JPH07253271A - 深冷分離装置の製品圧力制御方法 - Google Patents

深冷分離装置の製品圧力制御方法

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JPH07253271A
JPH07253271A JP6046813A JP4681394A JPH07253271A JP H07253271 A JPH07253271 A JP H07253271A JP 6046813 A JP6046813 A JP 6046813A JP 4681394 A JP4681394 A JP 4681394A JP H07253271 A JPH07253271 A JP H07253271A
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pressure
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gas pressure
control method
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Hirohiko Nakamura
裕彦 中村
Yasuo Tasaka
靖夫 田坂
Hiroshi Tsushima
寛 津嶋
Yutaka Kawamura
豊 河村
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Hitachi Ltd
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Hitachi Techno Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】深冷分離装置の製品圧力を自動的に制御する。 【構成】製品ラインに圧力計４を設置し、廃ガスライン
に圧力調節計６及び弁３を設置する。製品の圧力で廃ガ
ス圧力調節計６の設定値を自動的にセットする製品圧力
制御方法。 【効果】深冷分離装置の製品圧力の自動制御が可能とな
り、また製品の圧力を得るための最低限の原料圧力を得
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】本発明は深冷分離装置に係り、特
に製品の圧力制御に好適な方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】深冷分離装置では、原料ガスは導管より
精留塔に導入されて上昇ガスとなり、凝縮器で熱交換し
て凝縮し下降液となる。精留塔の底部の液は導管を通し
て凝縮器へ送られ、熱交換して蒸発する。蒸発したガス
は導管を通って廃ガスとなり、一部導管及び弁を通して
大気放出される。
【０００３】一方、精留塔内で精留分離が行なわれ、製
品ガス及び廃ガスがそれぞれ専用に設けられた導管を通
して抜き出される。各導管には流量計及び弁が設けら
れ、流量計の計測値に応じて弁の開閉を制御することに
より各導管に流れる。
【０００４】通常製品の圧力は圧力計で検知され、廃ガ
ス圧力は圧力調節計で検知され流量が一定になるように
制御される。
【０００５】なお、この種の装置として関連するものに
は、例えば特公平３−４１７５５号公報、特公平１−３
２４３４号公報、特公昭６１−５５０３５号公報等が挙
げられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、製品
の圧力を希望の圧力にしたい場合廃ガス圧力調節計の設
定値を手動で調整していた。これは原料ガスの流量、組
成変化により精留塔圧力、廃ガス圧力が変化するためで
ある。
【０００７】本発明の目的は、製品圧力の完全自動化が
できる深冷分離装置の製品圧力制御方法を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、製品の圧力
を一定あるいはある制限範囲内に入るように廃ガス圧力
調節計の設定値を自動的にセットさせることにより、達
成される。
【０００９】
【作用】製品ラインに圧力計を設置し、廃ガスラインに
圧力調節計及び弁を設置する。製品の圧力を検知し、こ
の圧力がある値あるいはある制限範囲からはずれた場合
廃ガス圧力調節計の設定値を自動的にセットさせるカス
ケード制御を行ない、廃ガスラインの弁を作動させる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。原料ガスは導管２０より精留塔１に導入されて上昇
ガスとなり、凝縮器２で熱交換し下降液となる。精留塔
１の底部の液は導管２１を通して凝縮器２へ送られ、熱
交換して蒸発する。蒸発したガスは導管２２を通って廃
ガスとなり、一部導管２３及び弁３を通して大気放出さ
れる。
【００１１】一方、精留塔１内で精留分離が行なわれ、
製品ガスは導管２４を通して抜き出される。導管には流
量調節計８及び弁１０が設けられ、流量計の計測値に応
じて弁の開閉を制御することにより、製品ガス流量が所
定の流量となるよう制御される。ここにおいて、製品ガ
ス圧力及び流量を所定の値に保つためには弁１０を全開
状態にしないことが必要である。これは弁１０が全開と
なるとそれ以上の制御は不可能なためである。このた
め、弁１０の一次側圧力すなわち精留塔１の圧力を所定
以上の値に保つ必要が生じるが、精留塔１の圧力は凝縮
器２の廃ガスの蒸発圧力により設定されるため、弁１０
の一次側圧力計４の圧力が所定の範囲となるよう廃ガス
圧力調節計６へ信号５を送り、圧力調節計６の設定値を
自動的にセットする。その設定値に基づいて圧力調節計
６からの信号７によって弁３が作動する。この場合、弁
１０の一次側圧力の所定範囲の調節は、例えば弁１０の
弁開度を１０％〜９０％の範囲に設定した場合は９０％
以上の開度となると一次側圧力を上昇方向、１０％以下
の開度となると低下方向となるよう制御することにな
る。本実施例によれば、製品ガスを制御可能な必要最小
限の圧力に精留塔１を保つことができるため原料ガス圧
力の低減も可能であること、さらに原料ガスの組成、流
量変化に対応して製品ガスを任意の所定流量にて採取す
る完全自動化が可能となる。
【００１２】次に、図２に示す本発明の他の一実施例に
ついて説明する。水分及び炭酸ガスを含まない原料空気
は、導管２４より精留塔下塔１１に導入される。精留塔
下塔１１内で上昇ガスとなり、凝縮器２で熱交換して凝
縮し下降液となる。精留塔下塔１１の底部に溜った液体
空気は導管２５を通して過冷却器１２へ送られ、熱交換
後導管２６を通して精留塔上塔１３へ送られる。精留塔
下塔１１の中部から抜き出された液体窒素は、導管２９
を通して精留塔上塔１３へ送られる。また精留塔下塔１
１の上部から抜き出された液体窒素は、導管２７を経て
過冷却器１２で冷却され導管２８を通して精留塔上塔１
３へ送られる。精留塔上塔１３へ送られた液体窒素及び
液体空気は下降液となり、凝縮器２で熱交換して蒸発し
上昇ガスとなり精留が行なわれる。酸素ガスは導管３０
によって精留塔上塔１３の下部から抜き出される。窒素
ガスは精留塔上塔１３の上部から導管３１によって抜き
出され、過冷却器１２で熱交換後導管３２にて製品とし
て送り出される。精留塔上塔１３の中部から導管３３に
よって抜き出された不純窒素は、過冷却器１２で熱交換
後導管３４で送り出され、一部導管３５及び弁３を通し
て大気放出される。
【００１３】製品窒素ガスの圧力は圧力計４で検知さ
れ、不純窒素圧力は圧力調節計６で検知される。製品窒
素ガス圧力が一定あるいはある制限範囲内に入るように
圧力計４から圧力調節計６へ信号５を送り、圧力調節計
６の設定値を自動的にセットする。その設定値に基づい
て圧力調節計６からの信号７によって弁３が作動する。
【００１４】本実施例によれば、製品窒素ガス圧力の完
全自動化が可能になる。
【００１５】次に、図３に示す本発明のさらに他の一実
施例について説明する。図２と同一部分の説明は省略す
る。過冷却器１２を出た液体空気の一部は、導管３６に
より粗アルゴン塔凝縮器１５に送られ熱交換して蒸発
し、導管３７により精留塔上塔１３へ送られる。精留塔
上塔１３の中部から導管３８により抜き出されたアルゴ
ン分に富んだ酸素ガスは、粗アルゴン塔１４に送られて
上昇ガスとなり、粗アルゴン塔凝縮器１５で液体空気と
熱交換して凝縮され下降液となる。粗アルゴン塔１４の
底部に溜った液は導管３９を通して精留塔上塔１３へ戻
される。粗アルゴンは粗アルゴン塔１４の頂部から導管
４０により抜き出される。粗アルゴンの流量は流量調節
計１６からの信号１７で弁１８が作動することにより制
御される。また流量調節計１６からの開度の信号１９が
不純窒素の圧力調節計６へ送られ、粗アルゴン抜き出し
弁がある制限開度内に入るように、かつ製品窒素ガス圧
力が一定あるいはある制限範囲内に入るように圧力調節
計６の設定値を自動的にセットする。その設定値に基づ
いて圧力調節計６からの信号７によって弁３が作動す
る。
【００１６】本実施例によれば、製品窒素ガス圧力の完
全自動化及び粗アルゴンが常に設定量流すことが可能に
なる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、次の効果がある。
【００１８】（１）製品の圧力で廃ガス圧力調節計の設
定値を自動的にセットすることにより製品圧力の自動制
御が可能となり、また深冷分離装置をどんな製品量割合
で運転しても希望の製品の圧力を得るための最低限の原
料圧力を得ることができる。
【００１９】（２）製品窒素ガス圧力で不純窒素圧力調
節計の設定値を自動的にセットすることにより製品窒素
ガス圧力の自動制御が可能となり、また空気分離装置を
どんな製品窒素ガス量で運転しても希望の製品窒素ガス
の圧力を得るための最低限の原料空気圧力を得ることが
できる。
【００２０】（３）製品窒素ガス圧力及び粗アルゴン抜
き出し弁開度で不純窒素圧力調節計の設定値を自動的に
セットすることにより製品窒素ガス圧力の自動制御が可
能となり、また空気分離装置を増減量運転しても粗アル
ゴンが設定量流すことが可能でかつ、希望の製品窒素ガ
ス圧力以上を得るための最低限の原料空気圧力を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の深冷分離装置の製品圧力制御方法の一
実施例を示す系統図である。
【図２】本発明の空気分離装置の製品圧力制御方法の一
実施例を示す系統図である。
【図３】本発明のアルゴン採取装置付空気分離装置の製
品圧力制御方法の一実施例を示す系統図である。
【符号の説明】
１…精留塔、２…凝縮器、３…弁、４…圧力計、５…信
号、６…圧力調節計、７…弁、８…流量調節計、９…信
号、１０…弁、１１…精留塔下塔、１２…過冷却器、１
３…精留塔上塔、１４…粗アルゴン塔、１５…粗アルゴ
ン塔凝縮器、１６…流量調節計、１７…信号、１８…
弁、１９…信号、２０〜４０…導管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田坂 靖夫 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 津嶋 寛 山口県下松市大字東豊井794番地 日立テ クノエンジニアリング株式会社笠戸事業所 内 (72)発明者 河村 豊 山口県下松市大字東豊井794番地 日立テ クノエンジニアリング株式会社笠戸事業所 内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】深冷分離装置において、一つ又は複数の製
    品の圧力が一定あるいはある制限範囲内に入るように、
    一つ又は複数の製品圧力計で間接的又は直接的に関係す
    る別流体の圧力調節計の設定値を自動的にセットするこ
    とを特徴とする深冷分離装置の製品圧力制御方法。
  2. 【請求項２】空気分離装置において、製品窒素ガス圧力
    が一定あるいはある制限範囲内に入るように、製品窒素
    ガス圧力計で不純窒素圧力調節計の設定値を自動的にセ
    ットすることを特徴とする空気分離装置の製品圧力制御
    方法。
  3. 【請求項３】空気分離装置において、製品酸素ガス圧力
    が一定あるいはある制限範囲内に入るように、製品酸素
    ガス圧力計で不純窒素圧力調節計の設定値を自動的にセ
    ットすることを特徴とする空気分離装置の製品圧力制御
    方法。
  4. 【請求項４】アルゴン採取装置付空気分離装置におい
    て、製品窒素ガス圧力又は製品酸素ガス圧力が一定ある
    いはある制限範囲内に入るように、また粗アルゴン抜き
    出し弁がある制限開度範囲内に入るように、製品窒素ガ
    ス圧力計又は製品酸素ガス圧力計及び粗アルゴン流量調
    節計で不純窒素圧力調節計の設定値を自動的にセットす
    ることを特徴とするアルゴン採取装置付空気分離装置の
    製品圧力制御方法。
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