JPH05149680A - 窒素製造装置 - Google Patents
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- JPH05149680A JPH05149680A JP3196821A JP19682191A JPH05149680A JP H05149680 A JPH05149680 A JP H05149680A JP 3196821 A JP3196821 A JP 3196821A JP 19682191 A JP19682191 A JP 19682191A JP H05149680 A JPH05149680 A JP H05149680A
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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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-
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- F25J2290/32—Details on header or distribution passages of heat exchangers, e.g. of reboiler-condenser or plate heat exchangers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
- F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 中程度の純度の窒素を非常に経済的に製造で
きる装置を提供する。 【構成】 水及び二酸化炭素を除去された圧縮空気を冷
却する手段、該空気を段々に窒素で富化する手段及び還
流をつくり出すためにリッチリキッドの気化によって前
記富化手段の上部を冷却するのに適した凝縮器を有する
種類の窒素製造装置において、前記富化手段が、プレー
ト式の平行六面体形熱交換器の平らな第１通路からなる
こと、及び凝縮器が、少くとも第１通路の上部と熱交換
関係に配置され、膨張弁２１を備えた管路２０を介し
て、第１通路の下端部に設けられたリッチリキッド収集
箱６と接続される同一熱交換器の平らな第２通路を有す
る。
きる装置を提供する。 【構成】 水及び二酸化炭素を除去された圧縮空気を冷
却する手段、該空気を段々に窒素で富化する手段及び還
流をつくり出すためにリッチリキッドの気化によって前
記富化手段の上部を冷却するのに適した凝縮器を有する
種類の窒素製造装置において、前記富化手段が、プレー
ト式の平行六面体形熱交換器の平らな第１通路からなる
こと、及び凝縮器が、少くとも第１通路の上部と熱交換
関係に配置され、膨張弁２１を備えた管路２０を介し
て、第１通路の下端部に設けられたリッチリキッド収集
箱６と接続される同一熱交換器の平らな第２通路を有す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水及び二酸化炭素を除
去された圧縮空気を冷却する手段、この空気を段々に窒
素で富化する手段及び還流をつくり出すためにリッチリ
キッドの気化によつて前記富化手段の上部を冷却するの
に適した凝縮器を有する種類の、窒素製造装置に関す
る。さらに詳しくは、中程度の純度、すなわち典型的に
は９０〜９９％の純度の窒素を製造するのに適してい
る。
去された圧縮空気を冷却する手段、この空気を段々に窒
素で富化する手段及び還流をつくり出すためにリッチリ
キッドの気化によつて前記富化手段の上部を冷却するの
に適した凝縮器を有する種類の、窒素製造装置に関す
る。さらに詳しくは、中程度の純度、すなわち典型的に
は９０〜９９％の純度の窒素を製造するのに適してい
る。
【０００２】
【従来の技術】現在、窒素の製造は空気精留塔によつて
行われている。もし非常に高純度の窒素が必要とされな
いならば、精留塔の精留板の数を減らすことが考えられ
るが、経済的利益はわずかである。非低温工学的手段
（選択吸着、選択透過）による窒素の製造については、
並列に設けられる非常に多数のモジュールを必要とし、
それはしばしば受け入れられないことがある。
行われている。もし非常に高純度の窒素が必要とされな
いならば、精留塔の精留板の数を減らすことが考えられ
るが、経済的利益はわずかである。非低温工学的手段
（選択吸着、選択透過）による窒素の製造については、
並列に設けられる非常に多数のモジュールを必要とし、
それはしばしば受け入れられないことがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、中程度の純
度の窒素を非常に経済的に製造できる装置を提供するこ
とを目的としている。
度の窒素を非常に経済的に製造できる装置を提供するこ
とを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このために本発明の装置
は前記種類の装置において、前記富化手段が板とブレー
ドをもつた種類の熱交換器の平らな第１通路からなるこ
と、及び凝縮器が少くとも第１通路の上部と熱交換関係
に配置され、膨張弁を備えた管路を介してこれら第１通
路の下端部に設けられたリッチリキッドに収集箱と接続
される同一熱交換器の平らな第２通路を有することを特
徴としている。
は前記種類の装置において、前記富化手段が板とブレー
ドをもつた種類の熱交換器の平らな第１通路からなるこ
と、及び凝縮器が少くとも第１通路の上部と熱交換関係
に配置され、膨張弁を備えた管路を介してこれら第１通
路の下端部に設けられたリッチリキッドに収集箱と接続
される同一熱交換器の平らな第２通路を有することを特
徴としている。
【０００５】本発明の他の特徴によれば、 −好ましくは第１通路及び第２通路の上に配置される空
気冷却手段は、これら第１及び第２通路の延長上に配置
された熱交換器の平らな通路、すなわち流入空気を供給
される第３通路を有し、この第３通路は一方では第１通
路の上端部に接続される第４通路と、他方では第２通路
の上端部に接続される第５通路と熱交換関係に配置され
る。
気冷却手段は、これら第１及び第２通路の延長上に配置
された熱交換器の平らな通路、すなわち流入空気を供給
される第３通路を有し、この第３通路は一方では第１通
路の上端部に接続される第４通路と、他方では第２通路
の上端部に接続される第５通路と熱交換関係に配置され
る。
【０００６】−凝縮器は、熱交換器と並置されたリッチ
リキッドの補助貯槽を有し、この補助貯槽の下端部及び
上端部は、それぞれ第２通路の下端部及び上端部に接続
される。
リキッドの補助貯槽を有し、この補助貯槽の下端部及び
上端部は、それぞれ第２通路の下端部及び上端部に接続
される。
【０００７】−他の実施態様では、凝縮器は、リッチリ
キッドの流下と気化されない過剰なリッチリキッドを凝
縮器頂部に戻すポンプとをもつた種類のものであり、こ
のような凝縮器は、熱交換器と並置された補助貯槽を有
することができ、この補助貯槽は凝縮器にリッチリキッ
ドを確実に供給し、それ自身一方では前記管路によつ
て、他方ではポンプによつて供給される。この凝縮器
は、特に第２通路の上端部に配置された二段階液体分配
器を有することができる。
キッドの流下と気化されない過剰なリッチリキッドを凝
縮器頂部に戻すポンプとをもつた種類のものであり、こ
のような凝縮器は、熱交換器と並置された補助貯槽を有
することができ、この補助貯槽は凝縮器にリッチリキッ
ドを確実に供給し、それ自身一方では前記管路によつ
て、他方ではポンプによつて供給される。この凝縮器
は、特に第２通路の上端部に配置された二段階液体分配
器を有することができる。
【０００８】−第２通路は第１通路の全高さに沿って延
びているが、変形では第１通路の高さの一部分にしかの
びていないで、下端部で閉じられるか、反対に第１通路
と下端部で連通する空間によつて下方に延ばされてい
る。本発明の実施例は、添付の図面を参照しながら以下
に説明されるであろう。
びているが、変形では第１通路の高さの一部分にしかの
びていないで、下端部で閉じられるか、反対に第１通路
と下端部で連通する空間によつて下方に延ばされてい
る。本発明の実施例は、添付の図面を参照しながら以下
に説明されるであろう。
【０００９】
【実施例】図１及び図２に示された窒素製造装置は、純
度約９５％の窒素１０００〜２０００Ｎｍ３／ｈｒ程度
の量を製造するためのものである。この装置は主として
複数の板と、ろう付けされたアルミニウム製ブレードを
有する種類の平行六面体形熱交換器１からなる。当業界
でよく知られ、図３ないし図７に一層よく見られるよう
に、そのような熱交換器は、使用中は垂直であり、スペ
ーサとブレードを形成するアルミニウム製波板３を介し
て互に積み重ねられた多数の長方形のアルミニウム製板
２からなる。
度約９５％の窒素１０００〜２０００Ｎｍ３／ｈｒ程度
の量を製造するためのものである。この装置は主として
複数の板と、ろう付けされたアルミニウム製ブレードを
有する種類の平行六面体形熱交換器１からなる。当業界
でよく知られ、図３ないし図７に一層よく見られるよう
に、そのような熱交換器は、使用中は垂直であり、スペ
ーサとブレードを形成するアルミニウム製波板３を介し
て互に積み重ねられた多数の長方形のアルミニウム製板
２からなる。
【００１０】これらの板の間には、ブレードを収容する
平らな空間がある。これらの空間は、所望の場所と対応
する板の間に配置された垂直なバー４及び水平なバー５
によつて横方向及び縦方向に境界を定められている。こ
れらの空間の大部分は、流体の垂直流の通路を形成す
る。一つの通路系の一端部に流体を導入するために、熱
交換器の下端部又は上端部に固定され、対応する板２の
間に開いたままになつている間隔によつてこれらの通路
と連通する、半円筒形の入口箱６が用いられる。適当な
外形の斜めの波板をもつた分配器７は、横方向に導入さ
れる流体を通路の幅全体に配分することができる（図５
および図７）。
平らな空間がある。これらの空間は、所望の場所と対応
する板の間に配置された垂直なバー４及び水平なバー５
によつて横方向及び縦方向に境界を定められている。こ
れらの空間の大部分は、流体の垂直流の通路を形成す
る。一つの通路系の一端部に流体を導入するために、熱
交換器の下端部又は上端部に固定され、対応する板２の
間に開いたままになつている間隔によつてこれらの通路
と連通する、半円筒形の入口箱６が用いられる。適当な
外形の斜めの波板をもつた分配器７は、横方向に導入さ
れる流体を通路の幅全体に配分することができる（図５
および図７）。
【００１１】同様に、斜めの波板をもつた分配器８は、
横方向か（図３及び図５ないし図７）垂直方向に（図
４）、半円筒形の出口箱９によつて流体を排出すること
ができる。
横方向か（図３及び図５ないし図７）垂直方向に（図
４）、半円筒形の出口箱９によつて流体を排出すること
ができる。
【００１２】すぐ後で見られるように、熱交換器１はま
た一つの通路系の流体の排出と、他の通路系への流体の
導入とに同時に使える半円筒形の箱１０も有している。
そのような熱交換器をつくるために、要素２ないし５，
７及び８が位置決めされ、ユニットが炉内ろう付けによ
つて組み立てられ、次いで箱６，９及び１０が溶接によ
つて固定される。
た一つの通路系の流体の排出と、他の通路系への流体の
導入とに同時に使える半円筒形の箱１０も有している。
そのような熱交換器をつくるために、要素２ないし５，
７及び８が位置決めされ、ユニットが炉内ろう付けによ
つて組み立てられ、次いで箱６，９及び１０が溶接によ
つて固定される。
【００１３】さらに詳しくは熱交換器１は、図１及び図
２に実線１１で略図的に示されているバー５のセットに
よつて気密に隔てられている、二つの重ねられた区画、
すなわちそれ自身、断熱物質交換のための下方部分１３
と分留塔を形成する上方部分１４とに分けられる下方区
画１２及び熱交換器を形成する上方区画１５からなる。
２に実線１１で略図的に示されているバー５のセットに
よつて気密に隔てられている、二つの重ねられた区画、
すなわちそれ自身、断熱物質交換のための下方部分１３
と分留塔を形成する上方部分１４とに分けられる下方区
画１２及び熱交換器を形成する上方区画１５からなる。
【００１４】下方区画１２は二系統の通路、すなわち、 −この部分の全高さに沿ってほぼ延び、底部から供給さ
れ、上端部から横方向に排出する第１通路１６（図
６）、及び −前記通路１６と隣接し、部分１４の高さに、すなわち
通路１６の上端部から通路１６の高さの一部分にのみほ
ぼ延びる第２通路１７（図７）からなる。
れ、上端部から横方向に排出する第１通路１６（図
６）、及び −前記通路１６と隣接し、部分１４の高さに、すなわち
通路１６の上端部から通路１６の高さの一部分にのみほ
ぼ延びる第２通路１７（図７）からなる。
【００１５】これらの通路１７は下端部で横方向から供
給され、上端部の同じ側に横方向に排出される。対応す
る箱６及び９は（図１及び図２）、熱交換器１の横に部
分１４と同じ高さに配置され、部分１４よりわずかに高
い高さをもつた補助貯槽１８の下端部及び上端部にそれ
ぞれ接続される。
給され、上端部の同じ側に横方向に排出される。対応す
る箱６及び９は（図１及び図２）、熱交換器１の横に部
分１４と同じ高さに配置され、部分１４よりわずかに高
い高さをもつた補助貯槽１８の下端部及び上端部にそれ
ぞれ接続される。
【００１６】空間１９（図７）は、各通路１７の下方に
延びている。それらの空間は、下端部で閉じられるか、
又は図示のように下方に開いており、この場合、圧力を
等しくする目的で通路１６と連通してもよい。補助貯槽
１８の上部は、膨張弁２１を備えた管路２０によつて第
１通路１６の入口箱６の底部に接続される。
延びている。それらの空間は、下端部で閉じられるか、
又は図示のように下方に開いており、この場合、圧力を
等しくする目的で通路１６と連通してもよい。補助貯槽
１８の上部は、膨張弁２１を備えた管路２０によつて第
１通路１６の入口箱６の底部に接続される。
【００１７】熱交換器１の上方区画１５は、ほぼその全
高さに沿って延びる三系統の通路、すなわち −上端部に横方向から供給され、下端部の他の側に横方
向に排出される空気を冷却する第３通路２２（図３） −下端部で横方向から供給され、上端部の中央位置で垂
直に排出される窒素を加温する第４通路２３（図４）、
及び −下端部で横方向から供給され、上端部の反対側から横
方向に排出される気化リッチリキッド（酸素富化液体空
気）を加温する第５通路２４（図５）を有する。
高さに沿って延びる三系統の通路、すなわち −上端部に横方向から供給され、下端部の他の側に横方
向に排出される空気を冷却する第３通路２２（図３） −下端部で横方向から供給され、上端部の中央位置で垂
直に排出される窒素を加温する第４通路２３（図４）、
及び −下端部で横方向から供給され、上端部の反対側から横
方向に排出される気化リッチリキッド（酸素富化液体空
気）を加温する第５通路２４（図５）を有する。
【００１８】上方区画１５では、各通路２２は熱交換の
ために通路２３と通路２４との間にサンドイッチ状に配
置される。箱１０は、第１通路の出口を第４通路２３の
入口に接続する。
ために通路２３と通路２４との間にサンドイッチ状に配
置される。箱１０は、第１通路の出口を第４通路２３の
入口に接続する。
【００１９】したがつて上記の装置は次ぎのように作動
する。処理されるべき空気は約６バール（絶対圧）に圧
縮され、水及び二酸化炭素を除去されてから、通路２２
に導入され、ほぼその露点付近でそこから出て行く。そ
の後管路２５を経て熱交換器の下部箱６に入り、そこか
ら通路１６に送られる。
する。処理されるべき空気は約６バール（絶対圧）に圧
縮され、水及び二酸化炭素を除去されてから、通路２２
に導入され、ほぼその露点付近でそこから出て行く。そ
の後管路２５を経て熱交換器の下部箱６に入り、そこか
ら通路１６に送られる。
【００２０】下部箱６に収集されたリッチリキッドは膨
張弁２１で膨張され、管路２０を経て補助貯槽１８に送
られる。液相はそこから、部分１４の通路１７に流れ
る。通路１６と通路１７との間の熱交換によつて、リッ
チリキッドの幾分かは通路１７で気化され、通路１６の
還流をつくり出す。こうして通路１６では、下方部分１
３で断熱式に、上方部分１４で非断熱式に物質交換を生
じ、これらの物質交換は、上昇蒸気の窒素を段々と富化
する。最後に箱１０を通って通路１６から出て行き、そ
こから上方の箱９を通って室温付近で出て行くように通
路２３内に導入されるのは中程度の純度の窒素である。
張弁２１で膨張され、管路２０を経て補助貯槽１８に送
られる。液相はそこから、部分１４の通路１７に流れ
る。通路１６と通路１７との間の熱交換によつて、リッ
チリキッドの幾分かは通路１７で気化され、通路１６の
還流をつくり出す。こうして通路１６では、下方部分１
３で断熱式に、上方部分１４で非断熱式に物質交換を生
じ、これらの物質交換は、上昇蒸気の窒素を段々と富化
する。最後に箱１０を通って通路１６から出て行き、そ
こから上方の箱９を通って室温付近で出て行くように通
路２３内に導入されるのは中程度の純度の窒素である。
【００２１】通路１７で気化されたリッチリキッドは、
いくらかの液体を同伴しながら貯槽１８へ送られ、気相
は貯槽頂部から管路２６を経て、室温付近で出て行くよ
うに通路２４に送られる。熱交換器の部分１４が、処理
されるべき空気の凝縮器及び蒸留塔として働き、こうし
て分留塔を構成することが見られるであろう。変形とし
て、部分１４は、下方区画１２の全高さに沿って延びる
ことができ、この場合には、空気分離の全部が分留によ
つて行われる。
いくらかの液体を同伴しながら貯槽１８へ送られ、気相
は貯槽頂部から管路２６を経て、室温付近で出て行くよ
うに通路２４に送られる。熱交換器の部分１４が、処理
されるべき空気の凝縮器及び蒸留塔として働き、こうし
て分留塔を構成することが見られるであろう。変形とし
て、部分１４は、下方区画１２の全高さに沿って延びる
ことができ、この場合には、空気分離の全部が分留によ
つて行われる。
【００２２】図１ないし図７の装置は、窒素純度がほぼ
９０〜９５％のに適している。一方、さらに高純度、例
えば９８％程度が所望されるならば、下方区画１２にあ
る高さが必要であり、そのことは熱交換器の全高さが、
最大で長さ６ｍの熱交換器を製作できる現在のろう付け
の炉の能力を超えることにつながる。
９０〜９５％のに適している。一方、さらに高純度、例
えば９８％程度が所望されるならば、下方区画１２にあ
る高さが必要であり、そのことは熱交換器の全高さが、
最大で長さ６ｍの熱交換器を製作できる現在のろう付け
の炉の能力を超えることにつながる。
【００２３】この場合、図８又は図９の変形に頼らねば
ならず、これらは熱交換器が、適当な管路で図１ないし
図７の下方区画１２に相当する主熱交換器１２Ａに接続
された別個のプレート（板）式熱交換器からなるという
事実によつて図１ないし図７の実施態様と異なってい
る。
ならず、これらは熱交換器が、適当な管路で図１ないし
図７の下方区画１２に相当する主熱交換器１２Ａに接続
された別個のプレート（板）式熱交換器からなるという
事実によつて図１ないし図７の実施態様と異なってい
る。
【００２４】図８の実施態様では、リッチリキッドの貯
槽１８及びリッチリキッドの通路は、空気分離通路１６
の全高さに沿って延び、図９の実施態様では、図１ない
し図７の実施態様について上に述べたような理由から、
リッチリキッドの貯槽及び通路は、空気分離通路の一
部、すなわち熱交換器１Ａの上部にしか延びていない。
槽１８及びリッチリキッドの通路は、空気分離通路１６
の全高さに沿って延び、図９の実施態様では、図１ない
し図７の実施態様について上に述べたような理由から、
リッチリキッドの貯槽及び通路は、空気分離通路の一
部、すなわち熱交換器１Ａの上部にしか延びていない。
【００２５】図１０は、図１ないし図７の装置の一変形
を示し、一方では分留塔１４Ｂが熱交換器１Ｂの下方区
画１２Ｂの全高さに延びていることによつて、他方では
リッチリキッドが通路１７Ｂ内で使用されるというやり
方によつて、両方の点で図１ないし図７の装置と異なっ
ている。
を示し、一方では分留塔１４Ｂが熱交換器１Ｂの下方区
画１２Ｂの全高さに延びていることによつて、他方では
リッチリキッドが通路１７Ｂ内で使用されるというやり
方によつて、両方の点で図１ないし図７の装置と異なっ
ている。
【００２６】実際この場合には、分留塔は、通路１７Ｂ
の連続表面（板及び波板）に薄いフイルム状で流される
リッチリキッドの気化によつて冷却される。このために
通路１７Ｂの頂部には、本出願人によるヨーロッパ特許
公開第 0 130 122号に記載されているような二段階流体
分配器２７を設けることができる。前記文献に記載され
たように、分配器２７は、例えば通路１７内に通路の全
長にわたって液体をあらかじめ配分するための一列の開
口を有することができ、これらの開口は、同じ通路の全
長にわたつて液体の微妙な配分用にライニングに開口
し、そのライニングは“鋸歯状”の名で知られ、通常
“ハードウェイ（hard way) ”と呼ばれているやり方で
配置されている。
の連続表面（板及び波板）に薄いフイルム状で流される
リッチリキッドの気化によつて冷却される。このために
通路１７Ｂの頂部には、本出願人によるヨーロッパ特許
公開第 0 130 122号に記載されているような二段階流体
分配器２７を設けることができる。前記文献に記載され
たように、分配器２７は、例えば通路１７内に通路の全
長にわたって液体をあらかじめ配分するための一列の開
口を有することができ、これらの開口は、同じ通路の全
長にわたつて液体の微妙な配分用にライニングに開口
し、そのライニングは“鋸歯状”の名で知られ、通常
“ハードウェイ（hard way) ”と呼ばれているやり方で
配置されている。
【００２７】分配器２７は、補助貯槽１８Ｂから単に重
力によつて供給され、通路１７Ｂで気化される流量のほ
ぼ２倍の流量のリッチリキッドが通路１７に流される。
過剰なリッチリキッドは、ポンプ２８によつて貯槽１８
Ｂに戻され、その結果、貯槽はこのポンプと管路２０に
よつて液体を供給される。
力によつて供給され、通路１７Ｂで気化される流量のほ
ぼ２倍の流量のリッチリキッドが通路１７に流される。
過剰なリッチリキッドは、ポンプ２８によつて貯槽１８
Ｂに戻され、その結果、貯槽はこのポンプと管路２０に
よつて液体を供給される。
【００２８】図１０のフローシートは、前記ヨーロッパ
特許の図６に図示された種類のフローシートの液体分配
器の利用と対応し、すなわち通路１７Ｂ内で気化された
リッチリキッドをこれらの通路の上部から排出できるよ
うに配置されている。この気化されたリッチリキッド
は、横方向の出口箱９Ｂ及び管路２６に開口する管路２
９を経て熱交換器から取り出される。
特許の図６に図示された種類のフローシートの液体分配
器の利用と対応し、すなわち通路１７Ｂ内で気化された
リッチリキッドをこれらの通路の上部から排出できるよ
うに配置されている。この気化されたリッチリキッド
は、横方向の出口箱９Ｂ及び管路２６に開口する管路２
９を経て熱交換器から取り出される。
【００２９】図１１及び図１２は、流下によるリッチリ
キッドの気化が、二つの別個の熱交換器をもつた図８の
実施態様に、どのように適用されるかを示している。図
１１は、リッチリキッドの分配器２７Ｃが、気化された
リッチリキッドを排出できない場合、及び、したがつて
この気化されたリッチリキッドと気化されていないリッ
チリキッドとが、熱交換器１２Ｃの横方向の下部出口箱
９Ｃから両方とも排出される場合に対応する。そのよう
な分配器の例は、前記ヨーロッパ特許の図１ないし酢５
に記載されている。出口箱９Ｃから出る二相混合物は分
離ポット３０に入り、液相のみがポンプ２８によつて分
配器に戻される。
キッドの気化が、二つの別個の熱交換器をもつた図８の
実施態様に、どのように適用されるかを示している。図
１１は、リッチリキッドの分配器２７Ｃが、気化された
リッチリキッドを排出できない場合、及び、したがつて
この気化されたリッチリキッドと気化されていないリッ
チリキッドとが、熱交換器１２Ｃの横方向の下部出口箱
９Ｃから両方とも排出される場合に対応する。そのよう
な分配器の例は、前記ヨーロッパ特許の図１ないし酢５
に記載されている。出口箱９Ｃから出る二相混合物は分
離ポット３０に入り、液相のみがポンプ２８によつて分
配器に戻される。
【００３０】図１２は再び、気化されたリツチリキッド
が、主熱交換器１２Ｄの通路１７Ｄの頂部で、図１０の
箱９Ｂに対応する横方向の出口箱９Ｄから排出される。
図１１及び図１２の変形では、熱交換器１２Ｃ，１２Ｄ
は、ポンプ２８によつて戻されるリッチリキッドの入
口、管路２０によつて運ばれる二相状態のリッチリキッ
ドの入口及びこの二相状態のリッチリキッドから出る気
相の排出に同時に用いられる混合箱１０Ｃ，１０Ｄを上
にのせている。管路２６はこの箱１０Ｃ，１０Ｄから発
している。
が、主熱交換器１２Ｄの通路１７Ｄの頂部で、図１０の
箱９Ｂに対応する横方向の出口箱９Ｄから排出される。
図１１及び図１２の変形では、熱交換器１２Ｃ，１２Ｄ
は、ポンプ２８によつて戻されるリッチリキッドの入
口、管路２０によつて運ばれる二相状態のリッチリキッ
ドの入口及びこの二相状態のリッチリキッドから出る気
相の排出に同時に用いられる混合箱１０Ｃ，１０Ｄを上
にのせている。管路２６はこの箱１０Ｃ，１０Ｄから発
している。
【００３１】図１１及び図１２の変形では、図１０の貯
槽１８Ｂが除かれ、一定液面をもつたリッチリキッド浴
が、分配気２７Ｃ又は２７の頂部に直接保持されること
が注目される。リッチリキッドの流下をもつた構造は、
図１０ないし図１２に示されたように、気化が区画１２
Ｂの全高さ又は熱交換器１２Ｃ，１２Ｄの全高さに広が
り、もしくは図１ないし図７及び図９におけるようにそ
の上方部分にのみ広がることは注目すべきである。
槽１８Ｂが除かれ、一定液面をもつたリッチリキッド浴
が、分配気２７Ｃ又は２７の頂部に直接保持されること
が注目される。リッチリキッドの流下をもつた構造は、
図１０ないし図１２に示されたように、気化が区画１２
Ｂの全高さ又は熱交換器１２Ｃ，１２Ｄの全高さに広が
り、もしくは図１ないし図７及び図９におけるようにそ
の上方部分にのみ広がることは注目すべきである。
【００３２】他方において、各実施態様では、寒冷の保
持は公知の方法のいずれか、圧縮流体（空気、窒素又は
気化されたリッチリキッド）を運ぶ管路の一つへの膨張
タービンの設置、又は適当な場所、すなわち −窒素通路２３の入口又は通路１６の出口に、これらの
通路内又は箱１０内に配置された孔あき管によつて、 −補助貯槽１８または１８Ｂ内に（これは一層簡単に行
えるが、寒冷を保持する窒素の回収はできない）、又は −このために熱交換器内に設けられた追加窒素通路の入
口に液体窒素を直接注入することによつて保証される。
持は公知の方法のいずれか、圧縮流体（空気、窒素又は
気化されたリッチリキッド）を運ぶ管路の一つへの膨張
タービンの設置、又は適当な場所、すなわち −窒素通路２３の入口又は通路１６の出口に、これらの
通路内又は箱１０内に配置された孔あき管によつて、 −補助貯槽１８または１８Ｂ内に（これは一層簡単に行
えるが、寒冷を保持する窒素の回収はできない）、又は −このために熱交換器内に設けられた追加窒素通路の入
口に液体窒素を直接注入することによつて保証される。
【図１】 本発明による窒素製造装置のフローシート。
【図２】 図１の装置の斜視図。
【図３】 図１及び図２の装置の通路２２を通る縦断面
略図。
略図。
【図４】 同じく通路２３を通る縦断面略図。
【図５】 同じく通路２４を通る縦断面略図。
【図６】 同じく通路１６を通る縦断面略図。
【図７】 同じく通路１７を通る縦断面略図。
【図８】 本発明による装置の第１の変形の図１と同様
の図。
の図。
【図９】 同じく第２の変形の同様な図。
【図１０】 同じく第３の変形の同様な図。
【図１１】 同じく第４の変形の同様な図。
【図１２】 同じく第５の変形の同様な図。
１ 熱交換器 ２ アルミニウム製板 ３ アルミニウム製波形 ４ 垂直なバー ５ 水平なバー ６ 入口箱 ７，８ 分配器 ９ 出口箱 １０ 入口兼出口箱 １１ バー５のセット １２ 下方区画 １３ 下方区画１２の下方部分 １４ 下方区画１２の上方部分 １５ 上方区画 １６ 第１通路 １７ 第２通路 １８ リツチリキッドの補助貯槽 １９ 空間 ２１ 膨張弁 ２２ 第３通路 ２３ 第４通路 ２４ 第５通路 ２７ 二段階液体分配器 ２８ ポンプ ３０ 分離ポット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ムリエ・クリスチアン フランス国．78350・ジユイ・アン・ジヨ サ．リユ・ド・ラ・リベラシヨン．37 (72)発明者 ルーゾー・フレデリツク フランス国．75014・パリ．リユ・デユ・ ムーラン・ヴエル．90 (72)発明者 サヴイネル・ローラン フランス国．54200・ツール．エクローベ． リユ・ラベ・ゲラン．275 (72)発明者 トーネリエ・ジヤン−イベ フランス国．78960・ボワサン・ル・ブル トノー．リユ・フイリツプ・ド・シヤンパ ニユ．24
Claims (10)
- 【請求項１】 水及び二酸化炭素を除去された圧縮空気
を冷却する手段、該空気を段々に窒素で富化する手段及
び還流をつくり出すためにリッチリキッドの気化によつ
て前記富化手段の上部を冷却するのに適した凝縮器を有
する種類の窒素製造装置において、前記富化手段が、プ
レート式の平行六面体形熱交換器の平らな第１通路から
なること、及び凝縮器が、少くとも第１通路の上部と熱
交換関係に配置され、膨張弁を備えた管路を介して、第
１通路の下端部に設けられたリッチリキッド収集箱と接
続される同一熱交換器の平らな第２通路を有することを
特徴とする装置。 - 【請求項２】 前記空気冷却手段が、第１通路及び第２
通路の延長上に配置された前記熱交換器の平らな通路、
すなわち流入空気を供給される第３通路を有し、該第３
通路が、一方では第１通路の上端部に接続された第４通
路と、他方では第２通路の上端部に接続された第５通路
と熱交換関係に配置されることを特徴とする請求項１記
載の装置。 - 【請求項３】 前記空気冷却手段が、第１通路及び第２
通路の上に配置されていることを特徴とする請求項２記
載の装置。 - 【請求項４】 凝縮器が熱交換器と並置されたリッチリ
キッドの補助貯槽を有し、該補助貯槽の下部及び上部
が、それぞれ第２通路の下部及び上部に接続されている
ことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項５】 凝縮器が、リッチリキッドの流下と気化
されない過剰なリッチリキッドを凝縮器頂部に戻すポン
プとをもつた種類のものであることを特徴とする請求項
１記載の装置。 - 【請求項６】 凝縮器が、熱交換器と並置された補助貯
槽を有し、該補助貯槽が、凝縮器にリッチリキッドを確
実に供給し、それ自身一方では前記管路によつて、他方
ではポンプによつて供給されることを特徴とする請求項
５記載の装置。 - 【請求項７】 凝縮器が、第２通路の上端部に配置され
た二段階流体分配器を有することを特徴とする請求項５
記載の装置。 - 【請求項８】 第２通路が、第１通路の全高さに沿って
延びていることを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項９】 第２通路が、第１通路の高さの一部分に
しか延びていないで、下端部を閉じられた空間によつて
下方に延ばされていることを特徴とする請求項１記載の
装置。 - 【請求項１０】 第２通路が、第１通路の高さの一部分
にしか延びていないで、下端部で第１通路と連通する空
間によつて下方に延ばされていることを特徴とする請求
項１記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9010077 | 1990-08-07 | ||
| FR9010077A FR2665755B1 (fr) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | Appareil de production d'azote. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05149680A true JPH05149680A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=9399489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3196821A Pending JPH05149680A (ja) | 1990-08-07 | 1991-08-06 | 窒素製造装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5144809A (ja) |
| JP (1) | JPH05149680A (ja) |
| CA (1) | CA2048432A1 (ja) |
| FR (1) | FR2665755B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009520176A (ja) * | 2005-12-20 | 2009-05-21 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 深冷蒸留による空気分離装置 |
| JP2010513833A (ja) * | 2006-12-14 | 2010-04-30 | ユーオーピー エルエルシー | 天然ガス液化のための熱交換器 |
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|---|---|---|---|---|
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| FR2690231B1 (fr) * | 1992-04-17 | 1994-06-03 | Air Liquide | Echangeur de chaleur a ruissellement et installation de distillation d'air comportant un tel echangeur. |
| JPH06299174A (ja) * | 1992-07-24 | 1994-10-25 | Chiyoda Corp | 天然ガス液化プロセスに於けるプロパン系冷媒を用いた冷却装置 |
| FR2707745B1 (fr) * | 1993-07-15 | 1995-10-06 | Technip Cie | Procédé autoréfrigéré de fractionnement cryogénique et de purification de gaz et échangeur de chaleur pour la mise en Óoeuvre de ce procédé. |
| US5410885A (en) * | 1993-08-09 | 1995-05-02 | Smolarek; James | Cryogenic rectification system for lower pressure operation |
| FR2718836B1 (fr) * | 1994-04-15 | 1996-05-24 | Maurice Grenier | Echangeur de chaleur perfectionné à plaques brasées. |
| US5438836A (en) * | 1994-08-05 | 1995-08-08 | Praxair Technology, Inc. | Downflow plate and fin heat exchanger for cryogenic rectification |
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| GB9702074D0 (en) * | 1997-01-31 | 1997-03-19 | Boc Group Plc | Production of cryogenic liquid mixtures |
| US6044902A (en) * | 1997-08-20 | 2000-04-04 | Praxair Technology, Inc. | Heat exchange unit for a cryogenic air separation system |
| JPH11244603A (ja) * | 1998-03-03 | 1999-09-14 | Mitsubishi Chemical Corp | デフレグメータ |
| US5899093A (en) * | 1998-05-22 | 1999-05-04 | Air Liquide Process And Construction, Inc. | Process and apparatus for the production of nitrogen by cryogenic distillation |
| FR2790546B1 (fr) * | 1999-03-01 | 2001-04-20 | Air Liquide | Echangeur de chaleur, applications a la vaporisation de liquide sous pression et appareil de distillation d'air equipe d'un tel echangeur |
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| US6079223A (en) * | 1999-05-04 | 2000-06-27 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic air separation system for producing moderate purity oxygen and moderate purity nitrogen |
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| US6295836B1 (en) | 2000-04-14 | 2001-10-02 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic air separation system with integrated mass and heat transfer |
| US6237366B1 (en) | 2000-04-14 | 2001-05-29 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic air separation system using an integrated core |
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| CN100488661C (zh) * | 2003-02-25 | 2009-05-20 | 林德股份公司 | 板式热交换器 |
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