが除去された後に保冷槽１６内に入る。保
冷槽１６内に入った原料空気は空気熱交換器４で精留塔
５からの製品窒素ガスおよび膨張タービン３からの廃ガ
スと熱交換され、−１６５〜−１７５℃程度まで冷却さ
れて一部が液化した状態で精留塔５に入る。ここで、ガ
ス状の原料空気は精留塔５内を上昇し、精留塔５内に数
十段設けられている精留皿５ａ上で下降液と気液接触し
て窒素リッチとなってゆき、窒素純度が規定値以下とな
った製品窒素が精留塔５上部から採取される。ガス状で
採取された製品窒素は空気熱交換器４に入り、ここで常
温まで温度回復された後、使用場所へ供給される。ま
た、液状で採取された製品窒素は液体窒素タンク７に貯
蔵される。一方、精留塔５で下降液となり、その下部に
落ちてくる酸素リッチの液体空気は、精留塔５から取り
出され、減圧弁１１により３〜４ｋｇ／ｃｍ2Ｇに減圧
されて７℃程度温度が低下し、精留塔５上部に設置され
ている液体空気溜め部５ｂに供給される。この液体空気
は窒素凝縮器６で製品窒素ガスの一部と熱交換され、ガ
ス状となって空気熱交換器４に入り、−１４０〜−１５
０℃程度に温度回復された後、膨張タービン３に入り、
保冷槽１６内で消費される熱量、すなわち保冷損失、液
体窒素発生などに見合う寒冷量をその断熱膨張によって
作り出す。膨張タービン３から排出されるガスは空気熱
交換器４に入り、原料空気と熱交換されて常温まで温度
回復された後、吸着塔２の再生ガス、すなわち炭酸ガ
ス、水分などの除去用ガスとして利用されてから大気中
に放出される。
【００２６】図１は窒素発生装置で発生するガス窒素量
と液体窒素量の関係を示す運転特性図であり、ＱＡＦ，
ＱＡＭＡＸ，ＱＡＲは原料空気量が定格時、増量時、減
量時の各特性線である。また、斜線で示す（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）はガス窒素の最大採取量ＧＮＭＡＸを超
えた領域、液体窒素の最大採取量ＬＮＭＡＸを超えた領
域、ガス窒素の最小採取量ＧＮＭＩＮに達しない領域で
ある。
と液体窒素量の関係を示す運転特性図であり、ＱＡＦ，
ＱＡＭＡＸ，ＱＡＲは原料空気量が定格時、増量時、減
量時の各特性線である。また、斜線で示す（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）はガス窒素の最大採取量ＧＮＭＡＸを超
えた領域、液体窒素の最大採取量ＬＮＭＡＸを超えた領
域、ガス窒素の最小採取量ＧＮＭＩＮに達しない領域で
ある。
【００２７】まず、原料空気量が定格時の特性線ＱＡＦ
について説明する。この特性線ＱＡＦは、第１の点（Ｇ
ＮＢ１，ＬＮＢ１）と第２の点（ＧＮＢ２，ＬＮＢ２）
を結ぶ直線ｆ（ＧＡＳＴ１）と、第２の点（ＧＮＢ２，
ＬＮＢ２）と第３の点（ＧＮＢ３，ＬＮＢ３）を結ぶ直
線ｆ（ＧＡＳＴ２）からなっている。第１の点（ＧＮＢ
１，ＬＮＢ１（＝０））は、例えば液体窒素タンク７が
満杯などで窒素ガスのみを採取する運転で、液体窒素を
採取する必要がないので、膨張タービン３へ供給する廃
ガス量を最大限絞り、寒冷量を減らした状態にある。こ
の第１の点のガス窒素量ＧＮＢ１は窒素純度が規定値に
なるような値に決められている。すなわち、窒素純度優
先モードである。膨張タービン３に供給可能なガス量は
保冷槽１６に供給される原料空気量から製品ガス窒素量
および製品液体窒素量を差し引いた量、すなわち廃ガス
量であるが、このガス窒素のみの採取時には、その一部
しか使用する必要がない。
について説明する。この特性線ＱＡＦは、第１の点（Ｇ
ＮＢ１，ＬＮＢ１）と第２の点（ＧＮＢ２，ＬＮＢ２）
を結ぶ直線ｆ（ＧＡＳＴ１）と、第２の点（ＧＮＢ２，
ＬＮＢ２）と第３の点（ＧＮＢ３，ＬＮＢ３）を結ぶ直
線ｆ（ＧＡＳＴ２）からなっている。第１の点（ＧＮＢ
１，ＬＮＢ１（＝０））は、例えば液体窒素タンク７が
満杯などで窒素ガスのみを採取する運転で、液体窒素を
採取する必要がないので、膨張タービン３へ供給する廃
ガス量を最大限絞り、寒冷量を減らした状態にある。こ
の第１の点のガス窒素量ＧＮＢ１は窒素純度が規定値に
なるような値に決められている。すなわち、窒素純度優
先モードである。膨張タービン３に供給可能なガス量は
保冷槽１６に供給される原料空気量から製品ガス窒素量
および製品液体窒素量を差し引いた量、すなわち廃ガス
量であるが、このガス窒素のみの採取時には、その一部
しか使用する必要がない。
【００２８】ガス窒素の採取のみでなく液体窒素の採取
も必要となってきたときには、膨張タービン３に供給す
る廃ガス量をガス窒素のみの採取時よりも増加させてゆ
く。この際、後述するように原料空気の液化率を考慮す
る必要はあるが、窒素純度をほぼ一定にする純度優先モ
ードとするために、ガス窒素量と液体窒素量を加えたも
のがほぼ一定となるように膨張タービン３に廃ガスを供
給してゆく。しかし、膨張タービン３に供給可能なガス
量は前述したように保冷槽１６に供給される原料空気量
から製品ガス窒素量および製品液体窒素量を差し引いた
量、すなわち廃ガス量であるから、最大量としてこの廃
ガス量までしか膨張タービン３に供給することができな
い。純度優先モードにおいて、この廃ガス量まで膨張タ
ービン３に供給したときに得られるガス窒素量と液体窒
素量が第２の点のＧＮＢ２とＬＮＢ２である。そして、
さらに液体窒素量を増加しようとする場合には、純度優
先モードはやめ、ガス窒素量の割合を減らして廃ガス量
を増加し、その分膨張タービン３の負荷、つまり寒冷量
を増加する液体窒素採取優先モードにする。このときの
ガス窒素量と液体窒素量が第３の点のＧＮＢ３とＬＮＢ
３である。
も必要となってきたときには、膨張タービン３に供給す
る廃ガス量をガス窒素のみの採取時よりも増加させてゆ
く。この際、後述するように原料空気の液化率を考慮す
る必要はあるが、窒素純度をほぼ一定にする純度優先モ
ードとするために、ガス窒素量と液体窒素量を加えたも
のがほぼ一定となるように膨張タービン３に廃ガスを供
給してゆく。しかし、膨張タービン３に供給可能なガス
量は前述したように保冷槽１６に供給される原料空気量
から製品ガス窒素量および製品液体窒素量を差し引いた
量、すなわち廃ガス量であるから、最大量としてこの廃
ガス量までしか膨張タービン３に供給することができな
い。純度優先モードにおいて、この廃ガス量まで膨張タ
ービン３に供給したときに得られるガス窒素量と液体窒
素量が第２の点のＧＮＢ２とＬＮＢ２である。そして、
さらに液体窒素量を増加しようとする場合には、純度優
先モードはやめ、ガス窒素量の割合を減らして廃ガス量
を増加し、その分膨張タービン３の負荷、つまり寒冷量
を増加する液体窒素採取優先モードにする。このときの
ガス窒素量と液体窒素量が第３の点のＧＮＢ３とＬＮＢ
３である。
【００２９】以上をまとめると、第１の点（ＧＮＢ１，
ＬＮＢ１）と第２の点（ＧＮＢ２，ＬＮＢ２）を結ぶ直
線ｆ（ＧＡＳＴ１）は窒素純度をほぼ一定にする純度優
先モード特性線、第２の点（ＧＮＢ２，ＬＮＢ２）と第
３の点（ＧＮＢ３，ＬＮＢ３）を結ぶ直線ｆ（ＧＡＳＴ
２）は膨張タービンの寒冷量に依存する液体窒素採取優
先モード特性線であり、これら両特性線の分岐点が第２
の点（ＧＮＢ２，ＬＮＢ２）となる。
ＬＮＢ１）と第２の点（ＧＮＢ２，ＬＮＢ２）を結ぶ直
線ｆ（ＧＡＳＴ１）は窒素純度をほぼ一定にする純度優
先モード特性線、第２の点（ＧＮＢ２，ＬＮＢ２）と第
３の点（ＧＮＢ３，ＬＮＢ３）を結ぶ直線ｆ（ＧＡＳＴ
２）は膨張タービンの寒冷量に依存する液体窒素採取優
先モード特性線であり、これら両特性線の分岐点が第２
の点（ＧＮＢ２，ＬＮＢ２）となる。
【００３０】純度優先モード特性線ｆ（ＧＡＭＡＸ１）
と液体窒素採取優先モード特性線ｆ（ＧＡＭＡＸ２）か
らなる増量時の運転特性線ＱＡＭＡＸ、および純度優先
モード特性線ｆ（ＧＡＲＥ１）と液体窒素採取優先モー
ド特性線ｆ（ＧＡＲＥ２）からなる減量時の運転特性線
ＱＡＲも上記した定格時の運転特性線ＱＡＦと同様に描
くことができる。また、両運転特性線の分岐点、例えば
第２の点（ＧＮＢ２，ＬＮＢ２）と第４の点（ＧＮＢ
４，ＬＮＢ４）を結ぶことにより、両モード領域を区分
するモード区分特性線ｆ（ＳＰ）を得ることができる。
と液体窒素採取優先モード特性線ｆ（ＧＡＭＡＸ２）か
らなる増量時の運転特性線ＱＡＭＡＸ、および純度優先
モード特性線ｆ（ＧＡＲＥ１）と液体窒素採取優先モー
ド特性線ｆ（ＧＡＲＥ２）からなる減量時の運転特性線
ＱＡＲも上記した定格時の運転特性線ＱＡＦと同様に描
くことができる。また、両運転特性線の分岐点、例えば
第２の点（ＧＮＢ２，ＬＮＢ２）と第４の点（ＧＮＢ
４，ＬＮＢ４）を結ぶことにより、両モード領域を区分
するモード区分特性線ｆ（ＳＰ）を得ることができる。
【００３１】次に、原料空気の液化率について説明す
る。上記したように、第１の点と第２の点を結ぶ直線ｆ
（ＧＡＳＴ１）上は純度優先モードである。窒素純度は
精留塔５内における下降液Ｌ2と原料空気の上昇ガスＶ
との比（Ｌ2／Ｖ）で決まる。精留塔内に原料空気が供
給されるとき、上記したように、その一部は液化して液
体空気Ｌ1となっている。この液化量は膨張タービン３
の負荷、すなわち寒冷量によって決まるので、純度優先
モードで採取する液体窒素量を増加すれば、膨張タービ
ン３の寒冷量も増加し、上記液化量も増加する。この液
化量の増加分をαとし、ガス窒素量と液体窒素量を加え
た量を一定とすると、上記下降液Ｌ2と上昇ガスＶの比
は（Ｌ2−α）／（Ｖ−α）となり、液化率を考慮しな
い場合の比（Ｌ2／Ｖ）よりも小となるので、窒素純度
は悪くなる。したがって、純度優先モードにおいて、ガ
ス窒素のみでなく液体窒素も併せて採取するガス窒素、
液体窒素併産時には、原料空気の液化量の変化を考慮し
て窒素の回収率を落とす必要がある。すなわち、第１の
点における（ＧＮＢ１＋ＬＮＢ１）よりも第２の点にお
ける（ＧＮＢ２＋ＬＮＢ２）の方が小となる。
る。上記したように、第１の点と第２の点を結ぶ直線ｆ
（ＧＡＳＴ１）上は純度優先モードである。窒素純度は
精留塔５内における下降液Ｌ2と原料空気の上昇ガスＶ
との比（Ｌ2／Ｖ）で決まる。精留塔内に原料空気が供
給されるとき、上記したように、その一部は液化して液
体空気Ｌ1となっている。この液化量は膨張タービン３
の負荷、すなわち寒冷量によって決まるので、純度優先
モードで採取する液体窒素量を増加すれば、膨張タービ
ン３の寒冷量も増加し、上記液化量も増加する。この液
化量の増加分をαとし、ガス窒素量と液体窒素量を加え
た量を一定とすると、上記下降液Ｌ2と上昇ガスＶの比
は（Ｌ2−α）／（Ｖ−α）となり、液化率を考慮しな
い場合の比（Ｌ2／Ｖ）よりも小となるので、窒素純度
は悪くなる。したがって、純度優先モードにおいて、ガ
ス窒素のみでなく液体窒素も併せて採取するガス窒素、
液体窒素併産時には、原料空気の液化量の変化を考慮し
て窒素の回収率を落とす必要がある。すなわち、第１の
点における（ＧＮＢ１＋ＬＮＢ１）よりも第２の点にお
ける（ＧＮＢ２＋ＬＮＢ２）の方が小となる。
【００３２】図３〜図６は本発明の運転プロセスの一例
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【００３３】まずプロセス１では、各入力データＤ1〜
Ｄ17を入力インターフェース１８を介してマイクロコン
ピュータ１７に入力する。各入力データのうち、Ｄ1〜
Ｄ15は試験運転などの初期運転時に得られたデータや計
画時の設定データなどで、初期設定時に入力しておくも
のであり、通常時、ユーザとしてはＤ16，Ｄ17のみを入
力すればよいようになっている。
Ｄ17を入力インターフェース１８を介してマイクロコン
ピュータ１７に入力する。各入力データのうち、Ｄ1〜
Ｄ15は試験運転などの初期運転時に得られたデータや計
画時の設定データなどで、初期設定時に入力しておくも
のであり、通常時、ユーザとしてはＤ16，Ｄ17のみを入
力すればよいようになっている。
【００３４】これらの各入力データについて説明する。
Ｄ1は原料空気量の最大値ＱＡＭＡＸで、プラント側で
吸込める最大量、原料空気圧縮機１の能力などから決ま
る値である。Ｄ2は原料空気圧縮機１の定常運転時にお
ける原料空気量の最小値ＱＡＭＩＮで、プラントまたは
原料空気圧縮機１の減量限界から決まる値である。Ｄ3
は雑空気量ＱＢＧで、保冷槽１６に入る前に計測装置、
吸着塔２、膨張タービン３などに供給される空気量の合
計値である。Ｄ4は図１の領域（Ｃ）を決めるガス窒素
量の最小値ＧＮＭＩＮで、ガス窒素採取量を減らし過ぎ
てフラッティングなどになることを防ぐために設定され
る値である。Ｄ5は図１の領域（Ｂ）を決める液体窒素
量の最大採取量ＬＮＭＡＸで、膨張タービン３の能力か
ら決まる値である。Ｄ6〜Ｄ9およびＤ10〜Ｄ13は図１の
上記第１〜第４の点における各ガス窒素量と各液体窒素
量の値である。Ｄ14は定格時、すなわち図１の運転特性
線ＱＡＦ上の第１〜第３の点（ＧＮＢ１〜ＧＮＢ３，Ｌ
ＮＢ１〜ＬＮＢ３）における原料空気量の値であり、ま
たＤ15は減量時、すなわち図１の運転特性線ＱＡＲの分
岐点である第４の点（ＧＮＢ４，ＬＮＢ４）における原
料空気量の値である。Ｄ16，Ｄ17は採取しようとするガ
ス窒素量および液体窒素量の各値ＧＮＩＮＰ，ＬＮＩＮ
Ｐで、上記したようにユーザが運転時に入力するデータ
である。
Ｄ1は原料空気量の最大値ＱＡＭＡＸで、プラント側で
吸込める最大量、原料空気圧縮機１の能力などから決ま
る値である。Ｄ2は原料空気圧縮機１の定常運転時にお
ける原料空気量の最小値ＱＡＭＩＮで、プラントまたは
原料空気圧縮機１の減量限界から決まる値である。Ｄ3
は雑空気量ＱＢＧで、保冷槽１６に入る前に計測装置、
吸着塔２、膨張タービン３などに供給される空気量の合
計値である。Ｄ4は図１の領域（Ｃ）を決めるガス窒素
量の最小値ＧＮＭＩＮで、ガス窒素採取量を減らし過ぎ
てフラッティングなどになることを防ぐために設定され
る値である。Ｄ5は図１の領域（Ｂ）を決める液体窒素
量の最大採取量ＬＮＭＡＸで、膨張タービン３の能力か
ら決まる値である。Ｄ6〜Ｄ9およびＤ10〜Ｄ13は図１の
上記第１〜第４の点における各ガス窒素量と各液体窒素
量の値である。Ｄ14は定格時、すなわち図１の運転特性
線ＱＡＦ上の第１〜第３の点（ＧＮＢ１〜ＧＮＢ３，Ｌ
ＮＢ１〜ＬＮＢ３）における原料空気量の値であり、ま
たＤ15は減量時、すなわち図１の運転特性線ＱＡＲの分
岐点である第４の点（ＧＮＢ４，ＬＮＢ４）における原
料空気量の値である。Ｄ16，Ｄ17は採取しようとするガ
ス窒素量および液体窒素量の各値ＧＮＩＮＰ，ＬＮＩＮ
Ｐで、上記したようにユーザが運転時に入力するデータ
である。
【００３５】これらの各データＤ1〜Ｄ17がマイクロコ
ンピュータ１６に入力されると、プロセス２として、第
１の点（ＧＮＢ１，ＬＮＢ１）でのガス窒素のみの採取
時における廃ガス濃度ＣＢ１を下記（１）式により計算
する。
ンピュータ１６に入力されると、プロセス２として、第
１の点（ＧＮＢ１，ＬＮＢ１）でのガス窒素のみの採取
時における廃ガス濃度ＣＢ１を下記（１）式により計算
する。
【００３６】 ＣＢ１＝｛(ＱＡＦ−ＱＢＧ)×０．２０９５｝÷｛(ＱＡＦ−ＱＢＧ)−(ＧＮ Ｂ１＋ＬＮＢ１)｝ ……（１） プロセス３では、この廃ガス濃度ＣＢ１を用いて下記
（２）式により増量時、すなわち運転特性線ＱＡＭＡＸ
におけるガス窒素の最大採取量ＧＮＭＡＸを算出する。
（２）式により増量時、すなわち運転特性線ＱＡＭＡＸ
におけるガス窒素の最大採取量ＧＮＭＡＸを算出する。
【００３７】 ＧＮＭＡＸ＝｛(ＱＡＭＡＸ−ＱＢＧ)×(ＣＢ１−０．２０９５)｝÷ＣＢ１ ……（２） その後、プロセス４で、ユーザが入力したデータＤ16，
Ｄ17、すなわち採取しようとするガス窒素量の値ＧＮＩ
ＮＰと液体窒素量の値ＬＮＩＮＰが図１における領域
（Ａ）〜（Ｃ）の内側に入っているか否かを判定し、内
側に入っていない場合には、各値ＧＮＩＮＰ，ＬＮＩＮ
Ｐが内側に来るように、ＧＮＩＮＰをＧＮＭＡＸあるい
はＧＮＭＩＮに、またＬＮＩＮＰをＬＮＭＡＸに自動的
に修正する。
Ｄ17、すなわち採取しようとするガス窒素量の値ＧＮＩ
ＮＰと液体窒素量の値ＬＮＩＮＰが図１における領域
（Ａ）〜（Ｃ）の内側に入っているか否かを判定し、内
側に入っていない場合には、各値ＧＮＩＮＰ，ＬＮＩＮ
Ｐが内側に来るように、ＧＮＩＮＰをＧＮＭＡＸあるい
はＧＮＭＩＮに、またＬＮＩＮＰをＬＮＭＡＸに自動的
に修正する。
【００３８】次いで、プロセス５では、データＤ16，Ｄ
17がさらに図１における純度優先モード領域（破線の上
側）と液体窒素採取優先モード領域（破線の下側）のど
ちらの領域にあるかを判定する。すなわち、原料空気量
が増量時の運転特性線ＱＡＭＡＸの純度優先モード特性
線ｆ（ＧＡＭＡＸ１）とモード区分特性線ｆ（ＳＰ）の
交点のガス窒素量ＧＮＳＰを、ｆ（ＧＡＭＡＸ１）＝ｆ
（ＳＰ）として、算出し、データＤ16であるＧＮＩＮＰ
がこのＧＮＳＰより大きいか否かを調べ、さらにＧＮＩ
ＮＰがｆ（ＳＰ）の上側にあるか否か、すなわちｆ（Ｓ
Ｐ）上のＬＮＩＮＰに対応するガス窒素量を求め、ＧＮ
ＩＮＰがこのガス窒素量より大きいか否かを調べて、Ｇ
ＮＳＰより大きいか、あるいはｆ（ＳＰ）上のガス窒素
量より大きいときには、純度優先モード領域にあると判
定して純度優先モード時の計算へ移行し、それ以外のと
きには液体窒素採取優先モード領域にあると判定して液
体窒素採取優先モード時の計算へ移行する。
17がさらに図１における純度優先モード領域（破線の上
側）と液体窒素採取優先モード領域（破線の下側）のど
ちらの領域にあるかを判定する。すなわち、原料空気量
が増量時の運転特性線ＱＡＭＡＸの純度優先モード特性
線ｆ（ＧＡＭＡＸ１）とモード区分特性線ｆ（ＳＰ）の
交点のガス窒素量ＧＮＳＰを、ｆ（ＧＡＭＡＸ１）＝ｆ
（ＳＰ）として、算出し、データＤ16であるＧＮＩＮＰ
がこのＧＮＳＰより大きいか否かを調べ、さらにＧＮＩ
ＮＰがｆ（ＳＰ）の上側にあるか否か、すなわちｆ（Ｓ
Ｐ）上のＬＮＩＮＰに対応するガス窒素量を求め、ＧＮ
ＩＮＰがこのガス窒素量より大きいか否かを調べて、Ｇ
ＮＳＰより大きいか、あるいはｆ（ＳＰ）上のガス窒素
量より大きいときには、純度優先モード領域にあると判
定して純度優先モード時の計算へ移行し、それ以外のと
きには液体窒素採取優先モード領域にあると判定して液
体窒素採取優先モード時の計算へ移行する。
【００３９】プロセス６は、ＬＮＩＮＰを再判定するプ
ロセスで、プロセル５で純度優先モード領域にあると判
定されたときにはＬＮＩＮＰが特性線ｆ（ＧＡＭＡＸ
１）の内側にあること、すなわちｆ（ＧＡＭＡＸ１）上
のＧＮＩＮＰに対応する液体窒素量よりＬＮＩＮＰが小
さいことを確認し、また液体窒素採取優先モード領域に
あると判定されたときにはＬＮＩＮＰが特性線ｆ（ＧＡ
ＭＡＸ２）の内側にあること、すなわちｆ（ＧＡＭＡＸ
２）上のＧＮＩＮＰに対応する液体窒素量よりＬＮＩＮ
Ｐが小さいことを確認する。もし両特性線の外側にある
ときにはＬＮＩＮＰを両特性線上のＧＮＩＮＰに対応す
る液体窒素量となるように自動的に修正する。
ロセスで、プロセル５で純度優先モード領域にあると判
定されたときにはＬＮＩＮＰが特性線ｆ（ＧＡＭＡＸ
１）の内側にあること、すなわちｆ（ＧＡＭＡＸ１）上
のＧＮＩＮＰに対応する液体窒素量よりＬＮＩＮＰが小
さいことを確認し、また液体窒素採取優先モード領域に
あると判定されたときにはＬＮＩＮＰが特性線ｆ（ＧＡ
ＭＡＸ２）の内側にあること、すなわちｆ（ＧＡＭＡＸ
２）上のＧＮＩＮＰに対応する液体窒素量よりＬＮＩＮ
Ｐが小さいことを確認する。もし両特性線の外側にある
ときにはＬＮＩＮＰを両特性線上のＧＮＩＮＰに対応す
る液体窒素量となるように自動的に修正する。
【００４０】次のプロセス７では、上記両モード別に最
適な原料空気量ＱＡの計算を行なう。この際、純度優先
モード時には、前述したように、原料空気の液化量変化
による補正係数εを下記（３）式により算出し、この係
数εを用いて最適な原料空気量ＱＡを下記（４）式によ
り計算する。
適な原料空気量ＱＡの計算を行なう。この際、純度優先
モード時には、前述したように、原料空気の液化量変化
による補正係数εを下記（３）式により算出し、この係
数εを用いて最適な原料空気量ＱＡを下記（４）式によ
り計算する。
【００４１】 ε＝｛（ＧＮＢ１＋ＬＮＢ１）−ＧＮＢ２｝÷ＬＮＢ２ ……（３） ＱＡ＝(ＧＮＩＮＰ＋ε×ＬＮＩＮＰ)×｛ＣＢ１÷(ＣＢ１−０．２０９５) ｝＋ＱＢＧ ……（４） また、液体窒素採取優先モード時には、ＧＮＢ２〜ＧＮ
Ｂ４およびＬＮＢ２〜ＬＮＢ４、すなわち図１における
第２〜第４の点のガス窒素量および液体窒素量を用いて
係数ｋ1〜ｋ3を下記（５）から（７）により算出し、こ
れらの係数ｋ1〜ｋ3を用いて最適な原料空気量ＱＡを下
記（８）式により計算する。
Ｂ４およびＬＮＢ２〜ＬＮＢ４、すなわち図１における
第２〜第４の点のガス窒素量および液体窒素量を用いて
係数ｋ1〜ｋ3を下記（５）から（７）により算出し、こ
れらの係数ｋ1〜ｋ3を用いて最適な原料空気量ＱＡを下
記（８）式により計算する。
【００４２】 ＱＡＦ＝ｋ1×ＧＮＢ２＋ｋ2×ＬＮＢ２＋ｋ3 ……（５） ＱＡＦ＝ｋ1×ＧＮＢ３＋ｋ3×ＬＮＢ３＋ｋ3 ……（６） ＱＡＦ＝ｋ1×ＧＮＢ４＋ｋ3×ＬＮＢ４＋ｋ3 ……（７） ＱＡ＝ｋ1×ＧＮＩＮＰ＋ｋ2×ＬＮＩＮＰ＋ｋ3 ……（８） そして、計算された最適な原料空気量ＱＡとデータＤ2
であるＱＡＭＩＮの大小関係を判定し、ＱＡの方が小さ
いときにはＱＡＭＩＮをＱＡとする。
であるＱＡＭＩＮの大小関係を判定し、ＱＡの方が小さ
いときにはＱＡＭＩＮをＱＡとする。
【００４３】このように設定されたガス窒素量ＧＮＩＮ
Ｐおよび液体窒素量ＬＮＩＮＰに応じて最適な原料空気
量ＱＡは決定されるが、原料空気量は経年変化、外的条
件などによって窒素純度や寒冷量が所定の許容範囲から
はずれたときには、これらが所定の許容範囲内に入るよ
うに原料空気量を補正する必要がある。
Ｐおよび液体窒素量ＬＮＩＮＰに応じて最適な原料空気
量ＱＡは決定されるが、原料空気量は経年変化、外的条
件などによって窒素純度や寒冷量が所定の許容範囲から
はずれたときには、これらが所定の許容範囲内に入るよ
うに原料空気量を補正する必要がある。
【００４４】プロセス８はこのような補正を行なうため
のフィードバック制御プロセスである。純度計１２で検
出された窒素純度Ａ0を入出力インターフェース１９を
介してマイクロコンピュータ１７に取り込み、これを予
め設定された窒素純度範囲の上限値ＡHおよび下限値ＡL
と比較し、Ａ0がＡHを超えたとき、すなわち純度が悪化
したときには、所定の補正係数βを用いて原料空気量Ｑ
Ａを増加し、またＡ0がＡLより低くなったとき、すなわ
ち純度が良くなりすぎたときには、補正係数βを用いて
原料空気量ＱＡを減少し、窒素純度Ａ0が設定された窒
素純度範囲内に入るようにする。また、寒冷量の変化は
精留塔５の液体空気溜め部５ｂにおける液体空気の液面
の変化またはバイパス弁１０の開度の変化として検出す
ることができる。すなわち、寒冷量が不足すると、液体
空気の液面が低下する。また寒冷量が過多であると、液
体空気の液面が上昇しようとするが、タービン入口弁９
を絞ってこれを抑えるため、バイパス弁１０の開度が大
きくなる。そこで、バイパス弁開度検出器１５で検出さ
れたバイパス弁開度ＯＳ0および液面計１４で検出され
た液面レベルＬ0を予め設定されたバイパス弁開度の上
限値ＯＳHおよび液面レベルの下限値ＬLと比較し、ＯＳ
0がＯＳHを超えたとき、すなわち寒冷量が過多のときに
は、所定の補正係数γを用いて原料空気量ＱＡを減少
し、またＬ0がＬLより低くなったとき、すなわち寒冷量
が不足したときには、補正係数γを用いて原料空気量Ｑ
Ａを増大し、バイパス弁開度ＯＳ0が設定されたバイパ
ス弁開度の上限値ＯＳHより小さくなるように、また液
面レベルＬ0が設定された液面レベルの下限値ＬLより大
きくなるように、すなわち寒冷量が設定された寒冷量範
囲内に入るようにする。
のフィードバック制御プロセスである。純度計１２で検
出された窒素純度Ａ0を入出力インターフェース１９を
介してマイクロコンピュータ１７に取り込み、これを予
め設定された窒素純度範囲の上限値ＡHおよび下限値ＡL
と比較し、Ａ0がＡHを超えたとき、すなわち純度が悪化
したときには、所定の補正係数βを用いて原料空気量Ｑ
Ａを増加し、またＡ0がＡLより低くなったとき、すなわ
ち純度が良くなりすぎたときには、補正係数βを用いて
原料空気量ＱＡを減少し、窒素純度Ａ0が設定された窒
素純度範囲内に入るようにする。また、寒冷量の変化は
精留塔５の液体空気溜め部５ｂにおける液体空気の液面
の変化またはバイパス弁１０の開度の変化として検出す
ることができる。すなわち、寒冷量が不足すると、液体
空気の液面が低下する。また寒冷量が過多であると、液
体空気の液面が上昇しようとするが、タービン入口弁９
を絞ってこれを抑えるため、バイパス弁１０の開度が大
きくなる。そこで、バイパス弁開度検出器１５で検出さ
れたバイパス弁開度ＯＳ0および液面計１４で検出され
た液面レベルＬ0を予め設定されたバイパス弁開度の上
限値ＯＳHおよび液面レベルの下限値ＬLと比較し、ＯＳ
0がＯＳHを超えたとき、すなわち寒冷量が過多のときに
は、所定の補正係数γを用いて原料空気量ＱＡを減少
し、またＬ0がＬLより低くなったとき、すなわち寒冷量
が不足したときには、補正係数γを用いて原料空気量Ｑ
Ａを増大し、バイパス弁開度ＯＳ0が設定されたバイパ
ス弁開度の上限値ＯＳHより小さくなるように、また液
面レベルＬ0が設定された液面レベルの下限値ＬLより大
きくなるように、すなわち寒冷量が設定された寒冷量範
囲内に入るようにする。
【００４５】このようなフィードバック制御により、純
度優先モード、液体窒素採取優先モードの両モードにお
いて初期設定されたガス窒素量ＧＮＩＮＰおよび液体窒
素量ＬＮＩＮＰによって計算された最適な原料空気量Ｑ
Ａは、修正が加えられた上、入出力インターフェース１
９を介して原料空気入口弁８に対する設定値として出力
される。
度優先モード、液体窒素採取優先モードの両モードにお
いて初期設定されたガス窒素量ＧＮＩＮＰおよび液体窒
素量ＬＮＩＮＰによって計算された最適な原料空気量Ｑ
Ａは、修正が加えられた上、入出力インターフェース１
９を介して原料空気入口弁８に対する設定値として出力
される。
【００４６】次に、窒素凝縮器６に供給される液体空気
溜め部５ｂの液体空気の圧力制御について図７のフロー
チャートを用いて説明する。
溜め部５ｂの液体空気の圧力制御について図７のフロー
チャートを用いて説明する。
【００４７】液体窒素採取優先モード時は、前述したよ
うにガス窒素量を減少させるため、廃ガスの酸素濃度は
空気中の酸素濃度（２０．９５％）に近付いてきて２５
％付近となるが、ガス窒素のみの採取時には、廃ガスの
酸素濃度は３５％付近であるため、液体空気溜め部５ｂ
の液体空気圧力を一定とした場合、この酸素濃度の違い
から液化点が変化し、原料空気の圧力、ガス窒素の圧力
が変化する。したがって、廃ガスの酸素濃度が変化した
場合には、上記液体空気圧力を変えて原料空気の圧力、
ガス窒素の圧力を一定にする必要がある。
うにガス窒素量を減少させるため、廃ガスの酸素濃度は
空気中の酸素濃度（２０．９５％）に近付いてきて２５
％付近となるが、ガス窒素のみの採取時には、廃ガスの
酸素濃度は３５％付近であるため、液体空気溜め部５ｂ
の液体空気圧力を一定とした場合、この酸素濃度の違い
から液化点が変化し、原料空気の圧力、ガス窒素の圧力
が変化する。したがって、廃ガスの酸素濃度が変化した
場合には、上記液体空気圧力を変えて原料空気の圧力、
ガス窒素の圧力を一定にする必要がある。
【００４８】そこで、試運転などの初期運転時に、図１
の第１の点（ＧＮＢ１，ＬＮＢ１）と第３の点（ＧＮＢ
３，ＬＮＢ３）における最適な液体空気圧力ＰＢ１，Ｐ
Ｂ３を調べておき、プロセス１で、これらをデータ
Ｄ18，Ｄ19として上記各データＤ 1〜Ｄ17に加え入力イ
ンターフェース１８を介してマイクロコンピュータ１７
に入力し、次のプロセス２で、第１の点（ＧＮＢ１，Ｌ
ＮＢ１）と第３の点（ＧＮＢ３，ＬＮＢ３）および設定
された点（ＧＮＩＮＰ，ＬＮＩＮＰ）における各廃ガス
の酸素濃度ＣＢ１，ＣＢ３，ＣＢＩＮＰをそれぞれ下記
（９）〜（１１）式により算出する。
の第１の点（ＧＮＢ１，ＬＮＢ１）と第３の点（ＧＮＢ
３，ＬＮＢ３）における最適な液体空気圧力ＰＢ１，Ｐ
Ｂ３を調べておき、プロセス１で、これらをデータ
Ｄ18，Ｄ19として上記各データＤ 1〜Ｄ17に加え入力イ
ンターフェース１８を介してマイクロコンピュータ１７
に入力し、次のプロセス２で、第１の点（ＧＮＢ１，Ｌ
ＮＢ１）と第３の点（ＧＮＢ３，ＬＮＢ３）および設定
された点（ＧＮＩＮＰ，ＬＮＩＮＰ）における各廃ガス
の酸素濃度ＣＢ１，ＣＢ３，ＣＢＩＮＰをそれぞれ下記
（９）〜（１１）式により算出する。
【００４９】 ＣＢ１＝｛(ＱＡＦ−ＱＢＧ)×０．２０９５｝÷｛(ＱＡＦ−ＱＢＧ)−(ＧＮ Ｂ１＋ＬＮＢ１)｝ ……（９） ＣＢ３＝｛(ＱＡＦ−ＱＢＧ)×０．２０９５｝÷｛(ＱＡＦ−ＱＢＧ)−(ＧＮ Ｂ３＋ＬＮＢ３)｝ ……（１０） ＣＢＩＮＰ＝｛(ＱＡＦ−ＱＢＧ)×０．２０９５｝÷｛(ＱＡ−ＱＢＧ)−(Ｇ ＮＩＮＰ＋ＬＮＩＮＰ)｝ ……（１１） プロセス３では、プロセス２で得られたこれらの各値Ｃ
Ｂ１，ＣＢ３，ＣＢＩＮＰを用いて設定された点（ＧＮ
ＩＮＰ，ＬＮＩＮＰ）における最適な液体空気圧力ＰＢ
ＩＮＰを下記（１２）式により計算する。
Ｂ１，ＣＢ３，ＣＢＩＮＰを用いて設定された点（ＧＮ
ＩＮＰ，ＬＮＩＮＰ）における最適な液体空気圧力ＰＢ
ＩＮＰを下記（１２）式により計算する。
【００５０】 ＰＢＩＮＰ＝｛(ＣＢＩＮＰ−ＣＢ３)÷(ＣＢ１−ＣＢ３)｝×(ＰＢ１−ＰＢ ３)＋ＰＢ３ ……（１２） このようにして原料空気の圧力、ガス窒素の圧力を一定
にするに最適な液体空気圧力ＰＢＩＮＰは決定される
が、ガス窒素の圧力などは経年変化、外的条件などによ
って変化するので、これらの圧力が所定の許容範囲から
はずれたときには、これらの圧力が所定の許容範囲内に
入るように、液体空気圧力を補正する必要がある。
にするに最適な液体空気圧力ＰＢＩＮＰは決定される
が、ガス窒素の圧力などは経年変化、外的条件などによ
って変化するので、これらの圧力が所定の許容範囲から
はずれたときには、これらの圧力が所定の許容範囲内に
入るように、液体空気圧力を補正する必要がある。
【００５１】プロセス４はこのような補正を行なうため
のフィードバック制御プロセスである。圧力計１３で検
出されたガス窒素圧力Ｐ0を入出力インターフェース１
９を介してマイクロコンピュータ１７に取り込み、これ
を予め設定されたガス窒素圧力範囲の上限値ＰHおよび
下限値ＰLと比較し、Ｐ0がＰHを超えたとき、すなわち
ガス窒素圧力が高過ぎたときには、補正係数δを用いて
液体空気圧力ＰＢＩＮＰを下げ、またＰ0がＰLより低く
なったとき、すなわちガス窒素圧力が低過ぎたときに
は、補正係数δを用いて液体空気圧力ＢＰＩＮＰを上げ
て、ガス窒素圧力Ｐ0が設定されたガス窒素圧力範囲内
に入るように、液体空気圧力ＰＢＩＮＰを補正する。
のフィードバック制御プロセスである。圧力計１３で検
出されたガス窒素圧力Ｐ0を入出力インターフェース１
９を介してマイクロコンピュータ１７に取り込み、これ
を予め設定されたガス窒素圧力範囲の上限値ＰHおよび
下限値ＰLと比較し、Ｐ0がＰHを超えたとき、すなわち
ガス窒素圧力が高過ぎたときには、補正係数δを用いて
液体空気圧力ＰＢＩＮＰを下げ、またＰ0がＰLより低く
なったとき、すなわちガス窒素圧力が低過ぎたときに
は、補正係数δを用いて液体空気圧力ＢＰＩＮＰを上げ
て、ガス窒素圧力Ｐ0が設定されたガス窒素圧力範囲内
に入るように、液体空気圧力ＰＢＩＮＰを補正する。
【００５２】このようなフィードバック制御により、初
期設定されたガス窒素量ＧＮＩＮＰおよび液体窒素量Ｌ
ＮＩＮＰにより計算された最適な液体空気圧力ＰＢＩＮ
Ｐは、修正が加えられた上、入出力インターフェース１
９を介してバイパス弁１０に対する設定値として出力さ
れる。
期設定されたガス窒素量ＧＮＩＮＰおよび液体窒素量Ｌ
ＮＩＮＰにより計算された最適な液体空気圧力ＰＢＩＮ
Ｐは、修正が加えられた上、入出力インターフェース１
９を介してバイパス弁１０に対する設定値として出力さ
れる。
【００５３】なお、上記（１）〜（１２）式、上記各上
限値、下限値、上記各補正係数などは、予めマイクロコ
ンピュータ１７に記憶しておくものである。
限値、下限値、上記各補正係数などは、予めマイクロコ
ンピュータ１７に記憶しておくものである。
【００５４】また、特に図示説明していないが、指令値
として設定された原料空気量ＱＡや液体空気圧力ＰＢＩ
ＮＰと、流量計、圧力計などによって検出された実際の
原料空気量や液体空気圧力との偏差を求めて、この偏差
が零となるようにマイクロコンピュータ１７により原料
空気入口弁８やバイパス弁１０をフィードバック制御す
ることもできる。
として設定された原料空気量ＱＡや液体空気圧力ＰＢＩ
ＮＰと、流量計、圧力計などによって検出された実際の
原料空気量や液体空気圧力との偏差を求めて、この偏差
が零となるようにマイクロコンピュータ１７により原料
空気入口弁８やバイパス弁１０をフィードバック制御す
ることもできる。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
製品窒素純度をほぼ一定にする純度優先モードに加え
て、原料空気に与えられる寒冷量に依存した製品液体窒
素採取量を主体とする液体窒素採取優先モードでも動作
するようにし、マイクロコンピュータに入力されるガス
窒素および液体窒素の採取量データとマイクロコンピュ
ータに記憶された装置運転のための各種データとから上
記両モードのいずれのモードで動作すべきかを判別し、
判別されたモードに設定したので、採取しようとする製
品ガス窒素量および製品液体窒素量に好適な動作モード
で運転することができる。
製品窒素純度をほぼ一定にする純度優先モードに加え
て、原料空気に与えられる寒冷量に依存した製品液体窒
素採取量を主体とする液体窒素採取優先モードでも動作
するようにし、マイクロコンピュータに入力されるガス
窒素および液体窒素の採取量データとマイクロコンピュ
ータに記憶された装置運転のための各種データとから上
記両モードのいずれのモードで動作すべきかを判別し、
判別されたモードに設定したので、採取しようとする製
品ガス窒素量および製品液体窒素量に好適な動作モード
で運転することができる。
【図１】ガス窒素量と液体窒素量の関係を示す本発明の
運転特性図である。
運転特性図である。
【図２】本発明の一実施例を示す窒素発生装置の系統図
である。
である。
【図３】本発明の運転プロセスの一例を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図４】本発明の運転プロセスの一例を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図５】本発明の運転プロセスの一例を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図６】本発明の運転プロセスの一例を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図７】本発明の液体空気の圧力制御プロセスの一例を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
１ 原料空気圧縮機 ３ 膨張タービン ４ 空気熱交換器 ５ 精留塔 ６ 窒素凝縮器 ＱＡＦ 定格時運転特性線 ＱＡＭＡＸ 増量時運転特性線 ＱＡＲ 減量時運転特性線 ｆ(ＧＡＳＴ１)，ｆ(ＧＡＭＡＸ１)，ｆ(ＧＡＲＥ１)
純度優先モード特性線 ｆ(ＧＡＳＴ２)，ｆ(ＧＡＭＡＸ２)，ｆ(ＧＡＲＥ２)
液体窒素採取優先モード特性線 ｆ(ＳＰ) モード区分特性線
純度優先モード特性線 ｆ(ＧＡＳＴ２)，ｆ(ＧＡＭＡＸ２)，ｆ(ＧＡＲＥ２)
液体窒素採取優先モード特性線 ｆ(ＳＰ) モード区分特性線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−123279（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−134478（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25J 3/04 F25J 3/04 103
Claims (2)
- 【請求項１】 製品窒素純度をほぼ一定にする純度優先
モードと原料空気に与えられる寒冷量に依存した製品液
体窒素採取量を主体とする液体窒素採取優先モードとの
いずれのモードにおいても動作し、原料空気を深冷分離
して製品ガス窒素および製品液体窒素を発生する深冷分
離装置と、装置運転のための各種データが記憶されたマ
イクロコンピュータとを備え、 上記マイクロコンピュータに上記ガス窒素および液体窒
素の採取量データが入力されるステップと、入力された
上記採取量データと記憶された上記各種データとに基づ
いた演算結果に応じて上記深冷分離装置の動作モードを
判別するステップと、判別された動作モードに上記深冷
分離装置を設定するステップとからなる ことを特徴とす
る窒素発生装置の運転方法。 - 【請求項２】 製品窒素純度をほぼ一定にする純度優先
モードと原料空気に与えられる寒冷量に依存した製品液
体窒素採取量を主体とする液体窒素採取優先モードとの
いずれのモードにおいても動作し、原料空気を深冷分離
して製品ガス窒素および製品液体窒素を発生する深冷分
離装置と、装置運転のための各種データが記憶されたマ
イクロコンピュータとを備え、 上記マイクロコンピュータには上記ガス窒素および液体
窒素の採取量データが入力され，この入力された採取量
データと記憶された上記各種データとに基づいた演算結
果に応じて上記深冷分離装置の動作モードを設定するこ
とを特徴とする窒素発生装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00954399A JP3217320B2 (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 窒素発生装置およびその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00954399A JP3217320B2 (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 窒素発生装置およびその運転方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2052743A Division JP2917163B2 (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 窒素発生装置の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11316079A JPH11316079A (ja) | 1999-11-16 |
| JP3217320B2 true JP3217320B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=11723201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00954399A Expired - Fee Related JP3217320B2 (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 窒素発生装置およびその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3217320B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6351895B1 (ja) | 2018-03-20 | 2018-07-04 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 窒素製造方法および窒素製造装置 |
| CN110044134B (zh) * | 2019-03-29 | 2021-06-25 | 安徽加力气体有限公司 | 全自动制氮机系统一键开停车控制方法 |
-
1999
- 1999-01-18 JP JP00954399A patent/JP3217320B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11316079A (ja) | 1999-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11959702B2 (en) | Air separation device | |
| JP3217320B2 (ja) | 窒素発生装置およびその運転方法 | |
| CN100397012C (zh) | 使空分单元中的氩回收最佳化的方法和系统 | |
| US4734114A (en) | Controlling method of air separator | |
| JP2917163B2 (ja) | 窒素発生装置の運転方法 | |
| JP6753298B2 (ja) | 空気液化分離方法および空気液化分離装置 | |
| JP4450503B2 (ja) | 製品ガスのバックアップ装置 | |
| US20200271381A1 (en) | Process for utilizing of multi stage compressors intercoolers blowdown as a coolant for process air | |
| JPH06182133A (ja) | 希ガスの高収率回収精製方法及び希ガスの高収率回収精製装置 | |
| KR100905616B1 (ko) | 액공탱크의 액체공기를 이용한 흡착기 재생방법 | |
| JP3428468B2 (ja) | 空気液化分離方法 | |
| JP3373013B2 (ja) | 窒素ガス製造装置 | |
| KR100226933B1 (ko) | 공기분리장치의 산소순도 제어 시스템 | |
| JPH0584418A (ja) | 空気分離装置の前処理方法及び装置 | |
| JPS6155035B2 (ja) | ||
| EP4321827A1 (en) | Air separation unit | |
| JPH0894245A (ja) | 空気分離装置におけるアルゴンの製造方法およびそれに用いる空気分離装置 | |
| JP2967427B2 (ja) | 需要変動に適した空気分離方法及び装置 | |
| JPS6041601B2 (ja) | アルゴン精製装置の制御方法 | |
| JP3213848B2 (ja) | 窒素製造装置及びその制御方法 | |
| JP2782355B2 (ja) | 混合ガス液化分離装置及びその運転停止方法並びにその再起動方法 | |
| JPS6179978A (ja) | アルゴンを採取する空気分離装置の制御方法 | |
| JPH051881A (ja) | 窒素製造装置の制御方法 | |
| JP2018004091A (ja) | 空気液化分離方法 | |
| JPH0325716B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |