JPH06269625A - 空気分離装置前処理装置の運転方法 - Google Patents

空気分離装置前処理装置の運転方法

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JPH06269625A
JPH06269625A JP5058424A JP5842493A JPH06269625A JP H06269625 A JPH06269625 A JP H06269625A JP 5058424 A JP5058424 A JP 5058424A JP 5842493 A JP5842493 A JP 5842493A JP H06269625 A JPH06269625 A JP H06269625A
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JP
Japan
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temperature
air
adsorption tower
pretreatment device
adsorption
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JP5058424A
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Toshiaki Yanagii
利昭 楊井
Yasuo Tasaka
靖夫 田坂
Kazuo Someya
和夫 染矢
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】吸着式前処理装置の空気分離装置本体に一定温
度の原料空気を吹き込むことにより、分離器本体の安定
運転を図る。 【構成】分離器本体６と吸着塔４の間に蓄熱器としての
水タンク８を設ける。 【効果】吸着塔の各工程で発生する温度変化を蓄熱器が
緩和し、吸着熱をある場合には回収しある場合には放出
することにより、分離器本体に吹き込む空気の温度を一
定に保つことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気分離装置前処理装
置の運転において、分離器本体の安定運転を継続するの
に適した空気分離装置前処理装置の運転方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来技術の一例として、特開平３−２４
９９１３号公報があるが、この従来技術は原料空気量の
変化に応じ、前処理装置吸着塔の切り換え時間、および
再生ガスラインの圧力を変化させようとするものであ
り、前処理装置吸着塔の原料空気ラインの温度に関する
ことについては、何ら述べられていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】空気分離装置前処理装
置の運転方法を、ＴＳＡ方式の場合を例にとり、図１の
空気分離装置前処理装置のフロ−略図、図２の空気分離
装置前処理装置の切換タイムチャ−トおよび図３の吸着
塔出口温度と分離器入口温度の関係を用いて説明する。
【０００４】原料空気圧縮機１により規定圧力まで昇圧
された空気は、水ポンプ２で圧送された冷却水と水洗冷
却塔３内で熱交換しながら冷却され、２基またはそれ以
上の数から構成される吸着塔４で、水分や二酸化炭素な
どを除去される。この水分や二酸化炭素などが除去され
た空気は、空気熱交換器５にて分離器本体６より送出さ
れる低温の酸素や窒素などと熱交換しながら、ほぼ液化
温度まで冷却されて、分離器本体６下部へ吹き込まれ
る。
【０００５】一方、吸着塔４はその性能を持続させるた
め、図２の切換タイムチャ−トの如く各切替弁９〜２３
を操作して、吸着工程，脱圧工程，再生ヒータ７などに
よる加熱再生工程，吸着塔内を冷却するための冷却工程
および加圧工程を繰り返す。一般に吸着剤は、圧力が高
く温度が低いほど良く吸着し、逆に圧力が低く温度が高
いほど良く再生できるため、効率を上げるためには上記
のような操作が必要となってくる。しかしながら、上記
操作は、吸着塔４内の温度を約５℃〜３００℃程度まで
変化させることになるが、限られた切換時間、特に冷却
時間内に吸着剤を冷却ガスと同一温度になるまで完全に
冷却できないため、図３の吸着塔出口温度のグラフの如
く、吸着塔４出口の原料空気温度は吸着塔４の切換にと
もない大きく変動してしまう。この原料空気の温度変化
は、分離器本体６の精留バランスを崩すなど、プラント
の安定運転に悪影響を与えてしまう。
【０００６】上記問題点を解決するため、従来の方法で
は、吸着塔４の冷却工程を長くして温度変化を小さくす
るとか、空気熱交換器５の伝熱面積を多くして熱交換器
自身をクッションにするなどの方法をとり、分離器本体
６に与える影響を小さくしていた。しかし、いずれの方
法にしても経済的観念から見ると問題があり、また、上
記技術ではこの温度変動を十分に防止することが不可能
であったため、高原単位，高回収率のプラントを製作す
る上での障害となっていた。
【０００７】本発明の目的は、前処理装置吸着塔から送
出される原料空気の温度を一定に保つことにより、分離
器本体の安定運転を継続することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、前処理装置吸着塔の原料空気出口ラインに蓄熱器を
設置して、分離器本体に吹き込む空気の温度を一定に保
つようにしたものである。さらに、通常の運転であれば
この空気の温度変化は、１０℃〜４０℃程度であるた
め、水などの安価な蓄熱剤を使用するようにし、また、
水の温度を制御する必要も無いので水タンクなどの簡単
な設備を使用したものである。
【０００９】
【作用】蓄熱器は熱を蓄積する作用があるので、吸着塔
の吸着開始時など吸着剤の温度が比較的高い場合や、吸
着初期の吸着熱により原料空気温度が高い場合にはその
熱を吸収し、逆に吸着終了前など原料空気の温度が低い
場合には、吸収した熱を放出する。それにより、分離器
本体に吹き込む原料空気の温度を一定に保つことができ
る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１および図３を
用いて説明する。
【００１１】再生の終了した吸着塔４は、加圧工程後再
び吸着工程に入る。しかしながらこの時、冷却工程で完
全に冷却できなかった熱が吸着塔４底部から原料空気と
ともに吸着塔４上部、そしてついには原料空気ラインへ
出ていく。この時の温度は、水洗冷却塔３により冷却さ
れた空気により冷却されながらも、約４０℃程度にもな
る。この原料空気を断熱された蓄熱器例えば水タンク８
に通すことにより、原料空気を冷却するとともにこの水
タンク８に熱を蓄積させる。また、吸着終了前などは、
再生時の熱量も完全に吸着塔４から放出されており、供
給される原料空気の温度プラス吸着熱程度であるため、
比較的低温で約１０℃程度の空気として吸着塔４より送
出される。この時には、逆に水タンク８より熱を吸収す
ることにより、水タンク８を冷却するとともに自らを加
温し、図３の分離器入口温度のグラフに示す如く、分離
器本体６に吹き込む空気の温度を一定に保つことが可能
となる。
【００１２】以上、本実施例によれば、蓄熱器として水
タンクという比較的安価で簡単な設備を導入するだけで
分離器本体に吹き込む空気の温度を一定に保つことが実
現できる。これにより、分離器本体の運転を安定化し、
高原単位，高回収率のプラントを得ることが可能とな
る。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、比較的簡単な設備で、
分離器本体に吹き込まれる原料空気の温度を一定に保つ
ことができるので、分離器本体の安定運転、ひいては、
高原単位，高回収率のプラントを実現できる効果が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する空気分離装置前処理装置のフ
ロ−の略図である。
【図２】前処理装置吸着塔の切り換えタイムチャ−トで
ある。
【図３】吸着塔出口温度と分離器入口温度の関係を示す
波形図である。
【符号の説明】
１…原料空気圧縮機、２…水ポンプ、３…水洗冷却塔、
４…吸着塔、５…空気熱交換器、６…分離器本体、７…
再生ヒ−タ、８…蓄熱器（水タンク）、９〜２３…切替
弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】空気分離装置における吸着方式の前処理装
    置において、前処理装置よりの原料空気出口ラインに蓄
    熱器を設置し、吸着塔から一定温度の原料空気を送出す
    るようにしたことを特徴とする空気分離装置前処理装置
    の運転方法。
JP5058424A 1993-03-18 1993-03-18 空気分離装置前処理装置の運転方法 Pending JPH06269625A (ja)

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