JPH0448186A - 空気分離装置 - Google Patents

空気分離装置

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JPH0448186A
JPH0448186A JP15521590A JP15521590A JPH0448186A JP H0448186 A JPH0448186 A JP H0448186A JP 15521590 A JP15521590 A JP 15521590A JP 15521590 A JP15521590 A JP 15521590A JP H0448186 A JPH0448186 A JP H0448186A
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JP
Japan
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air
compressor
heat exchanger
expander
power
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JP15521590A
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Hiroshi Tsushima
津嶋　寛
Shoji Koyama
小山　祥二
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Hitachi Ltd
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Hitachi Techno Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気分＃ｌＩ装置に係り、特にエクスパング
ーコンプレッサーの負荷調製が容易な空気分離ｉｌｌに
関するものである。
〔従来の技術〕
従来の空気分離装置は、第３図に示すように装置に必要
な寒冷量はエクスバング−・コンプレッサーに流れる流
量でｍ整されていた。また、エクスバングー・コンプレ
ッサーでは流体の膨張により生じるエネルギーはシャフ
トを介してコンプレッサーに伝えられ、ここで、流体を
圧縮する二とで、消費されている。このエクスバングー
・コンプレッサーでは、エクスパッダーで生じる動力と
、コンプレッサーで生じる動力とを一致させるため、コ
ンプレッサー吐出配管にバイパス弁を設け、コンプレッ
サーに流れる流量を調整していた。この方法では、エク
スパッダーの単位流凰当りの発生動力が大きくなった場
合、コンプレッサーの圧縮比には機械的に限界があるた
め、コンプレッサーで消費しきれない。この場合、動力
は全てコンブレプサー吐出バイパス逼こより消費さｎで
いた。
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６２−１０２０７４号が挙げられる。
〔発明が解決しようとするｍ題〕
上１１ｅｆ来技術は、コクスパンダー・コンプレッサー
の動力をバランスさせる目的で、コンプレッサー吐出バ
イパス弁が設置されているが、空気分離ｉｔで必要な寒
冷量が小さい場合には、空気（ｉ、）熱交換器の中間抽
気量が著しく少な曵なり、空気（お熱交換器の流体温度
差が小さくなる。このため、空気（主）熱交換器の必要
伝熱面積が太き（なる欠点があった〇 本発明の目的は、空気（主）熱交換器の抽気量を増加さ
せ、空気（主）熱交換器の必要伝熱面積を減少させる空
気分１１１装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的Ｃハ、エクスパンダ−吐出バイパス弁ヲ空気（
主）熱交換器出口に設置することにより達成される。
〔作　　用〕
空気分離装置の寒冷発生装置であるエクスバングー・コ
ンプレッサーは、寒冷を発生させるエクスパンダ−、エ
クスバングーで生じた動力を消費させるコンプレッサー
およびアフタークーラーガスを冷却させる空気（主）熱
交換器により構成されている。
エクスパンダ−で処理されるガス量は、空気分離装置の
運転状態に応じて必要な寒冷量を発生させるようＴＩＡ
！１される。二〇二りスパンダー人口でのガスのエンタ
ルピーは空気（主）熱交換器での熱バランスにより決定
される。
ＱＡ　＋　ＱＴ　＝　　７１　　　　　　　・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・　０）ＱＡ＝（ＧＡ
　　ＧＴ）Ｘ△！Ａ　△ＩＡ＝一定ＱＴ　”ＧＴ　Ｘ　
△ｉＴ　　　　：　　△ｉ７＜△ＩＡ（ＧＡ　　ＧＴ）
Ｘ△ｌ　）、　十〇　ＴＸ△１丁＝一定・・・・・・（
２）ここでＱＡ：原料空気の取りさる寒冷量ＱＴ　：エ
キスパンダー空気の取りさる寒冷量Ｇ　：流量 △ｌ　＝エンタルピ差 添字Ｔ：エキスパンダー 添字Ａ：原料空気 弐ｉ２＋より、エキスパッダーの流量が減少した場合、
エキスパンダーに入るガスのエンタルピー差が小さくな
ることがわかる。この場合、空気（主）熱交換器内での
流体の温度差は小さくなる。このため、空気（主熱交換
器の必要伝熱面積は増加する。
一方、エキスパンダーでは、入口エンタルピーが上昇す
れば、膨張時の単位流体当りのエンタルピー差が大きく
なるため、この動力を消費するコンプレッサーでの単位
流量当りの動力が増加する。
この動力増加は、コンプレッサーの圧縮比を上昇させる
が、コンプレッサー（遠心式圧縮機）はその特性上、圧
縮比に上限があるため、処理ガス量を増加させることに
より、消費される。このため、増加したガス流量をバイ
パスさせる方法によりエクスパンダ−コンプレッサーの
艶カバランスの調整が行われている。
本発明では、エクスバングー・コンプレッサーで余剰と
なったガスを空気（主）熱交換器の抽気部より分岐する
ことで、空気（１）熱交換器の伝熱面積を低減すること
ができる。
〔実　施　例〕
以下、本発明の実施例を第１図により説明する。
図において。空気分離装置の深冷部に供給される約５に
の圧縮原料空気は空気（ｉ）熱交換１ｉ人口部で分流さ
れ、大部分は空気（主）熱交換Ｈ１で冷却されて、精留
塔４下部へ供給される。一方分流された残りの原料空気
は、エクスパンダ−・コンプレッサー２のコンプレッサ
ー７に供給され、約８Ｋまで圧縮された後、アフターク
ーラー３で圧縮熱を除去、冷却され空気（主）熱交換器
ｌへ送られる。空気（主）熱交換器１で冷却された空気
は、中間部より抽気されエクスバングー・コンプレッサ
ー２の膨張タービ／８へ供給され、ここで約０゜５Ｋま
で膨張する。膨張時に発生する動力は軸を介してコンプ
レッサー７側へ供給される。この時エクスパッダー８で
発生した動力がコンプレッサーフ何で消費する動力を上
廻る状態では、余剰動力で原料空気の一部を昇圧し、こ
れを中間抽気出口より分岐させて取り出すことで、原料
空気中の中間抽気のしめる割合を増加させることができ
る。
即ち、分流された原料空気はバイパス弁９を通り、空気
（主）熱交換器ｌで冷却液化された原料空気に合流して
精留塔４へ供給される。
従って、第２図の破線で示されるように、流体間のｆｉ
ｆｆ差を大きくすることができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、エクスパンター・コンプレッサーの余
剰空気を中間抽気部よりバイパスさせ精留塔に供給する
ことにより、空気性）熱交換器の温度差を大きくするこ
とができ、空気性）熱交換器の必要伝熱面積を減少でき
る。
【図面の簡単な説明】
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（３）は第１図の空気熱交換器内部の流体温度の特性
囚、第３図は従来の空気分Ｎ装置の系統図である。 ｌ・・・・・・空気（ｉ）熱交換器、２・・・・・・エ
クスパングー・コンプレッサー　３・・曲アフタークー
ラー４・・・・・・精留塔、５・・曲過冷却器、６．９
・・曲バイパス弁、 ７　・・・・・・

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、圧縮され水分および炭酸ガスが除去された原料空気
    の一部を昇圧するエキスパンダー・コンプレツサーの圧
    縮機と、該圧縮機出口の昇圧空気を冷却するアフターク
    ーラーと、該アフタークーラーからの昇圧空気と前記圧
    縮機の前段で分流した原料空気の残部とを精留塔からの
    低温戻りガスにより冷却する主熱交換器と、該主熱交換
    器で冷却された昇圧空気の一部を膨張させて寒冷を発生
    させる前記エキスパンダー・コンプレツサーの膨張ター
    ビンと、該膨張タービンの前段で分流した昇圧空気の残
    部と前記主熱交換器で冷却された原料空気とを合流させ
    て精留塔に導入する経路とを具備したことを特徴とする
    空気分離装置。
JP15521590A 1990-06-15 1990-06-15 空気分離装置 Pending JPH0448186A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2906605A1 (fr) * 2006-10-02 2008-04-04 Air Liquide Procede et appareil de separation d'air par distillation cryogenique.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2906605A1 (fr) * 2006-10-02 2008-04-04 Air Liquide Procede et appareil de separation d'air par distillation cryogenique.
WO2008040894A3 (fr) * 2006-10-02 2009-03-19 Air Liquide Procédé et appareil de séparation d'air par distillation cryogénique

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