JPS6155035B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6155035B2 JPS6155035B2 JP55150660A JP15066080A JPS6155035B2 JP S6155035 B2 JPS6155035 B2 JP S6155035B2 JP 55150660 A JP55150660 A JP 55150660A JP 15066080 A JP15066080 A JP 15066080A JP S6155035 B2 JPS6155035 B2 JP S6155035B2
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- JP
- Japan
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- oxygen
- air
- argon
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- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、空気の液化深冷分離により酸素、窒
素と同時にアルゴンを採取する空気分離装置にお
ける製品酸素量の自動制御方法に関するものであ
る。
素と同時にアルゴンを採取する空気分離装置にお
ける製品酸素量の自動制御方法に関するものであ
る。
従来、アルゴンを採取する空気分離装置の運転
は、一般のアルゴンを採取しない酸素、窒素採取
の空気分離装置に比べて運転操作がむずかしく、
長年の運転経験を有する専門の運転者を必要とし
た。しかしながら、近年これら専門の運転者の人
手不足と、空気分離装置の運転の省力化の要求か
ら、空気分離装置の製品発生量の自動化の要望が
各方面から強くでてきている。
は、一般のアルゴンを採取しない酸素、窒素採取
の空気分離装置に比べて運転操作がむずかしく、
長年の運転経験を有する専門の運転者を必要とし
た。しかしながら、近年これら専門の運転者の人
手不足と、空気分離装置の運転の省力化の要求か
ら、空気分離装置の製品発生量の自動化の要望が
各方面から強くでてきている。
アルゴンを採取しない一般の酸素、窒素採取の
空気分離装置での製品酸素発生量の自動化は、こ
れまでも精溜塔上塔の温度差を一定にする制御方
法、酸素純度を規定値にするように発生量を追従
させる計算機を導入したコンピユーターコントロ
ール等、いくつかの考案がなされ、その一部は実
用化されている。しかしながら、酸素、窒素と同
時にアルゴンを採取する空気分離装置では運転が
むずかしく、製品酸素発生量の最適制御方法がこ
れまでに実用化されていなかつた。
空気分離装置での製品酸素発生量の自動化は、こ
れまでも精溜塔上塔の温度差を一定にする制御方
法、酸素純度を規定値にするように発生量を追従
させる計算機を導入したコンピユーターコントロ
ール等、いくつかの考案がなされ、その一部は実
用化されている。しかしながら、酸素、窒素と同
時にアルゴンを採取する空気分離装置では運転が
むずかしく、製品酸素発生量の最適制御方法がこ
れまでに実用化されていなかつた。
アルゴンを採取する空気分離装置の運転上の問
題点は、粗アルゴン塔の運転を正常に行うことで
ある。粗アルゴン塔の運転は、主精溜塔との運転
と密接な関連があり、粗アルゴン塔の差圧、主精
溜塔の下塔から上塔へ吹込まれる液体空気の酸素
濃度、製品酸素等により大きく変化する。
題点は、粗アルゴン塔の運転を正常に行うことで
ある。粗アルゴン塔の運転は、主精溜塔との運転
と密接な関連があり、粗アルゴン塔の差圧、主精
溜塔の下塔から上塔へ吹込まれる液体空気の酸素
濃度、製品酸素等により大きく変化する。
更に、空気分離装置では空気中のアセチレンお
よび炭化水素の液体酸素中での濃縮防止のため
に、液体空気ラインにゲルを充填した吸着器が設
置されているが、この吸着器は一定周期毎に切替
えて使用され、この切替時の変動によつても粗ア
ルゴン塔の運転は大きく変動する。
よび炭化水素の液体酸素中での濃縮防止のため
に、液体空気ラインにゲルを充填した吸着器が設
置されているが、この吸着器は一定周期毎に切替
えて使用され、この切替時の変動によつても粗ア
ルゴン塔の運転は大きく変動する。
このように、アルゴンを採取する空気分離装置
には、粗アルゴン塔を安定させるためのいくつか
の変動要素があり、これらの要因を的確に、しか
も簡単に把握することが困難なため、これまでア
ルゴンを採取する空気分離装置での製品酸素発生
量の最適自動制御がなされていない。
には、粗アルゴン塔を安定させるためのいくつか
の変動要素があり、これらの要因を的確に、しか
も簡単に把握することが困難なため、これまでア
ルゴンを採取する空気分離装置での製品酸素発生
量の最適自動制御がなされていない。
本発明の目的は、これまで自動制御が困難とさ
れていたアルゴン採取空気分離装置での製品酸素
量の最適な計算機による自動制御を行うことにあ
る。
れていたアルゴン採取空気分離装置での製品酸素
量の最適な計算機による自動制御を行うことにあ
る。
本発明の要点は、粗アルゴン塔の運転を安定さ
せるために、主精溜塔上塔の液体空気吹込段と、
粗アルゴン塔へのフイード段との間に温度計をも
うけ、この段の飽和温度と、主凝縮器の液体酸素
溜めの酸素の飽和温度との温度差に、粗アルゴン
塔の安定運転のための限界値をもうけて、この限
界値の範囲内で酸素純度に応じた製品酸素または
原料空気量の計算制御を行うものである。
せるために、主精溜塔上塔の液体空気吹込段と、
粗アルゴン塔へのフイード段との間に温度計をも
うけ、この段の飽和温度と、主凝縮器の液体酸素
溜めの酸素の飽和温度との温度差に、粗アルゴン
塔の安定運転のための限界値をもうけて、この限
界値の範囲内で酸素純度に応じた製品酸素または
原料空気量の計算制御を行うものである。
以下、本発明の実施例を図によつて詳細に説明
する。図において、原料空気は除塵後導管１、容
量調節弁２を通つて原料空気圧縮機３で約５Kg/
cm2Ｇに昇圧される。圧縮された空気は、導管４よ
り吸着装置５で空気中の水分および炭酸ガスを除
去された後、導管６より主熱交換器７に導かれ
る。主熱交換器７で戻りガスと熱交換して飽和温
度まで冷却された空気の大部分は、導管８より主
精溜塔９の下塔１０に吹込まれ、下塔１０で精溜
されて窒素と純度約40％O2の液体空気に分離さ
れる。主熱交換器７で冷却された空気の残りの一
部は、主熱交換器７の中間から引き抜かれ、導管
１１より膨脹機１２に導かれ、膨脹機１２で圧力
約0.3Kg/cm2Gまで断熱膨脹することによつて外部
仕事をし、自身はほぼ飽和温度近くまで温度を下
げ、装置の全寒冷損失を補つている。膨脹機１２
を出た空気は、導管１３より主精溜塔９の上塔１
４中部に吹込まれて精溜分離される。
する。図において、原料空気は除塵後導管１、容
量調節弁２を通つて原料空気圧縮機３で約５Kg/
cm2Ｇに昇圧される。圧縮された空気は、導管４よ
り吸着装置５で空気中の水分および炭酸ガスを除
去された後、導管６より主熱交換器７に導かれ
る。主熱交換器７で戻りガスと熱交換して飽和温
度まで冷却された空気の大部分は、導管８より主
精溜塔９の下塔１０に吹込まれ、下塔１０で精溜
されて窒素と純度約40％O2の液体空気に分離さ
れる。主熱交換器７で冷却された空気の残りの一
部は、主熱交換器７の中間から引き抜かれ、導管
１１より膨脹機１２に導かれ、膨脹機１２で圧力
約0.3Kg/cm2Gまで断熱膨脹することによつて外部
仕事をし、自身はほぼ飽和温度近くまで温度を下
げ、装置の全寒冷損失を補つている。膨脹機１２
を出た空気は、導管１３より主精溜塔９の上塔１
４中部に吹込まれて精溜分離される。
一方、下塔１０で精溜分離された窒素は、下塔
１０の上部から液体となつて導管１５、膨脹弁１
６、導管１７を通つて、圧力約0.2Kg/cm2Gまで減
圧されて主精溜塔９の上塔１４の上部に還流液と
して供給される。残りの下塔１０の下部に溜めら
れた純度約40％O2の液体空気は、導管１８より
過冷却器１９を通つて上塔１４上部からの窒素ガ
スによつて過冷却され、導管２０より２方向に分
岐される。その一つは導管２１より膨脹弁２２、
導管２３を通つて上塔１４の中部に還流液として
供給され、他の一つは、導管２４より膨脹弁２５
で圧力約0.3Kg/cm2Gまで減圧されて飽和温度まで
温度低下し、粗アルゴン塔２７のコンデンサーに
導かれる。ここで液体空気は、粗アルゴン塔２７
で精溜分離された純度約95％の粗アルゴンガスと
熱交換し、粗アルゴンを液化させて還流液を作る
一方、自身はガス状となり導管２８より上塔１４
の中部に吹込まれて精溜分離される。
１０の上部から液体となつて導管１５、膨脹弁１
６、導管１７を通つて、圧力約0.2Kg/cm2Gまで減
圧されて主精溜塔９の上塔１４の上部に還流液と
して供給される。残りの下塔１０の下部に溜めら
れた純度約40％O2の液体空気は、導管１８より
過冷却器１９を通つて上塔１４上部からの窒素ガ
スによつて過冷却され、導管２０より２方向に分
岐される。その一つは導管２１より膨脹弁２２、
導管２３を通つて上塔１４の中部に還流液として
供給され、他の一つは、導管２４より膨脹弁２５
で圧力約0.3Kg/cm2Gまで減圧されて飽和温度まで
温度低下し、粗アルゴン塔２７のコンデンサーに
導かれる。ここで液体空気は、粗アルゴン塔２７
で精溜分離された純度約95％の粗アルゴンガスと
熱交換し、粗アルゴンを液化させて還流液を作る
一方、自身はガス状となり導管２８より上塔１４
の中部に吹込まれて精溜分離される。
主精溜塔９の上塔１４に吹込まれた空気、液体
窒素、液体空気等は、精溜塔分離によつて上塔１
４の上部に窒素、下部に酸素が分離される。
窒素、液体空気等は、精溜塔分離によつて上塔１
４の上部に窒素、下部に酸素が分離される。
窒素は、上塔１４の上部から直接ガス状とし
て、導管２９より過冷却器１９を通つて導管３０
より主熱交換器７に導かれ、空気と熱交換するこ
とによつてほぼ常温まで温度回復して装置外へ取
出される。
て、導管２９より過冷却器１９を通つて導管３０
より主熱交換器７に導かれ、空気と熱交換するこ
とによつてほぼ常温まで温度回復して装置外へ取
出される。
上塔１４で精溜分離された酸素は、下部の主凝
縮器３２に液状として溜められ、下塔１０の窒素
ガスで再蒸発されたガス状酸素の一部を、導管３
３より抜出して主熱交換器７に導き、空気と熱交
換することによつて常温まで温度回復させて、導
管３４から流量調節弁３５を通り、導管３６より
使用端に供給される。
縮器３２に液状として溜められ、下塔１０の窒素
ガスで再蒸発されたガス状酸素の一部を、導管３
３より抜出して主熱交換器７に導き、空気と熱交
換することによつて常温まで温度回復させて、導
管３４から流量調節弁３５を通り、導管３６より
使用端に供給される。
アルゴンは、主精溜塔９の上塔１４下部のアル
ゴンリツチなフイードガス抜口（以下フイード段
と呼ぶ）から導管３７よりガス状で粗アルゴン塔
２７の下部に導かれ、粗アルゴン塔２７で純度約
95％の粗アルゴンに精溜分離し、上部よりガス状
または液状として導管３８より取出される。
ゴンリツチなフイードガス抜口（以下フイード段
と呼ぶ）から導管３７よりガス状で粗アルゴン塔
２７の下部に導かれ、粗アルゴン塔２７で純度約
95％の粗アルゴンに精溜分離し、上部よりガス状
または液状として導管３８より取出される。
一般に、アルゴンを採取しない空気分離装置で
は、主凝縮器３２より取出される製品酸素出口導
管３３に取付けた酸素純度計３９より酸素純度を
電子計算機４０にインプツトし、純度が規定値に
なるように製品酸素量の流量調節計４１により調
節弁３５を介し制御する方法、または、空気の流
量調節計４２により容量調節弁２を介し制御する
方法などが実用化されつつあるが、アルゴンを採
取する空気分離装置では、粗アルゴン塔２７の運
転状態によつては酸素純度の制御だけではうまく
行かず、粗アルゴン塔２７の運転を安定させるこ
とが絶対条件となる。
は、主凝縮器３２より取出される製品酸素出口導
管３３に取付けた酸素純度計３９より酸素純度を
電子計算機４０にインプツトし、純度が規定値に
なるように製品酸素量の流量調節計４１により調
節弁３５を介し制御する方法、または、空気の流
量調節計４２により容量調節弁２を介し制御する
方法などが実用化されつつあるが、アルゴンを採
取する空気分離装置では、粗アルゴン塔２７の運
転状態によつては酸素純度の制御だけではうまく
行かず、粗アルゴン塔２７の運転を安定させるこ
とが絶対条件となる。
粗アルゴン塔２７を安定させるためには、主精
溜塔９の上塔１４の粗アルゴン塔２７へのフイー
ド段における窒素ガスを規定値以上の濃度にしな
いことが必要である。
溜塔９の上塔１４の粗アルゴン塔２７へのフイー
ド段における窒素ガスを規定値以上の濃度にしな
いことが必要である。
この解決策として、本発明では上塔１４の液体
空気吹込段とフイード段の間に温度検出端４３
と、主凝縮器３２の酸素の飽和温度を測定する温
度検出端４４を設け、更に温度検出端４３および
４４の温度差を測定する温度差計４５を設置し、
温度差がある限界値を越えると粗アルゴン塔２７
へのフイードガス中に窒素が多量に入り、粗アル
ゴン塔２７の運転が不安定になるため、定められ
た温度差の限界値内で、酸素純度計３９の濃度に
応じて製品酸素量、または原料空気量を調節する
ようにしたもので、運転操作過程において、酸素
純度が規定値よりはるかに良く、酸素純度計３９
の指示が酸素量の増量ができると出ていても、も
し温度差計４５の値が限界値を越えているような
場合は、温度差の制御を優先させて空気量の増量
または製品酸素量の減量を行い、粗アルゴン塔２
７の運転を安定させるようにしたものである。
空気吹込段とフイード段の間に温度検出端４３
と、主凝縮器３２の酸素の飽和温度を測定する温
度検出端４４を設け、更に温度検出端４３および
４４の温度差を測定する温度差計４５を設置し、
温度差がある限界値を越えると粗アルゴン塔２７
へのフイードガス中に窒素が多量に入り、粗アル
ゴン塔２７の運転が不安定になるため、定められ
た温度差の限界値内で、酸素純度計３９の濃度に
応じて製品酸素量、または原料空気量を調節する
ようにしたもので、運転操作過程において、酸素
純度が規定値よりはるかに良く、酸素純度計３９
の指示が酸素量の増量ができると出ていても、も
し温度差計４５の値が限界値を越えているような
場合は、温度差の制御を優先させて空気量の増量
または製品酸素量の減量を行い、粗アルゴン塔２
７の運転を安定させるようにしたものである。
温度差計４５のみで製品酸素量を制御すること
も従来行なわれており、アルゴンを採取しない空
気分離装置で実用化されているが、これらは製品
酸素の純度を一定にするための方策であり、粗ア
ルゴン塔２７の安定運転およびアルゴン採取時の
最適酸素純度制御には適していない。
も従来行なわれており、アルゴンを採取しない空
気分離装置で実用化されているが、これらは製品
酸素の純度を一定にするための方策であり、粗ア
ルゴン塔２７の安定運転およびアルゴン採取時の
最適酸素純度制御には適していない。
アルゴン採取運転では、粗アルゴン塔２７の負
荷の状態、吸着器切流時の還流液量の一時的変動
等によつて、酸素の純度が規定値を上回つている
場合でも、粗アルゴン塔２７へのフイード段が窒
素リツチになることがあり、逆にフイード段に窒
素がない場合でも、酸素純度が規定値を下回ると
いうことがあり得る。このような時、本発明方法
では、粗アルゴン塔２７へのフイード段に窒素を
入れないように温度差計４５で限界値をもうけて
いるので、粗アルゴン塔２７の運転を失敗するこ
とがなく、製品酸素量の最適制御が可能である。
荷の状態、吸着器切流時の還流液量の一時的変動
等によつて、酸素の純度が規定値を上回つている
場合でも、粗アルゴン塔２７へのフイード段が窒
素リツチになることがあり、逆にフイード段に窒
素がない場合でも、酸素純度が規定値を下回ると
いうことがあり得る。このような時、本発明方法
では、粗アルゴン塔２７へのフイード段に窒素を
入れないように温度差計４５で限界値をもうけて
いるので、粗アルゴン塔２７の運転を失敗するこ
とがなく、製品酸素量の最適制御が可能である。
本発明は以上述べたようにしたものであるから
従来、運転操作がむずかしく、長年の経験を必要
としたアルゴンを採取する空気分離装置における
製品酸素発生量の最適自動制御が可能となり、省
力化、経験者の人手不足が解消され、運転ミスに
よる損失も解消することができる。
従来、運転操作がむずかしく、長年の経験を必要
としたアルゴンを採取する空気分離装置における
製品酸素発生量の最適自動制御が可能となり、省
力化、経験者の人手不足が解消され、運転ミスに
よる損失も解消することができる。
図面は本発明によるアルゴンを採取する空気分
離装置の自動制御方法の一例を示す系統図であ
る。 ２……容量調節弁、３……空気圧縮機、５……
吸着装置、７……主熱交換器、９……主精溜塔、
１０……下塔、１２……膨脹機、１４……上塔、
１６，２２，２５……膨脹弁、１９……過冷却
器、２７……粗アルゴン塔、３２……主凝縮器、
３５……流量調節弁、３９……酸素純度計、４０
……電子計算機、４１，４２……流量調節計、４
３，４４……温度検出端、４５……温度差計。
離装置の自動制御方法の一例を示す系統図であ
る。 ２……容量調節弁、３……空気圧縮機、５……
吸着装置、７……主熱交換器、９……主精溜塔、
１０……下塔、１２……膨脹機、１４……上塔、
１６，２２，２５……膨脹弁、１９……過冷却
器、２７……粗アルゴン塔、３２……主凝縮器、
３５……流量調節弁、３９……酸素純度計、４０
……電子計算機、４１，４２……流量調節計、４
３，４４……温度検出端、４５……温度差計。
Claims (1)
- １ アルゴンを採取する空気分離装置において、
主精溜塔上塔の液体空気吹込段と粗アルゴン塔へ
のフイード段の間の飽和温度と、主精溜塔主凝縮
器の酸素の飽和温度との温度差を検出し、この温
度差に粗アルゴン塔を安定運転させるための限界
値を設定し、製品酸素量または原料空気量を調節
して前記温度差を常時限界値内に制御すると共
に、前記温度差の限界値内で酸素純度計の酸素濃
度に応じて製品酸素量または原料空気量を制御す
ることを特徴とするアルゴンを採取する空気分離
装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15066080A JPS5774574A (en) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | Control of air separator for extracting argon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15066080A JPS5774574A (en) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | Control of air separator for extracting argon |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5774574A JPS5774574A (en) | 1982-05-10 |
| JPS6155035B2 true JPS6155035B2 (ja) | 1986-11-26 |
Family
ID=15501695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15066080A Granted JPS5774574A (en) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | Control of air separator for extracting argon |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5774574A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61256174A (ja) * | 1985-05-07 | 1986-11-13 | 株式会社日立製作所 | アルゴンを採取する空気分離装置の制御方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5413469A (en) * | 1977-07-01 | 1979-01-31 | Hitachi Ltd | Controlling method for air separation plant |
-
1980
- 1980-10-29 JP JP15066080A patent/JPS5774574A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5774574A (en) | 1982-05-10 |
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