JPH0526112B2 - - Google Patents
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- JPH0526112B2 JPH0526112B2 JP63316059A JP31605988A JPH0526112B2 JP H0526112 B2 JPH0526112 B2 JP H0526112B2 JP 63316059 A JP63316059 A JP 63316059A JP 31605988 A JP31605988 A JP 31605988A JP H0526112 B2 JPH0526112 B2 JP H0526112B2
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- filler
- cryogenic separation
- less
- vapor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
- F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
- F25J3/04896—Details of columns, e.g. internals, inlet/outlet devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
- B01D3/32—Other features of fractionating columns ; Constructional details of fractionating columns not provided for in groups B01D3/16 - B01D3/30
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/30—Loose or shaped packing elements, e.g. Raschig rings or Berl saddles, for pouring into the apparatus for mass or heat transfer
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- F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
- F25J3/04854—Safety aspects of operation
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- B01J2219/30408—Metal
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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材を含む物質移
動域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の極低温分離方法
に関する。利用される充填材は、特定の規定性状
と特徴とを具える銅含有材料である。
め薄手材料から二次加工した充填材を含む物質移
動域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の極低温分離方法
に関する。利用される充填材は、特定の規定性状
と特徴とを具え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溜塔は技術において
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、たとえば多孔トイレ
または篩トレイを用い、それによつて噴出蒸気が
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して
遂行する。この方法で、蒸気−液体接触を制御し
強化する。
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、たとえば多孔トイレ
または篩トレイを用い、それによつて噴出蒸気が
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して
遂行する。この方法で、蒸気−液体接触を制御し
強化する。
蒸気−液体接触は、二者択一に、トレイの液体
だまりを通して蒸気を泡立たせても或いは充填要
素の利用によつても達成できる。充填材としてた
とえばサドル及びラツシヒリングは、前述目的の
技術においては周知である。さらに、トレイ及び
充填材料の二次加工の色々な材料が提案されてい
る。これらのものの実例となるものは、炭素銅、
ステンレス銅、アルミニウム合金、銅合金及びさ
まざまの種類のプラスチツクである。
だまりを通して蒸気を泡立たせても或いは充填要
素の利用によつても達成できる。充填材としてた
とえばサドル及びラツシヒリングは、前述目的の
技術においては周知である。さらに、トレイ及び
充填材料の二次加工の色々な材料が提案されてい
る。これらのものの実例となるものは、炭素銅、
ステンレス銅、アルミニウム合金、銅合金及びさ
まざまの種類のプラスチツクである。
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。従つて、たとえば炭素銅とプラスチ
ツ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少高
価材料たとえば銅の利用には費用が妨げとなつ
た。しかし、アルミニウムとステンレス銅は、極
低温空気分離のトレイの二次加工に広く用いられ
た。実際に、ステンレス銅は、210Kg／cm2（ゲー
ジ圧）での酸素を使用する接触（液体及び気体と
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銅とは極低温空気分
離塔に使用する充填材の二次加工の適当な候補で
あると思われる。
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。従つて、たとえば炭素銅とプラスチ
ツ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少高
価材料たとえば銅の利用には費用が妨げとなつ
た。しかし、アルミニウムとステンレス銅は、極
低温空気分離のトレイの二次加工に広く用いられ
た。実際に、ステンレス銅は、210Kg／cm2（ゲー
ジ圧）での酸素を使用する接触（液体及び気体と
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銅とは極低温空気分
離塔に使用する充填材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］
しかし、このような充填材による方式が極低温
空気分離使用に利用される時、極低温空気分離に
耐えられるものであるとさきにわかつた材料の利
用が充填材の二次加工利用には不適当であること
が明らかになつた。この第一の理由は、伝統的に
採用された形と方法で用いられる時には、条件に
合つている特定材料も、それが極低温空気分離に
充填材料として用いられる時には、前記蒸気−液
体接触装置に一般に使用される普通の材料の形と
条件とでは引火性の危険を示すからである。従つ
て、たとえばステンレス銅とアルミニウムは、ト
レイたとえば篩トレイを極低温空気分離に使用の
蒸溜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残留液
体を入れている。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、トレイ上の残留液体の存在が燃焼反応
を停止する作用をする。これと区別されるのは、
充填材の二次加工に用いられる材料が比較的薄く
従つ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
素の表面に薄手フイルムの形をとつており、その
フイルムはトレイ上の残留液体の高さより数次下
の薄さである。
空気分離使用に利用される時、極低温空気分離に
耐えられるものであるとさきにわかつた材料の利
用が充填材の二次加工利用には不適当であること
が明らかになつた。この第一の理由は、伝統的に
採用された形と方法で用いられる時には、条件に
合つている特定材料も、それが極低温空気分離に
充填材料として用いられる時には、前記蒸気−液
体接触装置に一般に使用される普通の材料の形と
条件とでは引火性の危険を示すからである。従つ
て、たとえばステンレス銅とアルミニウムは、ト
レイたとえば篩トレイを極低温空気分離に使用の
蒸溜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残留液
体を入れている。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、トレイ上の残留液体の存在が燃焼反応
を停止する作用をする。これと区別されるのは、
充填材の二次加工に用いられる材料が比較的薄く
従つ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
素の表面に薄手フイルムの形をとつており、その
フイルムはトレイ上の残留液体の高さより数次下
の薄さである。
しかし、さらにわかつたことは、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材として規定材料を
用いる時は安全に実行できることである。これら
の充填材は、ランダム型充填材（たとえばサド
ル、ラツシヒリング及びポールリング）であつて
もよく、また規則または構造型充填材であつても
よい。構造型または規則型充填材は、主流方向に
対し垂直方向に液体及び蒸気混合を増進する充填
材を意味する。規則型または構造型充填材は、米
国特許第4128684号、4186159号、4296650号、
4455399号、4497751号、4497752号及び4497753号
に開示されている。従つて、空気を含む酸素含有
混合物の極低温分離法が開発され、濃縮生成物を
生成しそれによつて、容量で21％以上の酸素濃度
を本発明の方法において達成する。この発明の方
法は、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材を
含む物質移動域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、充填材の表面上の液
状薄手フイルムと蒸気との間で実施される。この
発明の方法において、充填材を重量で少なくとも
約30％の銅濃度を有する銅含有材料から二次加工
する。充填材が二次加工される材料は、約
1.0Kcal／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。
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材として規定材料を
用いる時は安全に実行できることである。これら
の充填材は、ランダム型充填材（たとえばサド
ル、ラツシヒリング及びポールリング）であつて
もよく、また規則または構造型充填材であつても
よい。構造型または規則型充填材は、主流方向に
対し垂直方向に液体及び蒸気混合を増進する充填
材を意味する。規則型または構造型充填材は、米
国特許第4128684号、4186159号、4296650号、
4455399号、4497751号、4497752号及び4497753号
に開示されている。従つて、空気を含む酸素含有
混合物の極低温分離法が開発され、濃縮生成物を
生成しそれによつて、容量で21％以上の酸素濃度
を本発明の方法において達成する。この発明の方
法は、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材を
含む物質移動域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、充填材の表面上の液
状薄手フイルムと蒸気との間で実施される。この
発明の方法において、充填材を重量で少なくとも
約30％の銅濃度を有する銅含有材料から二次加工
する。充填材が二次加工される材料は、約
1.0Kcal／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］
この発明の方法は、充填材が重量で少なくとも
約50％の銅及び、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
料から二次加工されているので特に有用である。
約60乃至63％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つた。
明らかに、この発明の方法は、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％＋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、カートリツヂ黄銅、赤色黄
銅、有価銅、リン青銅及び種々の商用銘柄の銅が
含まれている。
約50％の銅及び、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
料から二次加工されているので特に有用である。
約60乃至63％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つた。
明らかに、この発明の方法は、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％＋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、カートリツヂ黄銅、赤色黄
銅、有価銅、リン青銅及び種々の商用銘柄の銅が
含まれている。
この発明の方法は、厚さが約１／２ミリメール
以下、特に約0.3ミリメートル以下の材料を二次
加工した充填材を用いる時有利に実行できる。こ
の発明の方法は、厚さが約0.2ミリメートルの材
料を二次加工した充填材を用いると特に有利であ
る。
以下、特に約0.3ミリメートル以下の材料を二次
加工した充填材を用いる時有利に実行できる。こ
の発明の方法は、厚さが約0.2ミリメートルの材
料を二次加工した充填材を用いると特に有利であ
る。
都合のよいことには、充填材が二次加工される
ことになる材料は、20℃の温度で約0.95Kcal／ｇ
以下の酸素との反応熱を受け得る。約0.80Kcal／
ｇ以下の反応熱を有する材料を用いることが特に
望ましい。
ことになる材料は、20℃の温度で約0.95Kcal／ｇ
以下の酸素との反応熱を受け得る。約0.80Kcal／
ｇ以下の反応熱を有す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。従つて、この発明の方法は、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、発明の方法は、
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。この発明の方法は、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。
相での酸素濃度が増すに従いますます有利にな
る。従つて、この発明の方法は、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、発明の方法は、
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。この発明の方法は、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、極低温空気分離方法は、ほぼ大気圧ま
たは大気圧をごくわずか上廻る圧力で行われ、こ
の発明の方法の有利性は、これらの相対的低圧で
得られる。蒸溜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溜は、約
33.25Kg／cm2（ゲージ圧）以下の圧力で実施でき
る。本発明の見解からすれば、約14Kg／cm2（ゲー
ジ圧）以下、特に約19.3g／cm2以下の圧力を用い
ることが有利となる。この発明の方法は、約
7.69g／cm2以下、特に約8.75Kg／cm2（ゲージ圧）
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。
たは大気圧をごくわずか上廻る圧力で行われ、こ
の発明の方法の有利性は、これらの相対的低圧で
得られる。蒸溜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溜は、約
33.25Kg／cm2（ゲージ圧）以下の圧力で実施でき
る。本発明の見解からすれば、約14Kg／cm2（ゲー
ジ圧）以下、特に約19.3g／cm2以下の圧力を用い
ることが有利となる。この発明の方法は、約
7.69g／cm2以下、特に約8.75Kg／cm2（ゲージ圧）
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。
この発明の方法での運転において、充填材の表
面上の液状フイルムは通常１ミリメーター以下で
ある。この発明の利点は、充填材上の液状フイル
ムの厚さが約1/2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、液状フイルムは
0.05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。
面上の液状フイルムは通常１ミリメーター以下で
ある。この発明の利点は、充填材上の液状フイル
ムの厚さが約1/2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、液状フイルムは
0.05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。
この発明の方法における充填材を二次加工する
材料を選択する時は、前述材料は通常、充填材料
の１立方メートル当たり少なくとも約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立方メートル当たり少なくとも約
400平方メートルであり、特に好ましくは、１立
方メートル当たり少なくとも約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、充填材を、１立方メートル当たり約1000
キログラム以下、好ましくは１立方メートル当た
り約700キログラム以下、そして特に１立方メー
トル当たり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。
材料を選択する時は、前述材料は通常、充填材料
の１立方メートル当たり少なくとも約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立方メートル当たり少なくとも約
400平方メートルであり、特に好ましくは、１立
方メートル当たり少なくとも約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、充填材を、１立方メートル当たり約1000
キログラム以下、好ましくは１立方メートル当た
り約700キログラム以下、そして特に１立方メー
トル当たり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。従つて充填材料の厚さは次の方程式で計算で
きる： 〓n＝（〓B／〓n）×（２／KS） 式中、 〓nはメートル表示の材料の厚さ 〓nはKg／M3で表示する充填二次加工材料の密
度 KSは比面積M2／M3 〓Bは充填のかさ密度Kg／M3 ここで第１図を参照して、極低温分離に利用さ
れる物質移動塔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。塔１０
内で約10.5K／cm2（ゲージ圧）、そして好ましく
は約3.5Kg／cm2（ゲージ圧）以下またはなお低い
1.75Kg／cm2（ゲージ圧）以下に維持された圧力を
維持し、液体と蒸気を塔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１
８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によつて管路１０に戻される。前
記液体は塔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によつ
て塔１０に戻す。この蒸気は、塔１０内を前記液
体と向流に上方向に流れる。
相互関係は、用いられる材料の厚さで決定され
る。従つて充填材料の厚さは次の方程式で計算で
きる： 〓n＝（〓B／〓n）×（２／KS） 式中、 〓nはメートル表示の材料の厚さ 〓nはKg／M3で表示する充填二次加工材料の密
度 KSは比面積M2／M3 〓Bは充填のかさ密度Kg／M3 ここで第１図を参照して、極低温分離に利用さ
れる物質移動塔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。塔１０
内で約10.5K／cm2（ゲージ圧）、そして好ましく
は約3.5Kg／cm2（ゲージ圧）以下またはなお低い
1.75Kg／cm2（ゲージ圧）以下に維持された圧力を
維持し、液体と蒸気を塔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１
８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によつて管路１０に戻される。前
記液体は塔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によつ
て塔１０に戻す。この蒸気は、塔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
トル当たり約350平方メートル以上の比面積と、
１立方メートル当たり約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イルムの形
をとつて下方向に流れる手段を提供する一方、前
記蒸気が充填材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
用される充填材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。
トル当たり約350平方メートル以上の比面積と、
１立方メートル当たり約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イルムの形
をとつて下方向に流れる手段を提供する一方、前
記蒸気が充填材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
用される充填材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。
様々の材料の相互の引火性の説明のため、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。
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。
ここで第２図を参照して、試験装置１００は通
常41mmの内径の垂直試験容器１１０から成つてい
た。試験片１１２を前記容器１１０内に取り付け
ブロツク１１４で保持されて同軸に取り付けられ
た。前記取り付けたブロツク１１４は、試験容器
１１０の内部に固定された取り付けブラケツト１
１６によつて順番に支持された。前記試験片１１
２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50mmに位置した。溶
融スラツグと燃焼金属を試験容器１１０の底部に
収集した。
常41mmの内径の垂直試験容器１１０から成つてい
た。試験片１１２を前記容器１１０内に取り付け
ブロツク１１４で保持されて同軸に取り付けられ
た。前記取り付けたブロツク１１４は、試験容器
１１０の内部に固定された取り付けブラケツト１
１６によつて順番に支持された。前記試験片１１
２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50mmに位置した。溶
融スラツグ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2.2MPa（22.43Kg／cm2）
の圧力に定格された黄銅容器であつた。他方の１
基は同一内寸ではあるが10.4MPa（106.05Kg／cm2）
の圧力に定格された黄銅内張りのステンレス鋼容
器であつた。
した。片方の１基は最高2.2MPa（22.43Kg／cm2）
の圧力に定格された黄銅容器であつた。他方の１
基は同一内寸ではあるが10.4MPa（106.05Kg／cm2）
の圧力に定格された黄銅内張りのステンレス鋼容
器であつた。
ブレンドした供給ガス混合物の組成を測定する
O2分析器と、プレミツクスガスを分析するクロ
マトグラフとを具備したガス供給装置（図示な
し）は、O2と稀釈剤とから成る供給ガスの計量
流れをガス取り入れ管路１２０によつて前記試験
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
り出し管路１２２によつて試験片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。
O2分析器と、プレミツクスガスを分析するクロ
マトグラフとを具備したガス供給装置（図示な
し）は、O2と稀釈剤とから成る供給ガスの計量
流れをガス取り入れ管路１２０によつて前記試験
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
り出し管路１２２によつて試験片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は長さが約7.6cmであつ
た。促進剤または点火薬１２４を試験片１１２の
底部4.8mmに取り付けた。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）によつて圧接し、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つて燃焼が上方向に伝
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。
た。促進剤または点火薬１２４を試験片１１２の
底部4.8mmに取り付けた。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）によつて圧接し、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つて燃焼が上方向に伝
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１２
４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
の取り付けブロツク１１４に取り付けた。試験容
器１１０を閉鎖し、管路１２０を通る取り入れガ
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
系をパージした。すべての実例に対し、全ガス流
れを0.33標準ｌ／ｓに設定し、100kPa（1.03Kg／
cm2）の圧力で250mm／ｓ（24.38cm／ｓ）乃至
10.4MPa（106.05Kg／cm2（ゲージ圧））の圧力で12
mm／ｓのガス流量が得られた。レイノルズ数は、
41mm内径の容器に基いて640乃至670の範囲内であ
つた。すべての条件が設定された時、電極１１８
は活性化し試験が始まつた。
４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
の取り付けブロツク１１４に取り付けた。試験容
器１１０を閉鎖し、管路１２０を通る取り入れガ
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
系をパージした。すべての実例に対し、全ガス流
れを0.33標準ｌ／ｓに設定し、100kPa（1.03Kg／
cm2）の圧力で250mm／ｓ（24.38cm／ｓ）乃至
10.4MPa（106.05Kg／cm2（ゲージ圧））の圧力で12
mm／ｓのガス流量が得られた。レイノルズ数は、
41mm内径の容器に基いて640乃至670の範囲内であ
つた。すべての条件が設定された時、電極１１８
は活性化し試験が始まつた。
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の残量末消耗部分（たと
えあるとしても）を測定してその長さを記録し
た。
除去して、試験片１１２の残量末消耗部分（たと
えあるとしても）を測定してその長さを記録し
た。
実施例 １
この実例において、20℃の温度で1.9Kcal／ｇ
の酸素との燃焼熱を有する一連の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
3.87g／cm2の圧力で用いる引火試験にかけた。試
験片は長さ約69.9cm×幅約12.7mm×厚さ約0.1016
mmであつた。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
5mil鋼、また容量で66％酸素を用いる試験に使
用した点火薬は2mil鋼と鋼綿またはマグネシウ
ムの併用であつた。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図にプロツトさ
れている。
の酸素との燃焼熱を有する一連の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
3.87g／cm2の圧力で用いる引火試験にかけた。試
験片は長さ約69.9cm×幅約12.7mm×厚さ約0.1016
mmであつた。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
5mil鋼、また容量で66％酸素を用いる試験に使
用した点火薬は2mil鋼と鋼綿またはマグネシウ
ムの併用であつた。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図にプロツトさ
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5mil炭
素鋼から2mil炭素鋼に変えたとしても、マグネ
シウム線または鋼綿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つたことであ
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つ
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。
ることは、67％以下の酸素で、点火薬を5mil炭
素鋼から2mil炭素鋼に変えたとしても、マグネ
シウム線または鋼綿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つたことであ
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つ
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。
実施例 ２
この実例において、20℃の温度で約7.4Kcal／
ｇの酸素との燃焼熱を有する一連の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
1.75Kg／cm2（ゲージ圧）の圧力で使用する引火試
験にかけた。試験片は長さ約69.9mm×幅約12.7mm
×厚さ約0.2032mmであつた。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5mil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5mil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2mil鋼と付加マグ
ネシウム線との併用であつた。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
プロツトされている。
ｇの酸素との燃焼熱を有する一連の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
1.75Kg／cm2（ゲージ圧）の圧力で使用する引火試
験にかけた。試験片は長さ約69.9mm×幅約12.7mm
×厚さ約0.2032mmであつた。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5mil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5mil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2mil鋼と付加マグ
ネシウム線との併用であつた。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
プロツトされている。
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つたこと
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
に同じ困難が伴つたことを示す。
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つたこと
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
に同じ困難が伴つたことを示す。
実施例 ３
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105Kg／cm2の圧力で用いる引火試験に
かけた。試験片は、長さ約76.2mm×幅約12.7mm×
厚さ0.1270mm乃至1.016mmであつた。重量で70％
の銅含有量の試験片は20℃の温度で0.79Kcal／ｇ
の酸素との反応熱を有し、一方重量で63％の銅含
有量の試験片は0.84kcal／ｇの酸素との反応熱を
有していた。試験のすべてに用いられた点火薬は
４ラツプの5mil炭素銅であつた。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
図にプロツトされている。
黄銅試験片を、実質的に純粋の気体酸素（容量で
99.99％）を105Kg／cm2の圧力で用いる引火試験に
かけた。試験片は、長さ約76.2mm×幅約12.7mm×
厚さ0.1270mm乃至1.016mmであつた。重量で70％
の銅含有量の試験片は20℃の温度で0.79Kcal／ｇ
の酸素との反応熱を有し、一方重量で63％の銅含
有量の試験片は0.84kcal／ｇの酸素との反応熱を
有していた。試験のすべてに用いられた点火薬は
４ラツプの5mil炭素銅であつた。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
図にプロツトされている。
この実例で採用された条件は、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つた。40mil
試験片に関連して注目されることは、試験片に若
干の消耗が起こつたことである。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、他の試験片の消
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。従つて材料の損失は
主として溶融に起因する。
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つた。40mil
試験片に関連して注目されることは、試験片に若
干の消耗が起こつたことである。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、他の試験片の消
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。従つて材料の損失は
主として溶融に起因する。
実施例 ４
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、0.69Kcal／ｇ）、洋
銀（55％Cu、0.78kcal／ｇ）、モネル（31.5％Cu、
0.9kcal／ｇ）及びネーバル黄銅（60％Cu、
0.86Kcal）の試験では、低引火性、従つてこの発
明の極低温空気分離プロセスに用いる適性を示
す。
とえば、赤色黄銅（85％Cu、0.69Kcal／ｇ）、洋
銀（55％Cu、0.78kcal／ｇ）、モネル（31.5％Cu、
0.9kcal／ｇ）及びネーバル黄銅（60％Cu、
0.86Kcal）の試験では、低引火性、従つてこの発
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
材を用いて極低温分離し、この発明に従つて蒸気
−液体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材として用いる篩材料に利
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……取り
付けブロツク、１１６……取り付けブラケツト、
１１８……電極、１２０……ガス取り入れ管路、
１２２……ガス取り出し管路、１２４……促進剤
または点火薬。
材を用いて極低温分離し、この発明に従つて蒸気
−液体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材として用いる篩材料に利
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……取り
付けブロツク、１１６……取り付けブラケツト、
１１８……電極、１２０……ガス取り入れ管路、
１２２……ガス取り出し管路、１２４……促進剤
または点火薬。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸素含有混合物から容量で21％以上の酸素濃
度の濃縮生成物を生成する酸素の極低温分離方法
において、約１mm以下の厚さの材料から二次加工
され、少なくとも重量で約30％の銅濃度と、20℃
の温度で酸素との約1Kcal／ｇ以下の反応熱を有
する銅含有材料を充填材として含む物質移動域
に、液体流と蒸気流とを向流に流通させ、前記充
填材の表面上の液状薄手フイルムと蒸気との間の
蒸気−液体接触を行わせることを特徴とする酸素
の極低温分離方法。 ２ 前記充填材が、重量で少なくとも約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
素の極低温分離方法。 ３ 前記充填材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
る酸素の極低温分離方法。 ４ 前記酸素濃度は、容量で少なくとも約50％以
上であることを特徴とする請求項１による酸素の
極低温分離方法。 ５ 前記20℃の温度での酸素との反応熱は約
0.9Kcal／ｇ以下であることを特徴とする請求項
１による酸素の極低温分離方法。 ６ 反応圧力が約33.25Kg／cm2（ゲージ圧）以下
であることを特徴とする請求項１による酸素の極
低温分離方法。 ７ 前記充填材は、１立方メートル当たり少なく
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による酸素の極低温分離方
法。 ８ 前記充填材は、１立方メートル当たり少なく
とも約1000キログラムの密度を有することを特徴
とする請求項１による酸素の極低温分離方法。 ９ 前記充填材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による酸素の極低温分離方法。 １０ 前記充填材表面上の液状フイルムの厚さは
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による酸素の極低温分離方法。
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 JPH024189A (ja) | 1990-01-09 |
| JPH0526112B2 true 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) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2686039B2 (ja) * | 1993-11-12 | 1997-12-08 | 大同ほくさん株式会社 | 酸素ガス製造装置 |
| JP4717777B2 (ja) * | 2006-10-25 | 2011-07-06 | 三機工業株式会社 | 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 |
| CN116194429A (zh) * | 2020-08-06 | 2023-05-30 | 艾尔控股公司 | 用于增强蒸馏过程中的杂质去除的合金和方法 |
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
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- 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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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