JPS6217149B2 - - Google Patents
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- JPS6217149B2 JPS6217149B2 JP58089855A JP8985583A JPS6217149B2 JP S6217149 B2 JPS6217149 B2 JP S6217149B2 JP 58089855 A JP58089855 A JP 58089855A JP 8985583 A JP8985583 A JP 8985583A JP S6217149 B2 JPS6217149 B2 JP S6217149B2
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- nitrogen
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は窒素ガス連続製造装置に関するもの
である。
である。
電子工業では極めて多量の窒素ガスが使用され
ている。このため、安価な窒素ガスの供給が望ま
れ、その要望に応えるためにPSA方式が導入さ
れ、それによつて窒素ガスが製造され供給される
ようになつている。このPSA方式による窒素ガス
製造装置を第１図に示す。図において、１は空気
取入口、２は空気圧縮機、３はアフタークーラ
ー、３ａは冷却水供給路、４は油水セパレーター
である。５は第１の吸着槽、６は第２の吸着槽で
あり、V1およびV2は空気作動弁で、空気圧縮機
２によつて圧縮された空気を弁作用により吸着槽
６に送り込む。V3およびV4は真空弁であり、吸
着槽６内を真空ポンプ６ａの作用により真空状態
にする。６ｂは真空ポンプ６ａに冷却水を供給す
る冷却パイプ、６ｃはサイレンサー、６ｄはその
排気パイプである。V5，V6，V7およびV9は空気
作動弁である。７は製品槽であり、パイプ８によ
り吸着槽５，６に接続されている。７ａは製品窒
素ガス取出パイプ、７ｂは不純物分析計、７ｃは
流量計である。
ている。このため、安価な窒素ガスの供給が望ま
れ、その要望に応えるためにPSA方式が導入さ
れ、それによつて窒素ガスが製造され供給される
ようになつている。このPSA方式による窒素ガス
製造装置を第１図に示す。図において、１は空気
取入口、２は空気圧縮機、３はアフタークーラ
ー、３ａは冷却水供給路、４は油水セパレーター
である。５は第１の吸着槽、６は第２の吸着槽で
あり、V1およびV2は空気作動弁で、空気圧縮機
２によつて圧縮された空気を弁作用により吸着槽
６に送り込む。V3およびV4は真空弁であり、吸
着槽６内を真空ポンプ６ａの作用により真空状態
にする。６ｂは真空ポンプ６ａに冷却水を供給す
る冷却パイプ、６ｃはサイレンサー、６ｄはその
排気パイプである。V5，V6，V7およびV9は空気
作動弁である。７は製品槽であり、パイプ８によ
り吸着槽５，６に接続されている。７ａは製品窒
素ガス取出パイプ、７ｂは不純物分析計、７ｃは
流量計である。
この窒素ガス連続製造装置は、空気圧縮機２に
より空気を圧縮し、この空気圧縮機２に付随する
アフタークーラー３によつて圧縮された空気を冷
却してセパレーター４で凝縮水を除去し、空気作
動弁V1またはV2を経由させて吸着槽５，６に送
入する。２基の吸着槽５，６はそれぞれ酸素吸着
用のカーボンモレキユラシーブを内蔵しており、
これらの吸着槽５，６にはプレツシヤースイング
方式により１分間毎に交互に圧縮空気が送りこま
れる。この場合、圧縮空気の送り込まれていない
吸着槽５，６は真空ポンプ６ａの作用により内部
が真空状態にされる。すなわち、空気圧縮機２に
より圧縮された空気は、一方の吸着槽５内に入り
カーボンモレキユラシーブによつてそのなかの酸
素分を吸着除去され、窒素ガスとなつて弁V5，
V7，V9を経て製品槽７内に送られ、パイプ７ａ
から取り出される。この時、他方の吸着槽６は、
空気圧縮機２からの空気が弁V2の閉成によつて
遮断され、かつ弁V4の開成によつて内部が真空
ポンプ６ａにより真空吸引される。その結果、カ
ーボンモレキユラシーブに吸着された酸素が吸引
除去されカーボンモレキユラシーブが再生され
る。このようにして、吸着槽５，６から交互に窒
素ガスが製品槽７に送られ製品窒素ガスが連続的
に得られる。
より空気を圧縮し、この空気圧縮機２に付随する
アフタークーラー３によつて圧縮された空気を冷
却してセパレーター４で凝縮水を除去し、空気作
動弁V1またはV2を経由させて吸着槽５，６に送
入する。２基の吸着槽５，６はそれぞれ酸素吸着
用のカーボンモレキユラシーブを内蔵しており、
これらの吸着槽５，６にはプレツシヤースイング
方式により１分間毎に交互に圧縮空気が送りこま
れる。この場合、圧縮空気の送り込まれていない
吸着槽５，６は真空ポンプ６ａの作用により内部
が真空状態にされる。すなわち、空気圧縮機２に
より圧縮された空気は、一方の吸着槽５内に入り
カーボンモレキユラシーブによつてそのなかの酸
素分を吸着除去され、窒素ガスとなつて弁V5，
V7，V9を経て製品槽７内に送られ、パイプ７ａ
から取り出される。この時、他方の吸着槽６は、
空気圧縮機２からの空気が弁V2の閉成によつて
遮断され、かつ弁V4の開成によつて内部が真空
ポンプ６ａにより真空吸引される。その結果、カ
ーボンモレキユラシーブに吸着された酸素が吸引
除去されカーボンモレキユラシーブが再生され
る。このようにして、吸着槽５，６から交互に窒
素ガスが製品槽７に送られ製品窒素ガスが連続的
に得られる。
上記の窒素ガス連続製造装置は、カーボンモレ
キユラシーブが酸素を選択的に吸着するという特
性を利用して窒素ガスを製造するため、安価に窒
素ガスを得ることができる。しかしながら、前記
のように、２基の吸着槽５，６に１分間毎に交互
に圧縮空気を送り、それと同時に、他方の吸着槽
内を真空吸引するため、弁が多数必要になるとと
もに、弁操作も煩雑になり故障が多発しやすいと
いう欠点を有している。そのため、２個１組の吸
着槽５，６を２組設け、１組を予備としなければ
ならないのが実情である。したがつて、設備費が
かさむという欠点も有している。
キユラシーブが酸素を選択的に吸着するという特
性を利用して窒素ガスを製造するため、安価に窒
素ガスを得ることができる。しかしながら、前記
のように、２基の吸着槽５，６に１分間毎に交互
に圧縮空気を送り、それと同時に、他方の吸着槽
内を真空吸引するため、弁が多数必要になるとと
もに、弁操作も煩雑になり故障が多発しやすいと
いう欠点を有している。そのため、２個１組の吸
着槽５，６を２組設け、１組を予備としなければ
ならないのが実情である。したがつて、設備費が
かさむという欠点も有している。
他方、従来の深冷液化方式の窒素ガス製造装置
は、圧縮機で圧縮された圧縮原料空気の冷却用熱
交換器の冷却のために、膨脹タービンを用い、こ
れを精留塔内に溜る液体空気（深冷液化分離によ
り低沸点の窒素はガスとして取り出され、残部が
酸素リツチな液体空気となつて溜る）から蒸発し
たガスの圧力で駆動するようになつている。とこ
ろが、膨脹タービンは回転速度が極めて大（数万
回／分）であつて負荷変動（製品窒素の取出量
《需要量》の変動）に対する追従運転が困難であ
るため、負荷変動時に製品の純度がばらつくとい
う難点を有している。また、このものは高速回転
するため機械構造上高精度が要求され、かつ高価
であり、機構が複雑なため特別に養成した要員が
必要という難点も有している。すなわち、膨脹タ
ービンは高速回転部を有するため、上記のような
諸問題を生じるのであり、このような高速回転部
を有する膨脹タービンの除去に対して強い要望が
あつた。
は、圧縮機で圧縮された圧縮原料空気の冷却用熱
交換器の冷却のために、膨脹タービンを用い、こ
れを精留塔内に溜る液体空気（深冷液化分離によ
り低沸点の窒素はガスとして取り出され、残部が
酸素リツチな液体空気となつて溜る）から蒸発し
たガスの圧力で駆動するようになつている。とこ
ろが、膨脹タービンは回転速度が極めて大（数万
回／分）であつて負荷変動（製品窒素の取出量
《需要量》の変動）に対する追従運転が困難であ
るため、負荷変動時に製品の純度がばらつくとい
う難点を有している。また、このものは高速回転
するため機械構造上高精度が要求され、かつ高価
であり、機構が複雑なため特別に養成した要員が
必要という難点も有している。すなわち、膨脹タ
ービンは高速回転部を有するため、上記のような
諸問題を生じるのであり、このような高速回転部
を有する膨脹タービンの除去に対して強い要望が
あつた。
この発明は、外部より取り入れた空気を圧縮す
る空気圧縮手段と、この空気圧縮手段によつて圧
縮された圧縮空気中の炭酸ガスと水分とを除去す
る除去手段と、この除去手段を経た圧縮空気を超
低温に冷却する熱交換手段と、この熱交換手段に
より超低温に冷却された圧縮空気の一部を液化し
て内部に溜め窒素のみを上部側から気体として取
り出す精留塔を備えた窒素ガス製造装置におい
て、装置外から液体窒素の供給を受けこれを貯蔵
する液体窒素貯蔵手段と、この液体窒素貯蔵手段
内の液体窒素を冷熱発生用膨脹器からの発生冷熱
に代えて圧縮空気液化用の寒冷源として連続的に
上記熱交換手段に導く導入路と、上記精留塔から
気体として取り出される窒素ガスを上記熱交換手
段を経由させ上記圧縮空気と熱交換させることに
より温度上昇させ製品窒素ガスとする窒素ガス取
出路を備えた窒素ガス連続製造装置をその要旨と
するものである。
る空気圧縮手段と、この空気圧縮手段によつて圧
縮された圧縮空気中の炭酸ガスと水分とを除去す
る除去手段と、この除去手段を経た圧縮空気を超
低温に冷却する熱交換手段と、この熱交換手段に
より超低温に冷却された圧縮空気の一部を液化し
て内部に溜め窒素のみを上部側から気体として取
り出す精留塔を備えた窒素ガス製造装置におい
て、装置外から液体窒素の供給を受けこれを貯蔵
する液体窒素貯蔵手段と、この液体窒素貯蔵手段
内の液体窒素を冷熱発生用膨脹器からの発生冷熱
に代えて圧縮空気液化用の寒冷源として連続的に
上記熱交換手段に導く導入路と、上記精留塔から
気体として取り出される窒素ガスを上記熱交換手
段を経由させ上記圧縮空気と熱交換させることに
より温度上昇させ製品窒素ガスとする窒素ガス取
出路を備えた窒素ガス連続製造装置をその要旨と
するものである。
すなわち、この発明の窒素ガス連続製造装置
は、液体窒素の蒸発熱を利用して、熱交換手段に
送り込まれる圧縮空気を冷却し、精留塔において
圧縮空気の一部を液化分離して窒素を気体のまま
で保持し、これを製造窒素ガスとして取り出すた
め、膨脹タービンが不要になり、膨脹タービンに
起因する上記負荷変動時における純度ばらつき等
の弊害を回避でき、かつ窒素ガスを安価に得るこ
とができるようになる。また、PSA方式のように
多数の弁を要しないため故障も少なくなる。
は、液体窒素の蒸発熱を利用して、熱交換手段に
送り込まれる圧縮空気を冷却し、精留塔において
圧縮空気の一部を液化分離して窒素を気体のまま
で保持し、これを製造窒素ガスとして取り出すた
め、膨脹タービンが不要になり、膨脹タービンに
起因する上記負荷変動時における純度ばらつき等
の弊害を回避でき、かつ窒素ガスを安価に得るこ
とができるようになる。また、PSA方式のように
多数の弁を要しないため故障も少なくなる。
つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳しく
説明する。
説明する。
第２図はこの発明の一実施例の構成図である。
図において、９は空気圧縮機、１０はドレン分離
器、１１はフロン冷却器、１２は２個１組の吸着
筒である。吸着筒１２は内部にモレキユラシーブ
が充填されていて空気圧縮機９により圧縮された
空気中のH2OおよびCO2を吸着除去する作用をす
る。１３は第１の熱交換器であり、吸着筒１２に
よりH2OおよびCO2が吸着除去された圧縮空気が
送り込まれる。１４は第２の熱交換器であり、第
１の熱交換器１３を経た圧縮空気が送り込まれ
る。１５は液体窒素貯槽であり、内部の液体窒素
を導入路パイプ１６を経て第２の熱交換器１４へ
送り込み、第２の熱交換器１４中に送り込まれた
圧縮空気と熱交換させ、ついで第１の熱交換器１
３内に送り込んでそこで第１の熱交換器１３に送
り込まれた圧縮空気と熱交換させて気化させるよ
うになつている。第１の熱交換器１３によつて気
化された液体窒素は、放出パイプ１６ａを経て大
気中に放出されるようになつている。この放出パ
イプ１６ａの出口部には、圧力制御弁が設けられ
ており、導入路パイプ１６および放出パイプ１６
ａ内の液体窒素量の制御を行う。
図において、９は空気圧縮機、１０はドレン分離
器、１１はフロン冷却器、１２は２個１組の吸着
筒である。吸着筒１２は内部にモレキユラシーブ
が充填されていて空気圧縮機９により圧縮された
空気中のH2OおよびCO2を吸着除去する作用をす
る。１３は第１の熱交換器であり、吸着筒１２に
よりH2OおよびCO2が吸着除去された圧縮空気が
送り込まれる。１４は第２の熱交換器であり、第
１の熱交換器１３を経た圧縮空気が送り込まれ
る。１５は液体窒素貯槽であり、内部の液体窒素
を導入路パイプ１６を経て第２の熱交換器１４へ
送り込み、第２の熱交換器１４中に送り込まれた
圧縮空気と熱交換させ、ついで第１の熱交換器１
３内に送り込んでそこで第１の熱交換器１３に送
り込まれた圧縮空気と熱交換させて気化させるよ
うになつている。第１の熱交換器１３によつて気
化された液体窒素は、放出パイプ１６ａを経て大
気中に放出されるようになつている。この放出パ
イプ１６ａの出口部には、圧力制御弁が設けられ
ており、導入路パイプ１６および放出パイプ１６
ａ内の液体窒素量の制御を行う。
精留塔１８は、下部から、第１および第２の熱
交換器１３，１４を経て超低温（約−170℃）に
冷却された圧縮空気を取り込んで圧縮空気中の酸
素（沸点−183℃）を液化し、窒素（沸点−196
℃）のみを上部から排出するようになつている。
１８ａは第１の案内パイプで、精留塔１８の上部
から排出された超低温の窒素ガスを第２、第１の
熱交換器１４，１３に案内し、そこに送り込まれ
る圧縮空気と熱交換させて常温にし製品ガスとし
てメインパイプ１７に送り込む作用をする。１８
ｂは精留塔パイプで、精留塔１８の下部に溜まつ
た液体空気（液体窒素もかなり混入している）
を、精留塔１８の上部に設けられた冷却パイプ１
８ｃに案内してそのパイプ１８ｃを冷却する作用
をする。１８ｄはそのパイプの冷却を終えた液体
空気を第２および第１の熱交換器１４，１３に送
り込む第２の案内パイプである。第２および第１
の熱交換器１４，１３の熱交換（熱交換器１４，
１３内の圧縮空気の冷却）を終えた液体空気は気
化して第１の熱交換器１３の放出パイプ１３ａか
ら矢印のように大気中に放出されるようになつて
いる。なお、１９はバツクアツプ系ラインであ
り、空気圧縮系ラインが故障したときに、液体窒
素貯槽１５内の液体窒素を蒸発器２０に送入しそ
こで蒸発させてメインパイプ１７に送り込み、窒
素ガスの供給が途絶えることのないようにするも
のである。
交換器１３，１４を経て超低温（約−170℃）に
冷却された圧縮空気を取り込んで圧縮空気中の酸
素（沸点−183℃）を液化し、窒素（沸点−196
℃）のみを上部から排出するようになつている。
１８ａは第１の案内パイプで、精留塔１８の上部
から排出された超低温の窒素ガスを第２、第１の
熱交換器１４，１３に案内し、そこに送り込まれ
る圧縮空気と熱交換させて常温にし製品ガスとし
てメインパイプ１７に送り込む作用をする。１８
ｂは精留塔パイプで、精留塔１８の下部に溜まつ
た液体空気（液体窒素もかなり混入している）
を、精留塔１８の上部に設けられた冷却パイプ１
８ｃに案内してそのパイプ１８ｃを冷却する作用
をする。１８ｄはそのパイプの冷却を終えた液体
空気を第２および第１の熱交換器１４，１３に送
り込む第２の案内パイプである。第２および第１
の熱交換器１４，１３の熱交換（熱交換器１４，
１３内の圧縮空気の冷却）を終えた液体空気は気
化して第１の熱交換器１３の放出パイプ１３ａか
ら矢印のように大気中に放出されるようになつて
いる。なお、１９はバツクアツプ系ラインであ
り、空気圧縮系ラインが故障したときに、液体窒
素貯槽１５内の液体窒素を蒸発器２０に送入しそ
こで蒸発させてメインパイプ１７に送り込み、窒
素ガスの供給が途絶えることのないようにするも
のである。
この装置は、つぎのようにして製品窒素ガスを
製造する。すなわち、空気圧縮機９により空気を
圧縮し、ドレン分離器１０により圧縮された空気
中の水分を除去してフロン冷却器１１により冷却
し、その状態でモレキユラシーブが充填されてい
る吸着筒１２に送り込み、空気中のH2Oおよび
CO2を吸着除去する。ついで、H2O，CO2が吸着
除去された圧縮空気を第１の熱交換器１３および
第２の熱交換器１４に送り込んで超低温に冷却
し、精留塔１８内に送り込む。そして、窒素と酸
素の沸点の差（酸素の沸点−183℃、窒素の沸点
−196℃）を利用して空気中の酸素を液化し、窒
素を気体のまま取り出して第１の熱交換器１３に
送り込み常温近くまで昇温させ、メインパイプ１
７から製品窒素ガスとして取り出す。この場合、
液体窒素貯槽１５内の液体窒素は、第１および第
２の熱交換器１３，１４の寒冷源として作用し、
それ自身は気化して放出パイプ１６ａから大気中
に放出される。
製造する。すなわち、空気圧縮機９により空気を
圧縮し、ドレン分離器１０により圧縮された空気
中の水分を除去してフロン冷却器１１により冷却
し、その状態でモレキユラシーブが充填されてい
る吸着筒１２に送り込み、空気中のH2Oおよび
CO2を吸着除去する。ついで、H2O，CO2が吸着
除去された圧縮空気を第１の熱交換器１３および
第２の熱交換器１４に送り込んで超低温に冷却
し、精留塔１８内に送り込む。そして、窒素と酸
素の沸点の差（酸素の沸点−183℃、窒素の沸点
−196℃）を利用して空気中の酸素を液化し、窒
素を気体のまま取り出して第１の熱交換器１３に
送り込み常温近くまで昇温させ、メインパイプ１
７から製品窒素ガスとして取り出す。この場合、
液体窒素貯槽１５内の液体窒素は、第１および第
２の熱交換器１３，１４の寒冷源として作用し、
それ自身は気化して放出パイプ１６ａから大気中
に放出される。
このように、この窒素ガス連続製造装置によれ
ば、液体窒素の蒸発熱を利用して圧縮空気を冷却
し、それを精留塔１８に送り込んで酸素等を分離
し窒素のみを取り出し、これを製品窒素ガスとす
るため、膨脹タービンに起因する前記弊害を全く
生じず、極めて安価に、かつ高純度の窒素ガスを
得ることができる。特に、この装置は、液体窒素
貯槽１５からの導入路パイプ１６が精留塔ライン
から独立しているため、熱移動のみを制御しう
る。したがつて、精留塔１８内の圧力変動を考慮
せず運転できるという利点を備えている。
ば、液体窒素の蒸発熱を利用して圧縮空気を冷却
し、それを精留塔１８に送り込んで酸素等を分離
し窒素のみを取り出し、これを製品窒素ガスとす
るため、膨脹タービンに起因する前記弊害を全く
生じず、極めて安価に、かつ高純度の窒素ガスを
得ることができる。特に、この装置は、液体窒素
貯槽１５からの導入路パイプ１６が精留塔ライン
から独立しているため、熱移動のみを制御しう
る。したがつて、精留塔１８内の圧力変動を考慮
せず運転できるという利点を備えている。
上記装置は、精留塔１８を高精度に設定するこ
とにより、純度99.999％の窒素ガスを純度ばらつ
きなく得ることができるようになる。これに対し
て、PSA方式の窒素ガス製造装置では、たかだか
99.3％の純度のものしか得られないのであり、膨
脹タービンを用いる深冷液化分離装置では負荷変
動時に純度がばらつくのである。そのうえ、需要
量の大幅な増加時、もしくは精留塔ラインの故障
によつて精留塔１８から製品窒素ガスが得られな
くなつたりした時等に、バツクアツプ系ライン１
９が作動して液体窒素貯槽１５内の液体窒素を直
接蒸発器２０で気化し、これを製品窒素ガスとし
てメインパイプ１７に流すため、需要量の大幅増
加時における製品窒素ガスの純度低下現象の発生
や、製品窒素ガス供給の途絶えが回避され、常時
安定に製品窒素ガスを供給しうる。しかも、この
装置は、１基の液体窒素貯槽１５を、精留塔ライ
ンとバツクアツプ系ラインの双方の貯槽として共
用するため、設備費を大幅に節約できると同時
に、液体窒素貯槽の設置スペースを小さくでき、
装置全体のコンパクト化を実現できる。
とにより、純度99.999％の窒素ガスを純度ばらつ
きなく得ることができるようになる。これに対し
て、PSA方式の窒素ガス製造装置では、たかだか
99.3％の純度のものしか得られないのであり、膨
脹タービンを用いる深冷液化分離装置では負荷変
動時に純度がばらつくのである。そのうえ、需要
量の大幅な増加時、もしくは精留塔ラインの故障
によつて精留塔１８から製品窒素ガスが得られな
くなつたりした時等に、バツクアツプ系ライン１
９が作動して液体窒素貯槽１５内の液体窒素を直
接蒸発器２０で気化し、これを製品窒素ガスとし
てメインパイプ１７に流すため、需要量の大幅増
加時における製品窒素ガスの純度低下現象の発生
や、製品窒素ガス供給の途絶えが回避され、常時
安定に製品窒素ガスを供給しうる。しかも、この
装置は、１基の液体窒素貯槽１５を、精留塔ライ
ンとバツクアツプ系ラインの双方の貯槽として共
用するため、設備費を大幅に節約できると同時
に、液体窒素貯槽の設置スペースを小さくでき、
装置全体のコンパクト化を実現できる。
上記のように、この発明の窒素ガス連続製造装
置によれば高純度の窒素ガスが安定な状態で得ら
れるため、それをそのまま電子工業向けにするこ
とができる。そして、このガスには炭酸ガスが含
まれていない（製造装置内で除去されている）た
め、炭酸ガス用の吸着槽を別個に装備する必要が
ない。さらに、少量の液体窒素を供給するだけで
大量の窒素ガスが得られるようになる。すなわ
ち、この発明の窒素ガス連続製造装置によれば、
液体窒素貯槽１５から100Nm3（ガス換算）の液
体窒素を熱交換器１４，１３に送り込むことによ
り、1000Nm3の製品窒素ガスを得ることができ
る。このように、この製造装置によれば少量の液
体窒素を供給するだけで、その10倍の製品窒素ガ
スが得られるようになるのである。したがつて、
極めて安価な窒素ガスが得られるようになる。ま
た、PSA方式や膨脹タービン使用の従来の深冷液
化分離方式による窒素ガス製造装置に比べて、装
置が簡単であるため装置全体が安価であり、かつ
多数の弁等も不要なため、装置の信頼度が大であ
る。また、膨脹タービンに起因する特別な要員も
不要になる。
置によれば高純度の窒素ガスが安定な状態で得ら
れるため、それをそのまま電子工業向けにするこ
とができる。そして、このガスには炭酸ガスが含
まれていない（製造装置内で除去されている）た
め、炭酸ガス用の吸着槽を別個に装備する必要が
ない。さらに、少量の液体窒素を供給するだけで
大量の窒素ガスが得られるようになる。すなわ
ち、この発明の窒素ガス連続製造装置によれば、
液体窒素貯槽１５から100Nm3（ガス換算）の液
体窒素を熱交換器１４，１３に送り込むことによ
り、1000Nm3の製品窒素ガスを得ることができ
る。このように、この製造装置によれば少量の液
体窒素を供給するだけで、その10倍の製品窒素ガ
スが得られるようになるのである。したがつて、
極めて安価な窒素ガスが得られるようになる。ま
た、PSA方式や膨脹タービン使用の従来の深冷液
化分離方式による窒素ガス製造装置に比べて、装
置が簡単であるため装置全体が安価であり、かつ
多数の弁等も不要なため、装置の信頼度が大であ
る。また、膨脹タービンに起因する特別な要員も
不要になる。
なお、上記の実施例ではバツクアツプ系ライン
を設けているが、これは必ずしも設けなくてもよ
い。
を設けているが、これは必ずしも設けなくてもよ
い。
以上のように、この発明の窒素ガス連続製造装
置は、膨脹タービンを用いず、それに代えて何ら
回転部を持たない液体窒素貯槽のような液体窒素
貯蔵手段を用いるため、装置全体として回転部が
なくなり故障が全く生じない。また、PSA方式の
ように多数の弁を備えていないため弁にもとづく
故障も生じない。しかも膨脹タービンは高速回転
機器であるため、負荷変動（製品窒素ガスの取出
量の変化）に対するきめ細かな追従運転が困難で
あるところ、この発明の装置は、膨脹タービンに
代えて液体窒素貯槽を用い、供給量のきめ細かい
調節が可能な液体窒素を寒冷源として用いるた
め、負荷変動に対するきめ細かな追従が可能とな
り、純度が安定していて極めて高い窒素ガスを製
造しうるようになる。特に、この発明の装置は、
液体窒素貯蔵手段から熱交換手段に液体窒素を供
給するものであり、この導入路が精留塔ラインか
ら独立しているため、熱移動のみの制御が可能で
あり、精留塔内の圧力変動を考慮せずに運転でき
るという利点がある。そのうえ、この発明の窒素
ガス連続製造装置は、装置の不調時に作動するバ
ツクアツプ系ラインを簡単につけうるため、これ
も予備の設備の不要化に寄与しうるのである。
置は、膨脹タービンを用いず、それに代えて何ら
回転部を持たない液体窒素貯槽のような液体窒素
貯蔵手段を用いるため、装置全体として回転部が
なくなり故障が全く生じない。また、PSA方式の
ように多数の弁を備えていないため弁にもとづく
故障も生じない。しかも膨脹タービンは高速回転
機器であるため、負荷変動（製品窒素ガスの取出
量の変化）に対するきめ細かな追従運転が困難で
あるところ、この発明の装置は、膨脹タービンに
代えて液体窒素貯槽を用い、供給量のきめ細かい
調節が可能な液体窒素を寒冷源として用いるた
め、負荷変動に対するきめ細かな追従が可能とな
り、純度が安定していて極めて高い窒素ガスを製
造しうるようになる。特に、この発明の装置は、
液体窒素貯蔵手段から熱交換手段に液体窒素を供
給するものであり、この導入路が精留塔ラインか
ら独立しているため、熱移動のみの制御が可能で
あり、精留塔内の圧力変動を考慮せずに運転でき
るという利点がある。そのうえ、この発明の窒素
ガス連続製造装置は、装置の不調時に作動するバ
ツクアツプ系ラインを簡単につけうるため、これ
も予備の設備の不要化に寄与しうるのである。
第１図は従来例の構成図、第２図はこの発明の
一実施例の構成図である。 ９……空気圧縮機、１２……吸着筒、１３……
第１の熱交換器、１４……第２の熱交換器、１５
……液体窒素貯槽、１８……精留塔。
一実施例の構成図である。 ９……空気圧縮機、１２……吸着筒、１３……
第１の熱交換器、１４……第２の熱交換器、１５
……液体窒素貯槽、１８……精留塔。
Claims (1)
- １ 外部より取り入れた空気を圧縮する空気圧縮
手段と、この空気圧縮手段によつて圧縮された圧
縮空気中の炭酸ガスと水分とを除去する除去手段
と、この除去手段を経た圧縮空気を超低温に冷却
する熱交換手段と、この熱交換手段により超低温
に冷却された圧縮空気の一部を液化して内部に溜
め窒素のみを上部側から気体として取り出す精留
塔を備えた窒素ガス製造装置において、装置外か
ら液体窒素の供給を受けこれを貯蔵する液体窒素
貯蔵手段と、この液体窒素貯蔵手段内の液体窒素
を冷熱発生用膨脹器からの発生冷熱に代えて圧縮
空気液化用の寒冷源として連続的に上記熱交換手
段に導く導入路と、上記精留塔から気体として取
り出される窒素ガスを上記熱交換手段を経由させ
上記圧縮空気と熱交換させることにより温度上昇
させ製品窒素ガスとする窒素ガス取出路を備えた
ことを特徴とする窒素ガス連続製造装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58089855A JPS59215578A (ja) | 1983-05-21 | 1983-05-21 | 窒素ガス連続製造装置 |
| KR1019840001997A KR890000330B1 (ko) | 1983-05-21 | 1984-04-16 | 질소가스 제조장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58089855A JPS59215578A (ja) | 1983-05-21 | 1983-05-21 | 窒素ガス連続製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59215578A JPS59215578A (ja) | 1984-12-05 |
| JPS6217149B2 true JPS6217149B2 (ja) | 1987-04-16 |
Family
ID=13982396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58089855A Granted JPS59215578A (ja) | 1983-05-21 | 1983-05-21 | 窒素ガス連続製造装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59215578A (ja) |
| KR (1) | KR890000330B1 (ja) |
-
1983
- 1983-05-21 JP JP58089855A patent/JPS59215578A/ja active Granted
-
1984
- 1984-04-16 KR KR1019840001997A patent/KR890000330B1/ko not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR840008967A (ko) | 1984-12-20 |
| KR890000330B1 (ko) | 1989-03-14 |
| JPS59215578A (ja) | 1984-12-05 |
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