JPH02293576A - 空気分離装置 - Google Patents
空気分離装置Info
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- JPH02293576A JPH02293576A JP11371789A JP11371789A JPH02293576A JP H02293576 A JPH02293576 A JP H02293576A JP 11371789 A JP11371789 A JP 11371789A JP 11371789 A JP11371789 A JP 11371789A JP H02293576 A JPH02293576 A JP H02293576A
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- 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
-
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- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
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- 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
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/50—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column
- F25J2200/52—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column in the high pressure column of a double pressure main column system
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- 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。
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〕
本発明は膨張タービンおよび深冷分離装置を有する空気
分離装置に関するものである。
分離装置に関するものである。
従来の深冷分離方法を用いた空気分離ｉｔにおいて、膨
張タービンで膨張された空気又は窒素は精管塔に吹込れ
ており、膨張された空気又は窓素が加熱状態であっても
同様であった。以下、第２図により詳細を説明する。
張タービンで膨張された空気又は窒素は精管塔に吹込れ
ており、膨張された空気又は窓素が加熱状態であっても
同様であった。以下、第２図により詳細を説明する。
図において、空気分離装置の前処理装置で水分および炭
酸ガスを除去された原料空気の大部分は導管１． ２
より空気熱交換器３に導入され、冷却後導管４を経て精
留塔下部塔６へ供給される。精留塔下部塔６の頂部に設
置される凝縮器諺で液体酸素によって凝縮された液体窓
素は精留分離にょって精留塔下部塔６の底部では液体空
気となって溜まる。この液体空気は導管７．８を経て熱
交換器９で過冷却された後，導管１０を経て膨張弁１１
で減圧され、導管認な経て精留塔上部塔ｌ３へ送入され
る。精留塔上部塔ｌから導管１４により抜出される廃窒
素は熱交換器９にて昇湿され、さらに導管１５により空
気熱交換器３に供給されて、常温まで温度回復して導管
ｌ６より送出される。
酸ガスを除去された原料空気の大部分は導管１． ２
より空気熱交換器３に導入され、冷却後導管４を経て精
留塔下部塔６へ供給される。精留塔下部塔６の頂部に設
置される凝縮器諺で液体酸素によって凝縮された液体窓
素は精留分離にょって精留塔下部塔６の底部では液体空
気となって溜まる。この液体空気は導管７．８を経て熱
交換器９で過冷却された後，導管１０を経て膨張弁１１
で減圧され、導管認な経て精留塔上部塔ｌ３へ送入され
る。精留塔上部塔ｌから導管１４により抜出される廃窒
素は熱交換器９にて昇湿され、さらに導管１５により空
気熱交換器３に供給されて、常温まで温度回復して導管
ｌ６より送出される。
また導管１から導管１７へ分岐する原料空気の一部はタ
ービン圧縮ｉａ１ｇで昇圧された後、導管１９を経て後
方冷却器加で冷却され、導管４を経て空気熱交換器３へ
供給される。空気熱交換器３で所定の温度まで冷却され
た後、導管４を経てタービン圧縮ａ１８で膨張し、導管
５を経て精留塔上部塔ｌへ送入される。
ービン圧縮ｉａ１ｇで昇圧された後、導管１９を経て後
方冷却器加で冷却され、導管４を経て空気熱交換器３へ
供給される。空気熱交換器３で所定の温度まで冷却され
た後、導管４を経てタービン圧縮ａ１８で膨張し、導管
５を経て精留塔上部塔ｌへ送入される。
一方、精留塔下部塔６の頂部より導管囚で抜き出される
液体窒素は熱交換器９で過冷却された後、導管クを経て
膨張弁（９）で減圧され、導管３ｌを経て精ｇＩＩ塔上
部塔ｌ３の頂部へ送入される。
液体窒素は熱交換器９で過冷却された後、導管クを経て
膨張弁（９）で減圧され、導管３ｌを経て精ｇＩＩ塔上
部塔ｌ３の頂部へ送入される。
さらにまた″精留塔上部塔口の底部に溜まった液体酸素
は凝縮器《において精留塔下部塔６の窒素ガスと熱交換
し、蒸発して酸素ガスとなり、一部導管《によって抜き
出される。導管羽によって抜き出された酸素ガスは空気
熱交換器３へ供給され、常温まで温度回復して導管翼よ
り送出される。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６２−１４２９８４号が挙げられる。
は凝縮器《において精留塔下部塔６の窒素ガスと熱交換
し、蒸発して酸素ガスとなり、一部導管《によって抜き
出される。導管羽によって抜き出された酸素ガスは空気
熱交換器３へ供給され、常温まで温度回復して導管翼よ
り送出される。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６２−１４２９８４号が挙げられる。
上記従来技術は酸素ガスの精留効率について配慮がされ
ておらず、タービン圧縮機を出た空気の温度が高い場合
でもそのまま精留塔へ送入され、精留塔上部塔の上部の
下降液を一部蒸発させ、精留塔上部塔の下部からの上昇
ガスと合流している。
ておらず、タービン圧縮機を出た空気の温度が高い場合
でもそのまま精留塔へ送入され、精留塔上部塔の上部の
下降液を一部蒸発させ、精留塔上部塔の下部からの上昇
ガスと合流している。
このため酸素ガスの精留効率を決める精留塔上部塔の下
部の環流流量がその分少な畷なり、精留効率が低下する
という欠点があった。
部の環流流量がその分少な畷なり、精留効率が低下する
という欠点があった。
本発明の目的は上記酸素ガスの精留効率を改善する空気
分離装置を提供することにある。
分離装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、新たに熱交換器な設け、該熱
交換器によりタービン圧縮機を出た加熱空気と精留塔下
部塔の底部の液体空気とを熱交換させたものである。
交換器によりタービン圧縮機を出た加熱空気と精留塔下
部塔の底部の液体空気とを熱交換させたものである。
新たに設けた熱交換器において、タービン圧縮機を出た
加熱空気と熱交換して蒸発した液体空気の一部は、精留
塔下部塔の下部に供給される原料空気と共に上昇し、精
留塔下部塔の頂部に設置されている凝縮器において液体
酸素と熱交換する。
加熱空気と熱交換して蒸発した液体空気の一部は、精留
塔下部塔の下部に供給される原料空気と共に上昇し、精
留塔下部塔の頂部に設置されている凝縮器において液体
酸素と熱交換する。
凝縮器で蒸発した酸素は上昇ガスとなり、精留塔上部塔
内を上昇する。
内を上昇する。
従って精留塔下部塔および精留塔上部塔下部の上昇ガス
が、精留塔下部塔底部で発生した蒸発した分だけ増加す
ることになる。
が、精留塔下部塔底部で発生した蒸発した分だけ増加す
ることになる。
即ち精留塔内において環流流量が増加し、精留効率が改
善される。
善される。
以下、本発明の一実施例をＷｉｌ図により説明する。
図において、空気分離装置の前処理装置で水分および炭
酸ガスを除去された原料空気の大部分は導管１．２より
空気熱交換器３に導入され、冷却後導管４を経て精留塔
下部埼６へ供給される。精留塔下部塔６の頂部に設置さ
れる凝縮器冨で液体酸素によって凝縮された液体窒素は
精留分離によって精留培下部塔６の底部では液体空気と
なって溜まる。この液体空気の大部分は導管７，８を経
て熱交換器９で過冷却された後、導管１０を経て膨張弁
Ｕで減圧され、導管校を経て精留塔上部塔１３へ送入さ
れる。また、液体空気の一部は導管７，々を経て熱交換
器冴においてタービン出口空気によって加熱蒸発され、
導管ｎを経て精留塔下部塔６へ戻る。
酸ガスを除去された原料空気の大部分は導管１．２より
空気熱交換器３に導入され、冷却後導管４を経て精留塔
下部埼６へ供給される。精留塔下部塔６の頂部に設置さ
れる凝縮器冨で液体酸素によって凝縮された液体窒素は
精留分離によって精留培下部塔６の底部では液体空気と
なって溜まる。この液体空気の大部分は導管７，８を経
て熱交換器９で過冷却された後、導管１０を経て膨張弁
Ｕで減圧され、導管校を経て精留塔上部塔１３へ送入さ
れる。また、液体空気の一部は導管７，々を経て熱交換
器冴においてタービン出口空気によって加熱蒸発され、
導管ｎを経て精留塔下部塔６へ戻る。
精留塔下部塔６の頂部より導管怨で抜き出される液体窒
素は熱交換器９で過冷゜却された後、導管四を経て膨張
弁（資）で減圧され、導管阻を経て精留塔下部塔口の頂
部へ送入される。
素は熱交換器９で過冷゜却された後、導管四を経て膨張
弁（資）で減圧され、導管阻を経て精留塔下部塔口の頂
部へ送入される。
また、導管ｌから導管ｌ７へ分岐する原料空気の一部は
タービン圧縮機厚８で昇圧された後、導管ｌ９を経て後
方冷却器囚で冷却され、導管４を経て空気熱交換器３へ
供給される。空気熱交換器３で所定の温度まで冷却され
た後、導管ｎを経てタービン圧縮機１８で膨張した後、
導管器を経て熱交換器スヘ供給される。熱交換器スにお
いて精留塔下部塔６の液体空気の一部と熱交換して冷却
された後、導管２を経て精留塔上部塔口へ送入される。
タービン圧縮機厚８で昇圧された後、導管ｌ９を経て後
方冷却器囚で冷却され、導管４を経て空気熱交換器３へ
供給される。空気熱交換器３で所定の温度まで冷却され
た後、導管ｎを経てタービン圧縮機１８で膨張した後、
導管器を経て熱交換器スヘ供給される。熱交換器スにお
いて精留塔下部塔６の液体空気の一部と熱交換して冷却
された後、導管２を経て精留塔上部塔口へ送入される。
精留塔上部塔１３の底部に溜った液体酸素は凝縮器《に
おいて精留塔下部塔６の窒素ガスと熱交換し、蒸発して
酸素ガスとなり、一部導管おによって抜き出される。導
管冨によって抜き出された酸素ガスは空気熱交換器３へ
供給され、常温まで温度回復して導管あより送出される
。
おいて精留塔下部塔６の窒素ガスと熱交換し、蒸発して
酸素ガスとなり、一部導管おによって抜き出される。導
管冨によって抜き出された酸素ガスは空気熱交換器３へ
供給され、常温まで温度回復して導管あより送出される
。
一方精留塔上部塔１３から導管１４により抜き出される
廃窒素は熱交換器９Ｉこて昇温され、さらに導管正によ
り空気熱交換器３に供給されて、常温まで温度回復して
導管ｌ６より送出される。
廃窒素は熱交換器９Ｉこて昇温され、さらに導管正によ
り空気熱交換器３に供給されて、常温まで温度回復して
導管ｌ６より送出される。
以上の構成において、新たに設けた熱交換器Ｕにより、
タービン圧縮機１８を出た加熱空気と精留塔下部塔６の
底部の液体空気とを熱交換させることで、酸素ガスの精
留効率の改善を図るものである。
タービン圧縮機１８を出た加熱空気と精留塔下部塔６の
底部の液体空気とを熱交換させることで、酸素ガスの精
留効率の改善を図るものである。
本実施例によれば下記の効果がある。
（１） タービンの流量を原料空気流量のｔＯｔｓ，
タービン出口温度を−１３０℃、液体空気の温度を−１
７３℃とし、タービン出口空気を−１７１℃まで冷却す
ると、１３ｋｃａｌ／Ｎ７ＦＬ”の熱交換量となる。液
体空気の蒸発潜熱を５ ７ ｋｃａ １ ／Ｎ ｍ”と
すると１０ＸＩ３／５７＝２．３％精留塔の流量が増加
する。即ち原料空気流量が２．３％低減できる。
タービン出口温度を−１３０℃、液体空気の温度を−１
７３℃とし、タービン出口空気を−１７１℃まで冷却す
ると、１３ｋｃａｌ／Ｎ７ＦＬ”の熱交換量となる。液
体空気の蒸発潜熱を５ ７ ｋｃａ １ ／Ｎ ｍ”と
すると１０ＸＩ３／５７＝２．３％精留塔の流量が増加
する。即ち原料空気流量が２．３％低減できる。
（２） また上！ｅｔｉｔ項により原料空気圧縮機と
原料空気前処理装置の清費電力代が低減できる。また追
設する熱交換器の設備費が増加するが、原料空気圧縮機
と原料空気前処理装置の設備費が減少するので、全体と
しては設備費が低減できる。
原料空気前処理装置の清費電力代が低減できる。また追
設する熱交換器の設備費が増加するが、原料空気圧縮機
と原料空気前処理装置の設備費が減少するので、全体と
しては設備費が低減できる。
（３）精留塔下部塔において空気吹込部と底部との間に
精留部を設けた場合、精留塔下部塔頂部から窒素を採取
する空気分離装置においては、窓素中のアルゴン濃度な
精留部を設けない場合に比べ大巾に低減できる。
精留部を設けた場合、精留塔下部塔頂部から窒素を採取
する空気分離装置においては、窓素中のアルゴン濃度な
精留部を設けない場合に比べ大巾に低減できる。
本発明によれば、タービン圧縮機を出た加熱空気と精留
壜下部塔の底部の液体空気とを熱交換させ、熱交換後の
冷却された加熱空気な精留塔上部塔へ、また加熱蒸発さ
れた液体空気は精留塔下部塔へ、それぞれ戻すことによ
り、酸素ガスの精留効亭の改善を図ることができる。
壜下部塔の底部の液体空気とを熱交換させ、熱交換後の
冷却された加熱空気な精留塔上部塔へ、また加熱蒸発さ
れた液体空気は精留塔下部塔へ、それぞれ戻すことによ
り、酸素ガスの精留効亭の改善を図ることができる。
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。 ６・・・・・・精留塔下部塔、７．２６・・・・・・液
体空気導管、１８・・・・・・タービン圧縮機、Ｚ３，
２５． ２７・・曲空気導管、オｌ圀
図は従来の空気分離装置の系統図である。 ６・・・・・・精留塔下部塔、７．２６・・・・・・液
体空気導管、１８・・・・・・タービン圧縮機、Ｚ３，
２５． ２７・・曲空気導管、オｌ圀
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、深冷分離による空気分離装置において、タービンで
膨張された原料空気と精留塔下部塔底部の液体空気とを
熱交換させるように構成したことを特徴とする空気分離
装置。 ２、請求項第１項記載の空気分離装置の精留塔下部塔に
おいて、空気吸込部と底部との間に精留部を設けたこと
を特徴とする空気分離装置。 ３、深冷分離による空気分離装置において、タービンで
膨張された原料空気と精留分離された液体空気とを熱交
換させる熱交換器を精留塔下部塔に内蔵したことを特徴
とする空気分離装置。 ４、請求項第１項、又は請求項第３項に記載の空気分離
装置の運転方法において、タービン出口の原料空気と精
留塔下部塔底部の液体空気とを熱交換させて原料空気を
低減させることを特徴とする空気分離装置の運転方法。 ５、深冷分離による空気分離方法において、タービンで
膨張された原料空気と精留塔下部塔底部の液体空気とを
熱交換させ、酸素の採取量を増加させることを特徴とす
る空気分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11371789A JPH02293576A (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 空気分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11371789A JPH02293576A (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 空気分離装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02293576A true JPH02293576A (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=14619359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11371789A Pending JPH02293576A (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 空気分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02293576A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07159026A (ja) * | 1993-09-23 | 1995-06-20 | Air Prod And Chem Inc | 酸素と窒素を気体及び／又は液体製品として同時に製造するための空気の低温蒸留法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5620980A (en) * | 1979-07-20 | 1981-02-27 | Air Liquide | Low temperature air separation method of and apparatus for production of high pressure oxygen |
| JPS581350A (ja) * | 1981-06-26 | 1983-01-06 | Pioneer Electronic Corp | Ｆｍステレオ復調装置 |
| JPS62162876A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-07-18 | ザ・ビ−オ−シ−・グル−プ・ピ−エルシ− | 気−液接触法および装置 |
| JPH054691A (ja) * | 1991-06-20 | 1993-01-14 | Tokico Ltd | タンクローリ車の荷降システム |
-
1989
- 1989-05-08 JP JP11371789A patent/JPH02293576A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5620980A (en) * | 1979-07-20 | 1981-02-27 | Air Liquide | Low temperature air separation method of and apparatus for production of high pressure oxygen |
| JPS581350A (ja) * | 1981-06-26 | 1983-01-06 | Pioneer Electronic Corp | Ｆｍステレオ復調装置 |
| JPS62162876A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-07-18 | ザ・ビ−オ−シ−・グル−プ・ピ−エルシ− | 気−液接触法および装置 |
| JPH054691A (ja) * | 1991-06-20 | 1993-01-14 | Tokico Ltd | タンクローリ車の荷降システム |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07159026A (ja) * | 1993-09-23 | 1995-06-20 | Air Prod And Chem Inc | 酸素と窒素を気体及び／又は液体製品として同時に製造するための空気の低温蒸留法 |
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