JPH0493585A - 需要変動に適した空気液化分離方法及び装置 - Google Patents

需要変動に適した空気液化分離方法及び装置

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JPH0493585A
JPH0493585A JP2210710A JP21071090A JPH0493585A JP H0493585 A JPH0493585 A JP H0493585A JP 2210710 A JP2210710 A JP 2210710A JP 21071090 A JP21071090 A JP 21071090A JP H0493585 A JPH0493585 A JP H0493585A
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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、需要変動に適した空気分離化方法及び装置に
関し、詳しくは、精留塔の状態を一定に維持するととも
に、製品ガス圧送機を増減量運転することなく需要変動
に対応する空気分離液化方法及び装置に関する。
〔従来の技術〕
空気分離装置から得られる酸素や窒素の量を、その需要
変動に応して増減する手段として、従来から様々な方法
及び装置が提案されてきている。
例えば、特公昭４９−４５９９７号公報に記載された需
要変動に適した酸素製造装置では、製品酸素ガスの需要
変動に対して、需要が減少した場合には、精留塔上部塔
から導出する酸素ガスをあらかじめ貯留されている液化
空気と熱交換させ、液化酸素として貯留するとともに、
該熱交換により気化した空気を精留塔に導入し、逆に製
品酸素ガスの需要が増大した場合には、需要減少時に貯
留した液化酸素を原料空気の一部と熱交換させて気化し
、精留塔から分離製出した製品酸素ガスに合流させると
ともに、該熱交換により液化した原料空気の一部を上記
需要減少時の酸素ガスを液化させるために貯留していた
。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上述の方法では、製品酸素ガスの需要変
動により、精留塔に導入する原料空気量が変化するため
、精留塔内の圧力や精留バランスが不安定となり、精留
効率が低下することがあった。
特にアルゴンを採取するために、上部塔に粗アルゴン塔
を付設した空気分離装置においては、上部塔内の精留バ
ランスの乱れがアルゴンの採取効率に大きく影響を与え
るため、アルゴンの収率を大幅に悪化させてしまうこと
があった。
また、上記公報以外にも、いくつかの方法や装置が提案
されているが、いずれも精留塔の状態が変化するため、
各製品ガスの収率をある程度犠牲にして需要変動に対応
しているのが実情である。
そこで、本発明は、精留塔の状態を常に最良の状態に保
ち、各製品ガス、特にアルゴンガスが高収率で得られる
とともに、簡単な装置構成で需要変動に対応することか
できる空気液化分離方法及び装置を提供することを目的
としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記した目的を達成するために、本発明の空気液化分離
方法は、原料空気を圧縮し、精製冷却し、精留装置に導
入して、液化精留分離を行い、酸素窒素等を採取する空
気液化分離方法において、製品ガスを、その需要減少時
は、該製品ガス圧送ラインより分岐して、該分岐製品ガ
スを貯留液化空気と熱交換させて液化し、貯留するとと
もに、気化した空気を原料空気ラインに連結した空気循
環ラインへ循環し、需要増大時は、上記循環空気との熱
交換により貯留製品液化ガスを気化して前記製品ガス圧
送ラインへ合流させるとともに、上記熱交換により液化
した循環空気を貯留し、液化しない空気を前記循環ライ
ンへ再循環し、かつ該循環空気量の増減を原料空気吸入
量で吸収する°とともに、前記精留装置に導入する原料
空気量を所定量に維持しつつ製品ガスの需要変動に対応
することを特徴としている。
また、本発明の空気液化分離装置は、第１の構成として
、原料空気圧縮機、吸着器等と、主熱交換器、精留塔等
とを備えた精留装置よりなり、空気を液化精留分離して
、酸素、窒素等を採取する空気液化分離装置において、
液化空気貯槽、製品液化ガス貯槽、製品ガス液化器、製
品ガス気化器循環空気圧縮機を設け、原料空気の一部を
分岐して循環空気圧縮機に導入し、該圧縮機を導出した
空気を前記製品ガス気化器を経て液化空気貯槽に導入し
、該液化空気貯槽を導出した空気を前記循環空気圧縮機
へ循環する空気循環系統と、前記液化空気貯槽を導出し
た液化空気を、製品ガス液化器及び空気流量調節弁とを
経て前記空気循環系へ導入する系統と、前記精留装置よ
り導出した製品ガスを製品ガス圧送機を経て需要先に送
出する製品ガスラインと、前記製品ガスを分岐して製品
ガス液化器を経て前記製品液化ガス貯槽へ導入する系統
と、該製品液化ガス貯槽を導出した液化製品ガスを、前
記製品ガス気化器及び製品ガス流量調節弁とを経て前記
製品ガスラインへ合流する系統と、前記製品ガスライン
に設けた圧力調節計からの信号により、前記空気流量調
節弁と製品ガス流量調節弁とを調節し、かつ、原料空気
圧縮機を導出し、精留装置に導入する原料空気ラインに
設けた原料空気流量調節計からの信号により、原料空気
圧縮機の吸入空気量を調節する手段を設けたことを特徴
としている。
さらに、本発明の空気液化分離装置は、第２の構成とし
て、原料空気圧縮機、吸着器等と、主熱交換器、精留塔
等よりなる精留装置を備え、空気を液化精留分離して、
酸素、窒素等を採取する空気液化分離装置において、液
化空気貯槽、製品液化ガス貯槽、製品ガス液化器、製品
ガス気化器循環空気圧縮機を設け、原料空気の一部を分
岐して循環空気圧縮機に導入し、該圧縮機を導出した空
気を前記製品ガス気化器を経て、かつ該空気の一部を分
岐して該気化器を経ずに液化空気貯槽に導入し、該液化
空気貯槽を導出した空気を前記循環空気圧縮機へ循環す
る空気循環系統と、前記精留装置より導ａした製品ガス
を製品ガス圧送機を経て需要先に送出する製品ガスライ
ンと、前記製品ガスを分岐して製品ガス液化器を経て前
記製品液化ガス貯槽へ導入する製品ガス液化系統と、該
製品液化ガス貯槽を導出した製品ガスを、チェック弁を
介して前記製品ガスラインへ合流する製品気化ガス系統
と、前記製品ガスラインに設けられた圧力調節計からの
信号により、前記空気循環系統の液化空気貯槽の入口に
設けられた空気圧力調節弁及び製品液化ガス貯槽へ導入
する製品液化ガス供給系統の製品液化ガス貯槽入口弁と
を調節し、かつ原料空気圧縮機を導出し、精留装置に導
入する原料空気ラインに設けた原料空気流量調節計から
の信号により、原料空気圧縮機の吸入空気量を調節する
手段を設けたことを特徴としている。
〔作　用〕
従って、製品ガスを需要変動に応じて増減しても、需要
変動に対応する部分を精留装置から独立して運転できる
ので、精留装置からは常に一定量の製品ガス等が導出さ
れるとともに、それに応じた量の原料空気が導入される
のて、精留塔内の精留状態を常に最良の状態に維持する
ことができる。
〔実施例〕
以下、本発明を、図面に示す空気液化分離装置の一実施
例を参照しながら、各気液の流れに基づいて、さらに詳
細に説明する。
まず、第１図において、原料空気は、原料空気圧縮機１
で圧縮され、冷却装置２を経て吸着器３に導入され、含
有する水分や炭酸ガス等の不純物が除去された後、導管
４からコールドボックス５に導入される。コールドボッ
クス５に導入された原料空気は、周知の液化精留分離手
段、即ち、主熱交換器、精留塔、生凝縮蒸発器１膨張タ
ービン等を備えた精留手段により精留され、酸素、窒素
アルゴン等の製品ガスと廃ガスとに分離する。
コールドボックス５内で得られた製品酸素ガスは、主熱
交換器で常温に温度回復して導管６に導出される。この
製品酸素ガスの抜出し量は、標準使用量に応して設定さ
れるもので、常時一定量か導出されている。従って、酸
素ガスの需要量と導出量が同一の場合には、製品酸素ガ
スは、製品ガス圧送機７て所定圧力に昇圧された後、製
品ガスライン８から需要先に送出される。尚、製品ガス
ライン８には、僅かな需要変動を吸収するためのガスホ
ルダー９が付設されている。
そして、製品酸素ガスの需要変動に対応するため、この
空気液化分離装置には、液化空気貯槽１０、液化酸素貯
槽１１．製品ガス液化器１２．製品ガス気化器１３．循
環空気圧縮機１４を設けるとともに、これらの需要変動
対応用の機器と上記原料空気圧縮機１．吸着器３等から
なる原料空気ライン及びコールドボックス５内の主熱交
換器複精留塔等からなる液化精留装置とを下記の各系統
で有機的に接続している。
（１）吸着器３を導出した原料空気の一部を分岐して前
記循環空気圧縮機１４に導入する導管２０゜該循環空気
圧縮機１４を導出した空気を、チェック弁２１を介して
前記製品ガス気化器１３に導入する導管２２　該製品ガ
ス気化器１３で液化した液化空気を前記液化空気貯槽１
０に導入する導管２３、該液化空気針＋！１０を導出し
た空気を、製品ガス気化器１３を介して熱回収後に前記
循環空気圧縮機１４に循環させる導管２４を有する空気
循環系統、及び該空気循環系統に設けられ、循環空気の
流量を制御する流量調節器２５ａと調節弁２５ｂ、該系
統の圧力を制御する圧力調節器２６ａと調節弁２６ｂ０ （２）前記液化空気貯槽１ｏを導出した液化空気を、前
記製品ガス液化器１２に導入する導管３゜該製品ガス液
化器１２て気化した空気を上記空気循環系へ導入する導
管３１を有する液化空気の循環系統、及び該液化空気の
循環系統に設けられ、前記製品ガスライン８に設けられ
た圧力調節器８ａにより作動する調節弁８ｂ０ （３）前記精留装置より導出した製品酸素ガスを需要先
に送出する製品ガスライン８がら分岐し、製品酸素ガス
をチェック弁４０を介して前記製品ガス液化器１２に導
入する導管４１．該製品ガス液化器１２て液化した液化
酸素を前記液化酸素貯槽１１に導入する導管４２を有す
る製品ガス液化系統。
（４）上記液化酸素貯槽１１を導出した液化酸素を、前
記製品ガス気化器１３に導入する導管５０該製品ガス気
化器１３で気化した酸素ガスを前記製品ガスライン８に
合流させる導管５１を有する製品ガス気化系統、及び該
製品ガス気化系統に設けられ、前記製品ガスライン８に
設けられた圧力調節器８ａにより作動する調節弁３ｃ。
（５）上記液化酸素貯槽１１内を所定圧力に保持するた
め、該液化酸素貯槽１１から液化酸素を導出し、製品ガ
ス気化器１３を介して再び液゛化酸素貯槽１１に戻る導
管６０及び導管６１．液化酸素貯槽１１内の気相の酸素
ガスを製品ガス液化器１２を介して製品ガスライン８に
合流させる導管６２及び導管６３、及び液化酸素貯槽１
１内の気相の圧力を検出する圧力調節器６４ａと、該圧
力調節器６４ａにより作動する調節弁６４ｂ及び調節弁
６４ｃ０ さらに上記各系統の作動に応して原料空気の圧縮量を調
節し、コールドボックス５内の各機器、特に精留塔の運
転状態を常時一定に保持するため、原料空気ラインの導
管４には流量調節器４ａが設けられるとともに、原料空
気圧縮機１には、風量調節器又は吸入ガイドベーン４ｂ
が設けられている。また、前記製品ガス気化器１３の導
出側に設けた調節弁２５ｂには、ＪＴ弁（ジュールトム
ソン弁）か用いられている。
次に、上記構成の需要変動対応型の空気液化分離装置の
運転方法を説明する。
まず、製品酸素ガスの需要量が減少した場合には、製品
ガス圧送機７か所定容量で運転されることから、需要減
少量に応して製品ガスライン８内の圧力が上昇する。そ
して、該製品ガスライン８内の圧力が前記チェック弁４
０の設定圧力よりも上昇すると、該製品ガスライン８内
の余剰の製品酸素ガスは、チェック弁４０から導管４１
を経て製品ガス液化器１２に導入される。同時に、製品
ガスライン８に設けられた圧力調節器８ａが作動して調
節弁８ｂが開き、液化空気貯槽１０に貯留されている液
化空気が導管３０に導圧され、製品ガス液化器１２に導
入される。これにより、製品ガス液化器１２ては、製品
酸素ガスと液化空気とか熱交換を行い、液化した液化製
品酸素ガスは、導管４２から液化酸素貯１１１：ｌに導
入されて貯留される。一方、該熱交換により気化した空
気は、導管３１から前記循環空気圧縮機］４の吸入側に
戻るが、循環空気圧縮機１４の吐出側の流量及び圧力か
前記流量調節器２５ａと圧力調節器２６ａとにより制御
されているため、該循環系で余剰となる空気は、導管２
０から導管４に合流し、コールドボックス５に導入され
る。そして、このままでは、該導管４を流れる空気量が
増大するため、該導管４に設けられた流量調節器４ａに
より原料空気圧縮機１の吸入ガイドベーン４ｂが作動し
、上記合流空気量に相当する分、原料空気圧縮機１の吸
入空気量を減少させ、コールドボックス５に導入される
原料空気量を一定に保つようにする。
このように、製品ガス圧送機７を所定容量で運転しなが
ら製品ガスライン８の余剰製品酸素ガスを液化して貯留
するとともに、該酸素ガスを液化するために生した空気
を循環させ、あるいは原料空気に合流させて、その分の
原料空気吸入量を減少させることにより、精留分離部に
導入する原料空気量及び導出する製品酸素ガス員を一定
に保ったまま、製品ガスライン８から需要先に送給する
製品酸素ガス量を減少させることができる。
尚、この時、循環空気圧縮機１４は、運転状態でも停止
状態でも良く、運転状態の場合には、略一定量の空気か
循環し、液化空気を生成するとともに調節弁２５ｂのＪ
Ｔ効果により寒冷補給が行われる。また、循環空気圧縮
機１４の停止状態では、チェック弁２１及び圧力調節器
２６ａと調節弁２６ｂの働きにより、液化空気貯槽１ｏ
内が所定の圧力に保持されている。
また、製品酸素ガスの需要量が増大した場合には、製品
ガス圧送機７が所定容量で運転されることから、需要増
大量に応じて製品ガスライン８内の圧力が低下し、製品
ガスライン８に設けられた圧力調節器８ａが作動して調
節弁８ｃが開く。これにより、液化酸素貯槽１１に貯留
されている液化酸素が導管５０に導出され、製品ガス気
化器１３に導入される。この液化酸素は、循環空気圧縮
機１４で昇圧した空気と熱交換して気化し、導管５１．
調節弁８Ｃを経て製品ガスライン８に導入され、精留分
離部から導出される製品酸素ガスと合流して需要先に送
給される。
この時、液化酸素貯槽１１から導出する液化酸素の圧力
は、圧力調節器６４ａの作動て調節弁６４ｂが開き、導
管６０を介して液化酸素を製品ガス気化器１３に導入し
、気化させて導管６１から液化酸素貯槽１１に戻すこと
により所定以上の圧力に保持することができる。尚、液
化酸素貯槽１１内の圧力が過剰に上昇した場合には、圧
力調節器６４ａの作動で調節弁６４ｃが開き、導管６２
゜製品ガス液化器１２．導管６３を介して製品ガスライ
ン８に導出する。
同様に、液化空気貯槽１０内の加圧も、該貯槽１０から
導出した液化空気を製品ガス液化器１２で気化した後、
該貯Ｗ１１０へ導入することて行っても良い。また、こ
れらの加圧蒸発器方式による加圧を、熱源を大気に求め
る通常の加圧蒸発器とすることも可能である。
一方、製品ガス気化器１３で液化酸素を気化させ、調節
弁２５ｂてフラッシュすることにより一部が液化した空
気は、ＪＴ寒冷を発生させるとともに、液化空気は液化
空気貯１１０に貯留され、液化しなかった空気は、導管
２４から循環空気圧縮機１４の吸入側に循環する。また
、空気循環系内の空気の一部が液化して空気の循環量か
減少した場合には、吸着器３を導出した原料空気の一部
が導管２０から循環空気圧縮機１４に吸引される。
この時、導管４に設けられた流量調節器４ａにより原料
空気圧縮機１の吸入ガイトヘーン４ｂか作動し、上記吸
入空気量に相当する分、原料空気圧縮機１の吸入空気量
を増大させ、コールドボックス５に導入される原料空気
量を一定に保つようにする。
また、前記循環空気圧縮機１４を需要増大時のみ運転す
る場合は、調節弁８ｃか開く前に、圧力調節器８ａ等の
指令により循環空気圧縮機１４を作動させ、次いて調節
弁８Ｃを開くようにし、調節弁８Ｃを閉した後循環空気
圧縮機１４を停止させるようにする。
このように、本実施例に示す空気液化分離装置は、製品
酸素ガスの需要変動に応して各調節器か作動し、製品酸
素ガスの液化貯留及び液化酸素の気化を行い、該酸素の
液化及び気化を精留分離部と独立して運転される空気循
環系の空気で行うとともに、該空気循環系の空気量に応
じて原料空気圧縮機１における原料空気吸入量を調節し
、精留分離部に導入する原料空気量を一定に保ち、また
、製品ガス圧送機７を所定容量で運転し、精留分離部か
ら導出する製品酸素ガス量を一定に保つので、精留分離
部を最も効率の良い状態で運転させることかできる。こ
の需要変動に対応して回転機の起動７停止を必要としな
いこと、酸素圧縮機は一定運転が可能なことは、装置運
転上、装置構成上優れた点である。
ここで、前記構成の空気液化分離装置において、製品酸
素ガスの平均需要量が約２６００ＯＮｒｒｉ’／ｈ、需
要変動幅が３１０００〜１２０００　　Ｎｒｒ？／ｈ、
圧力変動幅が１７〜２５ｋｇ／ｃｄＧの設備の操作条件
を計算した結果を説明する。
ます、原料空気圧縮機１における原料空気吸入量は、約
１３２０００〜１１５０００　Ｎボ／ｈの間で自動的に
増減されるか、圧力は５．３ｋｇ／ｃ４Ｇに保たれる。
また、コールドボックス５からは、製品酸素ガス２６０
００　　Ｎｒｒ？／ｈか一定量採取され、製品ガス圧送
機７も常時２６０００　　Ｎｒｒ？／ｈて運転される。
さらに循環空気圧縮機］４は、１２０００　ＮｒｒＩｌ
／　ｈ、　４０）ｃｇ／ｃｄＧて一定運転される。
このような状態で前記需要変動に対応して運転した時の
製品酸素ガス基準の電力原単位は、０５７　ｋｗｌｌ／
　Ｎｒｒｉ’であり、さらに精留分離部にアルゴン塔を
付設し、アルゴンを採取したときのアルコン収率は８６
％であった。
第２図は、本発明の他の実施例を示すもので、需要減少
時に余剰となる製品酸素ガスを、熱交換器７０て顕熱領
域での熱交換により液化点付近の温度に降温させた後に
液化空気貯槽１０内の液化器７１に導入して液化し、該
酸素ガスの液化による主として潜熱の熱交換で液化空気
を気化させるように構成するとともに、製品酸素ガスの
需要増大時には、循環空気圧縮機１４から吐出された循
環空気を、熱交換器７０で液化点付近の温度に降温させ
た後に液化酸素貯槽１１内の液化器（製品ガス気化器）
７３に導入して液化し、該空気の液化による主として潜
熱の熱交換で液化酸素を気化させるように構成したもの
である。
装置の構成は、第１図の実施例と同様であるか、各系統
の概略は次の通りである。尚、本実施例においては、前
記第１図に示した実施例と同一要素のものには同一符号
を付して、その詳細な説明は省略する。
（１）循環空気圧縮機１４を導出した空気を熱交換器７
０に導入し、液化点付近まで冷却して導出し、液化空気
貯１１０に導入する導管２３．該液化空気貯槽１０を導
出した空気を前記熱交換器７０を経て冷熱回収後、前記
循環空気圧縮機１４に循環させる導管２４を介する空気
循環系統、及び該空気循環系統に設けられ、その流量と
圧力を制御する流量調節器２５ａと調節弁２５ｂ１圧力
調節器２６ａと一節弁２６ｂ０、 （２）上記循環空気用の導管２２または導管２３より分
岐し、導管７２を経て液化酸素貯槽１１内に設けられた
製品ガス気化器（循環空気液化器）７３、該製品ガス気
化器７３で液化した空気を導管７４で導出し、後述する
圧力調節計８８からの信号で作動する空気圧力調節弁８
ｅによって降圧した後、前記液化空気貯Ｎ１１０へ導入
する系統。
（３）前記製品ガスライン８から分岐し、導管４１によ
り前記鵡交換器７０を紅白し、前記液化空気貯槽１０内
に設けられた製品ガス液化器（液化空気気化器）７１て
液化した製品ガスを、前記製品ガスライン８の圧力を検
出して該圧力を調節する圧力調節計８８からの信号によ
り作動する調節弁（製品液化ガス貯槽入口弁）８ｄを経
て前記液化酸素貯槽１１に導入する導管４２からなる製
品ガス液化系統。
（４）該液化酸素貯槽１１より製品気化ガスを導出し、
チェック弁８０を介して前記製品ガスライン８へ導入す
る導管６２．６３よりなる系統。
（５）上記液化酸素貯槽１１内を所定圧力に保持するた
めの圧力調節計６４ａと、上記導管６３より分岐した導
管６５に設けられ、該圧力調節計６４ａよりの信号で作
動する調節弁６４ｄ０この構成による需要変動対応運転
は次の通りである。
製品ガスライン８に設けた圧力調節器８ａは、酸素ガス
の需要変動に応じて変化するこのラインの圧力変動を検
出して信号を発し、これにより調節弁８ｄ、８ｅの開閉
を制御する。即ち、需要が減少した場合には、調節弁８
ｄが開き、余剰の製品酸素ガスか導管４１を介して液化
器７１に導入され、温度差をつけるべく設定された該液
化器７１の内外の圧力差により酸素ガスが液化するとと
もに、液化空気貯槽１０内の液化空気が気化し、気化し
た空気か導管２４から循環空気圧縮機１４の吸入側に循
環される。一方、液化した酸素ガスは液化酸素貯槽１１
に導入される。
また、需要が増大した場合には、前記製品ガスライン８
の圧力か下かり、調節弁８ｅが開いて循環空気を前記液
化酸素貯槽１１内の液化器７３に導入して液化酸素を気
化させ、気化した酸素ガスをチェック弁８０を介して製
品ガスライン８に合流させるとともに、空気を調節弁８
ｅてフラッシュさせ、液化した空気を液化空気貯槽１０
に貯留し、液化しなかった空気を導管２４．調節弁２６
ｂを介して循環空気圧縮機１４の吸入側に循環させる。
また、圧力調節計６４．ａは、液化酸素貯槽１１の内圧
を一定の設定圧に保つもので、該調節計６４ａからの信
号により調節弁６４ｄを開閉して、槽内か所定圧より高
くなった場合には、系外に酸素ガスを放出する。液化酸
素貯槽１１の設定圧は、例えば、前記製品ガスライン８
の圧力が、上限２５ｋｇ／ｃ４Ｇ、下限１７ｋｇ／ｃＪ
ＧＯ間を変動する場合には、２０ｋｇ／ｃｄＧ程度に設
定する。
また、上記両実施例においては、製品ガスとして酸素ガ
スを挙げて説明したが、窒素ガスの場合も略同じ構成で
需要変動に対応することができる。
さらに、製品ガスライン８及び原料空気系統に接続する
導管２０を複数の精留分離部又は空気液化分離装置に接
続することも可能であり、需要減少時や、需要変動幅が
小さく通常のガスホルダー９で吸収できるような時には
、精留分離部に関係なく需要変動対応部分のみを完全に
止めることができる。逆に需要変動対応部分のみの運転
停止も可能である。
加えて、空気循環系統において、液化酸素と熱交換した
後の循環空気をＪＴ弁を介して液化空気貯槽に導入する
ように構成することにより、侵入熱に対する寒冷補給を
行えるので、膨張タービンのような複雑な機器を設ける
必要が無くなる。また、液化酸素貯槽に、系内に配置し
た製品ガス気化器のような熱交換器を用いた加圧系統を
設けることにより、加圧用のポンプを設ける必要が無く
なるとともに寒冷損失も無くすことができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、空気液化分離装
置の分離精留部に変動を与えることなく製品ガスの需要
変動に対応することができるため、精留効率、製品収率
を最良の状態にてき、製品のコスト、動力原単位を低減
することができる。また、需要変動に対応する部分に膨
張タービンや冷凍機等の機器を設置する必要がないので
、設備コストの低減とともに、動力費や保守費の低減も
図れ、また、装置の信頼性、運転性にも優れている。
特に、粗アルゴン塔を付設した空気分離装置においては
、上部塔の状態を一定に保つことか粗アルゴンの収率を
高める大きな要因であるので、本発明の方法及び装置は
、酸素及び／又は窒素の需要変動に効率よく対応すると
ともに、アルゴンも同時に効率よく採取できるので、各
種製品ガスをより低置に得ることか可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の空気分離装置の一実施例を示す系統図
、第２図は本発明の他の実施例を示す系統図である。 １・・・原料空気圧縮機　　５・・コールドボックス７
・・製品ガス圧送機　　８・・・製品ガスライン１０・
・・液化空気貯槽 １２・・・製品ガス液化器 １４・・・循環空気圧縮機

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、原料空気を圧縮し、精製冷却し、精留装置に導入し
    て、液化精留分離を行い、酸素、窒素等を採取する空気
    液化分離方法において、製品ガスを、その需要減少時は
    、該製品ガス圧送ラインより分岐して、該分岐製品ガス
    を貯留液化空気と熱交換させて液化し、貯留するととも
    に、気化した空気を原料空気ラインに連結した空気循環
    ラインへ循環し、需要増大時は、上記循環空気との熱交
    換により貯留製品液化ガスを気化して前記製品ガス圧送
    ラインへ合流させるとともに、上記熱交換により液化し
    た循環空気を貯留し、液化しない空気を前記循環ライン
    へ再循環し、かつ該循環空気量の増減を原料空気吸入量
    で吸収するとともに、前記精留装置に導入する原料空気
    量を所定量に維持しつつ製品ガスの需要変動に対応する
    ことを特徴とする需要変動に適した空気液化分離方法。 ２、上記製品ガスが酸素ガス及び／又は窒素ガスである
    ことを特徴とする請求項１記載の需要変動に適した空気
    液化分離方法。 ３、原料空気圧縮機、吸着器等と、主熱交換器、精留塔
    等とを備えた精留装置よりなり、空気を液化精留分離し
    て、酸素、窒素等を採取する空気液化分離装置において
    、液化空気貯槽、製品液化ガス貯槽、製品ガス液化器、
    製品ガス気化器、循環空気圧縮機を設け、原料空気の一
    部を分岐して循環空気圧縮機に導入し、該圧縮機を導出
    した空気を前記製品ガス気化器を経て液化空気貯槽に導
    入し、該液化空気貯槽を導出した空気を前記循環空気圧
    縮機へ循環する空気循環系統と、前記液化空気貯槽を導
    出した液化空気を、製品ガス液化器及び空気流量調節弁
    とを経て前記空気循環系へ導入する系統と、前記精留装
    置より導出した製品ガスを製品ガス圧送機を経て需要先
    に送出する製品ガスラインと、前記製品ガスを分岐して
    製品ガス液化器を経て前記製品液化ガス貯槽へ導入する
    系統と、該製品液化ガス貯槽を導出した液化製品ガスを
    、前記製品ガス気化器及び製品ガス流量調節弁とを経て
    前記製品ガスラインへ合流する系統と、前記製品ガスラ
    インに設けた圧力調節計からの信号により、前記空気流
    量調節弁と製品ガス流量調節弁とを調節し、かつ、原料
    空気圧縮機を導出し、精留装置に導入する原料空気ライ
    ンに設けた原料空気流量調節計からの信号により、原料
    空気圧縮機の吸入空気量を調節する手段を設けたことを
    特徴とする需要変動に適した空気液化分離装置。 ４、前記空気循環系統の製品ガス液化器出口にＪＴ弁を
    設けたことを特徴とする請求項３記載の需要変動に適し
    た空気液化分離装置。 ５、前記製品液化ガス貯槽及び／又は液化空気貯槽の加
    圧手段が貯留液化ガス自身である加圧蒸発器であること
    を特徴とする請求項３の記載の需要変動に適した空気液
    化分離装置。 ６、加圧蒸発器が、製品液化ガス液化器及び／又は製品
    ガス気化器に一体に組込まれていることを特徴とする請
    求項５の記載の需要変動に適した空気液化分離装置。 ７、原料空気圧縮機、吸着器等と、主熱交換器、精留塔
    等よりなる精留装置を備え、空気を液化精留分離して、
    酸素、窒素等を採取する空気液化分離装置において、液
    化空気貯槽、製品液化ガス貯槽、製品ガス液化器、製品
    ガス気化器、循環空気圧縮機を設け、原料空気の一部を
    分岐して循環空気圧縮機に導入し、該圧縮機を導出した
    空気を前記製品ガス気化器を経て、かつ該空気の一部を
    分岐して該気化器を経ずに液化空気貯槽に導入し、該液
    化空気貯槽を導出した空気を前記循環空気圧縮機へ循環
    する空気循環系統と、前記精留装置より導出した製品ガ
    スを製品ガス圧送機を経て需要先に送出する製品ガスラ
    インと、前記製品ガスを分岐して製品ガス液化器を経て
    前記製品液化ガス貯槽へ導入する製品ガス液化系統と、
    該製品液化ガス貯槽を導出した製品ガスを、チェック弁
    を介して前記製品ガスラインへ合流する製品気化ガス系
    統と、前記製品ガスラインに設けられた圧力調節計から
    の信号により、前記空気循環系統の液化空気貯槽の入口
    に設けられた空気圧力調節弁及び製品液化ガス貯槽へ導
    入する製品液化ガス供給系統の製品液化ガス貯槽入口弁
    とを調節し、かつ原料空気圧縮機を導出し、精留装置に
    導入する原料空気ラインに設けた原料空気流量調節計か
    らの信号により、原料空気圧縮機の吸入空気量を調節す
    る手段を設けたことを特徴とする需要変動に適した空気
    液化分離装置。 ８、前記製品ガス液化器、製品ガス気化器が、それぞれ
    液化空気貯槽内、製品液化ガス貯槽内に設けられ、かつ
    前記空気循環系統、前記製品ガス液化系統と製品気化ガ
    ス系統を、相互に熱交換する熱交換器を設けたことこと
    を特徴とする請求項７記載の需要変動に適した空気液化
    分離装置。 ９、前記製品液化ガス貯槽が、液化酸素ガス貯槽及び／
    又は液化窒素ガス貯槽であることを特徴とする請求項３
    及至８のいずれかに記載の需要変動に適した空気液化分
    離装置。
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