JPH0792327B2 - ガス分離装置とその原料ガス量制御方法 - Google Patents
ガス分離装置とその原料ガス量制御方法Info
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- JPH0792327B2 JPH0792327B2 JP62054023A JP5402387A JPH0792327B2 JP H0792327 B2 JPH0792327 B2 JP H0792327B2 JP 62054023 A JP62054023 A JP 62054023A JP 5402387 A JP5402387 A JP 5402387A JP H0792327 B2 JPH0792327 B2 JP H0792327B2
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- gas amount
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガス分離装置の原料ガス量制御に係り、特に
不純物除去装置の再生に必要なガス量を確保するに好適
な原料ガス量制御方法に関するものである。
不純物除去装置の再生に必要なガス量を確保するに好適
な原料ガス量制御方法に関するものである。
空気分離装置の制御方法としては、例えば特公昭55−96
27号に開示されているが、この方法は、プラント各部の
条件を入力として、原料空気量を演算するものである
が、不純物除去装置の再生ガス量に関する考慮はなされ
ていない。
27号に開示されているが、この方法は、プラント各部の
条件を入力として、原料空気量を演算するものである
が、不純物除去装置の再生ガス量に関する考慮はなされ
ていない。
従来技術では、ガス分離装置の原料ガス量の必要量を算
出するに当っては、ガス分離装置の分離効率により、製
品ガス量を基準として原料ガス量を算出しており、不純
物除去装置の再生ガス量を確保する点については配慮さ
れておらず、減量運転等の定格運転時以外では、不純物
除去装置の再生ガス量の不足が生ずるという問題があっ
た。
出するに当っては、ガス分離装置の分離効率により、製
品ガス量を基準として原料ガス量を算出しており、不純
物除去装置の再生ガス量を確保する点については配慮さ
れておらず、減量運転等の定格運転時以外では、不純物
除去装置の再生ガス量の不足が生ずるという問題があっ
た。
本発明の目的は、不純物除去装置の再生ガス量が、いか
なる運転モードでも必ず確保され、不純物除去装置の再
生が完全に行なわれるガス分離装置とその原料ガス量制
御方法を提供することにある。
なる運転モードでも必ず確保され、不純物除去装置の再
生が完全に行なわれるガス分離装置とその原料ガス量制
御方法を提供することにある。
上記目的は、ガス分離装置の原料ガス量を制御する原料
ガス量制御方法において、その制御量を決めるに当っ
て、不純物除去装置の再生に必要なガス量を確保する原
料ガス量計算アルゴリズムを用いることにより達成され
る。
ガス量制御方法において、その制御量を決めるに当っ
て、不純物除去装置の再生に必要なガス量を確保する原
料ガス量計算アルゴリズムを用いることにより達成され
る。
原料ガス量を計算する制御のアルゴリズムに、製品ガス
量に不純物除去装置の必要再生ガス量を加えた量と、製
品ガス量に製品ガス回収率の関数で計算された量を加え
た量のいずれか大きい量を原料ガス量とする計算アルゴ
リズムを用いたことにより、ガス分離装置のいかなる運
転モードにおいても、不純物除去装置の再生ガス量は確
保される。
量に不純物除去装置の必要再生ガス量を加えた量と、製
品ガス量に製品ガス回収率の関数で計算された量を加え
た量のいずれか大きい量を原料ガス量とする計算アルゴ
リズムを用いたことにより、ガス分離装置のいかなる運
転モードにおいても、不純物除去装置の再生ガス量は確
保される。
以下、本発明の一実施例を空気分離装置により説明す
る。第１図は空気分離プロセスと制御装置の結合を示す
図である。本図によりプロセスを説明する。原料空気吸
入導管１より導入された原料空気は、原料空気圧縮機２
により深冷液化分離に必要な所定圧力まで圧縮される。
この圧力は製品の圧力とプロセスの構成により、いかな
る圧力も取り得るが、大略４〜200Kg/cm2Gの範囲であ
る。圧縮された原料空気は、吸着塔式不純物除去装置３
に導入され、水分および炭酸ガスなど、低温になると固
化して空気分離器の運転の障害となる不純物が吸着除去
される。不純物が除去された清浄な原料空気は、深冷液
化精留分離方式の空気分離器４に導かれ、ここで分離さ
れて、製品酸素導管５から製品酸素が、製品窒素ガス導
管６から製品窒素ガスが抜出される。一方、酸素，窒素
を分離した残りのガスは、不純物除去装置の再生ガスと
して使用するため、不純物除去装置再生ガス供給導管７
を経由して吸着塔式不純物除去装置３に供給され、再生
ガス放出導管８より放出される。
る。第１図は空気分離プロセスと制御装置の結合を示す
図である。本図によりプロセスを説明する。原料空気吸
入導管１より導入された原料空気は、原料空気圧縮機２
により深冷液化分離に必要な所定圧力まで圧縮される。
この圧力は製品の圧力とプロセスの構成により、いかな
る圧力も取り得るが、大略４〜200Kg/cm2Gの範囲であ
る。圧縮された原料空気は、吸着塔式不純物除去装置３
に導入され、水分および炭酸ガスなど、低温になると固
化して空気分離器の運転の障害となる不純物が吸着除去
される。不純物が除去された清浄な原料空気は、深冷液
化精留分離方式の空気分離器４に導かれ、ここで分離さ
れて、製品酸素導管５から製品酸素が、製品窒素ガス導
管６から製品窒素ガスが抜出される。一方、酸素，窒素
を分離した残りのガスは、不純物除去装置の再生ガスと
して使用するため、不純物除去装置再生ガス供給導管７
を経由して吸着塔式不純物除去装置３に供給され、再生
ガス放出導管８より放出される。
次に、制御装置の構成について説明する。第１図におい
て、計算機100は入力インターフェイス106を経由して、
デジスイッチ101より必要な製品酸素量，デジスイッチ1
02により必要な製品窒素量，押ボタンスイッチ103によ
り必要な製品窒素および酸素量の読込指令，デジスイッ
チ104によりその他制御定数等のパラメーター，押ボタ
ンスイッチ105により制御定数等のパラメーター読込指
令がそれぞれ取込めるようになっている。一方、計算機
100からは、出力インターフェイス107を経由して、原料
空気流量制御用マイナーループFC−1,製品酸素流量制御
用マイナーループFC−2,製品窒素流量制御用マイナール
ープFC−３への流量設定値がそれぞれ出力されるように
なっている。
て、計算機100は入力インターフェイス106を経由して、
デジスイッチ101より必要な製品酸素量，デジスイッチ1
02により必要な製品窒素量，押ボタンスイッチ103によ
り必要な製品窒素および酸素量の読込指令，デジスイッ
チ104によりその他制御定数等のパラメーター，押ボタ
ンスイッチ105により制御定数等のパラメーター読込指
令がそれぞれ取込めるようになっている。一方、計算機
100からは、出力インターフェイス107を経由して、原料
空気流量制御用マイナーループFC−1,製品酸素流量制御
用マイナーループFC−2,製品窒素流量制御用マイナール
ープFC−３への流量設定値がそれぞれ出力されるように
なっている。
上記構成において、計算機100は押ボタンスイッチ103が
押されたことを検知すると、必要な製品発生量をデジス
イッチ101および102から読み取り、この必要製品発生量
をもとに、原料空気流量および製品量を演算して、それ
ぞれの流量制御用マイナーループFC−1,FC−2,FC−３へ
の設定値として出力する。各流量制御用マイナーループ
FC−1,FC−2,FC−３は、計算機100からの設定値に基づ
いて、それぞれのループにおいて実際の流量が設定値に
合致するように制御する。
押されたことを検知すると、必要な製品発生量をデジス
イッチ101および102から読み取り、この必要製品発生量
をもとに、原料空気流量および製品量を演算して、それ
ぞれの流量制御用マイナーループFC−1,FC−2,FC−３へ
の設定値として出力する。各流量制御用マイナーループ
FC−1,FC−2,FC−３は、計算機100からの設定値に基づ
いて、それぞれのループにおいて実際の流量が設定値に
合致するように制御する。
計算機100が原料空気量を算出するに当って、空気分離
器４の性能から決まる製品ガス回収率の関数の式として
は、通常下記の形の式が用いられる。
器４の性能から決まる製品ガス回収率の関数の式として
は、通常下記の形の式が用いられる。
WA1＝αWGO＋β ……（３） WA2＝γWGN＋δ ……（４） （３）式において、WA1は計算された原料空気量、WGOは
デジスイッチ101に設定されて読込まれた製品酸素量、
αは酸素の回収率から決まる係数、βはその他に必要な
原料空気量の加算の量である。（４）式においてWGNは
デジスイッチ102に設定されて読込まれた製品酸素量、
γは窒素の回収率から決まる係数、δはその他に必要な
原料空気の加算量であり、WA2は（４）式によって決ま
る原料空気量である。（３）式，（４）式は本発明にお
ける下記（２）式の例である。
デジスイッチ101に設定されて読込まれた製品酸素量、
αは酸素の回収率から決まる係数、βはその他に必要な
原料空気量の加算の量である。（４）式においてWGNは
デジスイッチ102に設定されて読込まれた製品酸素量、
γは窒素の回収率から決まる係数、δはその他に必要な
原料空気の加算量であり、WA2は（４）式によって決ま
る原料空気量である。（３）式，（４）式は本発明にお
ける下記（２）式の例である。
原料ガス量＝製品ガス量と製品ガス回収率の関数で計算
された量 ……（２） すなわち、（３）式で計算された原料空気量WA1と、
（４）式で計算された原料空気量WA2のいずれか大きい
値が（２）式の原料空気量となる。
された量 ……（２） すなわち、（３）式で計算された原料空気量WA1と、
（４）式で計算された原料空気量WA2のいずれか大きい
値が（２）式の原料空気量となる。
一方、吸置塔式不純物除去装置３は、通常２塔の吸着塔
が設けられ、１塔が原料空気中の水分，炭酸ガスを除去
している間、残りの１塔は再生されており、交互に切替
えて使用される。吸着塔の再生には製品を分離した残り
の廃ガスが使用されるが、この再生に必要なガス量は、
吸着塔の大きさ，除去した水分や炭酸ガスの量で決ま
り、必ずある量が必要となる。空気分離器４が連続して
運転を続けるには、この不純物除去装置が正常に運転さ
れ、水分，炭酸ガスが除去される必要があり、このため
には吸着塔が完全に再生されることが不可欠であり、再
生ガスの必要量が確保されなければならない。
が設けられ、１塔が原料空気中の水分，炭酸ガスを除去
している間、残りの１塔は再生されており、交互に切替
えて使用される。吸着塔の再生には製品を分離した残り
の廃ガスが使用されるが、この再生に必要なガス量は、
吸着塔の大きさ，除去した水分や炭酸ガスの量で決ま
り、必ずある量が必要となる。空気分離器４が連続して
運転を続けるには、この不純物除去装置が正常に運転さ
れ、水分，炭酸ガスが除去される必要があり、このため
には吸着塔が完全に再生されることが不可欠であり、再
生ガスの必要量が確保されなければならない。
ところが、（３）式，（４）式は製品酵素もしくは、製
品窒素を得るに必要な原料空気量を計算するだけで、吸
着塔式不純物除去装置３の再生ガス量が確保されている
かどうか判らない。そこで本発明における下記の（１）
式が必要になる。
品窒素を得るに必要な原料空気量を計算するだけで、吸
着塔式不純物除去装置３の再生ガス量が確保されている
かどうか判らない。そこで本発明における下記の（１）
式が必要になる。
原料空気量＝製品ガスの総合計量＋必要再生ガス量……
（１） （１）式は本実施例ではつぎの（５）式で表わされる。
（１） （１）式は本実施例ではつぎの（５）式で表わされる。
WA3＝WGO＋WGN＋WRG＋ε ……（５） （５）式において、WRGは吸着式不純物除去装置３を再
生するのに必要な再生ガス量を示し、εは製品酸素，窒
素，再生ガス以外に空気分離器４が出すガスの合計量を
表わしており、WA3はこれにより計算された原料空気量
である。WA3よりWA1又はWA2が大きければ、その原料空
気量はWRGを確保していることが判るので、製品量から
計算された原料空気量を最終的に選択すれば良いことに
なる。
生するのに必要な再生ガス量を示し、εは製品酸素，窒
素，再生ガス以外に空気分離器４が出すガスの合計量を
表わしており、WA3はこれにより計算された原料空気量
である。WA3よりWA1又はWA2が大きければ、その原料空
気量はWRGを確保していることが判るので、製品量から
計算された原料空気量を最終的に選択すれば良いことに
なる。
ところが、原料空気量の最大値は原料空気圧縮機２の能
力で決まっており、これ以上の原料空気を空気分離器４
に供給することはできない。この原料空気量をWA（MA
X）とすれば、WA1,WA2,WA3のどれがこの値を越えても、
そのような運転はできない。この場合は、原料空気量が
WA（MAX）となるように、製品酸素量，製品窒素量を逆
に決める必要がある。即ち、（３），（４），（５）式
の左辺の原料空気量をWA（MAX）として、WGO,WGNを決め
れば良い。すなわち、このようにして決められたWGO、W
GNがループFC2、FC3に設定され、また、WA（MAX）がル
ープFC1に設定される。これにより、不純物除去装置の
再生ガス量を確保できることになり、深冷液化精留分離
式の空気分離器の連続運転を実現することが可能とな
る。
力で決まっており、これ以上の原料空気を空気分離器４
に供給することはできない。この原料空気量をWA（MA
X）とすれば、WA1,WA2,WA3のどれがこの値を越えても、
そのような運転はできない。この場合は、原料空気量が
WA（MAX）となるように、製品酸素量，製品窒素量を逆
に決める必要がある。即ち、（３），（４），（５）式
の左辺の原料空気量をWA（MAX）として、WGO,WGNを決め
れば良い。すなわち、このようにして決められたWGO、W
GNがループFC2、FC3に設定され、また、WA（MAX）がル
ープFC1に設定される。これにより、不純物除去装置の
再生ガス量を確保できることになり、深冷液化精留分離
式の空気分離器の連続運転を実現することが可能とな
る。
本発明によれば、ガス分離装置のいかなる運転モードに
おいても不純物除去装置の再生ガス量を確保することが
でき、ガス分離装置の連続運転を行なうことができる。
おいても不純物除去装置の再生ガス量を確保することが
でき、ガス分離装置の連続運転を行なうことができる。
第１図は、本発明の一実施例を示した空気分離プロセス
と制御の結合を示す系統図である。 １……原料空気吸入導管、２……原料空気圧縮機、３…
…吸着塔式不純物除去装置、４……空気分離器、５……
製品酸素導管、６……製否窒素導管、７……不純物除去
再生ガス供給導管、８……再生ガス放出導管、FC1……
原料空気流量制御用マイナーループ、FC2……製品酸素
流量制御用マイナーループ、FC3……製品窒素量制御用
マイナーループ、100……計算機、101,102,104……デジ
スイッチ、103,105……押ボタンスイッチ、106……入力
インターフェース、107……出力インターフェース
と制御の結合を示す系統図である。 １……原料空気吸入導管、２……原料空気圧縮機、３…
…吸着塔式不純物除去装置、４……空気分離器、５……
製品酸素導管、６……製否窒素導管、７……不純物除去
再生ガス供給導管、８……再生ガス放出導管、FC1……
原料空気流量制御用マイナーループ、FC2……製品酸素
流量制御用マイナーループ、FC3……製品窒素量制御用
マイナーループ、100……計算機、101,102,104……デジ
スイッチ、103,105……押ボタンスイッチ、106……入力
インターフェース、107……出力インターフェース
Claims (5)
- 【請求項１】定格運転モード及びこの定格運転モードに
おける製品ガス量よりも少ない製品ガス量を採取する減
量運転モードのいずれの運転モードにおいても運転可能
であって、原料ガス中の不純物を不純物除去装置で除去
し、除去後の原料空気をガス分離器で製品ガスと残りの
ガスとに分離し、分離された残りのガスを上記不純物除
去装置の再生ガスに使用するガス分離装置を連続運転す
る際、 各運転モードにおいて、設定された製品ガス量とその製
品ガスの回収率とから求められる回収率関数の算出原料
ガス量と、設定された製品ガス量と上記不純物除去装置
の再生に必要な再生ガス量とから求められる再生ガス量
関数の算出原料ガス量とのうち、値の大きな方の算出原
料ガス量に原料ガス量を設定して、運転する ことを特徴とするガス分離装置の原料ガス量制御方法。 - 【請求項２】上記製品ガスは第１の製品ガスと第２の製
品ガスとからなり、 上記回収率関数の算出原料ガス量は、第１の製品ガス量
と第１の製品ガスの回収率とから求められる第１の回収
率関数の算出原料ガス量と第２の製品ガス量と第２の製
品ガスの回収率とから求められる第２の回収率関数の算
出原料ガス量とのうち値の大きな方の算出原料ガス量で
ある ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガス分離
装置の原料ガス量制御方法。 - 【請求項３】各運転モードにおいて設定される上記原料
ガス量が上記ガス分離装置の連続運転可能な最大原料ガ
ス量を超えるときには、上記最大原料ガス量に対応した
製品ガス量にまで、上記設定された製品ガス量を上記原
料ガス量に応じて減少させて運転することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のガス分離装置の原料ガス量
制御方法。 - 【請求項４】原料ガス中の不純物を除く不純物除去装置
と、 不純物が除去された原料ガスを製品ガスと残りのガスと
に分離して取り出すガス分離装置と、 上記残りのガスを再生ガスとして上記不純物除去装置を
再生する再生手段と、 上記不純物除去装置に供給される原料ガスのガス量を、
設定された原料ガス量設定値に制御する原料ガス量制御
手段と、 上記ガス分離装置から取り出される製品ガスのガス量
を、設定された製品ガス量設定値に制御する製品ガス量
制御手段と、 製品ガス量値が入力され、この製品ガス量値から供給す
べき原料ガス量値を算出し、上記原料ガス量制御手段に
対しては算出された上記原料ガス量値を設定し、上記製
品ガス量制御手段に対しては入力された製品ガス量値を
設定する計算機と からなるガス分離装置。 - 【請求項５】上記計算機は、上記算出された上記原料ガ
ス量値が連続運転可能な最大原料ガス量値を超えるとき
には、 上記最大原料ガス量値に対応した製品ガス量にまで、上
記設定された製品ガス量値を上記算出された原料ガス量
に応じて減少させて、この減少された値を上記製品ガス
量値として上記製品ガス量制御手段に対して設定し、 上記原料ガス量制御手段に対しては上記最大原料ガス量
値を設定する ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のガス分離
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62054023A JPH0792327B2 (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | ガス分離装置とその原料ガス量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62054023A JPH0792327B2 (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | ガス分離装置とその原料ガス量制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63223480A JPS63223480A (ja) | 1988-09-16 |
| JPH0792327B2 true JPH0792327B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=12958988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62054023A Expired - Fee Related JPH0792327B2 (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | ガス分離装置とその原料ガス量制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792327B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7692477B1 (en) | 2003-12-23 | 2010-04-06 | Tien-Min Chen | Precise control component for a substrate potential regulation circuit |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58156174A (ja) * | 1982-03-12 | 1983-09-17 | 株式会社日立製作所 | 再生ガスの圧力低下防止法 |
| JPS58165584U (ja) * | 1982-04-27 | 1983-11-04 | 日本酸素株式会社 | 空気分離装置の吸着器再生用ガス供給装置 |
-
1987
- 1987-03-11 JP JP62054023A patent/JPH0792327B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63223480A (ja) | 1988-09-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |