JPH0611253A - ガス状酸素を生成するための極低温式空気分離方法及びプラント - Google Patents

ガス状酸素を生成するための極低温式空気分離方法及びプラント

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JPH0611253A
JPH0611253A JP5053156A JP5315693A JPH0611253A JP H0611253 A JPH0611253 A JP H0611253A JP 5053156 A JP5053156 A JP 5053156A JP 5315693 A JP5315693 A JP 5315693A JP H0611253 A JPH0611253 A JP H0611253A
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oxygen
air
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liquid oxygen
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JP5053156A
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James Robert Dray
ジェイムズ・ロバート・ドレイ
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Praxair Technology Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ガス状酸素を生成するための改良された極低温
式空気分離方法及びプラントを提供すること。 【構成】生成物ボイラーと、液体空気供給源とを組合せ
て用いることを特徴とする極低温式空気分離方法及びプ
ラント。冷凍損失をほとんど惹起することなく、極低温
式空気分離方法及びプラントの定常作動を維持したまま
で液体酸素を効率的に蒸発させてガス状酸素を生成する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、極低温式空気
分離に関し、特に、ガス状酸素を生成するための極低温
式空気分離方法及びプラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】ある特定の用途のために多量のガス状酸
素が必要とされる場合、極低温式空気分離プラントで供
給空気を極低温精留することによってガス状酸素を生成
し、プラントから直接使用部署へパイプで送られる。そ
のような極低温式空気分離プラントは、特定の定常条件
で能率的に作動するように設計されているが、使用部署
で必要とされるガス状酸素の需要条件は、大幅に変動す
る場合がある。極低温式空気分離プラントの極低温精留
システムの能率的な定常作動のための要件と、使用部署
での大幅に変動するガス状酸素の需要との互いに相反す
る要件に対処する手段として、需要の少ないときに生成
されたガス状酸素を貯留するためのガス状酸素貯留タン
クが用いられ、需要の多いときにガス状酸素貯留タンク
からガス状酸素を取出して使用部署へ送給するようにな
されている。かくして、極低温式空気分離プラントの稼
働率（酸素生成速度）の変動を軽減し、プラントの高い
運転能率を維持する。しかしながら、このような方式の
１つの問題点は、たとえガス状酸素を高い圧力で貯留す
るとしても、限られた量のガス状酸素しか貯留すること
ができないことである。多量のガス状酸素を貯留するに
は、大規模なガス状酸素貯蔵所設備を設けなければなら
ず、そのためには大きな設備資金が必要とされる。
【０００３】予備酸素貯留容量の上記のような制限は、
酸素をガスとしてではなく、液体として貯留することに
よって克服することが可能である。しかしながら、この
方式は、貯留容量の制限という問題は解決することがで
きるが、それなりの問題点を抱えている。その１つは、
余剰酸素を貯留するために極低温精留システムから液体
として取出すことは、該システムに大きな冷凍損失をも
たらすことである。もう１つの問題点は、酸素貯留貯留
タンクが十分に断熱処理を施されたものであれば比較的
小さい問題ではあるが、貯留酸素を液体の形で保持する
ために系内に投入すべき追加のエネルギーを必要とする
ことである。更に別の問題点は、液体酸素を蒸発させて
ガス状酸素とするために更に追加の投入エネルギーを必
要とすることである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、極低温精留システムの稼働率（酸素生成速度）の変
動を少なくするために液体酸素の貯留をより能率的に利
用するすることができる、ガス状酸素を生成するための
改良された極低温式空気分離方法及びプラントを提供す
ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、供給空気を極低温精留することによって
ガス状酸素を生成するための方法であって、（Ａ）供給
空気を生成物ボイラーへ通し、該生成物ボイラー内の液
体酸素との間接熱交換により供給空気を凝縮する工程
と、（Ｂ）該工程（Ａ）において凝縮した供給空気を極
低温精留システムに通して該システム内で液体酸素を生
成する工程と、（Ｃ）前記工程（Ａ）における供給空気
の凝縮を実施するために、前記極低温精留システム内で
生成された液体酸素を前記生成物ボイラーへ通し、得ら
れたガス状酸素を生成物として該生成物ボイラーから回
収する工程と、（Ｄ）前記極低温精留システム内で生成
された液体酸素を液体酸素貯留タンクへ送給して液体酸
素供給源を生成する工程と、（Ｅ）前記液体酸素供給源
から前記生成物ボイラーへ液体酸素を通すことによって
生成物ボイラーへの液体酸素の流れを増大させ、それに
比例して該生成物ボイラーへの供給空気の流れを増大さ
せて過剰量の凝縮供給空気を生成する工程と、（Ｆ）余
剰凝縮供給空気を液体空気貯留タンクへ通して液体空気
供給源を生成する工程と、から成る方法を提供する。
【０００６】本発明は、又、その別の側面いおいては、
ガス状酸素を生成するための極低温式空気分離プラント
であって、（Ａ）生成物ボイラーと、該生成物ボイラー
内へ供給空気を送給するための手段と、該生成物ボイラ
ーから極低温精留システムへ液体を通すための手段と、
（Ｂ）前記極低温精留システムから前記生成物ボイラー
内へ液体を通すための手段と、該生成物ボイラーからガ
ス状生成物を回収するための手段と、（Ｃ）液体酸素貯
留タンクと、前記極低温精留システムから該生成物ボイ
ラー内へ液体を通すための手段と、該液体酸素貯留タン
クから該生成物ボイラー内へ液体を通すための手段と、
（Ｄ）液体空気貯留タンクと、前記生成物ボイラーから
該液体空気貯留タンク内へ液体を通すための手段と、該
液体空気貯留タンクから前記極低温精留システム内へ液
体を通すための手段と、から成る極低温式空気分離プラ
ントを提供する。
【０００７】ここでいう「生成物ボイラー」とは、生成
物（製品）として生成された液体酸素をガス状空気との
間接熱交換により沸騰させてガス状酸素とし、相手のガ
ス状空気を凝縮させる熱交換器のことである。
【０００８】ここでいう「コラム」とは、蒸留又は分留
コラム又は帯域、即ち、流体混合物の分離を行うために
液相と蒸気相とを向流関係で接触させる接触コラム又は
帯域のことである。流体混合物の分離は、例えば、コラ
ム内に設置された一連の上下に離隔したトレー又はプレ
ート及び、又は配向パッキング（互いに、かつ、コラム
の軸線に対して特定の向きに配向されたパッキング部
材）及び、又は不規則なパッキング部材（不規則に配置
されたパッキング部材）等の気液接触部材上で蒸気相と
液相を接触させることによって行われる。このような蒸
留コラムの詳細については、Ｒ．Ｈ．ペリー、Ｃ．Ｈ．
チルトン編「ケミカルエンジニアのハンドブック」第５
版、米国ニューヨーク・マックグロー−ヒル・ブック・
カンパニー刊、セクション１３Ｂ．Ｄ．スミス著「蒸
留」第１３−３頁を参照されたい。
【０００９】「複コラム」とは、比較的高い圧力のコラ
ムと、比較的低い圧力のコラムとを組合せたものであ
り、比較的高い圧力のコラムの上端と、比較的低い圧力
のコラムの下端が熱交換関係に接続されている。複コラ
ムの詳細は、ルエマン著「ガスの分離」オクスフォード
大学出版、１９４９年刊、第VII 章「商業用空気分離」
に記載されている。
【００１０】気液接触分離法は、各成分の蒸気圧の差に
依存している。高い蒸気圧（又は高い揮発性又は低い沸
点）の成分は、蒸気相として濃縮する傾向があり、低い
蒸気圧（又は低い揮発性又は高い沸点）の成分は、液相
として濃縮する傾向がある。蒸留は、液体混合物を加熱
することにより高揮発性成分を蒸気相として濃縮し、そ
れによって液相中の低揮発性成分を濃縮する分離法であ
る。部分凝縮は、蒸気混合物を冷却することにより高揮
発性成分を蒸気相として濃縮し、それによって液相中の
低揮発性成分を濃縮する分離法である。精留又は連続蒸
留は、蒸気相と液相を向流接触関係で処理することによ
って次々に行われる部分蒸発と部分凝縮とを組合せた分
離法である。蒸気相と液相との向流接触は、断熱プロセ
スであり、蒸気相と液相との接触は積分接触であっても
よく、あるいは、微分接触であってもよい。精留の原理
を利用して混合物を分離するための分離装置は、精留コ
ラム、蒸留コラム、又は、分留コラムと称される。極低
温精留とは、少くとも一部分が１２５°Ｋ以下の低い温
度で実施される精留プロセスのことである。
【００１１】ここでいう「間接熱交換」とは、２つの流
体流れを互いに物理的に接触又は混合させることなく熱
交換関係にもたらすことである。「アルゴン生成コラ
ム」（単に「アルゴンコラム」とも称する）とは、アル
ゴンを含む供給物を処理し、供給物のアルゴン濃度より
高いアルゴン濃度を有する生成物を生成するためのコラ
ムと頂部凝縮器から成るコラムシステムのことをいう。
【００１２】
【実施例】本発明の特徴は、液体酸素からガス状酸素を
効率的に創生するために生成物ボイラーを使用すること
と、それと組合せて、極低温精留システムから液体酸素
を抽出することによって惹起される冷凍損失と、極低温
精留システムの稼働率（酸素生成速度）の変動とに同時
に対処するために極低温精留システムと生成物ボイラー
との間に配置した液体空気貯留タンクを使用することで
ある。以下に、添付図を参照して本発明を説明する。
【００１３】図１を参照して説明すると、二酸化炭素及
び水蒸気、等の低沸点不純物を除去された供給空気１０
０は、熱交換器１０１に通し、後述する極低温精留シス
テムからの生成物流体との間接熱交換によって冷却され
る。かくして冷却された供給空気１００の第１部分１１
３は、別の熱交換器１１２に途中まで通すことによって
更に冷却され、流れ７２０の一部として極低温式空気分
離プラントの極低温精留システムへ送給される。極低温
精留システムは、図示の実施例では、比較的高い圧力の
コラム１０５と、比較的低い圧力のコラム１３０から成
る複コラムシステムである。ここでいう「流れ」に付さ
れた各参照番号は、流体の流れ自体を指すとともに、説
明を簡略化するためにその流れを通すための「導管」及
び「流れ移送手段」をも指すものとする。例えば、「流
れ７２０」は、「導管７２０」とも称する。冷却された
供給空気１００の第２部分１２０は、熱交換器１２２に
通され、後述するアルゴン生成物との間接熱交換により
凝縮された後、極低温精留システムへ導入される。冷却
された供給空気１００の第３部分１０３は、冷凍作用を
創生するためにターボ膨脹機１０２を通してターボ膨脹
される。このターボ膨脹された供給空気の流れ１０４
は、他の供給空気部分１１３及び１２０と同様に極低温
精留システムのコラム１０５へ導入される。
【００１４】供給空気１００の流れの１０〜５０％を占
める部分１０６は、第３部分１０３から分流されて生成
物ボイラー１０７に通され、生成物ボイラー１０７内で
後述する液体酸素との間接熱交換により少くとも部分的
に凝縮され、相手の液体酸素を沸騰蒸発させてガス状酸
素（生成物）とする。かくして凝縮された供給空気部分
２０１が液体だけでなく、蒸気も含むものである場合
は、それを液体と蒸気に分離するために相分離器１０８
へ通すことができる。相分離器１０８からの蒸気状空気
１１１は、熱交換器１１２に途中まで通すことによって
凝縮され、流れ７２０の一部としてコラム１０５へ送給
される。相分離器１０８からの凝縮した液体空気１０９
は、熱交換器１１０内で液体酸素との間接熱交換により
更に冷却され、得られた流れ６９９は、凝縮した上記空
気１１１に合流され、流れ７２０としてコラム１０５へ
送給される。
【００１５】コラム１０５は、複コラム型極低温精留シ
ステムの圧力の高い方のコラムであり、通常、４．２２
〜６．３３Ｋｇ／ｃｍ2 （絶対圧）（６０〜９０ｐｓｉ
ａ）の範囲の圧力で作動する。コラム１０５内におい
て、供給空気は、極低温精留により窒素富化蒸気と酸素
富化液体に分離される。酸素富化液体は、コラム１０５
から流れ１１７として抽出され、熱交換器１１２に部分
的に通すことによって更に冷却され、アルゴン生成コラ
ム（以下、単に「アルゴンコラム」と称する）１３２の
頂部凝縮器１３１に通されて後述する粗製アルゴン蒸気
との間接熱交換により一部蒸発し、相手のアルゴン蒸気
を凝縮させる。酸素富化液体の流れ１１７の部分蒸発に
よって得られた酸素蒸気と残留した液体酸素は、頂部凝
縮器１３１の頂部と底部からそれぞれ流れ２０２及び２
０３として排出され、コラム１３０へ送られる。
【００１６】一方、窒素富化蒸気は、コラム１０５から
流れ２０４としてコラム１３０内の主凝縮器２０５に通
され、主凝縮器２０５内でコラム１３０の底部の液体酸
素との間接熱交換により凝縮される。（コラム１３０
は、その底部に溜っている凝縮器１３１からの液体酸素
を再沸騰させるので、再沸騰コラムとも称される。）凝
縮された窒素富化液体２０６は、少くとも２つの流れ１
１８と２０７に分割され、流れ２０７は還流としてコラ
ム１０５に戻され、流れ１１８は熱交換器１１２に部分
的に通されて冷却された後コラム１３０へ送られる。
【００１７】主として酸素とアルゴンを含有した成る流
体は、コラム１３０から流れ１３４としてアルゴンコラ
ム１３２へ送られ、アルゴンコラム１３２内で極低温精
留により粗製アルゴン蒸気と酸素濃縮液体に分離され
る。酸素濃縮液体は、流れ１３３としてコラム１３０へ
戻される。一方、粗製アルゴン蒸気は、通常、少くとも
９５％のアルゴン濃度を有しており、頂部凝縮器１３１
に通され、先に述べたように酸素富化液体との間接熱交
換により凝縮される。得られた液体粗製アルゴンの一部
分２０８は、還流としてコラム１３２に戻され、液体粗
製アルゴンの別の一部分１２１は、先に述べたように熱
交換器１２２に通すことによって蒸発され、粗製アルゴ
ン２０９として回収される。
【００１８】コラム１３０は、複コラム型極低温精留シ
ステムの圧力の低い方のコラムであり、通常、１．２０
〜２．１１Ｋｇ／ｃｍ2 （絶対圧）（１７〜３０ｐｓｉ
ａ）の範囲の、コラム１０５の作動圧より低い圧力で作
動する。コラム１３０に供給された各供給物は、該コラ
ム内において極低温精留により窒素豊富流体と酸素豊富
流体に分離される。窒素豊富蒸気は、コラム１３０の上
方部分から流れ１１４として取出され、熱交換器１１２
及び１０１に通すことによって加温し、ガス状窒素生成
物の流れ２１０として回収することができる。通常、こ
の窒素生成物は、少くとも９９．９９％の純度を有して
いる。所望ならば、コラム１３０から窒素豊富液体１１
９を抽出し、液体窒素生成物として回収することもでき
る。生成物の純度を高めるために、コラム１３０の流れ
１１４を抽出する地点より下の地点から廃蒸気１１５を
抽出し、熱交換器１１２及び１０１に通すことによって
加温し、流れ２１１として系外へ排出する。
【００１９】一方、酸素豊富液体（通常、少くとも９
９．５％の純度を有する）は、コラム１３０の底部から
流れ２１２として回収することができ、所望ならば、ポ
ンプ１４０によって高められた圧力で回収することがで
きる。極低温精留システムがアルゴンコラムを含まない
ものである場合は、コラム１３０の底部の酸素豊富液体
の最低限の純度は９０〜９５％程度となる。ポンプ１４
０によって加圧された酸素豊富液体の流れ２１３は、流
れ１４１として熱交換器１１０に通され、次いで生成物
ボイラー１０７へ送給されて、生成物ボイラー１０７内
で供給空気との間接熱交換によって蒸発せしめられ、上
述したように供給空気を凝縮させる。得られたガス状酸
素の流れ１４３は、熱交換器１０１に通すことによって
加温され、ガス状酸素生成物（製品）の流れ６２０とし
て回収される。このガス状酸素生成物を直接使用部署へ
送給する場合は、ガス状酸素生成物の回収とは、流れ６
２０を例えば製鋼所等の使用部署へ直接送給する工程を
含む。
【００２０】ガス状酸素生成物に対する需要が液体酸素
の生成速度に比して少ないときは、本発明によれば、極
低温式空気分離プラントの稼働率（酸素生成速度）を低
下させずに、プラントの設計生成速度で酸素の生成を継
続し、余剰の液体酸素を流れ１１６として液体酸素貯留
タンク（「液体酸素タンク」又は単に「タンク」とも称
する）６５０へ送給し、該タンク内に液体酸素供給源を
蓄積する。ガス状酸素生成物の需要が液体酸素の生成速
度を超過するときは、タンク６５０内の液体酸素供給源
から弁６００を経て導管１４１へ送給することによって
液体酸素の流れを増大させることができる。これに関連
して、生成物ボイラー１０７における熱交換をバランス
させるために、生成物ボイラー１０７への供給空気の流
れを液体酸素の流れの増大に比例して増大させるその結
果、過剰量の凝縮供給空気が生成される。
【００２１】本発明によれば、生成物ボイラー１０７に
液体空気貯留タンク（「液体空気タンク」又は単に「タ
ンク」とも称する）７５０を接続する。本発明において
は、液体酸素を蒸発させるのに生成物ボイラー１０７を
利用するので、系内に液体酸素を蒸発させるための熱エ
ネルギーをほとんど投入する必要がない。液体酸素を蒸
発させることによって得られた冷凍作用は、極低温精留
システムへ戻される。本発明の生成物ボイラー１０７に
よって過剰量の凝縮供給空気即ち液体供給空気が生成さ
れると、その余剰分の凝縮供給空気は、流れ７００とし
て液体空気タンク７５０へ送られ、該タンク内に液体空
気供給源を蓄積する。タンク７５０内に蓄積された液体
空気供給源から極低温精留システムの設計稼働率を維持
するのに必要なだけ液体空気が流れ７１０としてコラム
１０５へ送給される。図ではタンク６５０及び７５０
は、単一のタンクとして示されているが、必要ならば、
いずれのタンクも、タンク列として複数個設けることが
できる。
【００２２】
【発明の効果】本発明の重要な特徴の１つは、液体空気
タンク７５０である。過冷却された液体空気の流れ６９
９は、導管によって液体空気タンク７５０とコラム１０
５へ送給される。コラム１０５への所望量の液体空気の
流れ７２０（供給量）を維持するために液体空気タンク
７５０への流れ７００及び液体空気タンク７５０からの
流れ７１０が調整される。定常作動状態においては、液
体酸素タンク６５０から弁６００を経ての液体酸素の補
給はゼロであり、導管７００を通して液体空気タンク７
５０へ導入される液体空気の量もゼロである。ガス状酸
素の需要が増大すると、その需要増に見合うように流れ
１００，１０６，１４３，６００及び７００の流量が増
大するが、空気分離プラントの他の流れは実質的に一定
不変に保たれる。ガス状酸素の需要が減少すると、流れ
１００，１０６及び１４３の流量は定常状態のときの値
より僅かに低い値にまで減少され、流れ６００及び７０
０の流量はゼロに減少される。生成物ボイラー１０７へ
の空気の流れ１０６が減少すると、熱交換器１１０から
の液体空気の流れ６９９が減少する。従って、コラム１
０５への液体空気の流れ７２０を定常量に維持するため
に液体空気タンク７５０から液体空気７１０の送給が始
められる。一方、液体酸素タンク６５０への液体酸素の
流れ１１６は、極低温精留システムの定常作動を維持す
るために増大される。
【００２３】ガス状酸素の流れ１４３の圧力は、空気の
流れ１０６の圧力及び流量、生成物ボイラー１０７の設
計、及び液体酸素の流れ１４１の圧力によって定められ
る。液体酸素の流れ１４１の圧力を所望のレベルにまで
高めるために液体ポンプ及び、又は専用タンクを用いる
こともできる。液体酸素生成物は、液体酸素タンク６５
０へ直接送給してもよく、あるいは、生成物ボイラー１
０７から抽出し、熱交換器１１２で過冷却した後、導管
で外部の貯留器へ送給してもよい。
【００２４】ガス状酸素の流れ１４３の圧力を操作する
ことができることは、特に生成物酸素を圧縮するための
圧縮機を用いた場合、本発明の重要な利点となる。本発
明によれば、生成物ボイラー１０７内で液体酸素を高圧
の供給空気との熱交換により蒸発させることによって高
圧のガス状酸素が得られる。これに対して、従来の一般
的な極低温式空気分離プラントでは、得られる酸素生成
物の圧力は、極低温精留コラムシステムの作動圧によっ
て決定される。従って、酸素生成物の圧力を高めるに
は、極低温精留コラムシステム全体の圧力を、その作動
能率を相当に犠牲にして高めなければならない。本発明
によれば、極低温精留コラムシステムの圧力を高める必
要なしに、追加の空気圧縮機の仕事をターボ膨脹機１０
２における冷凍作用に変換することができる。それによ
って、正味液体生成物の生成量を増大させ、極低温精留
コラムシステムの物理的制約、例えばコラム１３０の定
格圧力等の制約を排除することができる。
【００２５】液体空気タンク７５０は、更に、極低温精
留コラムシステムの作動を乱すことなく、タンク６５０
から液体酸素の流れを補給することによってガス状酸素
の生成を増大させることによりガス状酸素の生成を改善
する。なぜなら、このような態様でガス状酸素の生成を
増大させることは、ガス状酸素の任意の瞬間時点の生成
量と、ガス状酸素の平均生成量と、冷凍作用とのバラン
ス関係を切離すことによって極低温精留コラムシステム
の作動可能範囲を拡大するこらである。液体空気を貯留
することにより、いろいろな可変パラメータをそれぞれ
独立して制御することが可能にされる。液体空気タンク
７５０は、又、酸素生成物を逃出させる必要性を排除す
ることを可能にする。なぜなら、過剰の酸素分子が存在
する場合、直ちに利用することができる冷凍作用源が存
在するからである。
【００２６】ガス状酸素の需要が大きいときプラントの
容量を高めるための操作として、貯留タンクからの液体
酸素を蒸発させるより、酸素生成物のための圧縮機への
酸素生成物の送給圧力を高める方が好ましい。ガス状酸
素の需要が少ないときは、エネルギー消費を最少限にす
るために酸素生成物のための圧縮機の吸込み圧をできる
限り低くすることができる。従来の典型的な極低温式空
気分離プラントにおいては酸素生成物の流れの圧力は、
絞り弁によって下げられる。この点、本発明は、酸素生
成物の需要量の減少に応じて供給空気の流れ１００の圧
力を低下させることができるので、より能率的である。
供給空気の圧力を低下させることは、エネルギー消費を
節減することになる。
【００２７】本発明の別の有用な用途は、１日の間で時
間帯により電気等のエネルギーコストに大きな差がある
ような状況下での使用にある。本発明によれば、生成物
ボイラー１０７における蒸気放出力を創生するために空
気を使用し、液化した空気の全部をタンク７５０へ送給
することが可能である。エネルギーコストの高い時間帯
では、生成物ボイラー１０７へ送給する酸素の流れ１４
１の全部又は大部分を貯留タンク６５０から取出す。エ
ネルギーコストが安い時間帯では空気の流量を増大さ
せ、極低温精留コラム１０５，１３０を作動させる。タ
ンク７５０からの液体空気を分子源及び冷凍源としてコ
ラム１３０へ供給する。エネルギーコストが安い時間帯
における総酸素生成量は、酸素の平均需要量より相当に
高くなる。流れ１１６としてタンク６５０へ送給される
液体酸素生成物は、極低温精留コラム１０５，１３０が
作動されていた間に、生成物ボイラー１０７へ供給する
のに十分な量だけ生成されている。
【００２８】以上、本発明を実施例に関連して説明した
が、本発明は、ここに例示した実施例の構造及び形態に
限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸
脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、い
ろいろな変更及び改変を加えることができることを理解
されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例による極低温式空気
分離プラントの概略流れ図である。
【符号の説明】
１００：供給空気 １０１：熱交換器 １０２：ターボ膨脹機 １０３：供給空気の第３部分 １０５：比較的高い圧力のコラム １０６：供給空気１０３の一部分 １０７：生成物ボイラー １０９：凝縮した液体供給空気 １１１：供給空気の蒸気 １１６：余剰量の液体酸素 １１７：酸素富化液体 １３０：比較的低い圧力のコラム １３２：アルゴン生成コラム １４３：ガス状酸素 ２０１：供給空気部分 ２１２：酸素豊富液体 ６２０：液体酸素貯留タンク ７００：余剰量の凝縮供給空気 ７５０：液体空気貯留タンク

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】供給空気を極低温精留することによってガ
    ス状酸素を生成するための方法であって、 （Ａ）供給空気を生成物ボイラーへ通し、該生成物ボイ
    ラー内の液体酸素との間接熱交換により供給空気を凝縮
    する工程と、 （Ｂ）該工程（Ａ）において凝縮した供給空気を極低温
    精留システムに通して該システム内で液体酸素を生成す
    る工程と、 （Ｃ）前記工程（Ａ）における供給空気の凝縮を実施す
    るために、前記極低温精留システム内で生成された液体
    酸素を前記生成物ボイラーへ通し、得られたガス状酸素
    を生成物として該生成物ボイラーから回収する工程と、 （Ｄ）前記極低温精留システム内で生成された液体酸素
    を液体酸素貯留タンクへ送給して液体酸素供給源を生成
    する工程と、 （Ｅ）前記液体酸素供給源から前記生成物ボイラーへ液
    体酸素を通すことによって生成物ボイラーへの液体酸素
    の流れを増大させ、それに比例して該生成物ボイラーへ
    の供給空気の流れを増大させて過剰量の凝縮供給空気を
    生成する工程と、 （Ｆ）余剰凝縮供給空気を液体空気貯留タンクへ通して
    液体空気供給源を生成する工程と、から成る方法。
  2. 【請求項２】前記極低温精留システムからアルゴン含有
    流体をアルゴン生成コラムへ通し、該アルゴン生成コラ
    ムから少くとも９５％のアルゴン濃度を有するアルゴン
    流体を回収する工程を含むことを特徴とする請求項１に
    記載の方法。
  3. 【請求項３】ガス状酸素を生成するための極低温式空気
    分離プラントであって、 （Ａ）生成物ボイラーと、該生成物ボイラー内へ供給空
    気を送給するための手段と、該生成物ボイラーから極低
    温精留システムへ液体を通すための手段と、 （Ｂ）前記極低温精留システムから前記生成物ボイラー
    内へ液体を通すための手段と、該生成物ボイラーからガ
    ス状生成物を回収するための手段と、 （Ｃ）液体酸素貯留タンクと、前記極低温精留システム
    から該生成物ボイラー内へ液体を通すための手段と、該
    液体酸素貯留タンクから該生成物ボイラー内へ液体を通
    すための手段と、 （Ｄ）液体空気貯留タンクと、前記生成物ボイラーから
    該液体空気貯留タンク内へ液体を通すための手段と、該
    液体空気貯留タンクから前記極低温精留システム内へ液
    体を通すための手段と、から成る極低温式空気分離プラ
    ント。
  4. 【請求項４】アルゴン生成コラムと、前記極低温精留シ
    ステムから該アルゴン生成コラム内へ流体を通すための
    手段と、該アルゴン生成コラムから流体を回収するため
    の手段を含むことを特徴とする請求項３に記載の極低温
    式空気分離プラント。
JP5053156A 1992-02-21 1993-02-19 ガス状酸素を生成するための極低温式空気分離方法及びプラント Pending JPH0611253A (ja)

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