JPS6044243B2 - 蒸気による酸素富化ガスの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水蒸気を用いることによつて廃水処理−や燃
焼炉の支燃ガスなどに用い得る酸素富化ガスを製造する
ための方法に関する。

酸素富化ガスの製造方法としては深冷分離法により液
体酸素を得たり、ゼオライＩ〜などによる吸着分離法が
あるが、何れもその諸設備、場所、費−用が極めて大と
なる欠点がある。

そこで近時オルガノポリゾロンキサン、シリコンゴム
などの有機系薄膜を形成し、同膜の表裏両面側に圧力差
を与えることによつて、空気がこの有機系薄膜を通過し
得るようにし、当該通過時におけるガス体侵透速度の差
を利用して、通過側に酸素富化ガスを抽出する隔膜式空
気分離装置も用いられるようになつているが、これとて
も上記圧力差を生じさせるため別途用意した動力源を必
要とし、従つて前記難点を根本的に解決するものとはな
つていない。

一方大規模な高炉、溶融炉、燃焼炉をもつ工業地区や
産業廃水処理を行つているところでは、多量の発生ガス
による廃熱や、これに伴う蒸気が豊富に存在するが、こ
れらの多くは無駄に放散されているため、この余剰エネ
ルギの回収利用について特に最近その研究が活発化して
いる。

ところがその成果は発生ガスぞものをガスタービンに
導入して発電を行い電気エネルギとして利用するとか、
廃熱によつて水蒸気を発生させ蒸気タービンにより発電
を行うもので、何れも電気エネルギに変換した後、電力
としてこれを活用するものであるため、その効率が悪く
満足すべきものとなつていない。

本発明はこのように有効利用がなされず、回収されな
いまゝ廃棄されているエネルギを、活用することによつ
て別途動力源を用いることなく酸素富化ガスを製造し得
るようにして、エネルギの有効利用と同富化ガス製造方
法の改善とを両立させようとするもので、以下その詳細
を図面によつて詳細に説示する。

隔膜式空気分離装置１は前記のようにシリコンゴムなど
の有機系薄膜を有し、その表側は外気２に面すると共に
裏側は、蒸気真空ポンプなどと呼ばれるスチームエゼク
タ３の吸入口４と連結され、同工セクタ３の入口５から
、前記のように工業地区等で生じた余剰蒸気や廃熱によ
つて発生させた水蒸気６を供給して、これを通過せしめ
ることにより出口７から流出させるのであり、図中８は
当該流出途上に設けたドレインセパレータ、９はその冷
却水を示している。

従つて第１図の場合、上記の通り水蒸気６をスチームエ
ゼクタ３に供給通過させれば、当該蒸気流によりその吸
入口４側が減圧状態となり、同工セクタが１段だけでも
１００トリチエリ程度の真空度が得られ、この負圧と大
気圧との圧力差によつて空気はスチームエゼクタ３側に
向け侵入することになり、これにより同装置１の裏側よ
り酸素富化ガス１０を抽出することができるのであつて
、実際上前記の如く１段だけで１５イ／ｈ１酸素ガス濃
度４０％の同富化ガスを得ることができた。

この結果同工セクタ３からは水蒸気と酸素富化ガスとの
混合ガス１１が吐出されることになり、この場合必要が
あれば図示のようにドレインセパレータ８を設けること
により当該水蒸気を除去して供給すべき需要先１２へ送
るようにすればよいが、例えば需要先１２が廃水処理槽
である場合な４どは、ドレインセパレータ８を設けず同
上工セクタ３と需要先１２とを直接配管するようにして
もよく、この場合配管が適当長あれは廃水処理槽入口に
おける温度も当該処理に影響を与えない程度とすること
ができる。次に第２図に示した実施例では１３が高炉、
溶融炉、燃焼炉等の炉で、該炉１３の高温廃ガスによつ
て水蒸気を発生させ、これをスチームエゼクタ３の入口
５に導入するようになし、同工セクタ３の出口７を、上
記炉１３における需要先１２としての支燃ガス供給箇所
と連結することにより、閉回路を組むようにしたものを
示しており、かくてこの場合にはスチームエゼクタ３の
出口７から吐出された混合ガス１１中の水蒸気がドレイ
ンセパレータ８により凝縮されて同セパレータ８外に排
出されることになり、酸素富化ガスだけが炉１３の支燃
ガスとして吹き込まれるのであり、これにより加熱され
た炉１３の廃熱を利用して得た水フ蒸気がスチームエゼ
クタ３に送られる。こ）で実際炉１３の図示しない蒸気
発生器から７ｋ９／ＣｒｉＧの圧力をもつたスチームを
スチームエゼクタ３に毎時１６０ｋ９供与したところ、
同工セクタ３の吸入口４における真空度が７０〜１００
トリチ・エリとなり、毎時１５イの４０％酸素富化ガス
を隔膜式空気分離装置１により得ることができ、出口７
からの混合ガス１１からドレインセパレータ８により水
蒸気を除去することにより、略５０％の相対湿度をもつ
た４０％酸素富化ガスを上記の如く毎時゛１５ｄだけ炉
１３の支燃ガスとして吹き込むことができた。

本発明は上記のようにして具現できるので、工場等にお
いて多量に生ずる廃熱や余剰スチームを直接活用するこ
とができ、酸素富化ガスの製造に際し、別途動力を用い
ることなく、当該スチーム利用によつて同ガスが得られ
るので、高純度の酸素を空気に混合して炉の支燃ガスに
用いている従来のものに比し、その費用を大巾に低減す
ることができ、隔膜式空気分離装置とスチームエゼクタ
の連結という新規な構成により目的を達成し得るため、
設備、場所の点でも従来方の難点を解消できることにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る酸素富化ガスの製造に用い得る装
置の一実施例を示した系統説明図、第２図は同装置の他
実施例を示す系統説明図てある。 １・・・・・・隔膜式空気分離装置、２・・・・・・外
気、３・・・・・スチームエゼクタ、６・・・・・・水
蒸気、１０・・・・・・酸素富化ガス、１２・・・・・
・需要先。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 余剰蒸気などの水蒸気をスチームエゼクタに供給通
   過せしめることにより、該エゼクタに減圧状態を生ぜし
   め、これによる負圧と外気との圧力差によつて、外気が
   同エゼクタと連結した隔膜式空気分離装置を通過するよ
   うにして、同装置により抽出された酸素富化ガスを前記
   水蒸気と共に同上エゼクタより流出させ、この混合ガス
   より必要に応じ同水蒸気より分離して、所望需要先に吐
   出するようにしたことを特徴とする蒸気による酸素富化
   ガスの製造方法。 ２ 溶解炉等の炉によつて発生する水蒸気をスチームエ
   ゼクタに供給通過するようにし、同エゼクタから流出さ
   れる混合ガスから水蒸気を分離し、これにより得た酸素
   富化ガスを、上記炉の支燃ガス供給箇所へ吐出するよう
   にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蒸
   気による酸素富化ガスの製造方法。