JPH08219636A - 空気を分離する方法および装置 - Google Patents
空気を分離する方法および装置Info
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- JPH08219636A JPH08219636A JP7285497A JP28549795A JPH08219636A JP H08219636 A JPH08219636 A JP H08219636A JP 7285497 A JP7285497 A JP 7285497A JP 28549795 A JP28549795 A JP 28549795A JP H08219636 A JPH08219636 A JP H08219636A
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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
- F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
- F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
- F25J3/04309—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of nitrogen
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 空気を分離するための方法および装置を提供
する。 【解決手段】 本発明の方法および装置によれば、空気
をその精留に適した温度に冷却するための冷却段階、お
よび空気を空気の種々の成分で富化されたフラクション
に蒸留もしくは分留するための精留段階を含む低温精留
プロセスによって空気が分離される。冷却段階と蒸留段
階との間を流れるプロセス流れをある程度加温もしくは
冷却し、次いでターボエキスパンダー中で膨張させて冷
媒流れを生成させる。冷却段階において冷却ポテンシャ
ルを回収し、そして冷媒流れを充分に加温した後に、冷
媒流れをブロアーまたはその類似物によって大気圧未満
の圧力にて抜き取り、次いで大気圧以上の圧力にて排出
する。大気圧未満の圧力での空気の抜き取りによりター
ボエキスパンダーの圧力比が増大し、これによって供給
される冷却ポテンシャルの量が増大する。
する。 【解決手段】 本発明の方法および装置によれば、空気
をその精留に適した温度に冷却するための冷却段階、お
よび空気を空気の種々の成分で富化されたフラクション
に蒸留もしくは分留するための精留段階を含む低温精留
プロセスによって空気が分離される。冷却段階と蒸留段
階との間を流れるプロセス流れをある程度加温もしくは
冷却し、次いでターボエキスパンダー中で膨張させて冷
媒流れを生成させる。冷却段階において冷却ポテンシャ
ルを回収し、そして冷媒流れを充分に加温した後に、冷
媒流れをブロアーまたはその類似物によって大気圧未満
の圧力にて抜き取り、次いで大気圧以上の圧力にて排出
する。大気圧未満の圧力での空気の抜き取りによりター
ボエキスパンダーの圧力比が増大し、これによって供給
される冷却ポテンシャルの量が増大する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、分離しようとする
空気および分離された空気のフラクションから構成され
るプロセス流れが冷却段階と蒸留段階との間を流れ、プ
ロセス流れのうちの１つの一部（空気を含有していて
も、あるいは空気の分離フラクションを含有していても
よい）がプロセスを冷却するのに使用される、という低
温精留プロセスによって空気を分離する方法に関する。
さらに詳細には本発明は、仕事の遂行を伴って冷媒流れ
を膨張させることによって冷却ポテンシャルを供給し、
次いで冷媒流れを充分に加温し、ブロアー等によって冷
媒流れを大気圧未満の圧力にて抜き取って大気圧以上の
圧力にて排出する、という空気分離法および空気分離装
置に関する。
空気および分離された空気のフラクションから構成され
るプロセス流れが冷却段階と蒸留段階との間を流れ、プ
ロセス流れのうちの１つの一部（空気を含有していて
も、あるいは空気の分離フラクションを含有していても
よい）がプロセスを冷却するのに使用される、という低
温精留プロセスによって空気を分離する方法に関する。
さらに詳細には本発明は、仕事の遂行を伴って冷媒流れ
を膨張させることによって冷却ポテンシャルを供給し、
次いで冷媒流れを充分に加温し、ブロアー等によって冷
媒流れを大気圧未満の圧力にて抜き取って大気圧以上の
圧力にて排出する、という空気分離法および空気分離装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】空気
は、種々の低温精留プロセスによってその成分に分離さ
れる。どのプロセスにおいても、空気が圧縮され、その
精留に適した温度（通常は、空気の露点またはその近傍
温度）に冷却され、それから１つ以上の蒸留塔を有する
蒸留段階に導入されて、空気が窒素高含量フラクション
と酸素高含量フラクションに分離される。
は、種々の低温精留プロセスによってその成分に分離さ
れる。どのプロセスにおいても、空気が圧縮され、その
精留に適した温度（通常は、空気の露点またはその近傍
温度）に冷却され、それから１つ以上の蒸留塔を有する
蒸留段階に導入されて、空気が窒素高含量フラクション
と酸素高含量フラクションに分離される。
【０００３】いずれのタイプの空気分離プラントでも、
プラントへの継続的な熱放散が、そしてプラントの温端
において供給空気と生成物流れとの間にエンタルピー差
が生じる。このような熱放散に対処するため、空気分離
プラントに冷却ポテンシャルを供給する必要がある。冷
却ポテンシャルは一般に、流入空気流れの一部をある程
度冷却することによって、あるいは廃棄物流れ（窒素高
含量でも酸素高含量でもよい）をある程度加温すること
によって供給される。次いで、空気流れ、廃棄物流れ、
あるいは生成物流れが、ターボエキスパンダーとして知
られている機械において仕事の遂行を伴って膨張され
る。
プラントへの継続的な熱放散が、そしてプラントの温端
において供給空気と生成物流れとの間にエンタルピー差
が生じる。このような熱放散に対処するため、空気分離
プラントに冷却ポテンシャルを供給する必要がある。冷
却ポテンシャルは一般に、流入空気流れの一部をある程
度冷却することによって、あるいは廃棄物流れ（窒素高
含量でも酸素高含量でもよい）をある程度加温すること
によって供給される。次いで、空気流れ、廃棄物流れ、
あるいは生成物流れが、ターボエキスパンダーとして知
られている機械において仕事の遂行を伴って膨張され
る。
【０００４】この膨張仕事を伝達するために、ターボエ
キスパンダーをエネルギー散逸ブレーキもしくは発電
機、あるいはプラント中に使用されている圧縮機に連結
することができる。
キスパンダーをエネルギー散逸ブレーキもしくは発電
機、あるいはプラント中に使用されている圧縮機に連結
することができる。
【０００５】ターボエキスパンダーの冷却ポテンシャル
出力（refrigeration output）は、膨張の圧力比に、さ
らに詳細に言えば、ターボエキスパンダーの入口圧力と
ターボエキスパンダーの排気圧力との圧力比に関係して
いる。ターボエキスパンダーの冷却ポテンシャル出力を
増大させるために、場合によっては、ターボエキスパン
ダーのシャフトエネルギー出力を使用することによって
ターボエキスパンダーへの入口圧力を増大させて、ター
ボ膨張を受けるガスの圧力を上昇させる。後述するよう
に、本発明は、ターボエキスパンダーの排気圧力を減少
させることによって、ターボエキスパンダーにより供給
される冷却ポテンシャルの量を増大させる、という空気
分離法および空気分離装置を提供する。
出力（refrigeration output）は、膨張の圧力比に、さ
らに詳細に言えば、ターボエキスパンダーの入口圧力と
ターボエキスパンダーの排気圧力との圧力比に関係して
いる。ターボエキスパンダーの冷却ポテンシャル出力を
増大させるために、場合によっては、ターボエキスパン
ダーのシャフトエネルギー出力を使用することによって
ターボエキスパンダーへの入口圧力を増大させて、ター
ボ膨張を受けるガスの圧力を上昇させる。後述するよう
に、本発明は、ターボエキスパンダーの排気圧力を減少
させることによって、ターボエキスパンダーにより供給
される冷却ポテンシャルの量を増大させる、という空気
分離法および空気分離装置を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明は、圧縮空気をその精留に
適した温度に冷却するための冷却段階を含む低温精留プ
ロセスによって空気を分離する方法を提供する。本発明
の方法はさらに、空気を蒸留して空気の種々の成分で富
化されたフラクションに分けるための蒸留段階を含み、
空気と空気のフラクションで構成されたプロセス流れ
が、冷却段階と蒸留段階との間を流れる。プロセス流れ
の少なくとも一部をある程度加温して、プロセス流れの
最も少ない部分の少なくとも一部から構成される冷媒流
れを形成させる。この冷媒流れを仕事の遂行を伴ってタ
ーボ膨張させ、冷媒流れを冷却段階において充分に加温
することによって、冷媒流れから冷却ポテンシャルを回
収する。冷媒流れを充分に加温した後、冷媒流れを大気
圧未満の圧力にて抜き取る。次いで、冷媒流れの圧力を
少なくとも大気圧に上昇させる。
適した温度に冷却するための冷却段階を含む低温精留プ
ロセスによって空気を分離する方法を提供する。本発明
の方法はさらに、空気を蒸留して空気の種々の成分で富
化されたフラクションに分けるための蒸留段階を含み、
空気と空気のフラクションで構成されたプロセス流れ
が、冷却段階と蒸留段階との間を流れる。プロセス流れ
の少なくとも一部をある程度加温して、プロセス流れの
最も少ない部分の少なくとも一部から構成される冷媒流
れを形成させる。この冷媒流れを仕事の遂行を伴ってタ
ーボ膨張させ、冷媒流れを冷却段階において充分に加温
することによって、冷媒流れから冷却ポテンシャルを回
収する。冷媒流れを充分に加温した後、冷媒流れを大気
圧未満の圧力にて抜き取る。次いで、冷媒流れの圧力を
少なくとも大気圧に上昇させる。
【０００７】他の態様においては、本発明は、圧縮空気
をその精留に適した温度に冷却するためのメイン熱交換
手段、および圧縮空気を空気の種々の成分で富化された
フラクションに蒸留するための蒸留手段を含む、空気を
分離するための装置を提供する。空気と空気のフラクシ
ョンで構成されたプロセス流れがメイン熱交換手段と蒸
留手段との間を流れるよう、メイン熱交換手段が蒸留手
段に接続されている。メイン熱交換手段は、プロセス流
れのうちの１つの少なくとも一部がメイン熱交換手段に
おいてある程度加温または冷却された後に、プロセス流
れの最も少ない部分の少なくとも一部から構成される冷
媒流れを排出するよう設計されている。冷媒流れを仕事
の遂行を伴って膨張させるためのターボエキスパンダー
が組み込まれている。ターボエキスパンダーはメイン熱
交換手段に接続されており、メイン熱交換手段はさら
に、冷媒流れがメイン熱交換手段中で充分に加温される
よう設計されている。冷媒流れを大気圧未満の圧力で抜
き取るための、冷媒流れの圧力を少なくとも大気圧に増
大させるための、そして冷媒流れを少なくとも大気圧に
て排出するための手段がメイン熱交換手段に接続されて
いる。
をその精留に適した温度に冷却するためのメイン熱交換
手段、および圧縮空気を空気の種々の成分で富化された
フラクションに蒸留するための蒸留手段を含む、空気を
分離するための装置を提供する。空気と空気のフラクシ
ョンで構成されたプロセス流れがメイン熱交換手段と蒸
留手段との間を流れるよう、メイン熱交換手段が蒸留手
段に接続されている。メイン熱交換手段は、プロセス流
れのうちの１つの少なくとも一部がメイン熱交換手段に
おいてある程度加温または冷却された後に、プロセス流
れの最も少ない部分の少なくとも一部から構成される冷
媒流れを排出するよう設計されている。冷媒流れを仕事
の遂行を伴って膨張させるためのターボエキスパンダー
が組み込まれている。ターボエキスパンダーはメイン熱
交換手段に接続されており、メイン熱交換手段はさら
に、冷媒流れがメイン熱交換手段中で充分に加温される
よう設計されている。冷媒流れを大気圧未満の圧力で抜
き取るための、冷媒流れの圧力を少なくとも大気圧に増
大させるための、そして冷媒流れを少なくとも大気圧に
て排出するための手段がメイン熱交換手段に接続されて
いる。
【０００８】したがって本発明は、ブロアーまたは他の
類似手段で排出物を大気圧未満の圧力で抜き取ることに
よって、ターボエキスパンダーの入口圧力対排出圧力の
比を増大させる。余分のエネルギーがプロセスにおいて
消費されないよう、ターボエキスパンダーによってブロ
アーを駆動させることができる。廃棄物流れまたは生成
物流れを冷媒流れとして使用するのが有利であり、この
ような流れは、メイン熱交換手段を通過した後に、空気
分離装置から大気圧にて排出される。冷媒流れを形成さ
せる際に、プラントのメイン熱交換器以外の熱交換器
（例えば、過熱器や空気液化器）にて廃棄物流れまたは
生成物流れをある程度加温することもできる、という点
に留意しなければならない。その後に、冷媒流れが膨張
され、メイン熱交換器において充分に加温される。
類似手段で排出物を大気圧未満の圧力で抜き取ることに
よって、ターボエキスパンダーの入口圧力対排出圧力の
比を増大させる。余分のエネルギーがプロセスにおいて
消費されないよう、ターボエキスパンダーによってブロ
アーを駆動させることができる。廃棄物流れまたは生成
物流れを冷媒流れとして使用するのが有利であり、この
ような流れは、メイン熱交換手段を通過した後に、空気
分離装置から大気圧にて排出される。冷媒流れを形成さ
せる際に、プラントのメイン熱交換器以外の熱交換器
（例えば、過熱器や空気液化器）にて廃棄物流れまたは
生成物流れをある程度加温することもできる、という点
に留意しなければならない。その後に、冷媒流れが膨張
され、メイン熱交換器において充分に加温される。
【０００９】本明細書は、発明者らが発明であると考え
る主題を明確に指摘している特許請求の範囲にて結論を
明記しているが、添付の図面を参照しつつ考察を加えれ
ば本発明の理解がより深まるであろう。
る主題を明確に指摘している特許請求の範囲にて結論を
明記しているが、添付の図面を参照しつつ考察を加えれ
ば本発明の理解がより深まるであろう。
【００１０】図面（図１）によれば、本発明にしたがっ
て作動する空気分離プラントもしくは空気分離装置１０
によって空気が分離される。流入空気流れ１２をフィル
ター１４によって濾過して、ダストや空気中の他の特定
の物質を除去する。次いで、メイン圧縮機１６によって
空気を圧縮する。アフタークーラー１８によって圧縮熱
を除去し、空気流れ１２から水と二酸化炭素を除去する
よう設計された吸着剤床を有する予備精製ユニット１９
によって空気を精製する。次いで、メイン熱交換器２０
において空気流れ１２をその精留に適した温度に冷却
し、空気分離ユニット２２に導入する。
て作動する空気分離プラントもしくは空気分離装置１０
によって空気が分離される。流入空気流れ１２をフィル
ター１４によって濾過して、ダストや空気中の他の特定
の物質を除去する。次いで、メイン圧縮機１６によって
空気を圧縮する。アフタークーラー１８によって圧縮熱
を除去し、空気流れ１２から水と二酸化炭素を除去する
よう設計された吸着剤床を有する予備精製ユニット１９
によって空気を精製する。次いで、メイン熱交換器２０
において空気流れ１２をその精留に適した温度に冷却
し、空気分離ユニット２２に導入する。
【００１１】空気分離ユニット２２は、上昇気相と分離
しようとする空気の下降液相との接触が行われる１つ以
上の蒸留塔からなる。この接触は、よく知られているシ
ーブプレート、バブルキャップトレイ、または構造的充
填物により果たすことができる。気相と液相との接触に
より、気相は塔を上昇していくにつれて空気の軽質成分
が益々濃縮されていき、また液相は空気の重質成分が益
々濃縮されていく。その結果、蒸留塔内に窒素富化塔オ
ーバーヘッドと酸素富化塔底液が生成される。
しようとする空気の下降液相との接触が行われる１つ以
上の蒸留塔からなる。この接触は、よく知られているシ
ーブプレート、バブルキャップトレイ、または構造的充
填物により果たすことができる。気相と液相との接触に
より、気相は塔を上昇していくにつれて空気の軽質成分
が益々濃縮されていき、また液相は空気の重質成分が益
々濃縮されていく。その結果、蒸留塔内に窒素富化塔オ
ーバーヘッドと酸素富化塔底液が生成される。
【００１２】装置１０においては、空気分離ユニット２
２は２つの塔（高圧塔と低圧塔）からなり、高圧塔にお
いて中圧窒素が塔オーバーヘッドとして生成され、低圧
塔の底部区域において酸素生成物が生成されるよう、高
圧塔が低圧塔に熱伝達関係にて接続されている。さら
に、低圧塔の頂部から廃棄窒素が除去される。しかしな
がら、本発明はこのような集成体に限定されることはな
く、実際上、本発明は、多段塔プロセスとは対照的な単
一塔プロセスに対しても同等の適用性を有している。
２は２つの塔（高圧塔と低圧塔）からなり、高圧塔にお
いて中圧窒素が塔オーバーヘッドとして生成され、低圧
塔の底部区域において酸素生成物が生成されるよう、高
圧塔が低圧塔に熱伝達関係にて接続されている。さら
に、低圧塔の頂部から廃棄窒素が除去される。しかしな
がら、本発明はこのような集成体に限定されることはな
く、実際上、本発明は、多段塔プロセスとは対照的な単
一塔プロセスに対しても同等の適用性を有している。
【００１３】図示の実施態様において、空気分離ユニッ
ト２２は酸素生成物流れ２４を生成し、これがメイン熱
交換器２０において充分に加温される。さらに、廃棄窒
素流れ２６が空気分離ユニット２２によって同様に生成
され、メイン熱交換器２０において充分に加温される。
このような廃棄窒素流れが、装置１０からの排出時にて
ＷＮ2 と標記してある。さらに、空気分離ユニット２２
は中圧窒素流れ２８（後述するように、これはプロセス
に冷却ポテンシャルを与えるための冷媒流れとして使用
される）を生成する。
ト２２は酸素生成物流れ２４を生成し、これがメイン熱
交換器２０において充分に加温される。さらに、廃棄窒
素流れ２６が空気分離ユニット２２によって同様に生成
され、メイン熱交換器２０において充分に加温される。
このような廃棄窒素流れが、装置１０からの排出時にて
ＷＮ2 と標記してある。さらに、空気分離ユニット２２
は中圧窒素流れ２８（後述するように、これはプロセス
に冷却ポテンシャルを与えるための冷媒流れとして使用
される）を生成する。
【００１４】本明細書で使用している“充分に冷却され
る”とは、空気分離ユニット２２が作動する温度、ある
いはメイン熱交換器２０の冷端の温度にまで充分に冷却
されるということを意味している。“充分に加温され
る”とは、メイン熱交換器２０の温端（実際上、周囲大
気条件となっている）の温度にまで充分に加温されると
いうことを意味している。“ある程度加温される”およ
び“ある程度冷却される”とは、メイン熱交換器２０の
温端温度と冷端温度の中間の温度にまで、ある程度加温
または冷却されるということを意味している。
る”とは、空気分離ユニット２２が作動する温度、ある
いはメイン熱交換器２０の冷端の温度にまで充分に冷却
されるということを意味している。“充分に加温され
る”とは、メイン熱交換器２０の温端（実際上、周囲大
気条件となっている）の温度にまで充分に加温されると
いうことを意味している。“ある程度加温される”およ
び“ある程度冷却される”とは、メイン熱交換器２０の
温端温度と冷端温度の中間の温度にまで、ある程度加温
または冷却されるということを意味している。
【００１５】中圧窒素流れ２８がメイン熱交換器２０に
おいてある程度加温され、そしてターボエキスパンダー
３０においてターボ膨張されて冷媒流れ３２が生成す
る。次いで、この冷媒流れ３２がメイン熱交換器２０に
おいて充分に加温される。冷媒流れ３２が、メイン熱交
換器２０において充分に加温される際に、流入空気のエ
ンタルピーを低下させ、これによって装置１０内におい
て行われているプロセスに冷却ポテンシャルを供給す
る。
おいてある程度加温され、そしてターボエキスパンダー
３０においてターボ膨張されて冷媒流れ３２が生成す
る。次いで、この冷媒流れ３２がメイン熱交換器２０に
おいて充分に加温される。冷媒流れ３２が、メイン熱交
換器２０において充分に加温される際に、流入空気のエ
ンタルピーを低下させ、これによって装置１０内におい
て行われているプロセスに冷却ポテンシャルを供給す
る。
【００１６】冷却ポテンシャルの供給量を増大させるた
めに、冷媒流れ３２を大気圧未満の圧力にてブロアー３
４によって抜き取り、ＭＰＮ2 と標記した流れにて大気
圧で排出する。膨張仕事の少なくとも一部がブロアー３
４の駆動用に回収されるよう、ブロアー３４がターボエ
キスパンダー３０に連結されている。
めに、冷媒流れ３２を大気圧未満の圧力にてブロアー３
４によって抜き取り、ＭＰＮ2 と標記した流れにて大気
圧で排出する。膨張仕事の少なくとも一部がブロアー３
４の駆動用に回収されるよう、ブロアー３４がターボエ
キスパンダー３０に連結されている。
【００１７】本発明は図示の実施態様に限定されないこ
とに留意しなければならない。例えば本発明は、流入空
気の一部がある程度冷却された後に膨張されて冷媒流れ
を生成し、引き続きこれが大気に排出される、という空
気膨張プラントに対しても同様の適用可能性を有する。
本発明はさらに、加圧された廃棄窒素流れを使用して冷
却ポテンシャルを供給するというプラントに対しても適
用可能である。図示の実施態様では、中圧窒素流れ２８
のすべてを使用して冷却ポテンシャルを供給している
が、本発明の特定の実施態様においては、このような流
れの一部だけを使用することもできる。
とに留意しなければならない。例えば本発明は、流入空
気の一部がある程度冷却された後に膨張されて冷媒流れ
を生成し、引き続きこれが大気に排出される、という空
気膨張プラントに対しても同様の適用可能性を有する。
本発明はさらに、加圧された廃棄窒素流れを使用して冷
却ポテンシャルを供給するというプラントに対しても適
用可能である。図示の実施態様では、中圧窒素流れ２８
のすべてを使用して冷却ポテンシャルを供給している
が、本発明の特定の実施態様においては、このような流
れの一部だけを使用することもできる。
【００１８】好ましい実施態様を挙げて本発明を説明し
てきたが、当分野の技術者にとっては、本発明の精神と
範囲を逸脱することなく種々の変形、簡略形、および付
加形が可能であることは言うまでもない。
てきたが、当分野の技術者にとっては、本発明の精神と
範囲を逸脱することなく種々の変形、簡略形、および付
加形が可能であることは言うまでもない。
【図１】図１は、本発明の方法にしたがって作動する空
気分離装置の概略図である。
気分離装置の概略図である。
Claims (7)
- 【請求項１】 （ａ） 圧縮空気をその精留に適した温
度に冷却するための冷却段階、前記空気を蒸留して、空
気の種々の成分で富化されたフラクションに分けるため
の蒸留段階、および前記冷却段階と前記蒸留段階との間
に流れるプロセス流れを含んだ低温精留プロセスによっ
て空気を分離する工程； （ｂ） 前記空気の前記フラクションのうちの１つで富
化された少なくとも１つの生成物流れを形成させ、前記
少なくとも１つの生成物流れを前記低温精留プロセスか
ら排出する工程； （ｃ） プロセス流れの少なくとも一部をある程度加温
または冷却して、前記プロセス流れの少なくとも一部か
ら構成された冷媒流れを形成させる工程； （ｄ） 前記冷媒流れを、仕事の遂行を伴ってターボ膨
張させる工程； （ｅ） 前記冷却段階において前記冷媒流れを充分に加
温することによって、前記冷媒流れから冷却ポテンシャ
ルを回収する工程；および （ｆ） 前記冷媒流れを充分に加温した後、前記冷媒流
れを大気圧未満の圧力にて抜き取り、前記冷媒流れの圧
力を少なくとも大気圧に増大させる工程；を含む、空気
を分離する方法。 - 【請求項２】 前記遂行仕事の少なくとも一部が前記冷
媒流れの抜き取りと圧力増大に使用される、請求項１記
載の方法。 - 【請求項３】 前記空気分離プロセスが、前記プロセス
流れが空気の分離により生成される中圧窒素流れとなる
よう行われ；そして前記プロセス流れの前記少なくとも
一部が、膨張される前に前記冷却段階においてある程度
加温される；請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 （ａ） 圧縮空気をその精留に適した温
度に冷却するためのメイン熱交換手段； （ｂ） 圧縮空気を蒸留して、空気の種々の成分で富化
されたフラクションに分けるための蒸留手段、このとき
前記空気と前記空気のフラクションで構成されるプロセ
ス流れが前記メイン熱交換手段と前記蒸留手段との間を
流れるよう、前記メイン熱交換手段が前記蒸留手段に接
続されており、また前記メイン熱交換手段は、前記プロ
セス流れのうちの１つの少なくとも一部が前記メイン熱
交換手段中においてある程度加温または冷却された後
に、前記プロセス流れのうちの１つの少なくとも一部か
ら構成される冷媒流れを排出するよう設計されている； （ｃ） 前記冷媒流れを仕事の遂行を伴って膨張させる
ためのターボエキスパンダー、このとき前記ターボエキ
スパンダーが前記メイン熱交換手段に接続されており、
前記メイン熱交換手段がさらに、前記冷媒流れが前記メ
イン熱交換手段中で充分に加温されるよう設計されてい
る；および （ｄ） 前記冷媒流れを大気圧未満の圧力にて抜き取る
ための、前記冷媒流れの圧力を大気圧にまで増大させる
ための、そして前記冷媒流れを排出するための、前記メ
イン熱交換手段に接続された手段；を含む、空気を分離
するための装置。 - 【請求項５】 前記の抜き取り・増大・排出手段が、前
記メイン熱交換手段に接続されたブロアーを含む、請求
項４記載の装置。 - 【請求項６】 前記膨張仕事の少なくとも一部が前記ブ
ロアーに使用されるよう、前記ブロアーが前記ターボエ
キスパンダーに連結されている、請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 前記蒸留手段が窒素富化中圧流れを生成
するよう設計されており；前記プロセス流れが前記中圧
流れを含み；そして前記プロセス流れの前記少なくとも
一部が前記冷却段階においてある程度加温されるよう、
前記蒸留手段が前記メイン熱交換手段に接続されてい
る；請求項６記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US342537 | 1994-11-21 | ||
| US08/342,537 US5461872A (en) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | Air separation method and apparatus |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08219636A true JPH08219636A (ja) | 1996-08-30 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| US (1) | US5461872A (ja) |
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| JP (1) | JPH08219636A (ja) |
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| EP0383994A3 (de) * | 1989-02-23 | 1990-11-07 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Luftzerlegung durch Rektifikation |
| US5218825A (en) * | 1991-11-15 | 1993-06-15 | Air Products And Chemicals, Inc. | Coproduction of a normal purity and ultra high purity volatile component from a multi-component stream |
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| US5385024A (en) * | 1993-09-29 | 1995-01-31 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic rectification system with improved recovery |
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-
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- 1995-10-02 IL IL11550095A patent/IL115500A0/xx unknown
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- 1995-11-02 JP JP7285497A patent/JPH08219636A/ja active Pending
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- 1995-11-07 AU AU36698/95A patent/AU3669895A/en not_active Abandoned
- 1995-11-13 ZA ZA959626A patent/ZA959626B/xx unknown
- 1995-11-17 TR TR95/01449A patent/TR199501449A2/xx unknown
- 1995-11-20 KR KR1019950042240A patent/KR960018498A/ko not_active Ceased
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