JPH024189A - 酸素の極低温分離方法 - Google Patents
酸素の極低温分離方法Info
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- JPH024189A JPH024189A JP63316059A JP31605988A JPH024189A JP H024189 A JPH024189 A JP H024189A JP 63316059 A JP63316059 A JP 63316059A JP 31605988 A JP31605988 A JP 31605988A JP H024189 A JPH024189 A JP H024189A
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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）
この発明はおおむね、蒸気−液体接触実施のため薄手材
料から二次加工した充填要素を含む物質移動帯に液体と
蒸気の流れを向流に通すことにより濃縮生成物を生成す
るため酸素含有混合物の極低温分離プロセスに関する。
料から二次加工した充填要素を含む物質移動帯に液体と
蒸気の流れを向流に通すことにより濃縮生成物を生成す
るため酸素含有混合物の極低温分離プロセスに関する。
■Ｉｆ用される充填は、特定の規定性状と特徴とを具え
る銅含有材料である。
る銅含有材料である。
（従来の技術）
物質移動と様々な型式の蒸留塔は技術においては長年の
間知られてきている。この型式の塔における強化蒸気−
液体接触は、たとえば多孔トレイまたは篩ｌ・レイを用
い、それによって噴出蒸気が開口部を通過するかあるい
は泡鐘を通過し、その上のトレイに液体だまりを有意の
深さで維持Ｉ２て遂行する。この方法で、蒸気−Ｍ体接
触を制御し強化する。
間知られてきている。この型式の塔における強化蒸気−
液体接触は、たとえば多孔トレイまたは篩ｌ・レイを用
い、それによって噴出蒸気が開口部を通過するかあるい
は泡鐘を通過し、その上のトレイに液体だまりを有意の
深さで維持Ｉ２て遂行する。この方法で、蒸気−Ｍ体接
触を制御し強化する。
二者択一に、蒸気−液体接触は、トレイ上の液体だまり
を通して蒸気を泡立たせる代りに充填要素の利用により
達成できる。充填要素たとえばサドルおよびラッシヒリ
ングは、前述目的の技術においては周知である。さらに
、ｌ・レイおよび充填材料の二次加工の色々な材料が提
案された。これらのものの実例となるものは、炭素鋼、
ステンレス鋼、アルミニウム合金、銅合金およびさまざ
まの種類のプラスチックである。
を通して蒸気を泡立たせる代りに充填要素の利用により
達成できる。充填要素たとえばサドルおよびラッシヒリ
ングは、前述目的の技術においては周知である。さらに
、ｌ・レイおよび充填材料の二次加工の色々な材料が提
案された。これらのものの実例となるものは、炭素鋼、
ステンレス鋼、アルミニウム合金、銅合金およびさまざ
まの種類のプラスチックである。
さらに認められたことは、これらの材料の若干数はあら
ゆる種類の用途に例外なく適当であるとは限らない。従
って、たとえば炭素鋼とプラスチックはおおむね脆化す
るので、極低温度では不適当である。しかし、これに反
して相対的に稀小高価材料たとえば銅の利用に費用が妨
げとなった。
ゆる種類の用途に例外なく適当であるとは限らない。従
って、たとえば炭素鋼とプラスチックはおおむね脆化す
るので、極低温度では不適当である。しかし、これに反
して相対的に稀小高価材料たとえば銅の利用に費用が妨
げとなった。
し力士、アルミニウムとステンレス鋼は、極低温空気分
離の１・し・イの二次加工に広く用いられた。
離の１・し・イの二次加工に広く用いられた。
実際に、ステンレス鋼は、３ｏｏｏｐｓｉｇ以上の圧力
での酸素使用（液体および気体とも）に広く用いられた
。このように、材料たとえばアルミニウムとステンレス
鋼とは極低温空気分離塔に使用する充填要素の二次加工
の適当な候補であると思われる。
での酸素使用（液体および気体とも）に広く用いられた
。このように、材料たとえばアルミニウムとステンレス
鋼とは極低温空気分離塔に使用する充填要素の二次加工
の適当な候補であると思われる。
（発明が解決しようとする課題）
し力士、このような充填が極低温空気分離塔用に利用さ
れる時、極低温空気分離に耐えられるものであるとさき
にわかった材料の利用が充填要素の二次加工利用には不
適当であることが明らかになった。これの第一の理由は
、伝統的に採用された形と方法で用いられる時、条件に
合っている特定材料も、それが極低温空気分離に充填材
料として用いられる時、ここでもまた、前記蒸気−液体
接触装置には普通の材料の形と条件とにより引火性の危
険を示すからである。従って、たとえばステンレス鋼と
アルミニウムは、Ｉ・レイたとえば篩Ｉ・レイを極低温
空気分離に使用の蒸留塔に用いるための二次加工に利用
された。しかし、このようなトレイは一般に、約１ミリ
メートル以上、また最高２乃至３ミリメートル範囲の厚
さである。このほか、これらのトレイは普通、３０乃至
５０ミリメートル以上の深さに等しい液体残留量を入れ
ている。トレイの厚さだけが、比較的高濃度の酸素の存
在においてさえ、材料燃焼の伝搬に作用し、１〜レイ上
の液体残留量の存在が燃焼反応急冷の作用をする。これ
と区別されるのは、充填要素の二次加工に用いられる材
料が比較的薄く従って燃焼に対してさらに影響され易い
ことである。さらにまた、蒸気と接触する液体は、前記
要素の表面に薄手フィルムの形をとっており、そのフィ
ルムはトレイ上の液体残留量の高さより数次下の薄さで
ある。
れる時、極低温空気分離に耐えられるものであるとさき
にわかった材料の利用が充填要素の二次加工利用には不
適当であることが明らかになった。これの第一の理由は
、伝統的に採用された形と方法で用いられる時、条件に
合っている特定材料も、それが極低温空気分離に充填材
料として用いられる時、ここでもまた、前記蒸気−液体
接触装置には普通の材料の形と条件とにより引火性の危
険を示すからである。従って、たとえばステンレス鋼と
アルミニウムは、Ｉ・レイたとえば篩Ｉ・レイを極低温
空気分離に使用の蒸留塔に用いるための二次加工に利用
された。しかし、このようなトレイは一般に、約１ミリ
メートル以上、また最高２乃至３ミリメートル範囲の厚
さである。このほか、これらのトレイは普通、３０乃至
５０ミリメートル以上の深さに等しい液体残留量を入れ
ている。トレイの厚さだけが、比較的高濃度の酸素の存
在においてさえ、材料燃焼の伝搬に作用し、１〜レイ上
の液体残留量の存在が燃焼反応急冷の作用をする。これ
と区別されるのは、充填要素の二次加工に用いられる材
料が比較的薄く従って燃焼に対してさらに影響され易い
ことである。さらにまた、蒸気と接触する液体は、前記
要素の表面に薄手フィルムの形をとっており、そのフィ
ルムはトレイ上の液体残留量の高さより数次下の薄さで
ある。
（課題を解決するための手段）
わかったことは、従来極低温空気分離に使用され、また
充填要素の二次加工に主要候補になると思われる材料が
実際に、酸素濃度が通常空気中に見られるもの、すなわ
ち容量で約２１％以上ある環境において深刻な引火問題
を提起することである。
充填要素の二次加工に主要候補になると思われる材料が
実際に、酸素濃度が通常空気中に見られるもの、すなわ
ち容量で約２１％以上ある環境において深刻な引火問題
を提起することである。
しかし、さらにわかったことは、空気を含む酸素含有混
合物の極低温分離が、物質移動または蒸気液体接触帯に
おける充填要素として規定材料を用いる時は安全に実行
て′きることである。これらの充填要素は、ランダム型
充填（たとえばサドル、ラッシヒリングおよびポールリ
ング）であってもよく、また規則または構造型充填であ
ってもよい。
合物の極低温分離が、物質移動または蒸気液体接触帯に
おける充填要素として規定材料を用いる時は安全に実行
て′きることである。これらの充填要素は、ランダム型
充填（たとえばサドル、ラッシヒリングおよびポールリ
ング）であってもよく、また規則または構造型充填であ
ってもよい。
構造型または規則型充填は、主流方向に対し垂直方向に
液体および蒸気混合を増進する充填を意味する。規則型
または構造型充填は、米国特許第４、１２８．６８４号
、４．１８６．１５９号、４．２９０．０５０号、４、
４５５．３９９号、４．４９７．７５１号、４．４９７
．７５２号および４．４９７．７５３号に開示されてい
る。従って、空気を含む酸素含有混合物の極低温分離法
が開発され、ａ縮生成物を生成しそれによって、容量で
２１％以上の酸素濃度をプロセスにおいて達成する。こ
の発明のプロセスは、液体と蒸気の流れを、約１ミリメ
ートル以下の厚さを有する材料から二次加工した充填要
素を含む物質移動帯に向流して通過させることから成る
。前記蒸気−液体接触は、充填要素の表面上の液状薄手
フィルムと蒸気との間で実施される。このプロセスにお
いて、充填要素を重量で少くとも約３０％の銅濃度を有
する銅含有材料から二次加工する。充填要素が二次加工
される材料は、約１．０Ｋｃａρ／ｇ以下の２０℃の温
度で酸素との反応熱を受けることになる。
液体および蒸気混合を増進する充填を意味する。規則型
または構造型充填は、米国特許第４、１２８．６８４号
、４．１８６．１５９号、４．２９０．０５０号、４、
４５５．３９９号、４．４９７．７５１号、４．４９７
．７５２号および４．４９７．７５３号に開示されてい
る。従って、空気を含む酸素含有混合物の極低温分離法
が開発され、ａ縮生成物を生成しそれによって、容量で
２１％以上の酸素濃度をプロセスにおいて達成する。こ
の発明のプロセスは、液体と蒸気の流れを、約１ミリメ
ートル以下の厚さを有する材料から二次加工した充填要
素を含む物質移動帯に向流して通過させることから成る
。前記蒸気−液体接触は、充填要素の表面上の液状薄手
フィルムと蒸気との間で実施される。このプロセスにお
いて、充填要素を重量で少くとも約３０％の銅濃度を有
する銅含有材料から二次加工する。充填要素が二次加工
される材料は、約１．０Ｋｃａρ／ｇ以下の２０℃の温
度で酸素との反応熱を受けることになる。
（・作用）
この発明のプロセスは、充填要素が重量で少くとも約５
０％の銅および、特にたとえば重量で５５．６０．６５
またはそれよりも高い７０％濃度の銅を含有する材料か
ら二次加工しているので特に有用である。約６０乃至６
３％最高約７０％の銅、たとえば黄銅を含む合金が特に
適当な材料であることがわかった。明らかに、この発明
のプロセスは、８５．９０またはそれ以上の極めて高い
銅含有量の充填材料を利用しても実施できる。９０％十
の銅含量の商用銘柄の銅もまた極めて適当である。上述
の種類の材料は今日商業的に容易に入手でき、それには
、モネル、洋銀、ネーバル黄銅、カートリッヂ黄銅、赤
色黄銅、有価銅、リン青銅および種々の商用銘柄の銅が
含まれている。
０％の銅および、特にたとえば重量で５５．６０．６５
またはそれよりも高い７０％濃度の銅を含有する材料か
ら二次加工しているので特に有用である。約６０乃至６
３％最高約７０％の銅、たとえば黄銅を含む合金が特に
適当な材料であることがわかった。明らかに、この発明
のプロセスは、８５．９０またはそれ以上の極めて高い
銅含有量の充填材料を利用しても実施できる。９０％十
の銅含量の商用銘柄の銅もまた極めて適当である。上述
の種類の材料は今日商業的に容易に入手でき、それには
、モネル、洋銀、ネーバル黄銅、カートリッヂ黄銅、赤
色黄銅、有価銅、リン青銅および種々の商用銘柄の銅が
含まれている。
この発明のプロセスは、厚さが約１７２ミリメートル以
下、特に約０．３ミリメートル以下の材料を二次加工し
た充填要素を用いる時有利に実行できる。この発明のプ
ロセスは、厚さが約０．２ミリメートルの材料を二次加
工した充填要素を用いると特に有利である。
下、特に約０．３ミリメートル以下の材料を二次加工し
た充填要素を用いる時有利に実行できる。この発明のプ
ロセスは、厚さが約０．２ミリメートルの材料を二次加
工した充填要素を用いると特に有利である。
都合のよいことには、充填要素が二次加工されることに
なる材料は、約０．９５にｃａ、ｌ！ ７ ｇ以下の２
０℃の温度での酸素との反応熱を受は得る。約０．８０
にｃａ、ｌ！ ／’ｇ以下の反応熱に耐える材料を用い
ることが特に望ましい。
なる材料は、約０．９５にｃａ、ｌ！ ７ ｇ以下の２
０℃の温度での酸素との反応熱を受は得る。約０．８０
にｃａ、ｌ！ ／’ｇ以下の反応熱に耐える材料を用い
ることが特に望ましい。
理解されるように、この発明のプロセスは蒸気相での酸
素濃度が増すに従いますます有利になる。
素濃度が増すに従いますます有利になる。
従って、この発明のプロセスは、酸素濃度が周囲空気で
通常見出されるもの以上すなわち容量で約２１％以上の
時通常有利であるが、プロセスは、蒸気相での酸素濃度
が容量で約５０％以上の場合、さらに有利になる。この
発明のプロセスは、蒸気相での酸素濃度が容量で約７０
％以上の時とりわけ有利であり、さらに濃度が容量で約
８０またはなお高い９５％を超える時特にそうである。
通常見出されるもの以上すなわち容量で約２１％以上の
時通常有利であるが、プロセスは、蒸気相での酸素濃度
が容量で約５０％以上の場合、さらに有利になる。この
発明のプロセスは、蒸気相での酸素濃度が容量で約７０
％以上の時とりわけ有利であり、さらに濃度が容量で約
８０またはなお高い９５％を超える時特にそうである。
一般に、極低温空気分離プロセスは、はぼ大気圧または
ごくわずか上廻る圧力で行われ、この発明のプロセスの
有利性は、これらの相対的低圧で得られる。蒸留は系の
臨界圧力以下の圧力で実行できる。代表的酸素含有混合
物の蒸留は、約４７５ｐｓｉｇ以下の圧力で実施できる
。プロセスの見解からすれば、約２００ ｐｓｉｃ＋以
下、特に約１２５ ｐｓｉｇ以下の圧力を用いることが
有利となる。この発明のプロセスは、約５０ｐｓｉｇ以
下、特に約２５ｐｓｉｇ以下の範囲の圧力を用いる時、
特に有利な運転を提供する。
ごくわずか上廻る圧力で行われ、この発明のプロセスの
有利性は、これらの相対的低圧で得られる。蒸留は系の
臨界圧力以下の圧力で実行できる。代表的酸素含有混合
物の蒸留は、約４７５ｐｓｉｇ以下の圧力で実施できる
。プロセスの見解からすれば、約２００ ｐｓｉｃ＋以
下、特に約１２５ ｐｓｉｇ以下の圧力を用いることが
有利となる。この発明のプロセスは、約５０ｐｓｉｇ以
下、特に約２５ｐｓｉｇ以下の範囲の圧力を用いる時、
特に有利な運転を提供する。
この発明のプロセスでの運転において、充填要素の表面
上の液状フィルムは通常１ミリメーター以下である。こ
の発明の利点は、充填要素上の液状フィルムの厚さが約
１７２ミリメートル以下の時、とりわけそれが０．２５
ミリメートル以下の時、さらには特にそれが０．１ミリ
メートル以下の時にはいつも文句なしに明白である。時
には、液状フィルムはＯ，ＯＳと非常に薄くあるいはさ
らに薄い０．０２５ミリメートルということもある。
上の液状フィルムは通常１ミリメーター以下である。こ
の発明の利点は、充填要素上の液状フィルムの厚さが約
１７２ミリメートル以下の時、とりわけそれが０．２５
ミリメートル以下の時、さらには特にそれが０．１ミリ
メートル以下の時にはいつも文句なしに明白である。時
には、液状フィルムはＯ，ＯＳと非常に薄くあるいはさ
らに薄い０．０２５ミリメートルということもある。
この発明のプロセスにおける充填要素を二次加工する材
料を選択する時は、前述材料は通常、充填材料の１立方
メートル当り少くとも約３００平方メートルの比面積を
有する。好ましくは、充填材料の比面積は、１立方メー
トル当り少くとも約ａＯＯ平方メートルであり、特に好
ましくは、１立方メートル当り少くとも約５００平方メ
ートルの比面積を有する材料を使用することである。そ
のうえ、充填要素を、１立方メー１−ル当り約１ 、０
００キログラム以下、好ましくは１立方メートル当り約
７００キログラム以下、そして特に１立方メートル当り
４００キログラムのかさ密度を有するように二次加工す
ることである。
料を選択する時は、前述材料は通常、充填材料の１立方
メートル当り少くとも約３００平方メートルの比面積を
有する。好ましくは、充填材料の比面積は、１立方メー
トル当り少くとも約ａＯＯ平方メートルであり、特に好
ましくは、１立方メートル当り少くとも約５００平方メ
ートルの比面積を有する材料を使用することである。そ
のうえ、充填要素を、１立方メー１−ル当り約１ 、０
００キログラム以下、好ましくは１立方メートル当り約
７００キログラム以下、そして特に１立方メートル当り
４００キログラムのかさ密度を有するように二次加工す
ることである。
一般に、比面積と充填材料のかさ密度との間の相互関係
は、用いられる材料の厚さで決定される。
は、用いられる材料の厚さで決定される。
従って充填材料の厚さは次の方程式で計算できる；τ、
＝（ρＢ／’ρ１Ｉｌ）×（２７′に、）式中、 で□はメートル表示の材料の厚さ ρ、１はｋｇ／’ Ｍ’で表示する充填二次加工材料の
密度 に、は比面積Ｈ２／’ Ｈ３ ρＢは充填のかさ密度ｋｇ７ ）１３ ここで第１図を参照して、極低温分離に利用される物質
移動桁１０を示す。前処理乾性酸素含有ガスを管路１２
により塔１０に導入する。塩１０内で約１５０ ｐｓｉ
ｃ＋、そして好ましくは約５０以下またはなお低い２５
ｐｓｉｃ＋以下に維持された圧力を維持し、液体と蒸気
を塩１０内で噴出する蒸気と向流式に互いに接触させ、
さらにそれを管路１４により高窒素流れとしてそこから
除去する。管路１４からの蒸気の一部を管路１６により
冷却器１８に送ると、そこでそれが凝縮されて還流液を
形成して管路２０によって管路１０に戻される。前記液
体は塩１０内を上方向に流れる蒸気に向流して下方に流
れて、前記高酸素液を管路２２により塔１０から除去す
る。管路２２内の液体の一部を管路２４を経由してリボ
イラー２６に送る。
＝（ρＢ／’ρ１Ｉｌ）×（２７′に、）式中、 で□はメートル表示の材料の厚さ ρ、１はｋｇ／’ Ｍ’で表示する充填二次加工材料の
密度 に、は比面積Ｈ２／’ Ｈ３ ρＢは充填のかさ密度ｋｇ７ ）１３ ここで第１図を参照して、極低温分離に利用される物質
移動桁１０を示す。前処理乾性酸素含有ガスを管路１２
により塔１０に導入する。塩１０内で約１５０ ｐｓｉ
ｃ＋、そして好ましくは約５０以下またはなお低い２５
ｐｓｉｃ＋以下に維持された圧力を維持し、液体と蒸気
を塩１０内で噴出する蒸気と向流式に互いに接触させ、
さらにそれを管路１４により高窒素流れとしてそこから
除去する。管路１４からの蒸気の一部を管路１６により
冷却器１８に送ると、そこでそれが凝縮されて還流液を
形成して管路２０によって管路１０に戻される。前記液
体は塩１０内を上方向に流れる蒸気に向流して下方に流
れて、前記高酸素液を管路２２により塔１０から除去す
る。管路２２内の液体の一部を管路２４を経由してリボ
イラー２６に送る。
そこでそれを加熱蒸発させて、蒸気を管路２８によって
塔１０に戻す。この蒸気は、塩１０内を前記液体と向流
に上方向に流れる。
塔１０に戻す。この蒸気は、塩１０内を前記液体と向流
に上方向に流れる。
塔１０（破断図により示す）内に、１立方メートル当り
約３５０平方メートル以上の比面積と、１立方メートル
当り約３７０キログラム以下のかさ密度を有する充填材
料３０がある。第１図に示されているように、充填材料
は、充填材料の表面上に約０．１５ミリメートル以下の
薄手フィルムの形をとって下方向に流れる手段を提供す
る一方、前記蒸気が充填要素の間を上方向に流れ結果と
して向流に流れる液体と蒸気間の接触を可能にする。利
用される充填要素の二次加工の材料はこの発明で説明さ
れている通りである。
約３５０平方メートル以上の比面積と、１立方メートル
当り約３７０キログラム以下のかさ密度を有する充填材
料３０がある。第１図に示されているように、充填材料
は、充填材料の表面上に約０．１５ミリメートル以下の
薄手フィルムの形をとって下方向に流れる手段を提供す
る一方、前記蒸気が充填要素の間を上方向に流れ結果と
して向流に流れる液体と蒸気間の接触を可能にする。利
用される充填要素の二次加工の材料はこの発明で説明さ
れている通りである。
様々の材料の相対引火性の説明のなめ、色々の材料の試
験片を、第２図に関連して説明される装置での試験にか
けた。
験片を、第２図に関連して説明される装置での試験にか
けた。
ここで第２図を参照して、試験装置１００は通常４１ｍ
ｍの内径の垂直試験容器１１０から成っていた。
ｍの内径の垂直試験容器１１０から成っていた。
試験片１１２を前記容器１１０内に取付はブロック１１
４で保持されて同軸に取付けられた。前記取付はブロッ
ク１１４は、試験容器１１０の内部に固定された取付は
ブラケッ？−１１６によって順番に支持された。前記試
験片１１２の下端は、点火に用いられた１組の電極間に
ある試験容器１１０の中心点上５０馴に位置しな。溶融
スラッゾと燃焼金属を試験容器１１０の底部に収集した
。
４で保持されて同軸に取付けられた。前記取付はブロッ
ク１１４は、試験容器１１０の内部に固定された取付は
ブラケッ？−１１６によって順番に支持された。前記試
験片１１２の下端は、点火に用いられた１組の電極間に
ある試験容器１１０の中心点上５０馴に位置しな。溶融
スラッゾと燃焼金属を試験容器１１０の底部に収集した
。
２基の別々の試験容器１１０を次の実例に使用した。片
方の１基は最高２．２ＨＰａ （３１５ｐｓｉ）の圧力
に定格された黄銅容器であった。他方の１基は同一内寸
ではあるが１０．４ ）ＩＰａ （１５１５ｐｓｉ ）
の圧力に定格された黄銅内張りのステンレス鋼容器であ
った。
方の１基は最高２．２ＨＰａ （３１５ｐｓｉ）の圧力
に定格された黄銅容器であった。他方の１基は同一内寸
ではあるが１０．４ ）ＩＰａ （１５１５ｐｓｉ ）
の圧力に定格された黄銅内張りのステンレス鋼容器であ
った。
ブレンドした供給ガス混合物の組成を測定する０２分析
器と、プレミックスガスを分析するクロマ１−グラフと
を具備したガス供給装置（図示なし）は、０２と稀釈剤
とから成る供給ガスの計量流れをガス取入れ管路１２０
によって前記試験容器１１０の上部に供給した。この供
給ガスを２５℃の温度で供給した。ガスを試験容器から
ガス取出し管路１２２によって試験片１１２の下端より
下の位置で除去し、試験容器１１０の内圧の制御に用い
られる背圧調整器（図示なし〉に送る。
器と、プレミックスガスを分析するクロマ１−グラフと
を具備したガス供給装置（図示なし）は、０２と稀釈剤
とから成る供給ガスの計量流れをガス取入れ管路１２０
によって前記試験容器１１０の上部に供給した。この供
給ガスを２５℃の温度で供給した。ガスを試験容器から
ガス取出し管路１２２によって試験片１１２の下端より
下の位置で除去し、試験容器１１０の内圧の制御に用い
られる背圧調整器（図示なし〉に送る。
一般に、試験片１１２は長さが２−３／４乃至３インチ
（約７．６ｃｍ）であった。促進剤または点火薬１２４
を試験片１１２の底部４．８薗に取付けた。前記２個の
相対する電極１１８を前記点火薬１２４に空気圧シリン
ダー（図示なし）によって圧接し、また直流を約１秒間
それに通した。この方法で、前記試験片１１２を底部で
点火させそれによって燃焼が上方向に１云搬した。この
構成は前記溶融スラグと燃焼金属とが試験片１１２から
剥落し、さらに正確で再現性のある結果が得られた。
（約７．６ｃｍ）であった。促進剤または点火薬１２４
を試験片１１２の底部４．８薗に取付けた。前記２個の
相対する電極１１８を前記点火薬１２４に空気圧シリン
ダー（図示なし）によって圧接し、また直流を約１秒間
それに通した。この方法で、前記試験片１１２を底部で
点火させそれによって燃焼が上方向に１云搬した。この
構成は前記溶融スラグと燃焼金属とが試験片１１２から
剥落し、さらに正確で再現性のある結果が得られた。
（実施例）
次掲の実例において、点火薬または促進剤１２４を、試
験されることになる試験片１１２の底部に貼着し、前記
試験片１１２を試験容器１１０内の取付はブロック１１
４に取付けな。試験容器１１０を閉鎖し、管路１２０を
通る取入れガス流れをスタートさせた。
験されることになる試験片１１２の底部に貼着し、前記
試験片１１２を試験容器１１０内の取付はブロック１１
４に取付けな。試験容器１１０を閉鎖し、管路１２０を
通る取入れガス流れをスタートさせた。
ガス成分流量と圧力とを所望値に調節した。管路１２２
からの流出ガス組成物と全ガス流れとが所望値で一定に
なるまで系をパージしな、すべての実例に対し、全ガス
流れを０．３３標準ｊ／ｓに設定し、１００ｋＰａ （
１４，７ｐｓｉ）の圧力で２５０ ｒｔｅｎ／ｓ （０
，８ｆｔ／Ｓ）乃至１０．４ ＨＰａ （１５１５ｐｓ
ｉ ）の圧力で１２ｍｍ／ｓ （ｏ、ｏａｒｔ／’５ｅ
ｃ）のガス流量が得られた。レイノルズ数は、４１ｎｓ
内径の容器に基いて６４０乃至６７０の範囲内であった
。すべての条件が設定された時、電極１１Ｂは活性化し
試験が始まった。
からの流出ガス組成物と全ガス流れとが所望値で一定に
なるまで系をパージしな、すべての実例に対し、全ガス
流れを０．３３標準ｊ／ｓに設定し、１００ｋＰａ （
１４，７ｐｓｉ）の圧力で２５０ ｒｔｅｎ／ｓ （０
，８ｆｔ／Ｓ）乃至１０．４ ＨＰａ （１５１５ｐｓ
ｉ ）の圧力で１２ｍｍ／ｓ （ｏ、ｏａｒｔ／’５ｅ
ｃ）のガス流量が得られた。レイノルズ数は、４１ｎｓ
内径の容器に基いて６４０乃至６７０の範囲内であった
。すべての条件が設定された時、電極１１Ｂは活性化し
試験が始まった。
おのおのの試験後、試験片１１２を実験のため除去して
、試験片１１２の残量未消耗部分（たとえあるとしても
）を測定してその長さを記録した。
、試験片１１２の残量未消耗部分（たとえあるとしても
）を測定してその長さを記録した。
実習１
この実例において、１．９にｃａ、９７ｇの２０℃の温
度での酸素との燃焼熱に耐える一連の３０４ステンレス
鋼試験片をガス状酸素とアルゴンの混合物を２５ｐｓｉ
ｇの圧力で用いる引火試験にかけた。試験片は長さ２−
３／４インチ（約６９．９ｃｍ） Ｘ、幅０．５インチ
（約１２．７ｍｍ） Ｘ厚さ０．００４インチ（約０．
１０１１０ｌ６であった。容量で６７乃至８０％の範囲
の酸素濃度を用いる試験に使用した点火薬は４ラツプの
５１１１ｉＮ鋼、また容量で６６％酸素を用いる試験に
使用した点火薬は２ｍ１Ｎ鋼と鋼線またはマグネシウム
の併用であった。この実例の試験は上述の方法で行われ
、試験片の測定値は第３図にプロットされている。
度での酸素との燃焼熱に耐える一連の３０４ステンレス
鋼試験片をガス状酸素とアルゴンの混合物を２５ｐｓｉ
ｇの圧力で用いる引火試験にかけた。試験片は長さ２−
３／４インチ（約６９．９ｃｍ） Ｘ、幅０．５インチ
（約１２．７ｍｍ） Ｘ厚さ０．００４インチ（約０．
１０１１０ｌ６であった。容量で６７乃至８０％の範囲
の酸素濃度を用いる試験に使用した点火薬は４ラツプの
５１１１ｉＮ鋼、また容量で６６％酸素を用いる試験に
使用した点火薬は２ｍ１Ｎ鋼と鋼線またはマグネシウム
の併用であった。この実例の試験は上述の方法で行われ
、試験片の測定値は第３図にプロットされている。
第３図に示されたデータに関連して、指摘されることは
、６７％以下の酸素で、点火薬を５ｍ１ｎ炭素鋼から２
ｍｉ１炭素鋼に変えたとしても、マグネシウム線また
は鋼線を付加促進剤として用いて炭素鋼点火薬に点火さ
せる必要があったことである。
、６７％以下の酸素で、点火薬を５ｍ１ｎ炭素鋼から２
ｍｉ１炭素鋼に変えたとしても、マグネシウム線また
は鋼線を付加促進剤として用いて炭素鋼点火薬に点火さ
せる必要があったことである。
点火薬を発火させるこれらの難しさは結果として試験片
の完全消耗にはほど遠いものとなった。これは、約６７
％酸素の範囲でステンレス鋼使用の安全性と適性との測
定を妨げた。
の完全消耗にはほど遠いものとなった。これは、約６７
％酸素の範囲でステンレス鋼使用の安全性と適性との測
定を妨げた。
火玉ｌ
この実例において、約７．４にｃａｌ！ ７ｇの２０℃
の温度での酸素との燃焼熱に耐える一連の３００３アル
ミニウム試験片を気体酸素とアルゴンとの混合物を２５
ｐｓｉｇの圧力で使用する引火試験にかけた。試験片は
長さ２−３／４インチ（約６９．９園）Ｘ幅０．５イン
チ（約１２．７ｍｍ） Ｘ厚さｏ、ｏｏａインチ（約０
．２０３２層）であった。容量で７８％以上の酸素濃度
を用いる試験に使用される点火薬は１ラツプの５ｍ１Ｊ
！鋼、容量で７４乃至７８％酸素を用いる試験に使用す
る点火剤は５１１１ｉｊ！鋼と付加マグネシウム線との
併用、そして容量で７２％以下の酸素を用いる試験に使
用する点火薬は２ｍ１ＪＩ鋼と付加マグネシウム線との
併用であった。この実例の試験は上述の方法で行われ、
試験片の測定値は第４図にプロットされている。
の温度での酸素との燃焼熱に耐える一連の３００３アル
ミニウム試験片を気体酸素とアルゴンとの混合物を２５
ｐｓｉｇの圧力で使用する引火試験にかけた。試験片は
長さ２−３／４インチ（約６９．９園）Ｘ幅０．５イン
チ（約１２．７ｍｍ） Ｘ厚さｏ、ｏｏａインチ（約０
．２０３２層）であった。容量で７８％以上の酸素濃度
を用いる試験に使用される点火薬は１ラツプの５ｍ１Ｊ
！鋼、容量で７４乃至７８％酸素を用いる試験に使用す
る点火剤は５１１１ｉｊ！鋼と付加マグネシウム線との
併用、そして容量で７２％以下の酸素を用いる試験に使
用する点火薬は２ｍ１ＪＩ鋼と付加マグネシウム線との
併用であった。この実例の試験は上述の方法で行われ、
試験片の測定値は第４図にプロットされている。
第４図に示されたデータに関連して、注目されることは
、約９２％以上、特に約９５％以上の酸素雰囲気の中で
の試験片の有意完全燃焼のあったことである。また注目
されることは、試験片の実質消耗が約７０％酸素に減少
する酸素雰囲気の中で達成されたことである。さらに注
目されることは、点火薬の完全燃焼が困難なため、マグ
ネシウムをここでも使用して点火薬発火の助剤にしたこ
とである。これは、実例１と同様に、約７０％以下の酸
素中でのアルミニウム使用の安全性と適性との測定に同
じ困難が伴ったことを示す。
、約９２％以上、特に約９５％以上の酸素雰囲気の中で
の試験片の有意完全燃焼のあったことである。また注目
されることは、試験片の実質消耗が約７０％酸素に減少
する酸素雰囲気の中で達成されたことである。さらに注
目されることは、点火薬の完全燃焼が困難なため、マグ
ネシウムをここでも使用して点火薬発火の助剤にしたこ
とである。これは、実例１と同様に、約７０％以下の酸
素中でのアルミニウム使用の安全性と適性との測定に同
じ困難が伴ったことを示す。
去泗旦
この実例においては、異なる銅含有量の一連の黄銅試験
片を、実質的に純粋の気体酸素（容量で９９、９９％）
を１５００ｐｓｉｇの圧力で用いる引火試験にかけた。
片を、実質的に純粋の気体酸素（容量で９９、９９％）
を１５００ｐｓｉｇの圧力で用いる引火試験にかけた。
試験片は、長さ３インチ（約７６．２ｍｍ）大幅０．５
インチ（約１２．７ｎｔｍ） Ｘ厚さ０．００５インチ
（０，１２７０ｍｍ ＞乃至０．０４インチ（１，０１
６ｍｍ）であった。重量で７０％の銅含有量の試験片は
０．７９ ＫＣａ、ｌ／ｇの２０℃の温度での酸素との
燃焼熱に耐え、−方重量で６３％の銅含有量の試験片は
０．８４ Ｋｃａｆｌ／（］の酸素との燃焼熱に耐えた
。試験のすべてに用いられた点火薬は４ラツプの５ ｍ
ｉｄ炭素銅であった。
インチ（約１２．７ｎｔｍ） Ｘ厚さ０．００５インチ
（０，１２７０ｍｍ ＞乃至０．０４インチ（１，０１
６ｍｍ）であった。重量で７０％の銅含有量の試験片は
０．７９ ＫＣａ、ｌ／ｇの２０℃の温度での酸素との
燃焼熱に耐え、−方重量で６３％の銅含有量の試験片は
０．８４ Ｋｃａｆｌ／（］の酸素との燃焼熱に耐えた
。試験のすべてに用いられた点火薬は４ラツプの５ ｍ
ｉｄ炭素銅であった。
この実例の試験は上述の方法で行われ、試験片の測定値
は第５図にプロットされている。
は第５図にプロットされている。
この実例で採用さｈな条件は、銅合金の極めて正確な測
定値を提供するように圧力面積と酸素濃度について非常
にきびしいものであった。４０ｍ ｉβ試験片に関連し
て注目されることは、試験片に若干の消耗が起ったこと
である。これは、点火薬の燃焼による試験片の消耗量に
ほとんど完全に起因するが、試験片そのものの有意の燃
焼によるものではない。注目されることは、池の試験片
の消耗量に若干の増加があることと、この増加が試験片
の厚さに関連していることとである。指摘の必要がある
のは、点火薬が放出したエネルギー量が試験片の一部の
溶融に必要なエネルギー量に比較して相当であることで
ある。従って材料の損失は主として溶融に起因する。
定値を提供するように圧力面積と酸素濃度について非常
にきびしいものであった。４０ｍ ｉβ試験片に関連し
て注目されることは、試験片に若干の消耗が起ったこと
である。これは、点火薬の燃焼による試験片の消耗量に
ほとんど完全に起因するが、試験片そのものの有意の燃
焼によるものではない。注目されることは、池の試験片
の消耗量に若干の増加があることと、この増加が試験片
の厚さに関連していることとである。指摘の必要がある
のは、点火薬が放出したエネルギー量が試験片の一部の
溶融に必要なエネルギー量に比較して相当であることで
ある。従って材料の損失は主として溶融に起因する。
実習１
先述の実例と同様の方法でこれ以外の黄銅合金たとえば
、赤色黄銅（８５％ｃｕ、０．６９ Ｋｃａ、Ｉｌ ／
’ｇ ＞、洋銀（５５％Ｃｕ、０．７８ ＫＣａ、ｌ）
７ ｇ ） 、モネル（３１，５％Ｃｕ、０．９Ｋｃ
ａ、ｆｆ 、／’ ｇ ＞およびネーバル黄銅（６０％
ＣＬＩ、 ０．８６ ＫＣａ、Ｉｌ ）の試験では、低
引火性、従ってこの発明の極低温空気分離プロセスに用
いる適性を示す。
、赤色黄銅（８５％ｃｕ、０．６９ Ｋｃａ、Ｉｌ ／
’ｇ ＞、洋銀（５５％Ｃｕ、０．７８ ＫＣａ、ｌ）
７ ｇ ） 、モネル（３１，５％Ｃｕ、０．９Ｋｃ
ａ、ｆｆ 、／’ ｇ ＞およびネーバル黄銅（６０％
ＣＬＩ、 ０．８６ ＫＣａ、Ｉｌ ）の試験では、低
引火性、従ってこの発明の極低温空気分離プロセスに用
いる適性を示す。
第１図は、混合物、特に空気を含む酸素を充填要素を用
いて極低温分離し、この発明に従って蒸気−ｉＲ（ｒｋ
接触を実施する装置の簡易図、第２図は、この発明にお
いて充填として用いる餅材料に利用される型の試験装置
の略図、第３図は、ステンレス鋼の試料についての引火
性選別試験の作業で得られたデータのグラフ、第４図は
、アルミニウムの試料についての引火性選別試験の作業
で得られたデータのグラフ、第５図は、黄銅合金の試料
についての引火性選別試験の作業で得られたデータのグ
ラフである。 １０・・・物質移動塔、１２．１４．１６・・・管路、
１８・・・冷却器、２０、２２．２４・・・管路、２６
・・・リボイラー、２８・・・管路、３０・・・充填材
料、１００・・・試験装置、１１０・・・垂直試験容器
、１１２・・・試験片、１１４・・・取付はブロック、
１１６・・・取付はブラケット、１１８・・・電極、１
２０・・・ガス取入れ管路、１２２・・・ガス取出し管
路、１２４・・・促進剤または点火薬 図５の序ｉ：（Ｔ、ｌ、；容に変二ご−し）第１図 特許出願人 エアー、プロダクツ、アンド、ケミカル
ス、インコー ポレーテッド 第 図 Ｅ］０７！５乃乃 ７Ｑ２６［３５６８６７６６ １ｉＥ目Ｉ／、へ
いて極低温分離し、この発明に従って蒸気−ｉＲ（ｒｋ
接触を実施する装置の簡易図、第２図は、この発明にお
いて充填として用いる餅材料に利用される型の試験装置
の略図、第３図は、ステンレス鋼の試料についての引火
性選別試験の作業で得られたデータのグラフ、第４図は
、アルミニウムの試料についての引火性選別試験の作業
で得られたデータのグラフ、第５図は、黄銅合金の試料
についての引火性選別試験の作業で得られたデータのグ
ラフである。 １０・・・物質移動塔、１２．１４．１６・・・管路、
１８・・・冷却器、２０、２２．２４・・・管路、２６
・・・リボイラー、２８・・・管路、３０・・・充填材
料、１００・・・試験装置、１１０・・・垂直試験容器
、１１２・・・試験片、１１４・・・取付はブロック、
１１６・・・取付はブラケット、１１８・・・電極、１
２０・・・ガス取入れ管路、１２２・・・ガス取出し管
路、１２４・・・促進剤または点火薬 図５の序ｉ：（Ｔ、ｌ、；容に変二ご−し）第１図 特許出願人 エアー、プロダクツ、アンド、ケミカル
ス、インコー ポレーテッド 第 図 Ｅ］０７！５乃乃 ７Ｑ２６［３５６８６７６６ １ｉＥ目Ｉ／、へ
Claims (10)
- （１）容量で２１％以上の酸素濃度を達成する濃縮生成
物を生成するため酸素含有混合物の極低温分離のプロセ
スにおいて、液体と蒸気の流れを約１ｍｍ以下の厚さの
材料から二次加工した充填要素を含む物質移動体に向流
に通すことと、充填要素の表面上の液状薄手フィルムと
蒸気との間の蒸気−液体接触を実施することから成り、
前記充填要素は少くとも重量で約３０％の銅濃度と、約
１Ｋｃａｌ／ｇ以下の２０℃の温度で酸素との反応熱を
有する銅含有材料から二次加工されていることを特徴と
する酸素含有混合物の極低温分離プロセス。 - （２）前記充填材料が、重量で少くとも約５０％の銅濃
度を有することを特徴とする請求項１による酸素含有混
合物の極低温分離プロセス。 - （３）前記充填要素が二次加工される材料は厚さが約０
．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１による酸
素含有混合物の極低温分離プロセス。 - （４）前記酸素濃度は、容量で少くとも約５０％以上で
あることを特徴とする請求項１による酸素含有混合物の
極低温分離プロセス。 - （５）前記２０℃の温度での酸素との反応熱は約０．９
Ｋｃａｌ／ｇ以下であることを特徴とする請求項１によ
る酸素含有混合物の極低温分離プロセス。 - （６）前記過圧は、約４７５ｐｓｉｇ以下であることを
特徴とする請求項１による酸素含有混合物の極低温分離
プロセス。 - （７）前記充填材料は、１立方メートル当り少くとも約
３００平方メートルの比面積を有することを特徴とする
請求項１による酸素含有混合物の極低温分離プロセス。 - （８）前記充填材料は、１立方メートル当り少くとも約
１０００キログラムのかさ密度を有することを特徴とす
る請求項１による酸素含有混合物の極低温分離プロセス
。 - （９）前記充填要素が二次加工される材料の厚さは約０
．３ミリメートル以下であることを特徴とする請求項１
による酸素含有混合物の極低温分離プロセス。 - （１０）前記充填表面上の液状フィルムの厚さは約二分
の一ミリメートル以下であることを特徴とする請求項１
による酸素含有混合物の極低温分離プロセス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13251587A | 1987-12-14 | 1987-12-14 | |
| US132,515 | 1987-12-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH024189A true JPH024189A (ja) | 1990-01-09 |
| JPH0526112B2 JPH0526112B2 (ja) | 1993-04-15 |
Family
ID=22454397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63316059A Granted JPH024189A (ja) | 1987-12-14 | 1988-12-14 | 酸素の極低温分離方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0320885A3 (ja) |
| JP (1) | JPH024189A (ja) |
| KR (1) | KR910002168B1 (ja) |
| AU (1) | AU2663188A (ja) |
| CA (1) | CA1280968C (ja) |
| DE (1) | DE320885T1 (ja) |
| DK (1) | DK693888A (ja) |
| FI (1) | FI885760A7 (ja) |
| NO (1) | NO885526L (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07139873A (ja) * | 1993-11-12 | 1995-06-02 | Daido Hoxan Inc | 酸素ガス製造装置 |
| JP2008104948A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Sanki Eng Co Ltd | 気液接触用充填要素、気液接触用充填材および気液接触用充填要素の製造方法 |
| CN104307459A (zh) * | 2014-10-02 | 2015-01-28 | 北京玉珠峰科技有限公司 | 一种新型气液交换填料 |
| JP2023537890A (ja) * | 2020-08-06 | 2023-09-06 | エアー カンパニー ホールディングス インコーポレイテッド | 蒸留プロセスにおける不純物除去を増強するための合金及び方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR596747A (fr) * | 1924-07-17 | 1925-10-30 | Julien Wurth Et Cie | Perfectionnements apportés aux spirales de remplissage pour colonnes de réaction et de contact |
| DE1751501B2 (de) * | 1968-06-10 | 1972-06-15 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Fuellmasse fuer tieftemperatur-regeneratoren |
| EP0070915A1 (de) * | 1981-07-30 | 1983-02-09 | GebràDer Sulzer Aktiengesellschaft | Einbauelement für eine Vorrichtung für Stoff- und direkten Wärmeaustausch und Mischen |
-
1988
- 1988-12-07 AU AU26631/88A patent/AU2663188A/en not_active Abandoned
- 1988-12-08 CA CA000585330A patent/CA1280968C/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-13 DE DE198888120824T patent/DE320885T1/de active Pending
- 1988-12-13 NO NO88885526A patent/NO885526L/no unknown
- 1988-12-13 DK DK693888A patent/DK693888A/da not_active Application Discontinuation
- 1988-12-13 FI FI885760A patent/FI885760A7/fi not_active Application Discontinuation
- 1988-12-13 EP EP88120824A patent/EP0320885A3/en not_active Withdrawn
- 1988-12-14 JP JP63316059A patent/JPH024189A/ja active Granted
- 1988-12-14 KR KR1019880016620A patent/KR910002168B1/ko not_active Expired
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