JPH09273699A - 液体気化方法及び装置 - Google Patents
液体気化方法及び装置Info
- Publication number
- JPH09273699A JPH09273699A JP9039699A JP3969997A JPH09273699A JP H09273699 A JPH09273699 A JP H09273699A JP 9039699 A JP9039699 A JP 9039699A JP 3969997 A JP3969997 A JP 3969997A JP H09273699 A JPH09273699 A JP H09273699A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- liquid
- heating medium
- vaporizer
- vaporization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 86
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 3
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 claims abstract description 65
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 63
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims description 41
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000011552 falling film Substances 0.000 abstract 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F25J5/00—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
- F25J5/002—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger
- F25J5/005—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger in a reboiler-condenser, e.g. within a column
-
- 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
- F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
- F25J2250/02—Bath type boiler-condenser using thermo-siphon effect, e.g. with natural or forced circulation or pool boiling, i.e. core-in-kettle heat exchanger
-
- 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
- F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
- F25J2250/04—Down-flowing type boiler-condenser, i.e. with evaporation of a falling liquid film
-
- 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
- F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
- F25J2250/10—Boiler-condenser with superposed stages
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S62/00—Refrigeration
- Y10S62/902—Apparatus
- Y10S62/903—Heat exchange structure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 下降流膜蒸発気化器及び液浴気化器の長所を
合わせもつ低コストでコンパクトな液体気化方法及び装
置を提供する。 【解決手段】 第１熱交換器（７）及び第２熱交換器
（９）を有する液体気化装置。両熱交換器は気化用流路
（１５）と加熱媒体用流路（１６）を含み、第１熱交換
器（７）が下降流の膜蒸発気化器として、第２熱交換器
（９）が液浴気化器として構成され、第１熱交換器
（７）には加熱媒体の導入手段（１３、１４）と導出手
段が設けられ、第２熱交換器（９）には加熱媒体の導入
手段が設けられている。第１熱交換器（７）の加熱媒体
導出手段は第２熱交換器（９）の加熱媒体導入手段と一
連の直列連通流路を形成している。本装置は、加圧塔
（２）及び低圧塔（３）からなる二重塔により空気低温
分解に利用でき、その場合、本装置は低圧塔の下方部分
からの液体（５、６）を加圧塔の上方部分からの凝縮可
能な蒸気（１３、１４）との間接的熱交換によって気化
する。
合わせもつ低コストでコンパクトな液体気化方法及び装
置を提供する。 【解決手段】 第１熱交換器（７）及び第２熱交換器
（９）を有する液体気化装置。両熱交換器は気化用流路
（１５）と加熱媒体用流路（１６）を含み、第１熱交換
器（７）が下降流の膜蒸発気化器として、第２熱交換器
（９）が液浴気化器として構成され、第１熱交換器
（７）には加熱媒体の導入手段（１３、１４）と導出手
段が設けられ、第２熱交換器（９）には加熱媒体の導入
手段が設けられている。第１熱交換器（７）の加熱媒体
導出手段は第２熱交換器（９）の加熱媒体導入手段と一
連の直列連通流路を形成している。本装置は、加圧塔
（２）及び低圧塔（３）からなる二重塔により空気低温
分解に利用でき、その場合、本装置は低圧塔の下方部分
からの液体（５、６）を加圧塔の上方部分からの凝縮可
能な蒸気（１３、１４）との間接的熱交換によって気化
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、第１熱交換器と第
２熱交換器による液体気化方法および装置に関するもの
であり、ここで両熱交換器は気化用流路と加熱媒体用流
路を含み、第１熱交換器は下降流の膜蒸発気化器とし
て、第２熱交換器は液浴気化器として構成され、第１熱
交換器は加熱媒体を導入するための手段と加熱媒体を導
出するための手段とを有し、第２熱交換器は加熱媒体を
導入するための手段を有する形式の液体気化方法および
装置に関するものである。
２熱交換器による液体気化方法および装置に関するもの
であり、ここで両熱交換器は気化用流路と加熱媒体用流
路を含み、第１熱交換器は下降流の膜蒸発気化器とし
て、第２熱交換器は液浴気化器として構成され、第１熱
交換器は加熱媒体を導入するための手段と加熱媒体を導
出するための手段とを有し、第２熱交換器は加熱媒体を
導入するための手段を有する形式の液体気化方法および
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多くの化学工業プロセスにおいては、或
る液体を加熱媒体との間接熱交換によって気化すること
が必要とされる。この場合、加熱媒体とは、熱を放出す
る何らかの流体、例えば液化可能なガスも意味する。こ
の種の目的に利用される気化器には、基本的に２つのタ
イプがある。すなわち、液浴気化器（または熱サイフォ
ン気化器とも呼ばれる）は液浴中に置かれ、その気化用
通路は下部で前記液浴に連通し、気化用通路内で液浴が
気化することにより発生した蒸気は気化用通路の上部か
らから出てゆく。また、下降流膜蒸発気化器では、液体
は気化用通路の内壁上を膜として流れ、 その間に一部が
気化し、発生した蒸気は液体と共に下方に向かって流
れ、気化用通路の下端から液体のままの部分と共に導出
される。従来の両タイプの気化器にはいずれも欠点があ
る。例えば、液浴気化器では構造に高さの制限があり、
また下降流膜蒸発気化器では気化した部分と共に気化し
なかった或る量の残りの液体が出てくるので、それを元
に戻すために気化すべき液体を循環させるポンプが必要
である。ヨーロッパ特許出願公開第４６９７８０号公報
には、下降流膜蒸発気化器と液浴気化器とを、互いの気
化用流路が直列状に配列されるように、また各々の加熱
媒体流路が並列接続されるように組み合わせることが既
に提案されている。この従来の気化装置には、これら気
化器を構成する両熱交換器への加熱媒体の配分を調節す
る機構が不可欠である。そのためには、ケーシングから
出る少なくとも１本の管が調節可能な弁に導かれなけれ
ばならず、全体としてみると費用のかかる配管と比較的
高さの大きな構造が要求される。
る液体を加熱媒体との間接熱交換によって気化すること
が必要とされる。この場合、加熱媒体とは、熱を放出す
る何らかの流体、例えば液化可能なガスも意味する。こ
の種の目的に利用される気化器には、基本的に２つのタ
イプがある。すなわち、液浴気化器（または熱サイフォ
ン気化器とも呼ばれる）は液浴中に置かれ、その気化用
通路は下部で前記液浴に連通し、気化用通路内で液浴が
気化することにより発生した蒸気は気化用通路の上部か
らから出てゆく。また、下降流膜蒸発気化器では、液体
は気化用通路の内壁上を膜として流れ、 その間に一部が
気化し、発生した蒸気は液体と共に下方に向かって流
れ、気化用通路の下端から液体のままの部分と共に導出
される。従来の両タイプの気化器にはいずれも欠点があ
る。例えば、液浴気化器では構造に高さの制限があり、
また下降流膜蒸発気化器では気化した部分と共に気化し
なかった或る量の残りの液体が出てくるので、それを元
に戻すために気化すべき液体を循環させるポンプが必要
である。ヨーロッパ特許出願公開第４６９７８０号公報
には、下降流膜蒸発気化器と液浴気化器とを、互いの気
化用流路が直列状に配列されるように、また各々の加熱
媒体流路が並列接続されるように組み合わせることが既
に提案されている。この従来の気化装置には、これら気
化器を構成する両熱交換器への加熱媒体の配分を調節す
る機構が不可欠である。そのためには、ケーシングから
出る少なくとも１本の管が調節可能な弁に導かれなけれ
ばならず、全体としてみると費用のかかる配管と比較的
高さの大きな構造が要求される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、特に費用効率がよく、また特に非常にコンパクトに
構成できる冒頭に述べた種類の液体気化装置を提供する
ことにある。
は、特に費用効率がよく、また特に非常にコンパクトに
構成できる冒頭に述べた種類の液体気化装置を提供する
ことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では、第１熱交換
器から加熱媒体を導出するための手段とその加熱媒体を
第２熱交換器に導入するための手段とで一連の直列連通
流路を形成するように構成することによって上述の課題
を解決している。このように両熱交換器の加熱媒体側を
直列連通流路とすることにより、加熱媒体は先ず最初に
下降流膜蒸発気化器の加熱媒体用流路を通って流れ、下
降流膜蒸発気化器から出る加熱媒体は、その少なくとも
１部または好ましくは実質的に全部が液浴気化器の加熱
媒体用通路に導かれる。本発明の各熱交換器は一体ブロ
ックとして構成でき、また例えば膜蒸発気化器に２つ以
上の並んで配列された液浴気化器を組み合わせて一体ブ
ロックに構成することもできる。
器から加熱媒体を導出するための手段とその加熱媒体を
第２熱交換器に導入するための手段とで一連の直列連通
流路を形成するように構成することによって上述の課題
を解決している。このように両熱交換器の加熱媒体側を
直列連通流路とすることにより、加熱媒体は先ず最初に
下降流膜蒸発気化器の加熱媒体用流路を通って流れ、下
降流膜蒸発気化器から出る加熱媒体は、その少なくとも
１部または好ましくは実質的に全部が液浴気化器の加熱
媒体用通路に導かれる。本発明の各熱交換器は一体ブロ
ックとして構成でき、また例えば膜蒸発気化器に２つ以
上の並んで配列された液浴気化器を組み合わせて一体ブ
ロックに構成することもできる。
【０００５】本発明の特徴によれば両熱交換器への加熱
媒体の分配を調節可能にする必要がない。加熱媒体用流
路は、例えば１本の短い管によって互いに直結すること
ができ、したがって本発明による液体気化装置は極めて
低コストで製造できる。
媒体の分配を調節可能にする必要がない。加熱媒体用流
路は、例えば１本の短い管によって互いに直結すること
ができ、したがって本発明による液体気化装置は極めて
低コストで製造できる。
【０００６】本発明の別の特徴によれば、両熱交換器は
一体ブロックとして形成され、この場合、ブロックの上
部を第１熱交換器で構成し、ブロックの下部を第２熱交
換器で構成するのが特に好適である。それによって、第
１熱交換器（下降流膜蒸発気化器）の下端で加熱媒体を
集めてから再びこれを第２熱交換器（液浴気化器）の加
熱媒体用流路に分配する必要がなくなる。
一体ブロックとして形成され、この場合、ブロックの上
部を第１熱交換器で構成し、ブロックの下部を第２熱交
換器で構成するのが特に好適である。それによって、第
１熱交換器（下降流膜蒸発気化器）の下端で加熱媒体を
集めてから再びこれを第２熱交換器（液浴気化器）の加
熱媒体用流路に分配する必要がなくなる。
【０００７】この場合、ブロックは実質的にその全長に
わたり延在する加熱媒体用流路をもつようにすることが
好ましい。これにより装置全体としては加熱媒体側でも
１つの熱交換器ブロックのように形成されることにな
り、例えばプレート熱交換器の構造となる。この場合、
単に気化側のみについて第１熱交換器と第２熱交換器と
の間の移行部において上から（下降流膜蒸発気化器か
ら）流下してくる蒸気と液体の混合流を熱交換器ブロッ
クから導出し、これによって液状のままの部分は液浴中
に流れ落ち、生成された蒸気は別に装置外へ導出するこ
とができるだけでなく、同時に前記移行領域において第
２熱交換器（液浴気化器）の気化用流路で生じた蒸気も
必然的に熱交換器ブロックから導出され、この蒸気も一
緒に装置外へ導出することができるようになる。このよ
うに、全体としてこの装置は非常に簡単かつ低コストに
構築可能である。本発明による液体気化装置には加熱媒
体用流路の連結のための特別な措置は不要であり、した
がって上述の移行領域における特別な構成も大きな費用
をかけずに実現でき、例えば好ましくはアルミ合金製の
プレート熱交換器の構造様式で充分である。
わたり延在する加熱媒体用流路をもつようにすることが
好ましい。これにより装置全体としては加熱媒体側でも
１つの熱交換器ブロックのように形成されることにな
り、例えばプレート熱交換器の構造となる。この場合、
単に気化側のみについて第１熱交換器と第２熱交換器と
の間の移行部において上から（下降流膜蒸発気化器か
ら）流下してくる蒸気と液体の混合流を熱交換器ブロッ
クから導出し、これによって液状のままの部分は液浴中
に流れ落ち、生成された蒸気は別に装置外へ導出するこ
とができるだけでなく、同時に前記移行領域において第
２熱交換器（液浴気化器）の気化用流路で生じた蒸気も
必然的に熱交換器ブロックから導出され、この蒸気も一
緒に装置外へ導出することができるようになる。このよ
うに、全体としてこの装置は非常に簡単かつ低コストに
構築可能である。本発明による液体気化装置には加熱媒
体用流路の連結のための特別な措置は不要であり、した
がって上述の移行領域における特別な構成も大きな費用
をかけずに実現でき、例えば好ましくはアルミ合金製の
プレート熱交換器の構造様式で充分である。
【０００８】本発明による液体気化方法では、加熱媒体
との間接熱交換によって液体を気化するに際し、気化対
象の液体をまず先に下降流の膜蒸発気化器として構成さ
れた第１熱交換器の気化用流路に導入し、出てきた液体
を次いで液浴気化器として構成された第２熱交換器の気
化用流路に導入し、その間、両熱交換器の加熱媒体用流
路に加熱媒体を導入するが、その場合に第１熱交換器か
ら導出される加熱媒体の少なくとも１部を直ちに第２熱
交換器に導入するようにする。
との間接熱交換によって液体を気化するに際し、気化対
象の液体をまず先に下降流の膜蒸発気化器として構成さ
れた第１熱交換器の気化用流路に導入し、出てきた液体
を次いで液浴気化器として構成された第２熱交換器の気
化用流路に導入し、その間、両熱交換器の加熱媒体用流
路に加熱媒体を導入するが、その場合に第１熱交換器か
ら導出される加熱媒体の少なくとも１部を直ちに第２熱
交換器に導入するようにする。
【０００９】本発明は、加圧塔と低圧塔とからなる二重
塔により空気を低温分解するに際して、前記低圧塔の下
部からの液体を、前記加圧塔の上部領域から導かれた液
化可能な蒸気との間接熱交換によって気化するための請
求項１〜３のいずれか１項に記載の液体気化装置または
請求項４に記載の液体気化方法の使用を含む。
塔により空気を低温分解するに際して、前記低圧塔の下
部からの液体を、前記加圧塔の上部領域から導かれた液
化可能な蒸気との間接熱交換によって気化するための請
求項１〜３のいずれか１項に記載の液体気化装置または
請求項４に記載の液体気化方法の使用を含む。
【００１０】本発明はさらに、加圧塔と低圧塔からなる
二重塔を備え、加圧塔と低圧塔が共通の液化／気化器に
よって熱的に連結されている空気低温分解装置におい
て、この液化／気化器が請求項１〜３のいずれか１項に
記載の液体気化装置として構成されていることを特徴と
する空気低温分解装置を提供する。
二重塔を備え、加圧塔と低圧塔が共通の液化／気化器に
よって熱的に連結されている空気低温分解装置におい
て、この液化／気化器が請求項１〜３のいずれか１項に
記載の液体気化装置として構成されていることを特徴と
する空気低温分解装置を提供する。
【００１１】これらの二重塔による空気低温分解法並び
に空気低温分解装置に本発明に係る液体気化装置を適用
する場合、液体気化装置は空気分解用二重塔における液
化／気化器（主液化器）として使用される。この場合、
気化すべき液体は、低圧塔下部からの酸素富化サンプ液
であり、加熱媒体は、加圧塔頂部からの窒素富化ガスで
あり、この窒素富化ガスは液化／気化器において液化す
ることになる。
に空気低温分解装置に本発明に係る液体気化装置を適用
する場合、液体気化装置は空気分解用二重塔における液
化／気化器（主液化器）として使用される。この場合、
気化すべき液体は、低圧塔下部からの酸素富化サンプ液
であり、加熱媒体は、加圧塔頂部からの窒素富化ガスで
あり、この窒素富化ガスは液化／気化器において液化す
ることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の上述並びにそれ
以外の特徴を図示の実施形態により詳しく説明する。
以外の特徴を図示の実施形態により詳しく説明する。
【００１３】図示の実施形態では、液体気化装置のケー
シングは低温空気分解設備の二重塔のジャケット１によ
って形成され、この二重塔は下部に位置する加圧塔２と
上部に位置する低圧塔３とを備えている。尚、図１に
は、加圧塔については頭頂部領域のみを、また低圧塔に
ついては底部のサンプ領域のみを示してある。液体気化
装置、すなわち液化／気化器は、全体としてプレート熱
交換器ブロック４として構成されている。図１に示す断
面では気化用流路が現れており、図に表れている複数本
の垂直線は個々の種々の流路間の隔壁ではなく、１つの
気化用流路内の構造（フィン）を模式的に示している。
プレート熱交換器ブロック４は、上方部分に第１熱交換
器（下降流膜蒸発気化器）７を、下方部分に第２熱交換
器（液浴気化器）９を形成し、両者の間は各熱交換器の
気化用流路の出口および加熱媒体用流路の連通部を構成
する移行領域８として全体が一体化されている。各熱交
換器の両流路の配列は図２の横断面図に略図的に示す通
りであり、ブロック４の少なくとも上方部分（７）と下
方部分（９）では、複数の気化用流路１５と加熱媒体用
流路１６とが図２に示すように交互に層状に重なってい
る。個々の流路の厚み（２枚のプレートの間隔）は例え
ば２〜１０ｍｍである。互いに並行して配列された流路
の総数は、その厚みに応じて例えば１０〜４００であ
る。
シングは低温空気分解設備の二重塔のジャケット１によ
って形成され、この二重塔は下部に位置する加圧塔２と
上部に位置する低圧塔３とを備えている。尚、図１に
は、加圧塔については頭頂部領域のみを、また低圧塔に
ついては底部のサンプ領域のみを示してある。液体気化
装置、すなわち液化／気化器は、全体としてプレート熱
交換器ブロック４として構成されている。図１に示す断
面では気化用流路が現れており、図に表れている複数本
の垂直線は個々の種々の流路間の隔壁ではなく、１つの
気化用流路内の構造（フィン）を模式的に示している。
プレート熱交換器ブロック４は、上方部分に第１熱交換
器（下降流膜蒸発気化器）７を、下方部分に第２熱交換
器（液浴気化器）９を形成し、両者の間は各熱交換器の
気化用流路の出口および加熱媒体用流路の連通部を構成
する移行領域８として全体が一体化されている。各熱交
換器の両流路の配列は図２の横断面図に略図的に示す通
りであり、ブロック４の少なくとも上方部分（７）と下
方部分（９）では、複数の気化用流路１５と加熱媒体用
流路１６とが図２に示すように交互に層状に重なってい
る。個々の流路の厚み（２枚のプレートの間隔）は例え
ば２〜１０ｍｍである。互いに並行して配列された流路
の総数は、その厚みに応じて例えば１０〜４００であ
る。
【００１４】液化／気化器の上のほうから、低圧塔３の
底部に溜った酸素富化サンプ液が配管５を介して分配器
６によりブロック４の上方部分である第１熱交換器（下
降流膜蒸発気化器）７の気化用流路１５に導入される。
酸素富化サンプ液が第１熱交換器７の気化用流路１５を
下向に流れる間に、層状に隣接する加熱媒体用流路１６
中の加熱媒体からの熱で酸素富化サンプ液の気化が行わ
れ、それによって生じた気液混合物は、移行領域８で気
化用流路１５を斜めに遮る分離壁１７により側方（図１
で右側）に向かい、移行領域８の側面（図１で右側）に
設けられた出口開口を介してブロック４から導出され、
ブロック４とジャケット１との間の空間に流れる。
底部に溜った酸素富化サンプ液が配管５を介して分配器
６によりブロック４の上方部分である第１熱交換器（下
降流膜蒸発気化器）７の気化用流路１５に導入される。
酸素富化サンプ液が第１熱交換器７の気化用流路１５を
下向に流れる間に、層状に隣接する加熱媒体用流路１６
中の加熱媒体からの熱で酸素富化サンプ液の気化が行わ
れ、それによって生じた気液混合物は、移行領域８で気
化用流路１５を斜めに遮る分離壁１７により側方（図１
で右側）に向かい、移行領域８の側面（図１で右側）に
設けられた出口開口を介してブロック４から導出され、
ブロック４とジャケット１との間の空間に流れる。
【００１５】ブロック４の下方部分にも上下対称の形式
で液浴気化器、即ち第２熱交換器９が構成されており、
この第２熱交換器９の気化用流路１５は下端が液浴１１
中に開放されている。この液浴１１は各気化器から出て
くる気液混合物の酸素富化液体部分の滞留であり、第２
熱交換器９はその上部が液浴１１上に出るように液浴１
１中に浸漬されている。第２熱交換器９の気化用流路１
５には、その開放された下端から液浴１１が入り込み、
第２熱交換器９の気化用流路１５に層状に隣接する加熱
媒体用流路１６中の加熱媒体からの熱で液浴の気化が行
われ、それによって生じた蒸気は場合によって随伴する
液体部分と共に上方へ流れ、移行領域８で気化用流路１
５を斜めに遮る分離壁１７により側方（図１で左側）に
向かい、移行領域８の側面（図１で左側）に設けられた
出口開口を介してブロック４から導出され、ブロック４
とジャケット１との間の空間に流れる。このように、第
１熱交換器７と第２熱交換器９の各気化用流路１５は、
移行領域８で斜めに延在する分離壁１７によって互いに
分けられている。
で液浴気化器、即ち第２熱交換器９が構成されており、
この第２熱交換器９の気化用流路１５は下端が液浴１１
中に開放されている。この液浴１１は各気化器から出て
くる気液混合物の酸素富化液体部分の滞留であり、第２
熱交換器９はその上部が液浴１１上に出るように液浴１
１中に浸漬されている。第２熱交換器９の気化用流路１
５には、その開放された下端から液浴１１が入り込み、
第２熱交換器９の気化用流路１５に層状に隣接する加熱
媒体用流路１６中の加熱媒体からの熱で液浴の気化が行
われ、それによって生じた蒸気は場合によって随伴する
液体部分と共に上方へ流れ、移行領域８で気化用流路１
５を斜めに遮る分離壁１７により側方（図１で左側）に
向かい、移行領域８の側面（図１で左側）に設けられた
出口開口を介してブロック４から導出され、ブロック４
とジャケット１との間の空間に流れる。このように、第
１熱交換器７と第２熱交換器９の各気化用流路１５は、
移行領域８で斜めに延在する分離壁１７によって互いに
分けられている。
【００１６】両熱交換器において生成された蒸気は、１
部は製品導管１２を介して導出される一方、或る部分は
図示しない導管を介して低圧塔３に送入される。液体部
分は両熱交換器から液浴１１中に流下し、第２熱交換器
９に導入される。また、ジャケット１に必要に応じて設
けられた導管２０を介して酸素を液状で取り出すことも
できる。
部は製品導管１２を介して導出される一方、或る部分は
図示しない導管を介して低圧塔３に送入される。液体部
分は両熱交換器から液浴１１中に流下し、第２熱交換器
９に導入される。また、ジャケット１に必要に応じて設
けられた導管２０を介して酸素を液状で取り出すことも
できる。
【００１７】両熱交換器７，９の加熱媒体流路１６に供
給すべき加熱媒体として、図示の例では加圧塔２の頭頂
部から導出されるガス状窒素を利用している。即ち、加
圧塔２の頂部から導管１３により導出されたガス状窒素
が、第１熱交換器７の頂部に設けられたヘッダー１４
（導入手段）を経て第１熱交換器７の加熱媒体用流路１
６に供給されている。本実施形態では、この加熱媒体用
流路１６（図１には現れていない）は第１熱交換器７、
移行領域８及び第２熱交換器９を含むブロック４の全長
にわたって分離することなく延在している。即ち、移行
領域８では一連の連通した加熱媒体用流路が第１熱交換
器７からの加熱媒体の導出手段およびそれに連続して第
２熱交換器９へ加熱媒体を導入する導入手段を形成して
いる。尚、必要であれば、加熱媒体用流路１６内の構造
（フィン）の配列密度や形状構成を上下で変えることも
できる。ヘッダー１４から加熱媒体用流路１６に導入さ
れたガス状窒素は、ブロック４の全長を通り抜ける間に
気化用流路内の低温酸素との熱交換で液化され、この液
化窒素は、第２熱交換器９の下端で液溜１８を介してブ
ロック４から導出され、導管１９を介して加圧塔２の頭
頂部に導かれる。
給すべき加熱媒体として、図示の例では加圧塔２の頭頂
部から導出されるガス状窒素を利用している。即ち、加
圧塔２の頂部から導管１３により導出されたガス状窒素
が、第１熱交換器７の頂部に設けられたヘッダー１４
（導入手段）を経て第１熱交換器７の加熱媒体用流路１
６に供給されている。本実施形態では、この加熱媒体用
流路１６（図１には現れていない）は第１熱交換器７、
移行領域８及び第２熱交換器９を含むブロック４の全長
にわたって分離することなく延在している。即ち、移行
領域８では一連の連通した加熱媒体用流路が第１熱交換
器７からの加熱媒体の導出手段およびそれに連続して第
２熱交換器９へ加熱媒体を導入する導入手段を形成して
いる。尚、必要であれば、加熱媒体用流路１６内の構造
（フィン）の配列密度や形状構成を上下で変えることも
できる。ヘッダー１４から加熱媒体用流路１６に導入さ
れたガス状窒素は、ブロック４の全長を通り抜ける間に
気化用流路内の低温酸素との熱交換で液化され、この液
化窒素は、第２熱交換器９の下端で液溜１８を介してブ
ロック４から導出され、導管１９を介して加圧塔２の頭
頂部に導かれる。
【００１８】一つの具体例において、第１熱交換器７の
全長（高さ）は１. ７ｍ、第２熱交換器９の全長は２.
８ｍ、移行領域８の全長は０．６ｍ、ブロック４の全厚
み寸法（図２の積層の全厚み）は流路厚み（プレート間
隔）が６ｍｍで１. ２０ｍほどである。
全長（高さ）は１. ７ｍ、第２熱交換器９の全長は２.
８ｍ、移行領域８の全長は０．６ｍ、ブロック４の全厚
み寸法（図２の積層の全厚み）は流路厚み（プレート間
隔）が６ｍｍで１. ２０ｍほどである。
【００１９】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明で提案する
液化／気化器は、二つの異なる形式の熱交換器を一体ブ
ロックに結合した構成を備えているにもかかわらず、製
造コストは従来のプレート熱交換器の場合と大差ない。
また加熱媒体の通過は全く伝統的なやり方で両熱交換器
に一連の直列連通路の形式で達成できる一方、気化用流
路には移行領域で若干の付加的な措置、すなわち斜めに
走る流路フィン及び分離壁１７の取り付け、並びに両熱
交換器の気化用流路の側面出口開口部の取り付けが必要
なだけであり、全体として下降流膜蒸発気化器と液浴気
化器の長所を合わせもつ非常に経済効率のよいコンパク
トな液体気化装置が得られ、特に設置スペースの限られ
た二重塔による空気低温分解設備における使用に顕著な
利益をもたらすものである。
液化／気化器は、二つの異なる形式の熱交換器を一体ブ
ロックに結合した構成を備えているにもかかわらず、製
造コストは従来のプレート熱交換器の場合と大差ない。
また加熱媒体の通過は全く伝統的なやり方で両熱交換器
に一連の直列連通路の形式で達成できる一方、気化用流
路には移行領域で若干の付加的な措置、すなわち斜めに
走る流路フィン及び分離壁１７の取り付け、並びに両熱
交換器の気化用流路の側面出口開口部の取り付けが必要
なだけであり、全体として下降流膜蒸発気化器と液浴気
化器の長所を合わせもつ非常に経済効率のよいコンパク
トな液体気化装置が得られ、特に設置スペースの限られ
た二重塔による空気低温分解設備における使用に顕著な
利益をもたらすものである。
【図１】空気分解用二重塔に組み込まれた本発明による
液体気化装置の模式的な縦断面図である。
液体気化装置の模式的な縦断面図である。
【図２】図１の液体気化装置の模式的な横断面図であ
る。
る。
２：加圧塔 ３：低圧塔 ４：液体気化器ブロック ７：第１熱交換器（下降流膜蒸発気化器） ８：移行領域 ９：第２熱交換器（液浴気化器） １０：蒸気空間 １１：液浴 １２：製品導管 １３：加熱媒体導管 １４：ヘッダー（導入手段） １５：気化用流路 １６：加熱媒体用流路 １７：分離壁
Claims (6)
- 【請求項１】 第１熱交換器（７）及び第２熱交換器
（９）を有し、両熱交換器（７、９）が気化用流路（１
５）並びに加熱媒体用流路（１６）を含み、第１熱交換
器（７）が下降流の膜蒸発気化器として、第２熱交換器
（９）が液浴気化器として構成され、第１熱交換器
（７）には加熱媒体導入手段（１３、１４）および加熱
媒体導出手段が設けられ、第２熱交換器（９）には加熱
媒体導入手段が設けられている液体気化装置において、 第１熱交換器（７）の加熱媒体導出手段が第２熱交換器
（９）の加熱媒体導入手段と一連の直列連通流路を形成
していることを特徴とする液体気化装置。 - 【請求項２】 両熱交換器（７、９）が一体のブロック
（４）として構成され、ブロック（４）の上方部分が第
１熱交換器（７）を形成し、ブロック（４）の下方部分
が第２熱交換器（９）を形成していることを特徴とする
請求項１に記載の液体気化装置。 - 【請求項３】 ブロック（４）がそのほぼ全長にわたっ
て延在する加熱媒体用流路（１６）を備えたことを特徴
とする請求項２に記載の液体気化装置。 - 【請求項４】 加熱媒体との間接熱交換によって液体を
気化するに際し、気化対象の液体（５、６）を、まず先
に下降流の膜蒸発気化器として構成された第１熱交換器
（７）の気化用流路（１５）に導入し、出てきた液体を
次いで液浴気化器として構成された第２熱交換器（９）
の気化用流路に導入し、その間、両熱交換器の加熱媒体
用流路に加熱媒体（１３、１４）を導入する液体気化方
法において、 第１熱交換器（７）から導出される加熱媒体の少なくと
も１部を直ちに第２熱交換器（９）に導入することを特
徴とする液体気化方法。 - 【請求項５】 加圧塔（２）と低圧塔（３）とからなる
二重塔により空気を低温分解するに際して、前記低圧塔
（３）の下部からの液体（５、６）を、前記加圧塔
（２）の上部領域から導かれた液化可能な蒸気（１３、
１４）との間接熱交換（７、９）によって気化するため
の請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体気化装置ま
たは請求項４に記載の液体気化方法の使用。 - 【請求項６】 加圧塔（２）と低圧塔（３）からなる二
重塔を備え、加圧塔（２）と低圧塔（３）が共通の液化
／気化器（７、９）によって熱的に連結されている空気
低温分解装置において、 液化／気化器（７、９）が請求項１〜３のいずれか１項
に記載の液体気化装置として構成されていることを特徴
とする空気低温分解装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19605500A DE19605500C1 (de) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | Vorrichtung und Verfahren zum Verdampfen einer Flüssigkeit |
| DE19605500.8 | 1996-02-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09273699A true JPH09273699A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=7785408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9039699A Pending JPH09273699A (ja) | 1996-02-14 | 1997-02-10 | 液体気化方法及び装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5901574A (ja) |
| EP (1) | EP0795349B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09273699A (ja) |
| CN (1) | CN1082824C (ja) |
| DE (2) | DE19605500C1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001355976A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-12-26 | L'air Liquide Sa Pour L'etude & L'exploitation Des Procedes Georges Claude | リボイラ／凝縮器の熱交換器、リボイラ／凝縮器の浴型熱交換器を用いて第１流体を蒸発させる方法、及び熱交換器の適用 |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2786858B1 (fr) | 1998-12-07 | 2001-01-19 | Air Liquide | Echangeur de chaleur |
| FR2790546B1 (fr) * | 1999-03-01 | 2001-04-20 | Air Liquide | Echangeur de chaleur, applications a la vaporisation de liquide sous pression et appareil de distillation d'air equipe d'un tel echangeur |
| FR2796137B1 (fr) | 1999-07-07 | 2001-09-14 | Air Liquide | Vaporiseur-condenseur a bain a plaques brasees et son application a un appareil de distillation d'air |
| DE19939294A1 (de) * | 1999-08-19 | 2001-02-22 | Linde Ag | Mehrstöckiger Umlaufkondensator |
| US6173586B1 (en) * | 1999-08-31 | 2001-01-16 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic rectification system for producing very high purity oxygen |
| DE19950570A1 (de) | 1999-10-20 | 2001-04-26 | Linde Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft |
| ES2243182T3 (es) * | 1999-10-20 | 2005-12-01 | Linde Aktiengesellschaft | Procedimiento y dispositivo para descomponer aire a baja temperatura. |
| DE10027140A1 (de) * | 2000-05-31 | 2001-12-06 | Linde Ag | Mehrstöckiger Badkondensator |
| DE10028866A1 (de) * | 2000-06-10 | 2001-12-20 | Messer Ags Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Argon |
| FR2817952A1 (fr) * | 2000-12-08 | 2002-06-14 | Air Liquide | Vaporisateur-condenseur et installation de distillation d'air comportant un tel vaporisateur-condenseur |
| FR2822079B1 (fr) * | 2001-03-16 | 2003-05-16 | Air Liquide | Procede et installation de production d'oxygene ultra-pur par distillation d'air |
| US6393866B1 (en) * | 2001-05-22 | 2002-05-28 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic condensation and vaporization system |
| EP1837614A1 (de) * | 2006-03-23 | 2007-09-26 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Verdampfen einer sauerstoffangereicherten Einsatzflüssigkeit und Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft |
| US9476641B2 (en) * | 2007-09-28 | 2016-10-25 | Praxair Technology, Inc. | Down-flow condenser reboiler system for use in an air separation plant |
| KR101234409B1 (ko) * | 2009-09-30 | 2013-02-18 | 시케이디 가부시키가이샤 | 액체 기화 시스템 |
| CN101890316B (zh) * | 2010-07-08 | 2012-07-11 | 宝钢工程技术集团有限公司 | 液体蒸发和气汽混合方法 |
| PL2758734T3 (pl) * | 2011-09-20 | 2018-12-31 | Linde Aktiengesellschaft | Sposób i urządzenie do niskotemperaturowego rozkładu powietrza |
| US9453674B2 (en) | 2013-12-16 | 2016-09-27 | Praxair Technology, Inc. | Main heat exchange system and method for reboiling |
| CN104197189B (zh) * | 2014-07-21 | 2017-06-30 | 中国科学院力学研究所 | 一种液氧气化器装置 |
| US10899728B2 (en) * | 2019-04-01 | 2021-01-26 | Delta Separations, Llc | System, method and apparatus for cannabinoid mixture separation and solvent recovery |
| US11774189B2 (en) * | 2020-09-29 | 2023-10-03 | Air Products And Chemicals, Inc. | Heat exchanger, hardway fin arrangement for a heat exchanger, and methods relating to same |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3992168A (en) * | 1968-05-20 | 1976-11-16 | Kobe Steel Ltd. | Heat exchanger with rectification effect |
| BE789479A (fr) * | 1971-10-01 | 1973-03-29 | Air Liquide | Echangeur de chaleur et sa mise en oeuvre |
| FR2650379B1 (fr) * | 1989-07-28 | 1991-10-18 | Air Liquide | Appareil de vaporisation-condensation pour double colonne de distillation d'air, et installation de distillation d'air comportant un tel appareil |
| GB9016766D0 (en) * | 1990-07-31 | 1990-09-12 | Boc Group Plc | Boiling liquefied gas |
| US5122174A (en) * | 1991-03-01 | 1992-06-16 | Air Products And Chemicals, Inc. | Boiling process and a heat exchanger for use in the process |
| FR2674947B1 (fr) * | 1991-04-03 | 1998-06-05 | Air Liquide | Procede de vaporisation d'un liquide, echangeur de chaleur pour sa mise en óoeuvre, et application a une installation de distillation d'air a double colonne. |
| US5438836A (en) * | 1994-08-05 | 1995-08-08 | Praxair Technology, Inc. | Downflow plate and fin heat exchanger for cryogenic rectification |
| FR2733039B1 (fr) * | 1995-04-14 | 1997-07-04 | Air Liquide | Echangeur de chaleur a plaques brassees, et procede correspondant de traitement d'un fluide diphasique |
| US5709264A (en) * | 1996-03-18 | 1998-01-20 | The Boc Group, Inc. | Heat exchanger |
-
1996
- 1996-02-14 DE DE19605500A patent/DE19605500C1/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-05-15 EP EP96107773A patent/EP0795349B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-15 DE DE59608371T patent/DE59608371D1/de not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-02-10 JP JP9039699A patent/JPH09273699A/ja active Pending
- 1997-02-14 US US08/799,962 patent/US5901574A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-02-14 CN CN97100078A patent/CN1082824C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001355976A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-12-26 | L'air Liquide Sa Pour L'etude & L'exploitation Des Procedes Georges Claude | リボイラ／凝縮器の熱交換器、リボイラ／凝縮器の浴型熱交換器を用いて第１流体を蒸発させる方法、及び熱交換器の適用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19605500C1 (de) | 1997-04-17 |
| US5901574A (en) | 1999-05-11 |
| CN1082824C (zh) | 2002-04-17 |
| DE59608371D1 (de) | 2002-01-17 |
| CN1161874A (zh) | 1997-10-15 |
| EP0795349B1 (de) | 2001-12-05 |
| EP0795349A1 (de) | 1997-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH09273699A (ja) | 液体気化方法及び装置 | |
| EP1189000B1 (en) | Dephlegmator system and process | |
| US5144809A (en) | Apparatus for production of nitrogen | |
| US5438836A (en) | Downflow plate and fin heat exchanger for cryogenic rectification | |
| CA2186550C (en) | Process and apparatus for the production of moderate purity oxygen | |
| TWI528008B (zh) | 用於低溫空氣分離之方法及裝置 | |
| WO2006019658A2 (en) | Distillation process using microchannel technology | |
| US6347662B1 (en) | Heat exchanger, in particular plate heat exchanger for an air separation unit | |
| US4436146A (en) | Shell and tube heat exchanger | |
| WO2007149345A2 (en) | Plate -fin heat exchanger | |
| US6338384B1 (en) | Downflow liquid film type condensation evaporator | |
| CN100590374C (zh) | 热交换器组合件和结合有该组合件的低温蒸馏设备 | |
| JP3527609B2 (ja) | 空気分離方法および装置 | |
| JPH09101095A (ja) | 状態調節の容易な熱交換器及び状態調節流体導入方法 | |
| US5722258A (en) | Apparatus for combined heat and mass transfer | |
| CN101280994A (zh) | 低温冷凝及蒸发系统 | |
| CN116412702A (zh) | 热交换器和包括热交换器的分离设备 | |
| US8376035B2 (en) | Plate-fin heat exchanger | |
| JP2017090035A (ja) | プレート熱交換器・凝縮気化器及び空気の低温分離方法 | |
| JPH11159956A (ja) | 空気分離プラント及び製造方法 | |
| CN113474610B (zh) | 集成至少一种热交换功能和一种蒸馏功能的基体 | |
| JPH0534082A (ja) | 凝縮蒸発器 | |
| JP2787593B2 (ja) | 蒸発器 | |
| US6311517B1 (en) | Apparatus and process for fractionating a gas mixture at low temperature | |
| JP5592188B2 (ja) | 熱交換型蒸留装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070109 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070118 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070508 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |