JPH09323018A - 窒素生成のための、透過による空気分離方法および装置 - Google Patents
窒素生成のための、透過による空気分離方法および装置Info
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- JPH09323018A JPH09323018A JP9044215A JP4421597A JPH09323018A JP H09323018 A JPH09323018 A JP H09323018A JP 9044215 A JP9044215 A JP 9044215A JP 4421597 A JP4421597 A JP 4421597A JP H09323018 A JPH09323018 A JP H09323018A
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高純度の窒素生成のための、透過による空気分
離の方法および装置を提供する。 【解決手段】本装置は、連続して、空気圧縮器（２）、
空気または水で冷却される冷却器（３）、オイルと水を
濾過する装置（４）、空気再加熱器（５）および透過器
（６）を有する。空気再加熱器（５）は、圧縮された空
気を冷却する最終却液の温度の関数としての温度を調節
する装置（１８Ａ）を備える。
離の方法および装置を提供する。 【解決手段】本装置は、連続して、空気圧縮器（２）、
空気または水で冷却される冷却器（３）、オイルと水を
濾過する装置（４）、空気再加熱器（５）および透過器
（６）を有する。空気再加熱器（５）は、圧縮された空
気を冷却する最終却液の温度の関数としての温度を調節
する装置（１８Ａ）を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒素生成のための
透過による空気分離方法であって、空気が圧縮され、望
ましい場合は透過段階から再利用ガスが混合され、冷却
され、精製され、精製空気として透過器に導入され、透
過器に進入するときの空気の温度が前もって決められた
温度差ΔＴにより上昇させられた、圧縮空気の最終冷媒
液の温度ＴＡと少なくとも同じである値ＴＳに調節され
るタイプの方法に関する。
透過による空気分離方法であって、空気が圧縮され、望
ましい場合は透過段階から再利用ガスが混合され、冷却
され、精製され、精製空気として透過器に導入され、透
過器に進入するときの空気の温度が前もって決められた
温度差ΔＴにより上昇させられた、圧縮空気の最終冷媒
液の温度ＴＡと少なくとも同じである値ＴＳに調節され
るタイプの方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半透過性膜は多数のガス混合物の分離を
可能とする。透過は、分圧差の膜の反対側への影響下で
起こる。透過物、つまり膜を通過するガスは、最も透過
性のある成分が豊富であり、残りの部分（濃縮物）は最
も透過性のない成分が豊富である。
可能とする。透過は、分圧差の膜の反対側への影響下で
起こる。透過物、つまり膜を通過するガスは、最も透過
性のある成分が豊富であり、残りの部分（濃縮物）は最
も透過性のない成分が豊富である。
【０００３】膜の分離特性は温度に大きく依存する。通
常の動作範囲においてほとんどの膜はアレニウス式に従
う。例えば、二成分分離の場合、以下の式が成り立つ。
常の動作範囲においてほとんどの膜はアレニウス式に従
う。例えば、二成分分離の場合、以下の式が成り立つ。
【０００４】 ＰｅｒｍA ＝ＰｅｒｍA0×ｅｘｐ（−Ｅa （Ａ）／ＲＴ）…（１） ＰｅｒｍB ＝ＰｅｒｍB0×ｅｘｐ（−Ｅa （Ｂ）／ＲＴ）…（２） （ＰｅｒｍA ：成分Ａの透過率［成分Ａの単位分圧差に
ついてのＡの透過速度］、 ＰｅｒｍB ：成分Ｂの透過率、 ＰｅｒｍA0，ＰｅｒｍB0：定数、 Ｅa （Ａ），Ｅa （Ｂ）：活性化エネルギー（定数）、 Ｔ：絶対温度、 Ｒ：理想気体定数。）
ついてのＡの透過速度］、 ＰｅｒｍB ：成分Ｂの透過率、 ＰｅｒｍA0，ＰｅｒｍB0：定数、 Ｅa （Ａ），Ｅa （Ｂ）：活性化エネルギー（定数）、 Ｔ：絶対温度、 Ｒ：理想気体定数。）
【０００５】透過率の比ＰｅｒｍA ／ＰｅｒｍB （Ｐｅ
ｒｍA ＞ＰｅｒｍB の場合）によって規定される選択性
は分離効率の基準となる。これは温度に依存し、以下の
式で表される。
ｒｍA ＞ＰｅｒｍB の場合）によって規定される選択性
は分離効率の基準となる。これは温度に依存し、以下の
式で表される。
【０００６】 ｓｅｌ＝ｓｅｌ0 ×ｅｘｐ( Ｅa （Ｂ）−Ｅa （Ａ））／ＲＴ…（３）
【０００７】大気からの窒素生成に利用する場合、最も
透過性のある成分（成分Ａ）は酸素であり、透過の濃縮
物（非透過物）となる窒素（成分Ｂ）は、工業的に高純
度で回収され得る。使用される膜は一般的にポリマー膜
である。以下の説明は、これを使用する場合にのみ限定
される。
透過性のある成分（成分Ａ）は酸素であり、透過の濃縮
物（非透過物）となる窒素（成分Ｂ）は、工業的に高純
度で回収され得る。使用される膜は一般的にポリマー膜
である。以下の説明は、これを使用する場合にのみ限定
される。
【０００８】空気中のアルゴンは透過物と濃縮物とに分
けられ、アルゴンは不活性ガスなのでよりしばしば窒素
とともに受け入れられる。以下、「窒素純度」とは、不
活性ガス（窒素＋アルゴン）の純度を意味する。この純
度は、工業的に、適切な生成のもとで９９％のオーダー
値に達し得る。
けられ、アルゴンは不活性ガスなのでよりしばしば窒素
とともに受け入れられる。以下、「窒素純度」とは、不
活性ガス（窒素＋アルゴン）の純度を意味する。この純
度は、工業的に、適切な生成のもとで９９％のオーダー
値に達し得る。
【０００９】前記の関係式（１）と（２）は、温度が上
昇すると透過率が上昇し、このことは膜の窒素生成、つ
まり特定の純度と供給圧力での１単位面積の膜によって
生成される窒素流量にも同じことが言えることを示す。
しかしながらこの流量の増加は入ってくる空気の流量の
増加を必要とする。
昇すると透過率が上昇し、このことは膜の窒素生成、つ
まり特定の純度と供給圧力での１単位面積の膜によって
生成される窒素流量にも同じことが言えることを示す。
しかしながらこの流量の増加は入ってくる空気の流量の
増加を必要とする。
【００１０】一方、等式（３）によれば、Ｅa （Ｏ2 )
＜Ｅa （Ｎ2 ）であるので、選択性は減少し、窒素生成
量、つまり定純度での濃縮物流量の供給空気流量に対す
る比にも同じことが言える。
＜Ｅa （Ｎ2 ）であるので、選択性は減少し、窒素生成
量、つまり定純度での濃縮物流量の供給空気流量に対す
る比にも同じことが言える。
【００１１】したがって、分離温度の選択は、生産性と
分離生成との妥協からなる。分離温度の選択は、選択
性、活性化エネルギー、単位面積あたりの費用の、膜の
酸素透過性（より一般的には資本費用) に対する比、分
離装置の使用の度合い、およびエネルギーコストに依存
する。
分離生成との妥協からなる。分離温度の選択は、選択
性、活性化エネルギー、単位面積あたりの費用の、膜の
酸素透過性（より一般的には資本費用) に対する比、分
離装置の使用の度合い、およびエネルギーコストに依存
する。
【００１２】９３％以下の現行純度とする場合、選択性
は重要なパラメーターではなく、比較的高温で動作する
ことが望ましい。反対に、９９％のオーダーの高純度が
求められる場合、処理される空気の温度を下げることは
経済的に興味深い。
は重要なパラメーターではなく、比較的高温で動作する
ことが望ましい。反対に、９９％のオーダーの高純度が
求められる場合、処理される空気の温度を下げることは
経済的に興味深い。
【００１３】処理される空気の温度を下げる最も経済的
な方法は、空気圧縮器の出口で、空気冷却剤を、または
所望により冷却水を取り付けることである。こうして、
ＴＡ＋２℃（ＴＡは、冷却器で使用された最終冷媒液の
温度）のオーダーの温度が達成される。
な方法は、空気圧縮器の出口で、空気冷却剤を、または
所望により冷却水を取り付けることである。こうして、
ＴＡ＋２℃（ＴＡは、冷却器で使用された最終冷媒液の
温度）のオーダーの温度が達成される。
【００１４】しかしながら、有効面積を減少させること
で透過器の動作を不調にする透過器内の水の存在による
いかなる危険性をも避けるためには、水とオイルとの濾
過の後に、空気を数度だけ再加熱し、相対湿度を１００
％から８０％未満に下げる（これを透過前の空気を脱飽
和という）ことが必要である。
で透過器の動作を不調にする透過器内の水の存在による
いかなる危険性をも避けるためには、水とオイルとの濾
過の後に、空気を数度だけ再加熱し、相対湿度を１００
％から８０％未満に下げる（これを透過前の空気を脱飽
和という）ことが必要である。
【００１５】したがって、分離温度ＴＳは、常時少なく
ともＴＡ＋ΔＴ（ΔＴは前もって決められた温度差）と
同じでなくてはならず、しばしば少なくとも５℃である
ように選定される。
ともＴＡ＋ΔＴ（ΔＴは前もって決められた温度差）と
同じでなくてはならず、しばしば少なくとも５℃である
ように選定される。
【００１６】簡易化するため、通常の方法では、前記の
最終冷媒液の予見しうる最高温度よりも例えば５℃高い
一定温度ＴＳで動作する。典型的には、圧縮器が最終空
気冷却剤を備え、最高周辺温度３５℃で動作する場合Ｔ
Ｓは約４０℃に選定される。
最終冷媒液の予見しうる最高温度よりも例えば５℃高い
一定温度ＴＳで動作する。典型的には、圧縮器が最終空
気冷却剤を備え、最高周辺温度３５℃で動作する場合Ｔ
Ｓは約４０℃に選定される。
【００１７】しかしながら上述のように、温度ＴＳは、
この装置を使用する場合、高純度窒素が生成される際、
経済的最適値と一致することはほとんどない。
この装置を使用する場合、高純度窒素が生成される際、
経済的最適値と一致することはほとんどない。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高純
度窒素生成における経済性を向上させることである。
度窒素生成における経済性を向上させることである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下のことを特徴とする上述の方法を提供
する。
に、本発明は以下のことを特徴とする上述の方法を提供
する。
【００２０】（ａ） 温度ＴＡの値が第一しきい値ＴＡ
１と同じかそれ以下であるとき、温度ＴＳは一定値ＴＳ
１＝ＴＡ１＋ΔＴに調節される。
１と同じかそれ以下であるとき、温度ＴＳは一定値ＴＳ
１＝ＴＡ１＋ΔＴに調節される。
【００２１】（ｂ） 温度ＴＡの値がＴＡ１とＴＡ１よ
りも高い第２しきい値ＴＡ２と間にあるとき、温度ＴＳ
はＴＳ−ＴＡ≧ΔＴに成るように調節される。
りも高い第２しきい値ＴＡ２と間にあるとき、温度ＴＳ
はＴＳ−ＴＡ≧ΔＴに成るように調節される。
【００２２】本発明による方法は一または複数の以下の
特徴を有する。
特徴を有する。
【００２３】ＴＳの値は、温度ＴＡのＴＡ１、ＴＡ２の
間隔の全範囲において、一定値ＴＳ２である。
間隔の全範囲において、一定値ＴＳ２である。
【００２４】温度ＴＡの値がＴＡ１と同じかそれ以下で
あるとき第１透過面積Ａ１が使用され、ＴＡ値がＴＡ１
とＴＡ２の間の温度であるとき、透過面積はＡ１よりも
小さい第２値Ａ２にまで減少される。
あるとき第１透過面積Ａ１が使用され、ＴＡ値がＴＡ１
とＴＡ２の間の温度であるとき、透過面積はＡ１よりも
小さい第２値Ａ２にまで減少される。
【００２５】温度ＴＡの値が、ＴＡ２とＴＡ２よりも高
い値ＴＡ３との間にあるとき、温度ＴＳはＴＳ３−ＴＡ
３≧ΔＴであるような一定値ＴＳ３に調節される。
い値ＴＡ３との間にあるとき、温度ＴＳはＴＳ３−ＴＡ
３≧ΔＴであるような一定値ＴＳ３に調節される。
【００２６】温度ＴＡの値が、ＴＡ２とＴＡ２よりも高
い値ＴＡ３との間にあるとき、透過面積はＡ２よりも低
い値Ａ３にまで再び減少される。
い値ＴＡ３との間にあるとき、透過面積はＡ２よりも低
い値Ａ３にまで再び減少される。
【００２７】温度ＴＡの値の間隔がＴＡ１よりも高いと
き、ＴＳは可変値ＴＡ＋ΔＴに調節される。
き、ＴＳは可変値ＴＡ＋ΔＴに調節される。
【００２８】ＴＡ１およびΔＴの値はそれぞれ約２５
℃、および約５℃である。
℃、および約５℃である。
【００２９】本発明はまた、上記で規定した方法の実施
に適する窒素生成のための装置を提供する。
に適する窒素生成のための装置を提供する。
【００３０】この装置は、直列に、空気圧縮器、空冷ま
たは水冷式冷却器、水およびオイル濾過器、空気再加熱
器、および透過器が配置されてなるタイプであり、空気
再加熱器が、冷却器の透過ユニットへ進入する空気の温
度ＴＳを、冷却器の最終冷媒液の温度ＴＡの関数として
調節する手段を備えることを特徴とする。
たは水冷式冷却器、水およびオイル濾過器、空気再加熱
器、および透過器が配置されてなるタイプであり、空気
再加熱器が、冷却器の透過ユニットへ進入する空気の温
度ＴＳを、冷却器の最終冷媒液の温度ＴＡの関数として
調節する手段を備えることを特徴とする。
【００３１】本装置の他の特徴によれば、空気再加熱器
は、熱を生じる液のための通路とこの通路のための調整
可能なバイパスとを有する；透過器は少なくとも２つの
透過装置を有し、これらのうち少なくとも１つはその稼
働を停止させる手段を有する。
は、熱を生じる液のための通路とこの通路のための調整
可能なバイパスとを有する；透過器は少なくとも２つの
透過装置を有し、これらのうち少なくとも１つはその稼
働を停止させる手段を有する。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００３３】図１に示される装置は、空気圧縮器２の許
容周辺温度、つまり約３５℃までの温度の全範囲におい
て実質的に一定な圧力の下で、排出導管１において純度
が９９％（窒素およびアルゴンの純度）である窒素を生
成するように設定されている。本装置は、圧縮器２から
下流側へ連続的に、空気冷却器３、水およびオイルの濾
過ユニット４、空気再加熱器５、透過器６および流量調
節弁７を有する。
容周辺温度、つまり約３５℃までの温度の全範囲におい
て実質的に一定な圧力の下で、排出導管１において純度
が９９％（窒素およびアルゴンの純度）である窒素を生
成するように設定されている。本装置は、圧縮器２から
下流側へ連続的に、空気冷却器３、水およびオイルの濾
過ユニット４、空気再加熱器５、透過器６および流量調
節弁７を有する。
【００３４】冷却器３は、圧縮器２で圧縮された空気の
循環のためのコイル８が横切るラジエーターを備える。
このラジエーターはコイル８へ大気空気を吹きつける送
風器９を備える。
循環のためのコイル８が横切るラジエーターを備える。
このラジエーターはコイル８へ大気空気を吹きつける送
風器９を備える。
【００３５】濾過ユニット４は連続的に、液体の大きな
滴を除去するためのサイクロン１０、そして残留する小
滴を除去するための粗い凝集濾過器１１と微細な凝集濾
過器１２、および最後に、オイル蒸気を除去するための
炭素塔１３を有する。
滴を除去するためのサイクロン１０、そして残留する小
滴を除去するための粗い凝集濾過器１１と微細な凝集濾
過器１２、および最後に、オイル蒸気を除去するための
炭素塔１３を有する。
【００３６】空気再加熱器５は、濾過された空気のため
の通路１４と、圧縮器の潤滑および冷却油の向流循環の
ための通路１５とを有する間接向流熱交換器である。オ
イル回路１６はさらに交換器の端部へのバイパス１７を
有し、このバイパスを循環する液は、透過器に入る空気
温度の検出器１８Ａによって制御される３方向弁１８に
よって調節される。検出器１８Ａは周辺温度の検出器１
８Ｂによって規定される制御温度を表示する。
の通路１４と、圧縮器の潤滑および冷却油の向流循環の
ための通路１５とを有する間接向流熱交換器である。オ
イル回路１６はさらに交換器の端部へのバイパス１７を
有し、このバイパスを循環する液は、透過器に入る空気
温度の検出器１８Ａによって制御される３方向弁１８に
よって調節される。検出器１８Ａは周辺温度の検出器１
８Ｂによって規定される制御温度を表示する。
【００３７】透過器６は、並列に配置される２つの分離
濾過装置６Ａおよび６Ｂからなり、それぞれの膜は１９
Ａおよび１９Ｂで示される。実際には、それぞれの装置
６Ａおよび６Ｂは管状の膜の束を囲包する１または複数
の濾過モジュールを有し、分離されるべき空気はこれら
の管内へ導入される。装置６Ａまたは６Ｂが複数のモジ
ュールからなる場合は、この分野では知られるように、
これらのモジュールは異なった方法で配置され得る。
濾過装置６Ａおよび６Ｂからなり、それぞれの膜は１９
Ａおよび１９Ｂで示される。実際には、それぞれの装置
６Ａおよび６Ｂは管状の膜の束を囲包する１または複数
の濾過モジュールを有し、分離されるべき空気はこれら
の管内へ導入される。装置６Ａまたは６Ｂが複数のモジ
ュールからなる場合は、この分野では知られるように、
これらのモジュールは異なった方法で配置され得る。
【００３８】交換器５を通過した空気を輸送する導管２
０は、２つの装置６Ａ、６Ｂの入口にそれぞれつながる
岐管２０Ａ、２０Ｂに分かれる。生成された窒素（濃縮
物）は、単管２１で再結合する導管２１Ａ、２１Ｂを経
由する。導管２１は、弁７の下流側で生成物排出導管１
を成す。導管２０Ｂと２１Ｂはそれぞれ遮断バルブ２２
Ｂおよび２３Ｂを備える。２つの装置内の富酸素空気か
らなる透過物は、残留廃棄物Ｗとして、単管２４におい
て再結合する導管２４Ａと２４Ｂを経由して本装置から
排出される。
０は、２つの装置６Ａ、６Ｂの入口にそれぞれつながる
岐管２０Ａ、２０Ｂに分かれる。生成された窒素（濃縮
物）は、単管２１で再結合する導管２１Ａ、２１Ｂを経
由する。導管２１は、弁７の下流側で生成物排出導管１
を成す。導管２０Ｂと２１Ｂはそれぞれ遮断バルブ２２
Ｂおよび２３Ｂを備える。２つの装置内の富酸素空気か
らなる透過物は、残留廃棄物Ｗとして、単管２４におい
て再結合する導管２４Ａと２４Ｂを経由して本装置から
排出される。
【００３９】上記各要素４ないし７は、同出願人の欧州
特許０５８８７０５に記述されている方法で、検出器１
８Ｂによって制御される加熱装置２６により温度制御さ
れる格納器２５内に配置される。これにより、装置の停
止の間、それぞれ互いに近い温度に維持することができ
る。
特許０５８８７０５に記述されている方法で、検出器１
８Ｂによって制御される加熱装置２６により温度制御さ
れる格納器２５内に配置される。これにより、装置の停
止の間、それぞれ互いに近い温度に維持することができ
る。
【００４０】従って上記の装置は、以下の方法で動作す
る。
る。
【００４１】周辺温度が２５℃以下である場合、２つの
透過装置６Ａと６Ｂを透過するための全ての空気が使用
されるように弁２２Ｂと２３Ｂが開かれる。再加熱器５
は、２５＋５＝３０℃の空気を導管２０で供給するよう
に調節される。
透過装置６Ａと６Ｂを透過するための全ての空気が使用
されるように弁２２Ｂと２３Ｂが開かれる。再加熱器５
は、２５＋５＝３０℃の空気を導管２０で供給するよう
に調節される。
【００４２】周辺温度が２５℃を超える場合、弁２２Ｂ
と２３Ｂは閉じられ、同時に、検出器１８Ａは再加熱器
５の基準点を４０℃にする。反対に、周辺温度が２５℃
よりも低下すると、弁２２Ｂと２３Ｂは再び開かれ、同
時に検出器１８Ａは、再加熱器５の制御点を３０℃まで
戻す。
と２３Ｂは閉じられ、同時に、検出器１８Ａは再加熱器
５の基準点を４０℃にする。反対に、周辺温度が２５℃
よりも低下すると、弁２２Ｂと２３Ｂは再び開かれ、同
時に検出器１８Ａは、再加熱器５の制御点を３０℃まで
戻す。
【００４３】この方法により、周辺温度が高い場合、生
成窒素の圧力は、必要であれば圧縮器の加圧能力によっ
て透過器を使用することで、実質的に一定に維持され得
る。
成窒素の圧力は、必要であれば圧縮器の加圧能力によっ
て透過器を使用することで、実質的に一定に維持され得
る。
【００４４】図２において、破線（曲線Ｃ１）は、分離
温度ＴＳが３５℃以下の全範囲において４０℃で一定で
ある前記の通常の方法を示し、実線（曲線Ｃ２）は、Ｔ
ＳがＴＡ≦２５℃のとき３０℃であり、ＴＡが２５〜３
０℃の間とき４０℃である上記本方法を示している。
温度ＴＳが３５℃以下の全範囲において４０℃で一定で
ある前記の通常の方法を示し、実線（曲線Ｃ２）は、Ｔ
ＳがＴＡ≦２５℃のとき３０℃であり、ＴＡが２５〜３
０℃の間とき４０℃である上記本方法を示している。
【００４５】弁７は、以下のどちらかの方法により窒素
を一定純度に維持することを保証し得る。
を一定純度に維持することを保証し得る。
【００４６】第１の方法によれば、解析器（図示され
ず）は導管２１内を移動するガスの酸素含量を計測し、
この計測値の関数として弁７の開閉度を制御する。より
正確には、もし窒素の純度が前もって定めた値よりも下
がる場合、解析器は弁の開口度を下げ、またその逆が行
われる。
ず）は導管２１内を移動するガスの酸素含量を計測し、
この計測値の関数として弁７の開閉度を制御する。より
正確には、もし窒素の純度が前もって定めた値よりも下
がる場合、解析器は弁の開口度を下げ、またその逆が行
われる。
【００４７】第２の方法によれば、弁７は流量調節器に
設置され、つまり導管２１の上流側に設置され、弁の開
閉を制御する狭窄部に連結される。こうして調節された
流量は、分離温度ＴＳの関数として表示され、したがっ
て検出器１８Ａで制御され得る基準値に対応する。生成
する窒素の一定純度を維持することを可能にする流量の
変動の法則は透過器のパラメータから決定される。
設置され、つまり導管２１の上流側に設置され、弁の開
閉を制御する狭窄部に連結される。こうして調節された
流量は、分離温度ＴＳの関数として表示され、したがっ
て検出器１８Ａで制御され得る基準値に対応する。生成
する窒素の一定純度を維持することを可能にする流量の
変動の法則は透過器のパラメータから決定される。
【００４８】上記の方法は以下のように改変される。
【００４９】実際には、再加熱器５での加熱温度変化の
透過器への効果は、約１０分経過しなければ現れず、安
定化は膜が新たな分離温度に達するのに必要な最後の３
０分から１時間の間を除いては生じない。
透過器への効果は、約１０分経過しなければ現れず、安
定化は膜が新たな分離温度に達するのに必要な最後の３
０分から１時間の間を除いては生じない。
【００５０】したがって、ＴＳの値が変化すると、透過
面積は、前もって決められた時間まで、そうでなけれ
ば、別の態様として、出口圧が前もって決められた値に
変更されるときまで、弁２２Ｂと２３Ｂとの操作によっ
て修正され得ない。
面積は、前もって決められた時間まで、そうでなけれ
ば、別の態様として、出口圧が前もって決められた値に
変更されるときまで、弁２２Ｂと２３Ｂとの操作によっ
て修正され得ない。
【００５１】この方法の他の態様では、温度ＴＳが変化
する間にヒステリシスを導入することを含む。したがっ
て、上記例では、周辺温度が２６℃を超えるときＴＳを
３０℃から４０℃に上昇させ、周辺温度が２４℃を下回
るときは３０℃から４０℃に戻す。
する間にヒステリシスを導入することを含む。したがっ
て、上記例では、周辺温度が２６℃を超えるときＴＳを
３０℃から４０℃に上昇させ、周辺温度が２４℃を下回
るときは３０℃から４０℃に戻す。
【００５２】またある態様において、透過器の空気圧縮
器への順応性を改良するために、透過装置は３つの透過
器と、２つの周辺しきい値温度と、３つのＴＳ値にさら
に分割され得る。もちろん透過装置の数は３より多くす
ることができる。
器への順応性を改良するために、透過装置は３つの透過
器と、２つの周辺しきい値温度と、３つのＴＳ値にさら
に分割され得る。もちろん透過装置の数は３より多くす
ることができる。
【００５３】例えば、ＴＡ≦２５℃、ＴＳ＝３０℃であ
るとき、３つの透過装置が動作する。２５℃＜ＴＡ≦３
０℃、ＴＳ＝３５℃であるとき、２つの透過器だけが動
作する。そして３０℃＜ＴＡ≦３５℃、ＴＳ＝４０℃で
あるとき、１つの透過器が動作する。これは図２の２点
で交わる線（曲線Ｃ３）で示される。
るとき、３つの透過装置が動作する。２５℃＜ＴＡ≦３
０℃、ＴＳ＝３５℃であるとき、２つの透過器だけが動
作する。そして３０℃＜ＴＡ≦３５℃、ＴＳ＝４０℃で
あるとき、１つの透過器が動作する。これは図２の２点
で交わる線（曲線Ｃ３）で示される。
【００５４】もちろん、この態様では、装置はより複雑
に改変される。
に改変される。
【００５５】一定の透過面積を有する通常の透過装置を
使用するために、周辺温度が上昇する間の空気の相対湿
度を８０％より下回るように維持する他の方法では、あ
る一定のしきい値よりも高いＴＡのそれぞれの値、例え
ばＴＡ＝２５℃であるとき、ＴＳ＝ＴＡ＋５℃に選定
し、出口圧に対応する方法で、つまりＴＡが上昇すると
出口圧が下がるように調節する。この方法は、窒素の使
用が、ＴＳ＝４０℃における対応する出口圧よりも実質
的に低い圧力で継続的に行われる多くの場合に適する。
使用するために、周辺温度が上昇する間の空気の相対湿
度を８０％より下回るように維持する他の方法では、あ
る一定のしきい値よりも高いＴＡのそれぞれの値、例え
ばＴＡ＝２５℃であるとき、ＴＳ＝ＴＡ＋５℃に選定
し、出口圧に対応する方法で、つまりＴＡが上昇すると
出口圧が下がるように調節する。この方法は、窒素の使
用が、ＴＳ＝４０℃における対応する出口圧よりも実質
的に低い圧力で継続的に行われる多くの場合に適する。
【００５６】この態様は図２に示される破線（曲線４）
に示される。
に示される。
【００５７】数値的な例では、装置は、１３バールの圧
力を供給する潤滑スクリュータイプの圧縮器２を有す
る。装置６Ａと６Ｂはそれぞれ２２１０ｍ2 と、５２０
ｍ2 の透過面積を有する。生成された窒素の純度は酸素
解析器の手段によって９９％に維持され、ＴＡ＝２０℃
の場合の窒素の公称流量は基準１００として選定され
る。
力を供給する潤滑スクリュータイプの圧縮器２を有す
る。装置６Ａと６Ｂはそれぞれ２２１０ｍ2 と、５２０
ｍ2 の透過面積を有する。生成された窒素の純度は酸素
解析器の手段によって９９％に維持され、ＴＡ＝２０℃
の場合の窒素の公称流量は基準１００として選定され
る。
【００５８】以下の表は、上述の本発明の方法による２
つの主要な動作態様での様々な周辺温度における流量と
窒素の圧力（相対バール値）を示す。
つの主要な動作態様での様々な周辺温度における流量と
窒素の圧力（相対バール値）を示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】また本発明の方法は、温暖気候における現
行純度（≦９３％）での窒素生成にも適用され得る。従
って、長期継続性を改良した条件の下で、温度を下げた
状態で、いつでも膜を動作することができる。
行純度（≦９３％）での窒素生成にも適用され得る。従
って、長期継続性を改良した条件の下で、温度を下げた
状態で、いつでも膜を動作することができる。
【００６１】他の態様では、冷却器３で使用される冷媒
液は水でも成り得、所望する場合は、付加的な回路によ
って冷却される。この場合、前記温度ＴＡは、交換器内
の水の入口温度であり、検出器１８Ｂはこの温度を検出
し、検出器１８Ａと温度調整器２６を制御する。
液は水でも成り得、所望する場合は、付加的な回路によ
って冷却される。この場合、前記温度ＴＡは、交換器内
の水の入口温度であり、検出器１８Ｂはこの温度を検出
し、検出器１８Ａと温度調整器２６を制御する。
【００６２】本発明による方法では、透過器６からの透
過物の一部を圧縮器２の入口へ再循環させることが当然
可能である。
過物の一部を圧縮器２の入口へ再循環させることが当然
可能である。
【図１】本発明による窒素生成のための装置を示す概略
図。
図。
【図２】本発明を表す相対ダイアグラム図。
２…空気圧縮器 ３…冷却器 ４…濾過ユニット ５…空気再加熱器 ６…透過器。
Claims (10)
- 【請求項１】 空気を圧縮し、冷却し、および精製し、
この精製空気を透過器に導入することを包含し、透過器
に進入する空気の温度が前もって決められた温度差ΔＴ
によって上昇された、圧縮空気の最終冷媒液の温度ＴＡ
と少なくとも同じである、窒素生成のための透過による
空気分離方法において、 （Ａ）温度ＴＡ（周辺温度）の値が第一しきい値ＴＡ１
と同じかそれ以下であるとき、温度ＴＳ（分離温度）は
一定値ＴＳ１＝ＴＡ１＋ΔＴに調節され、 （Ｂ）温度ＴＡが、温度ＴＡ１とＴＡ１よりも高い第２
値ＴＡ２との間にあるとき、温度ＴＳはＴＳ−ＴＡ≧Δ
Ｔであるような値に調節されることを特徴とする空気分
離方法。 - 【請求項２】 ＴＳの値が温度ＴＡが間隔ＴＡ１、ＴＡ
２の全範囲において一定である値ＴＳ２である請求項１
記載の方法。 - 【請求項３】 温度ＴＡの値がＴＡ１とほぼ同じである
とき、第１透過面積Ａ１が利用され、温度ＴＡの値がＴ
Ａ１からＴＡ２の間にあるとき、透過面積はＡ１よりも
小さい第２値Ａ２に減少する請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 温度ＴＡの値がＴＡ２とＴＡ２よりも高
いＴＡ３との間にあるとき、温度ＴＳはＴＳ３−ＴＡ３
≧ΔＴであるような一定値ＴＳ３に調節される請求項１
記載の方法。 - 【請求項５】 温度ＴＡの値がＴＡ２とＴＡ２よりも高
いＴＡ３との間にあるとき、透過面積はＡ２よりも少な
い第３値に再び減少する請求項３記載の方法。 - 【請求項６】 温度ＴＡの値の間隔がＴＡ１よりも大き
いとき、ＴＳは可変値ＴＡ＋ΔＴに調節される請求項１
記載の方法。 - 【請求項７】 ＴＡ１の値とΔＴがそれぞれ２５℃と５
℃である請求項１記載の方法。 - 【請求項８】 窒素生成のための、透過による空気分離
のための装置であって、直列に、空気圧縮器、冷却器、
オイルと水を濾過するための装置、空気再加熱器および
透過器を有し、空気再加熱器が、冷却器内の最終冷媒の
温度の関数として透過器に進入する空気の温度を調節す
る手段を有する装置。 - 【請求項９】 空気再加熱器が熱交換液のための通路
と、この通路のための調節可能なバイパスを有する請求
項８記載の装置。 - 【請求項１０】 透過器が少なくとも２つの透過装置を
有し、これらの少なくとも１つが装置外への排出手段を
有する請求項８記載の装置。
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|---|---|---|---|
| FR9602449A FR2745199B1 (fr) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | Procede et installation de separation d'air par permeation, pour la production d'azote |
| FR9602449 | 1996-02-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09323018A true JPH09323018A (ja) | 1997-12-16 |
| JP3703933B2 JP3703933B2 (ja) | 2005-10-05 |
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Family Applications (1)
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| JP04421597A Expired - Fee Related JP3703933B2 (ja) | 1996-02-28 | 1997-02-27 | 窒素生成のための、透過による空気分離方法および装置 |
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| JP (1) | JP3703933B2 (ja) |
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| FR (1) | FR2745199B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012192360A (ja) * | 2011-03-17 | 2012-10-11 | Onodani Kiko Kk | 窒素ガス発生装置 |
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| FR2781390A1 (fr) * | 1998-07-22 | 2000-01-28 | Air Liquide | Procede et installation pour la purification d'un gaz contenant des impuretes lourdes |
| EP1072351A1 (en) * | 1999-07-08 | 2001-01-31 | Pierre Diserens | Method for laser cutting |
| ITFI20010088A1 (it) * | 2001-05-14 | 2002-11-14 | Eurosider S A S Di Ottavio Mil | Apparato a membrane per la produzione di azoto gassoso |
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| US7081153B2 (en) * | 2003-12-02 | 2006-07-25 | Honeywell International Inc. | Gas generating system and method for inerting aircraft fuel tanks |
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| WO2007011979A2 (en) * | 2005-07-19 | 2007-01-25 | Pacific Consolidated Industries, Llc | Mobile nitrogen generation device |
| SG184085A1 (en) | 2010-04-13 | 2012-10-30 | Carrier Corp | Controlled atmosphere systems and methods |
| US8574342B1 (en) | 2010-12-27 | 2013-11-05 | Charles M. Flowe | Method and apparatus for membrane separation |
| RU2539409C1 (ru) * | 2013-06-25 | 2015-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Краснодарский Компрессорный Завод" | Азотная компрессорная станция |
| WO2015191879A1 (en) * | 2014-06-11 | 2015-12-17 | Thermo King Corporation | Air supply system and method |
| EA030712B1 (ru) * | 2014-11-11 | 2018-09-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Тегас" | Генератор азота |
| DE102015210338A1 (de) | 2015-06-03 | 2016-12-08 | BSH Hausgeräte GmbH | Kaffeemaschine |
| RU180075U1 (ru) * | 2017-10-18 | 2018-06-01 | Леонид Григорьевич Кузнецов | Азотная компрессорная установка |
| RU183558U1 (ru) * | 2018-07-24 | 2018-09-25 | Леонид Григорьевич Кузнецов | Азотная компрессорная установка |
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| RU206404U1 (ru) * | 2021-05-21 | 2021-09-09 | Леонид Григорьевич Кузнецов | Судовая компрессорная установка для получения газообразного азота высокого давления |
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| FR2678143B1 (fr) * | 1991-06-28 | 1993-09-03 | Air Liquide | Procede et dispositif d'etablissement d'une atmosphere controlee dans des compartiments d'une enceinte de conservation de produits alimentaires vegetaux frais. |
| FR2695568B1 (fr) * | 1992-09-14 | 1994-10-21 | Air Liquide | Procédé et installation de séparation de gaz par perméation. |
| US5388413A (en) * | 1993-01-22 | 1995-02-14 | Major; Thomas O. | Portable nitrogen source |
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1996
- 1996-02-28 FR FR9602449A patent/FR2745199B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-02-21 ES ES97400392T patent/ES2206668T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-02-21 DE DE69724679T patent/DE69724679T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-02-21 EP EP97400392A patent/EP0792678B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1997-02-27 JP JP04421597A patent/JP3703933B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-02-28 US US08/808,172 patent/US5829272A/en not_active Expired - Fee Related
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| JP3703933B2 (ja) | 2005-10-05 |
| US5829272A (en) | 1998-11-03 |
| EP0792678B1 (fr) | 2003-09-10 |
| DE69724679D1 (de) | 2003-10-16 |
| FR2745199A1 (fr) | 1997-08-29 |
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| DE69724679T2 (de) | 2004-07-08 |
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