JPH11179135A - 窒素ガス製造装置及びその運転方法 - Google Patents
窒素ガス製造装置及びその運転方法Info
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- JPH11179135A JPH11179135A JP9355242A JP35524297A JPH11179135A JP H11179135 A JPH11179135 A JP H11179135A JP 9355242 A JP9355242 A JP 9355242A JP 35524297 A JP35524297 A JP 35524297A JP H11179135 A JPH11179135 A JP H11179135A
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- gas
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＰＳＡ式ガス分離装置によって空気から窒素ガ
スを製造し、所要の圧力の窒素ガスを得る場合の運転費
の削減を図ること。 【解決手段】ＰＳＡ式ガス分離装置３によって空気から
窒素ガスを製造し、所要の圧力の窒素ガスを送給するに
際して、（運転効率を向上させるために）前記ＰＳＡ式
ガス分離装置３の下流に窒素ガス圧縮機５を設けたこと
を特徴とする窒素ガス製造装置。
スを製造し、所要の圧力の窒素ガスを得る場合の運転費
の削減を図ること。 【解決手段】ＰＳＡ式ガス分離装置３によって空気から
窒素ガスを製造し、所要の圧力の窒素ガスを送給するに
際して、（運転効率を向上させるために）前記ＰＳＡ式
ガス分離装置３の下流に窒素ガス圧縮機５を設けたこと
を特徴とする窒素ガス製造装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、吸着剤を用いた
圧力スイング式（ＰＳＡ式）ガス分離法によって空気か
ら窒素ガスを製造する装置に関するものである。
圧力スイング式（ＰＳＡ式）ガス分離法によって空気か
ら窒素ガスを製造する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来使用されているＰＳＡ式ガス分離装
置の一例を図２により説明する。これは、大気より窒素
を製造する場合で、空気は、空気圧縮機１により加圧さ
れ、配管２を介してＰＳＡ式ガス分離装置３に供給され
る。
置の一例を図２により説明する。これは、大気より窒素
を製造する場合で、空気は、空気圧縮機１により加圧さ
れ、配管２を介してＰＳＡ式ガス分離装置３に供給され
る。
【０００３】ＰＳＡ式ガス分離装置３により製造された
窒素ガスは、配管４を介して窒素ガスタンク７に供給さ
れる。ＰＳＡ式ガス分離装置３内では、供給された空気
の圧力から２kg／cm2 程度低下した窒素ガスが製造され
るので、空気圧縮機１では、窒素ガスタンク７で必要と
なる圧力より２kg／cm2 Ｇ程度高く空気を加圧してい
る。
窒素ガスは、配管４を介して窒素ガスタンク７に供給さ
れる。ＰＳＡ式ガス分離装置３内では、供給された空気
の圧力から２kg／cm2 程度低下した窒素ガスが製造され
るので、空気圧縮機１では、窒素ガスタンク７で必要と
なる圧力より２kg／cm2 Ｇ程度高く空気を加圧してい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のＰＳＡ式ガス分
離装置を利用した窒素ガス製造装置では、運転費の大部
分が圧縮機の動力であった。特に空気圧縮機は流量が多
く、運転費の高騰を招いていた。
離装置を利用した窒素ガス製造装置では、運転費の大部
分が圧縮機の動力であった。特に空気圧縮機は流量が多
く、運転費の高騰を招いていた。
【０００５】また、ＰＳＡ式ガス分離装置は性能を維持
するための連続稼働が必要であるため、製造量が低下、
もしくは不要となった場合にも待機運転を行いＰＳＡ式
ガス分離装置を作動させて、製造した窒素ガスを外部に
放出する必要があった。この発明は上記のような問題点
を解決するためになされたもので通常運転時並びに稼働
率が低い装置の動力の低減を目的とするものである。
するための連続稼働が必要であるため、製造量が低下、
もしくは不要となった場合にも待機運転を行いＰＳＡ式
ガス分離装置を作動させて、製造した窒素ガスを外部に
放出する必要があった。この発明は上記のような問題点
を解決するためになされたもので通常運転時並びに稼働
率が低い装置の動力の低減を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の窒素ガス製造装
置は、ＰＳＡ式ガス分離装置によって空気から窒素ガス
を製造し、所要の圧力の窒素ガスを得るに際して、（運
転効率を向上させるために）前記ＰＳＡ式ガス分離装置
の下流に窒素ガス圧縮機を設けたことを特徴とするもの
である。
置は、ＰＳＡ式ガス分離装置によって空気から窒素ガス
を製造し、所要の圧力の窒素ガスを得るに際して、（運
転効率を向上させるために）前記ＰＳＡ式ガス分離装置
の下流に窒素ガス圧縮機を設けたことを特徴とするもの
である。
【０００７】また、上記窒素ガス製造装置により窒素ガ
スを製造するに際して、ＰＳＡ式ガス分離装置に供給す
る空気の圧力を、ＰＳＡ式ガス分離装置が効率よくガス
分離できる５kg／cm2 Ｇ程度にして運転することを特徴
とする窒素ガス製造装置の運転方法である。
スを製造するに際して、ＰＳＡ式ガス分離装置に供給す
る空気の圧力を、ＰＳＡ式ガス分離装置が効率よくガス
分離できる５kg／cm2 Ｇ程度にして運転することを特徴
とする窒素ガス製造装置の運転方法である。
【０００８】ここで、本発明の考え方について説明す
る。ＰＳＡ式ガス分離装置では、供給する空気の圧力が
高くなると分離能力が向上するが、５kg／cm2 Ｇ以上に
なると分離能力はほぼ飽和状態になり、あまり増加しな
い。通常５kg／cm2 Ｇ時を１００％とすると、１０kg／
cm2 Ｇ時で１１３％程度である。
る。ＰＳＡ式ガス分離装置では、供給する空気の圧力が
高くなると分離能力が向上するが、５kg／cm2 Ｇ以上に
なると分離能力はほぼ飽和状態になり、あまり増加しな
い。通常５kg／cm2 Ｇ時を１００％とすると、１０kg／
cm2 Ｇ時で１１３％程度である。
【０００９】しかし、従来はＰＳＡ式ガス分離装置で２
kg／cm2 Ｇ程度窒素ガスの供給圧力が低下することを考
慮し、供給圧力（通常７kg／cm2 Ｇ）を確保するために
１０kg／cm2 Ｇ程度まで空気圧縮機で加圧していた。そ
のために空気圧縮機の運転費が膨大になっていた。
kg／cm2 Ｇ程度窒素ガスの供給圧力が低下することを考
慮し、供給圧力（通常７kg／cm2 Ｇ）を確保するために
１０kg／cm2 Ｇ程度まで空気圧縮機で加圧していた。そ
のために空気圧縮機の運転費が膨大になっていた。
【００１０】本装置はこのような問題点を解決するため
になされたもので、空気圧縮機の圧力を、ＰＳＡ式ガス
分離装置が効率よくガス分離できる圧力である５kg／cm
2 Ｇ程度におさえ、あるいは既設の圧縮空気供給設備が
利用できる場合はそれを利用し、圧力低下分はＰＳＡ式
ガス分離装置下流に設置する低流量の窒素ガス圧縮機で
補うことにより、運転費の削減を実現するものである。
また、待機運転時に窒素ガス圧縮機を停止することによ
り、稼働率が低い装置の運転費の削減を実現するもので
ある。
になされたもので、空気圧縮機の圧力を、ＰＳＡ式ガス
分離装置が効率よくガス分離できる圧力である５kg／cm
2 Ｇ程度におさえ、あるいは既設の圧縮空気供給設備が
利用できる場合はそれを利用し、圧力低下分はＰＳＡ式
ガス分離装置下流に設置する低流量の窒素ガス圧縮機で
補うことにより、運転費の削減を実現するものである。
また、待機運転時に窒素ガス圧縮機を停止することによ
り、稼働率が低い装置の運転費の削減を実現するもので
ある。
【００１１】
【発明の実施の形態】実施の形態の一例を図１により説
明する。空気は、空気圧縮機１により５kg／cm2 Ｇ程度
まで加圧され、配管２を介してＰＳＡ式ガス分離装置３
に供給される。
明する。空気は、空気圧縮機１により５kg／cm2 Ｇ程度
まで加圧され、配管２を介してＰＳＡ式ガス分離装置３
に供給される。
【００１２】ＰＳＡ式ガス分離装置３により製造された
窒素ガスは、配管４を通り窒素ガス圧縮機５により必要
圧力まで加圧されて、配管６を介して窒素ガスタンク７
に供給される。
窒素ガスは、配管４を通り窒素ガス圧縮機５により必要
圧力まで加圧されて、配管６を介して窒素ガスタンク７
に供給される。
【００１３】本装置では、空気圧縮機１の能力をＰＳＡ
式ガス分離装置３が効率よくガス分離できる圧力である
５kg／cm2 Ｇ程度の最低限に押さえている代わりに、窒
素ガス圧縮機５の能力を上げることにより所定の能力を
達成しており、トータルの圧縮機の運転費を従来に比べ
低減することが可能となる。
式ガス分離装置３が効率よくガス分離できる圧力である
５kg／cm2 Ｇ程度の最低限に押さえている代わりに、窒
素ガス圧縮機５の能力を上げることにより所定の能力を
達成しており、トータルの圧縮機の運転費を従来に比べ
低減することが可能となる。
【００１４】また、待機運転時には窒素ガス圧縮機５を
停止することが可能であるため、稼働率が低い装置の運
転費の従来の方法からの低減が可能となる。 「実施例１」空気から窒素ガス純度９９．９％、７．５
kg／cm2 Ｇ、３４０Ｎｍ3 ／ｈの窒素ガスを製造して窒
素ガスタンクに供給する場合。
停止することが可能であるため、稼働率が低い装置の運
転費の従来の方法からの低減が可能となる。 「実施例１」空気から窒素ガス純度９９．９％、７．５
kg／cm2 Ｇ、３４０Ｎｍ3 ／ｈの窒素ガスを製造して窒
素ガスタンクに供給する場合。
【００１５】図１において、空気圧縮機１の必要流量は
ｌ，３０２Ｎｍ3 ／ｈであり、ｌkg／cm2 Ｇから５kg／
cm2 Ｇまで加圧する。ＰＳＡ式ガス分離装置３の必要製
造能力は３４０Ｎｍ3 ／ｈであり、３kg／cm2 Ｇの窒素
ガスが製造される。窒素ガス圧縮機５の必要流量は３４
０Ｎｍ3 ／ｈであり、３kg／cm2 Ｇの窒素ガスを７．５
kg／cm2 Ｇまで加圧する。
ｌ，３０２Ｎｍ3 ／ｈであり、ｌkg／cm2 Ｇから５kg／
cm2 Ｇまで加圧する。ＰＳＡ式ガス分離装置３の必要製
造能力は３４０Ｎｍ3 ／ｈであり、３kg／cm2 Ｇの窒素
ガスが製造される。窒素ガス圧縮機５の必要流量は３４
０Ｎｍ3 ／ｈであり、３kg／cm2 Ｇの窒素ガスを７．５
kg／cm2 Ｇまで加圧する。
【００１６】この場合、空気圧縮機１ではｌ３２ｋＷ、
窒素ガス圧縮機５ではｌ３ｋＷの動力が使用され、圧縮
機で合計１４５ｋＷの動力が使用される。また、稼働率
が５０％の場合、圧縮機で平均１３９ｋＷの動力が使用
される。
窒素ガス圧縮機５ではｌ３ｋＷの動力が使用され、圧縮
機で合計１４５ｋＷの動力が使用される。また、稼働率
が５０％の場合、圧縮機で平均１３９ｋＷの動力が使用
される。
【００１７】図２に示す従来技術の場合を対比して説明
する。図２において、空気圧縮機１の必要流量はｌ，１
４８Ｎｍ3 ／ｈであり、ｌkg／cm2 Ｇから９．５kg／cm
2 Ｇまで加圧する。
する。図２において、空気圧縮機１の必要流量はｌ，１
４８Ｎｍ3 ／ｈであり、ｌkg／cm2 Ｇから９．５kg／cm
2 Ｇまで加圧する。
【００１８】ＰＳＡ式ガス分離装置３の必要製造能力は
３４０Ｎｍ3 ／ｈであり、７．５kg／cm2 Ｇの窒素ガス
が製造される。空気圧縮機１ではｌ５９ｋＷの動力が使
用される（稼働率が５０％の時も同様）。
３４０Ｎｍ3 ／ｈであり、７．５kg／cm2 Ｇの窒素ガス
が製造される。空気圧縮機１ではｌ５９ｋＷの動力が使
用される（稼働率が５０％の時も同様）。
【００１９】以上により、本発明の場合は、従来技術と
比較して９１％の動力となる。また、稼働率が５０％の
時には、従来技術と比較して８７％の動力となる。 「実施例２」実施例１の場合の窒素ガス純度は９９．９
％であったが、この例の場合の窒素ガス純度は９９％に
なっている。
比較して９１％の動力となる。また、稼働率が５０％の
時には、従来技術と比較して８７％の動力となる。 「実施例２」実施例１の場合の窒素ガス純度は９９．９
％であったが、この例の場合の窒素ガス純度は９９％に
なっている。
【００２０】空気から窒素ガス純度９９％、７．５kg／
cm2 Ｇ、３４０Ｎｍ3 ／ｈの窒素ガスを製造して窒素ガ
スタンクに供給する場合。図１において、空気圧縮機１
の必要流量はｌ，０３０Ｎｍ3 ／ｈであり、ｌkg／cm2
Ｇから５kg／cm2 Ｇまで加圧する。ＰＳＡ式ガス分離装
置３の必要製造能力は３４０Ｎｍ3 ／ｈであり、３kg／
cm2 Ｇの窒素ガスが製造される。
cm2 Ｇ、３４０Ｎｍ3 ／ｈの窒素ガスを製造して窒素ガ
スタンクに供給する場合。図１において、空気圧縮機１
の必要流量はｌ，０３０Ｎｍ3 ／ｈであり、ｌkg／cm2
Ｇから５kg／cm2 Ｇまで加圧する。ＰＳＡ式ガス分離装
置３の必要製造能力は３４０Ｎｍ3 ／ｈであり、３kg／
cm2 Ｇの窒素ガスが製造される。
【００２１】窒素ガス圧縮機５の必要流量は３４０Ｎｍ
3 ／ｈであり、３kg／cm2 Ｇの窒素ガスを７．５kg／cm
2 Ｇまで加圧する。この場合、空気圧縮機１では１０４
ｋＷ、窒素ガス圧縮機５ではｌ３ｋＷの動力が使用さ
れ、圧縮機で合計１１７ｋＷの動力が使用される。
3 ／ｈであり、３kg／cm2 Ｇの窒素ガスを７．５kg／cm
2 Ｇまで加圧する。この場合、空気圧縮機１では１０４
ｋＷ、窒素ガス圧縮機５ではｌ３ｋＷの動力が使用さ
れ、圧縮機で合計１１７ｋＷの動力が使用される。
【００２２】また、稼働率が５０％の場合、圧縮機で平
均１１１ｋＷの動力が使用される。図２に示す従来技術
の場合を対比して説明する。図２において、空気圧縮機
１の必要流量は９０９Ｎｍ3 ／ｈであり、ｌkg／cm2 Ｇ
から９．５kg／cm2 Ｇまで加圧する。ＰＳＡ式ガス分離
装置３の必要製造能力は３４０Ｎｍ3 ／ｈであり、７．
５kg／cm2 Ｇの窒素ガスが製造される。
均１１１ｋＷの動力が使用される。図２に示す従来技術
の場合を対比して説明する。図２において、空気圧縮機
１の必要流量は９０９Ｎｍ3 ／ｈであり、ｌkg／cm2 Ｇ
から９．５kg／cm2 Ｇまで加圧する。ＰＳＡ式ガス分離
装置３の必要製造能力は３４０Ｎｍ3 ／ｈであり、７．
５kg／cm2 Ｇの窒素ガスが製造される。
【００２３】空気圧縮機１ではｌ２６ｋＷの動力が使用
される（稼働率が５０％の時も同様）。以上により、本
発明の場合は、従来技術と比較して９３％の動力とな
る。また、稼働率が５０％の場合、従来技術と比較して
８８％の動力となる。
される（稼働率が５０％の時も同様）。以上により、本
発明の場合は、従来技術と比較して９３％の動力とな
る。また、稼働率が５０％の場合、従来技術と比較して
８８％の動力となる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、空気
圧縮機での圧力を、ＰＳＡ式ガス分離装置が効率よくガ
ス分離できる圧力である５kg／cm2 Ｇ程度におさえて運
転し、窒素ガス圧縮機で所要の圧力に加圧するように構
成したので、圧縮機の動力が低減され、運転費を従来に
比べ９１〜９３％程度に抑制することができる。また、
待機運転時に窒素ガス圧縮機の停止が可能になるため、
稼働率が低い場合の装置の運転費がさらに数％程度抑制
される効果がある。
圧縮機での圧力を、ＰＳＡ式ガス分離装置が効率よくガ
ス分離できる圧力である５kg／cm2 Ｇ程度におさえて運
転し、窒素ガス圧縮機で所要の圧力に加圧するように構
成したので、圧縮機の動力が低減され、運転費を従来に
比べ９１〜９３％程度に抑制することができる。また、
待機運転時に窒素ガス圧縮機の停止が可能になるため、
稼働率が低い場合の装置の運転費がさらに数％程度抑制
される効果がある。
【図１】この発明の一実施例の形態を示す説明図。
【図２】従来技術の一例を示す説明図。
１…空気圧縮機、２，４，６…配管、３…ＰＳＡ式ガス
分離装置、５…窒素ガス圧縮機、７…窒素ガスタンク。
分離装置、５…窒素ガス圧縮機、７…窒素ガスタンク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北野 良幸 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 熊澤 稔雄 千葉県富津市新富25番地 東京電力株式会 社富津火力建設所内 (72)発明者 中山 幸司 千葉県富津市新富25番地 東京電力株式会 社富津火力建設所内 (72)発明者 石川 直方 千葉県富津市新富25番地 東京電力株式会 社富津火力建設所内 (72)発明者 穂苅 弘一 千葉県富津市新富25番地 東京電力株式会 社富津火力建設所内 (72)発明者 中桐 信晴 千葉県富津市新富25番地 東京電力株式会 社富津火力建設所内 (72)発明者 志摩 弥宏 千葉県富津市新富25番地 東京電力株式会 社富津火力建設所内 (72)発明者 高木 将光 千葉県富津市新富25番地 東京電力株式会 社富津火力建設所内
Claims (2)
- 【請求項１】 ＰＳＡ式ガス分離装置によって空気から
窒素ガスを製造し、所要の圧力の窒素ガスを送給するに
際して、（運転効率を向上させるために）前記ＰＳＡ式
ガス分離装置の下流に窒素ガス圧縮機を設けたことを特
徴とする窒素ガス製造装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の窒素ガス製造装置によ
り窒素ガスを製造するに際して、ＰＳＡ式ガス分離装置
に供給する空気の圧力を、ＰＳＡ式ガス分離装置が効率
よくガス分離できる５kg／cm2 Ｇ程度にして運転するこ
とを特徴とする窒素ガス製造装置の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9355242A JPH11179135A (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | 窒素ガス製造装置及びその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9355242A JPH11179135A (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | 窒素ガス製造装置及びその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11179135A true JPH11179135A (ja) | 1999-07-06 |
Family
ID=18442799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9355242A Pending JPH11179135A (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | 窒素ガス製造装置及びその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11179135A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107061222A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-08-18 | 四川瑞晟石油设备开发有限公司 | 一种氮气压缩机系统 |
-
1997
- 1997-12-24 JP JP9355242A patent/JPH11179135A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107061222A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-08-18 | 四川瑞晟石油设备开发有限公司 | 一种氮气压缩机系统 |
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