JPH10180082A - ガス消費ユニットへの供給方法および装置 - Google Patents

ガス消費ユニットへの供給方法および装置

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JPH10180082A
JPH10180082A JP9260660A JP26066097A JPH10180082A JP H10180082 A JPH10180082 A JP H10180082A JP 9260660 A JP9260660 A JP 9260660A JP 26066097 A JP26066097 A JP 26066097A JP H10180082 A JPH10180082 A JP H10180082A
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gas
unit
compressed
sending
mixture
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JP9260660A
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Didier Magnet
ディディエ・マニェ
Emmanuel Garnier
エマニュエル・ガルニエ
Bernard Saulnier
ベルナール・ソールニエ
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の大きさを拡張する必要がなく、またエ
ネルギー消費量を増加させる必要もないガス消費ユニッ
トへの供給方法を提供する。 【解決手段】 ガス消費ユニットへの供給方法であっ
て、ｉ）ガス混合物からなる供給流を圧縮ユニットの中
で圧縮し、ｉｉ）圧縮した混合物の第１の部分をガス消
費ユニットへ送り、ｉｉｉ）圧縮した混合物の第２の部
分を、一方が他方よりも高い圧力にある２つのガス流を
生成するために混合物を分離する分離ユニットへ送り、
ｉｖ）高い圧力にあるガス流を、場合により、圧縮した
混合物の第１の部分と混合しながら、ガス消費ユニット
へ送り、ｖ）他方のガス流を、少なくとも１つの圧縮ユ
ニットへ送り、こうして圧縮したガスを少なくとも１つ
のガス消費ユニットへ送る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス消費ユニッ
ト、特に低温（ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ）蒸留により空気を
分離する機器を用いて生成した空気ガスを消費するユニ
ットへの供給方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶鉱炉へ供給する従来の方法を、図１に
示す。空気を圧縮機３、続いて低温分離ユニット５へ送
る。生成された空気を、溶鉱炉ＨＦへ送る前に圧縮機７
の中で圧縮し、そして送風機１によって送出された空気
流と混合する。
【０００３】JP139609(1986)には、溶鉱炉ＨＦの送風機
１によって送出された酸素富化空気により、空気分離ユ
ニット５に供給するシステムが説明されている（図
２）。低圧分離ユニットによって生成された酸素４を、
送風機の取入れ口へ送る。
【０００４】このシステムにおいては、単一圧力のもと
で前記機器によって生成されたガスを利用することのみ
が可能である。
【０００５】さらに、生成された酸素ガスの一部を、空
気回収機器の中で再循環させることにより、ループの中
を循環させる。その結果、機器の大きさを拡張し、さら
にエネルギー消費量を増加させることが必要になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、既知
の方法および装置における上記の欠点を克服することで
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ガス消
費ユニット（ＨＦ）への供給方法であって、 ｉ）ガス混合物からなる供給流を圧縮ユニットの中で圧
縮し、 ｉｉ）圧縮した混合物の第１の部分をガス消費ユニット
（ＨＦ）へ送り、 ｉｉｉ）圧縮した混合物の第２の部分を、一方が他方よ
りも高い圧力にある２つのガス流を生成するために混合
物を分離する分離ユニットへ送り、 ｉｖ）高い圧力にあるガス流を、場合により、圧縮した
混合物の第１の部分と混合しながら、ガス消費ユニット
へ（ＨＦ）送り、 ｖ）他方のガス流を、少なくとも１つの圧縮ユニットへ
送り、こうして圧縮したガスを少なくとも１つのガス消
費ユニット（ＨＦ、ＨＦ２、ＨＦ３）へ送ることを特徴
とする方法が提供される。
【０００８】本発明の他の側面として、 −供給流が空気であり、分離ユニットによって生成され
たガスが窒素についてまたは酸素について富化されてい
ることを特徴とする方法、 −２つのガス流を同じガス消費ユニット（ＨＦ）へ送る
ことを特徴とする方法、 −ガス消費装置（ＨＦ）が、酸素富化空気を消費する溶
鉱炉であることを特徴とする他の方法が提供される。
【０００９】また、本発明によれば、ガス消費ユニット
（ＨＦ）への供給機器であって、圧縮ユニット、ガス消
費ユニット、ガス混合物を分離するユニット（２５）、
ガス混合物を圧縮ユニットへ送る手段、圧縮した混合物
の第１の部分をガス消費ユニットへ送る手段（２２、２
８）、圧縮した混合物の第２の部分を分離ユニットへ送
る手段（２３）、高い圧力にある第１のガスをガス消費
ユニット（ＨＦ、ＨＦ１）へ送る手段、第２のガスを少
なくとも１つの圧縮ユニットへ、続いて少なくとも１つ
のガス消費ユニット（ＨＦ、ＨＦ２、ＨＦ３）へ送る手
段を含むことを特徴とする装置が提供される。
【００１０】本発明は、ここで説明する以外の用途へ適
用することができる。ガス消費ユニットは、酸素以外の
ガス、例えば窒素または水素を消費し得る。従って、分
離ユニットは複数の圧力のもとで窒素または水素を生成
し得る。
【００１１】
【発明の実施の形態】図３から８に、本発明の異なる態
様を示す。
【００１２】図３において、毎時２００，０００ｍ
3 （標準温圧（ｓｔｐ））が送風機２１へ送られる。溶
鉱炉（ＨＦ）へは、酸素が２５％にまで富化された空気
を供給する必要があり、このことは１日あたり３５０ｔ
の純粋酸素の需要を意味する。送風機２１によって圧縮
されたガス流２２は２つに分割されて、第１の部分２８
は溶鉱炉ＨＦへ送られ、第２の部分２３、すなわち毎時
５０，０００ｍ3 （標準温圧）の流量は、従来の仕方で
熱的に結合された２つのカラムを有する蒸留機器２５へ
送られる。
【００１３】この機器により、１日あたり１２０ｔの低
圧酸素および１日あたり２３０ｔの中圧酸素が生成され
る。中圧酸素は流れ２８と組み合わされ、そして低圧酸
素は送風機２１の中で圧縮される。
【００１４】図４に示す別の形態においては、図３の溶
鉱炉ＨＦへ同様の空気分離ユニットを用いて供給する
が、しかし２つの送風機２１、２１Ａを用いている。こ
こで、一方の送風機２１は分離ユニット２５および消費
ユニットへ供給するために使用され、他方の送風機２１
Ａは低圧の酸素富化空気を圧縮するために使用される。
【００１５】このようにして、異なる大きさであり得る
送風機によって空気を圧縮することができる。これらの
送風機のうち１つのみについて、酸素濃度に起因する問
題を回避するために安全対策を必要とする。この結果、
送風機２１Ａは毎時９８，３００ｍ3 （標準温圧）の酸
素富化空気を圧縮する。そして送風機２１は毎時１４
５，０００ｍ3 の空気を圧縮し、このうち、毎時５０，
０００ｍ3 （標準温圧）が機器２５へ送られる（流れ２
３）。この機器は、圧縮されるために送風機２１Ａへ再
循環される毎時３３００ｍ3 （標準温圧）の低圧酸素、
および毎時６７００ｍ3 （標準温圧）の中圧酸素（流れ
２４）を生成する。流量２８および２４が組み合わされ
ることによって、溶鉱炉に必要とされる毎時２００，０
００ｍ3 （標準温圧）の酸素富化空気が構成される。
【００１６】圧縮されたガス流２２は２つに分割され
て、第１の部分２８は溶鉱炉ＨＦへ送られ、第２の部分
２３は二重カラム蒸留ユニット２５へ送られる。蒸留ユ
ニットは、流れ２８と組み合わされる中圧酸素２４、お
よび送風機２１の中で圧縮される低圧酸素２６を生成す
る。この結果、酸素が２３％にまで富化された空気が溶
鉱炉へと送られる。
【００１７】図４に示す別の形態においては、溶鉱炉は
２つの送風機２１、２１Ａによって供給される。低圧酸
素２６は送風機２１Ａに再循環され、空気は送風機２１
のみによって分離ユニット２５へ送られる。
【００１８】図５に示す別の形態においては、低圧酸素
は２つの流れ３６、３７に分割されて、各流れはそれぞ
れの送風機３８、３９によって圧縮され、そして溶鉱炉
ＨＦ２、ＨＦ３へ送られる。空気流も、圧縮機３８、３
９へ送られる。
【００１９】また、分離ユニット２５へ、圧縮機５１に
よって送出された空気流を供給することもできる（図６
参照）。
【００２０】中圧酸素は、場合により混合カラムの中で
（直接熱交換）、または交換器の中で蒸留機器の供給空
気の一部に対して（間接熱交換）、液体流を蒸発させる
ことによって生成することができる。
【００２１】また、本発明は、酸素以外のガスを消費す
るユニット、および、例えばガラス炉の中および銅冶金
ユニットのような酸素富化空気を消費するユニットにも
適用する。
【００２２】また、分離ユニットによって生成された例
えば窒素のような他のガスも、本発明の圧縮ガス消費ユ
ニットへ送ることができる。
【００２３】図７においては、中圧カラムの圧力にまで
圧縮された空気７１が３つの部分に分割されている。第
１の部分７１Ａは、直接中圧カラムへ送られる。第２の
部分７１Ｂは、圧縮機７５の中で圧縮されて交換ライン
７３の中で液化され、そして膨脹した後に中圧カラムへ
送られる。第３の部分７１Ｃは、送風機タービン７７の
中で膨脹されて低圧カラムへ送られる。液体酸素が低圧
カラムから引出され、ポンプによって送られて交換ライ
ン７３の中で蒸発させられる。
【００２４】図８においては、空気送風機タービン７７
が中圧窒素タービン８１によって取り替えられている以
外は図７と同様の部材が含まれている。圧縮された空気
７１Ｂは液化されて２つの部分に分割され、一方は中圧
カラムへ、そして他方は低圧カラムへ送られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶鉱炉へ供給する従来の方法の一例を説明する
ための概略図。
【図２】溶鉱炉へ供給する従来の方法の他の例を説明す
るための概略図。
【図３】本発明に係るガス消費ユニットへの供給方法の
一例を説明するための概略図。
【図４】本発明に係るガス消費ユニットへの供給方法の
他の例を説明するための概略図。
【図５】本発明に係るガス消費ユニットへの供給方法の
他の例を説明するための概略図。
【図６】本発明に係るガス消費ユニットへの供給方法の
他の例を説明するための概略図。
【図７】本発明に係るガス消費ユニットへの供給方法の
他の例を説明するための概略図。
【図８】本発明に係るガス消費ユニットへの供給方法の
他の例を説明するための概略図。
【符号の説明】
１、２１、２１Ａ、３８、３９…送風機、 ３、７、５１、７５…圧縮機、 ４…酸素、 ５…低温分離ユニット、 ２２、２３、２８…ガス流、 ２４…中圧酸素、 ２５…蒸留機器、 ２６、３６、３７…低圧酸素 ７１、７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ…中圧空気、 ７３…交換ライン、 ７７…空気送風機タービン、 ８１…中圧窒素タービン、 ＨＦ、ＨＦ１、ＨＦ２、ＨＦ３…溶鉱炉。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エマニュエル・ガルニエ フランス国、75012 パリ、ブールバー ル・スール 19 (72)発明者 ベルナール・ソールニエ フランス国、92700 コローンブ、リュ・ ルネ・レジェ 25

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガス消費ユニットへの供給方法であっ
    て、 ｉ）ガス混合物からなる供給流を圧縮ユニットの中で圧
    縮し、 ｉｉ）圧縮した混合物の第１の部分をガス消費ユニット
    へ送り、 ｉｉｉ）圧縮した混合物の第２の部分を、一方が他方よ
    りも高い圧力にある２つのガス流を生成するために混合
    物を分離する分離ユニットへ送り、 ｉｖ）高い圧力にあるガス流を、場合により、圧縮した
    混合物の第１の部分と混合しながら、ガス消費ユニット
    へ送り、 ｖ）他方のガス流を、少なくとも１つの圧縮ユニットへ
    送り、こうして圧縮したガスを少なくとも１つのガス消
    費ユニットへ送ることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 供給流が空気であり、分離ユニットによ
    って生成されたガスが窒素についてまたは酸素について
    富化されていることを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 ２つのガス流を同じガス消費ユニットへ
    送ることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】 他方のガス流、および、供給流または供
    給流の一方を、同じ圧縮ユニットの中で圧縮することを
    特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の方法。
  5. 【請求項５】 ガス消費ユニットに、それぞれの送風機
    からなる圧縮ユニットによって別々に圧縮した少なくと
    も２つの供給流を供給することを特徴とする請求項１な
    いし４いずれか１項記載の方法。
  6. 【請求項６】 第１の送風機には他方のガス流によって
    供給し、第２の送風機の中で圧縮した供給流の一部は分
    離ユニットへ送ることを特徴とする請求項５記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 分離ユニットには、空気圧縮機によって
    送出された空気をも供給することを特徴とする請求項１
    ないし６いずれか１項記載の方法。
  8. 【請求項８】 高い圧力にあるガスは、場合により圧縮
    空気流との、直接または間接熱交換の中で液体を蒸発さ
    せることによって、分離ユニットにより生成されること
    を特徴とする請求項１ないし７いずれか１項記載の方
    法。
  9. 【請求項９】 高い圧力にあるガスを、この圧力にまで
    圧縮することを特徴とする請求項１ないし８いずれか１
    項記載の方法。
  10. 【請求項１０】 高い圧力にある空気またはガスを、分
    離ユニットの膨脹タービンにより駆動される圧縮機によ
    って圧縮することを特徴とする請求項８または９記載の
    方法。
  11. 【請求項１１】 分離ユニットが低温蒸留ユニットであ
    ることを特徴とする請求項１ないし１０いずれか１項記
    載の方法。
  12. 【請求項１２】 ガス消費装置が、酸素富化空気を消費
    する溶鉱炉であることを特徴とする請求項１ないし１１
    いずれか１項記載の方法。
  13. 【請求項１３】 ガス消費ユニットへの供給装置であっ
    て、 圧縮ユニット、ガス消費ユニット、ガス混合物を分離す
    るユニット、ガス混合物を圧縮ユニットへ送る手段、圧
    縮した混合物の第１の部分をガス消費ユニットへ送る手
    段、圧縮した混合物の第２の部分を分離ユニットへ送る
    手段、高い圧力にある第１のガスをガス消費ユニットへ
    送る手段、第２のガスを少なくとも１つの圧縮ユニット
    へ、続いて少なくとも１つのガス消費ユニットへ送る手
    段を含むことを特徴とする装置。
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