JPH0410544Y2 - - Google Patents
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- JPH0410544Y2 JPH0410544Y2 JP13682887U JP13682887U JPH0410544Y2 JP H0410544 Y2 JPH0410544 Y2 JP H0410544Y2 JP 13682887 U JP13682887 U JP 13682887U JP 13682887 U JP13682887 U JP 13682887U JP H0410544 Y2 JPH0410544 Y2 JP H0410544Y2
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- nitrogen
- gas
- condenser
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Landscapes
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
産業上の利用分野
ネオンNe、水素、H2、ヘリウムHeのような
低沸点ガスを含まない高純度窒素ガスを製造する
装置に関するものである。
低沸点ガスを含まない高純度窒素ガスを製造する
装置に関するものである。
従来技術
空気を液化精留して窒素ガスを製造する装置と
して、水分、炭酸ガス等を除去した圧縮空気を製
品窒素ガス等の低温ガスとの熱交換で冷却し、一
部液化した状態で単式精留塔の下部に導入して、
その塔頂から製品ガスを取出す装置が一般に使用
されている。この種の装置で製造する窒素ガスは
高純度であるが、ネオン、水素、ヘリウムのよう
な低沸点ガスは除去されずに含有されており、半
導体工業用のような用途には適さないという欠点
があつた。
して、水分、炭酸ガス等を除去した圧縮空気を製
品窒素ガス等の低温ガスとの熱交換で冷却し、一
部液化した状態で単式精留塔の下部に導入して、
その塔頂から製品ガスを取出す装置が一般に使用
されている。この種の装置で製造する窒素ガスは
高純度であるが、ネオン、水素、ヘリウムのよう
な低沸点ガスは除去されずに含有されており、半
導体工業用のような用途には適さないという欠点
があつた。
そこで、この欠点を除去し、低沸点成分を含ま
ない高純度の窒素ガスを製造する装置として、例
えば特開昭58−64478号公報所載のものが挙げら
れる。
ない高純度の窒素ガスを製造する装置として、例
えば特開昭58−64478号公報所載のものが挙げら
れる。
前記公報記載の高純度窒素製造装置は、凝縮部
を介して上部に気化部、下部に液化部を形成した
熱交換器を設けて、単式精留塔頂部から採取する
製品ガス（高純度窒素ガス）をこの熱交換器の液
化部に導入して気化部の減圧液体窒素で冷却して
液化せしめるとともに、含有する低沸点成分を未
凝縮ガスとして凝縮部から排出させ、液化された
窒素を液化部から減圧弁を介して気化部に導入し
て気化させ、低沸点成分を含有しない製品高純度
窒素ガスとして採取するものである。
を介して上部に気化部、下部に液化部を形成した
熱交換器を設けて、単式精留塔頂部から採取する
製品ガス（高純度窒素ガス）をこの熱交換器の液
化部に導入して気化部の減圧液体窒素で冷却して
液化せしめるとともに、含有する低沸点成分を未
凝縮ガスとして凝縮部から排出させ、液化された
窒素を液化部から減圧弁を介して気化部に導入し
て気化させ、低沸点成分を含有しない製品高純度
窒素ガスとして採取するものである。
しかしながらこの装置では、気化して製品とな
る液体窒素は、単式精留塔の塔頂部から取出され
て熱交換器の凝縮部で凝縮されたものであり、凝
縮からパージされる低沸点成分含有ガスと平衡状
態にあるものなので、不純物である低沸点成分を
なお含有しているということができる。
る液体窒素は、単式精留塔の塔頂部から取出され
て熱交換器の凝縮部で凝縮されたものであり、凝
縮からパージされる低沸点成分含有ガスと平衡状
態にあるものなので、不純物である低沸点成分を
なお含有しているということができる。
考案が解決しようとする問題点
前記従来方式の諸問題点を解決し、さらに一層
低沸点成分を除去し得る高純度窒素ガス製造装置
を提供するものである。
低沸点成分を除去し得る高純度窒素ガス製造装置
を提供するものである。
問題点を解決するための手段
本考案者等は種々検討、実験の結果本考案装置
の開発に成功したものであり、本考案の技術的構
成は前記実用新案登録請求の範囲各項に明記した
とおりであるが、本考案装置の具体例を示す添付
図面に基いて詳細に説明する。
の開発に成功したものであり、本考案の技術的構
成は前記実用新案登録請求の範囲各項に明記した
とおりであるが、本考案装置の具体例を示す添付
図面に基いて詳細に説明する。
実施例（第１図）
原料空気5000Nm3／hrは8.7Kg／cm2に圧縮さ
れ、水分、炭酸ガス等を除去された後、温度20℃
で管路１から熱交換器２に入り、製品窒素ガス、
廃ガス等で−166℃まで冷却され、管路３により
取出され、単式精留塔４の下部に導入される。精
留塔４の塔頂からは5500Nm3／hrの窒素ガスが
管路５により取出され、アルミニウムろう付型の
窒素凝縮器６に導入されて、ここで冷却液化さ
れ、ネオン、ヘリウム等の不純物を含む未凝縮ガ
ス1Nm3／hrが管路７からパージされる。前記窒
素凝縮器６で液化された液体窒素5499Nm3／hr
は、管路８により精留塔４の塔頂部の精留板Ａ上
に戻される。精留塔４の塔底からは3199Nm3／
hrの酸素富化液体空気（−172℃）が、管路９に
よつて取出され、膨脹弁１０で4.2Kg／cm2に減圧
された後窒素凝縮器６に導入されて寒冷源とな
る。ここで気化した液体空気は−172℃の冷空気
（酸素リツチ）として管路１１から取出され、熱
交換器２に導入されて原料空気を冷却した後−
150℃まで昇温し、管路１２で取出される。つい
で膨脹タービン１３で0.5Kg／cm2まで膨脹されて
−180℃となり、管路１４から再度熱交換器２に
取入れられて原料空気の冷却に用いられ、常温ま
で加温されて廃ガスとして管路１５から排出され
る。
れ、水分、炭酸ガス等を除去された後、温度20℃
で管路１から熱交換器２に入り、製品窒素ガス、
廃ガス等で−166℃まで冷却され、管路３により
取出され、単式精留塔４の下部に導入される。精
留塔４の塔頂からは5500Nm3／hrの窒素ガスが
管路５により取出され、アルミニウムろう付型の
窒素凝縮器６に導入されて、ここで冷却液化さ
れ、ネオン、ヘリウム等の不純物を含む未凝縮ガ
ス1Nm3／hrが管路７からパージされる。前記窒
素凝縮器６で液化された液体窒素5499Nm3／hr
は、管路８により精留塔４の塔頂部の精留板Ａ上
に戻される。精留塔４の塔底からは3199Nm3／
hrの酸素富化液体空気（−172℃）が、管路９に
よつて取出され、膨脹弁１０で4.2Kg／cm2に減圧
された後窒素凝縮器６に導入されて寒冷源とな
る。ここで気化した液体空気は−172℃の冷空気
（酸素リツチ）として管路１１から取出され、熱
交換器２に導入されて原料空気を冷却した後−
150℃まで昇温し、管路１２で取出される。つい
で膨脹タービン１３で0.5Kg／cm2まで膨脹されて
−180℃となり、管路１４から再度熱交換器２に
取入れられて原料空気の冷却に用いられ、常温ま
で加温されて廃ガスとして管路１５から排出され
る。
低沸点成分を含まない高純度液体窒素
1800Nm3／hrは精留塔４の精留板Ｂ（精留板Ａの
数段下）から管路１６で取出され、膨脹弁１７で
7.5Kg／cm2に膨脹された後、窒素凝縮器６に導入
され、前記酸素富化液体空気とともに、管路５か
らの窒素ガスを冷却、液化させる。気化された高
純度窒素ガスは管路１８から取出され、ついで熱
交換器２に導入され、原料空気を冷却して自らは
常温まで昇温し、管路１９によつて製品ガスとし
て取出される。低沸点成分を含有していても差支
えない用途向けの高純度窒素ガスを生産又は併産
するときは、管路５の窒素ガスの全量または一部
を管路２０に送り、熱交換器２で常温まで昇温し
て管路２１から製品として取出すことができる。
1800Nm3／hrは精留塔４の精留板Ｂ（精留板Ａの
数段下）から管路１６で取出され、膨脹弁１７で
7.5Kg／cm2に膨脹された後、窒素凝縮器６に導入
され、前記酸素富化液体空気とともに、管路５か
らの窒素ガスを冷却、液化させる。気化された高
純度窒素ガスは管路１８から取出され、ついで熱
交換器２に導入され、原料空気を冷却して自らは
常温まで昇温し、管路１９によつて製品ガスとし
て取出される。低沸点成分を含有していても差支
えない用途向けの高純度窒素ガスを生産又は併産
するときは、管路５の窒素ガスの全量または一部
を管路２０に送り、熱交換器２で常温まで昇温し
て管路２１から製品として取出すことができる。
実施例（第２図）
この実施例は、低沸点成分を含む未凝縮ガスの
パージ管路が異なる以外は、第１図の実施例と同
じである。
パージ管路が異なる以外は、第１図の実施例と同
じである。
管路５から取出され、アルミニウムろう付型窒
素凝縮器６で冷却液化された液体窒素は管路２２
で取出されて気液セパレータ２３に導かれ、ここ
で気液分離される。ガス相に凝縮された低沸点成
分は気液分離時にそのほとんどが気体中に入り、
管路２０、熱交換器２、管路２１を経て一般用高
純度窒素ガスとして取出される。気液セパレータ
ー２３底部の液体窒素は、管路８で精留塔４の精
留板Ａ上へ戻される。
素凝縮器６で冷却液化された液体窒素は管路２２
で取出されて気液セパレータ２３に導かれ、ここ
で気液分離される。ガス相に凝縮された低沸点成
分は気液分離時にそのほとんどが気体中に入り、
管路２０、熱交換器２、管路２１を経て一般用高
純度窒素ガスとして取出される。気液セパレータ
ー２３底部の液体窒素は、管路８で精留塔４の精
留板Ａ上へ戻される。
一般用高純度窒素ガスを生産又は併産するとき
は、管路２０の流量を増加することにより可能と
なる。
は、管路２０の流量を増加することにより可能と
なる。
考案の効果
本考案装置では、製品となる低沸点成分を含ま
ない高純度窒素ガスは、窒素凝縮器６で液化され
た液体窒素が戻される精留塔４の精留板Ａよりも
数段下の精留板Ｂ上から取出されて、窒素凝縮器
６で気化されたものである。したがつて、窒素凝
縮器６で液化された液体窒素をそのまま気化した
ものに比べ低沸点成分の含有量は非常に低下し一
層高純度の窒素ガスが得られる。
ない高純度窒素ガスは、窒素凝縮器６で液化され
た液体窒素が戻される精留塔４の精留板Ａよりも
数段下の精留板Ｂ上から取出されて、窒素凝縮器
６で気化されたものである。したがつて、窒素凝
縮器６で液化された液体窒素をそのまま気化した
ものに比べ低沸点成分の含有量は非常に低下し一
層高純度の窒素ガスが得られる。
第１図は本考案装置の一例を示すフローシー
ト、第２図は第１図の装置に気液セパレーターを
設けた変形例を示すフローシートであり、図中、
１……原料空気、２……熱交換器、４……窒素精
留塔、６……窒素凝縮器、１０，１７……膨脹
弁、１３……膨脹タービン、１５……廃ガス、１
９……高純度窒素ガス、２１……窒素ガス、２３
……気液セパレーター、Ａ，Ｂ……精留板、その
他の符号は管路を示す。
ト、第２図は第１図の装置に気液セパレーターを
設けた変形例を示すフローシートであり、図中、
１……原料空気、２……熱交換器、４……窒素精
留塔、６……窒素凝縮器、１０，１７……膨脹
弁、１３……膨脹タービン、１５……廃ガス、１
９……高純度窒素ガス、２１……窒素ガス、２３
……気液セパレーター、Ａ，Ｂ……精留板、その
他の符号は管路を示す。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 水分、炭酸ガス等を除去し、熱交換器２で冷
却された原料空気を窒素精留塔４下部に導入
し、液化精留して塔頂に窒素を、下部に液体空
気をそれぞれ分離し、前記分離窒素の一部を製
品ガスとして採取するとともに、残部を前記液
体空気と熱交換して液化し、還流液とする高純
度窒素製造装置において、前記窒素精留塔４塔
頂部とアルミニウムろう付型窒素凝縮器６とを
窒素ガス取出管路５及び該窒素凝縮器６で液化
された液体窒素を前記窒素精留塔４塔頂部に戻
す管路８で連通し、かつ前記窒素精留塔４中段
と前記窒素凝縮器６とを膨脹弁１７を備えた管
路１６で連通したことを特徴とする高純度窒素
製造装置。 (2) 前記窒素凝縮器６がパージ管路７を具備する
実用新案登録請求の範囲第１項記載の高純度窒
素製造装置。 (3) 前記窒素凝縮器６に気液セパレーター２３を
併設した実用新案登録請求の範囲第１項記載の
高純度窒素製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13682887U JPH0410544Y2 (ja) | 1987-09-09 | 1987-09-09 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13682887U JPH0410544Y2 (ja) | 1987-09-09 | 1987-09-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6445290U JPS6445290U (ja) | 1989-03-17 |
| JPH0410544Y2 true JPH0410544Y2 (ja) | 1992-03-16 |
Family
ID=31397700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13682887U Expired JPH0410544Y2 (ja) | 1987-09-09 | 1987-09-09 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0410544Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2966999B2 (ja) * | 1992-04-13 | 1999-10-25 | 日本エア・リキード株式会社 | 超高純度窒素・酸素製造装置 |
-
1987
- 1987-09-09 JP JP13682887U patent/JPH0410544Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6445290U (ja) | 1989-03-17 |
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