JPS6237675A - 窒素発生装置 - Google Patents

窒素発生装置

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JPS6237675A
JPS6237675A JP60178273A JP17827385A JPS6237675A JP S6237675 A JPS6237675 A JP S6237675A JP 60178273 A JP60178273 A JP 60178273A JP 17827385 A JP17827385 A JP 17827385A JP S6237675 A JPS6237675 A JP S6237675A
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JP
Japan
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gas
expansion turbine
blower
heat exchanger
nitrogen
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JP60178273A
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English (en)
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深尾 保章
正幸 田中
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 鼠1五旦机朋立託 本発明は、新規寒冷発生装置を有する空気の低温分離に
よる窒素発生装置に関する。
従来の技術 従来の低温分離による窒素発生装置のフローシートを第
1図に示す。第1図において窒素発生装置は、(a)原
料空気圧縮工程、並びに保冷箱に収容された(b)原料
空気精製・冷却工程、(c)精留工程および(d)寒冷
発生工程からなる。
(a)原料空気圧縮工程 原料空気をエアフィルタ(1)を介し原料空気圧縮機(
2)により所要の圧力(製品窒素の圧力士熱交換器、精
留塔、配管の圧力損失)まで圧縮して保冷箱(3)中の
原料空気精製・冷却工程に供給する。
(b)原料空気精製・冷却工程 原料空気は切替弁(4)を介してリバーシング熱交換器
(5)に供給され、製品ガス窒素およびチェックバルブ
ボックス(6)からの戻り廃ガスと熱交換を行ない液化
点(約−170℃)に近い温度まで冷却される。この冷
却工程において原料空気中の水分および炭酸ガスは該リ
バーシング熱交換器(5)の流路内に凝結析出して除去
され、ついで原料空気は精留塔(7)下部へ供給される
(c)精留工程 精留塔(7)に入った空気は、窒素と、酸素30%程度
の液体空気とに分離され、窒素は精留塔上部より抜き出
され液化器(9)、リバーシング熱交換器(5)を通っ
て、製品窒素として取り出される。一方、液体空気は、
精留塔(7)底部より抜き出され、膨張弁を経て膨張し
、精留塔頂部の窒素温度より低温にて主蒸化器部(8)
に供給される。
精留塔頂部のガス窒素は該主蒸化器部にて熱交換により
、凝縮して精留塔の還流液となり、液体空気は蒸発して
主蒸化器部より出る。主蒸化器部で蒸発した液体空気の
一部は液化器(9)を経てリバーシング熱交換器(5)
で原料空気と熱交換を行ない昇温された後、寒冷発生工
程に送られる。 (d)寒冷発生工程 リバーシング熱交換器(5)で昇温された主蒸化器部(
8)で蒸発したガスは膨張タービン(10)により大気
圧近くまで断熱膨張し寒冷を発生する。
膨張タービン(10)を出たガスは、主蒸化器部で蒸発
し、リバーシング熱交換器、膨張タービンをバイパスし
 膨張弁(11)で膨張したガスととらにリバーシング
熱交換器(5)を通り、廃ガスとして系外に放出ずろ。
発明が解決しようとする問題点 寒冷発生源である膨張タービンを通るガスは、主蒸化器
部で蒸発した液体空気である。しかしこの主蒸化器は、
例えば製品窒素圧力が8kg/cr!2Gのときは主蒸
化器部の圧力を約5 kg/cm” G、製品窒素圧力
が6 kg/cm” Gのときは主蒸化器部の圧力を約
3 、5 kg/c11’ Gと下げなければ熱交換が
行なわれない。このような製品窒素圧力の低い場合には
、主蒸化器部の圧力が低下し、膨張タービンの入口圧力
が低下する。このため膨張タービンの膨張比が小さくな
り、膨張タービンのガス流量を増加しないと窒素発生装
置に必要な寒冷の発生が不可能となる。しかし、なから
、膨張タービンに供給可能なガスは、主蒸化器部におい
て液体空気が蒸発して生じたガスに限られるため、必要
な寒冷を得るには製品窒素生産量と精留条件によって決
定されろ空気量以」二に原料空気量を増加して廃ガスm
を増加さ什て」転を行なうことが必要となり経済的に好
ましくない。
また、製品として液体窒素を多くとる窒素製造装置では
必要とする寒冷発生量が多いため、膨張タービンの流量
をふやさなければならず、前記と同様に廃ガス量が不足
する。したがって、製品窒素圧力の低い場合と同様、原
料空気量を増加して廃ガス量の増加をはかる必要があり
不経済であった。
問題を解決するための手段 本発明者らは、前記問題点に鑑み、経済的な運転の可能
な窒素製造装置を得るべく種々検討を重ねた結果、本発
明を完成するに至った。
本発明は、原料空気圧縮装置、リバーシング熱交換器を
有する原料空気精製・冷却装置、精留装置および膨張タ
ービンを有する寒冷発生装置を含む窒素発生装置におい
て、該寒冷発生装置の膨張タービンへ供給されるガスの
経路内に、前記膨張タービンにより駆動されかつ該ガス
を加圧するブロワー、および該ブロワ−にて加熱後冷却
された膨張タービン行きガスにより該ブロワ−への供給
ガスを加熱するタービン熱交換器を配置したことを特徴
とずろ窒素発生装置を提供ずろらのである。
すなわち、膨張タービンは、ガスを断熱膨張させ、エネ
ルギーを外部にとり出すことによってガスを冷却する。
この外部にとり出されたエネルギーは従来、大気を吸い
込み、タービンに直結したブロワ−(12)にて大気を
加圧することに使われている(ブロワ−を出たガスは、
再び大気に戻される)。これに対し本発明では、先の主
蒸化器部で蒸発したガスをリバーシング熱交換器で昇温
したのち、タービン熱交換器にて常温まで昇温し、これ
を膨張タービンによって外部に取り出されたエネルギー
、すなわち該タービンに直結したブロワ−を用いて加圧
し、ついてタービン熱交換器で冷却した後、膨張タービ
ンにて膨張を行う。
つぎに本発明を図面にもとづき更に詳しく説明する。第
2図は本発明の窒素製造装置の一具体例を示すフローシ
ートである。第2図において、本発明の装置は、前記従
来装置と同様の(a)原料空気圧縮装置、(b)原料空
気精製・冷却装置および(C)精留装置、ならびにガス
を加圧するブロワ−を有する(d)寒冷装置を含む。
該寒冷発生装置は、精留塔(7)の主蒸化器(8)で蒸
発1.たガスをリバーシング熱交換器(5)で原料空気
との熱交換により昇温(−90℃旧後)した後、さらに
タービン熱交換器(13)により常温付近まで昇温する
。ついで該ガスは膨張タービン(10)にて駆動される
ブロワ−(14)にて圧縮されて昇圧したのち、ブロワ
−後方冷却器(15)にて冷却され、さらに面記タービ
ン熱交換器(13)にてブロワ−(14)へ向かうガス
と熱交換して、7m度低下し、膨張タービン(10)へ
供給される。
つぎにかかる加圧されたガスは膨張タービン(10)に
より大気圧近くまで断熱膨張させろことにより寒冷を発
生する。膨張タービン(10)から出たガスは前記の従
来装置における寒冷工程と同様、主蒸化器部で蒸発し、
リバーシング熱交換器、膨張タービンをバイパスし膨張
弁(11)で膨張したガスとともにリバーシング熱交換
器(5)を通って廃ガスとして系外に放出される。
発明の効果 本発明によれば、膨張タービンの入口圧力が上昇し、膨
張タービンの膨張比が大きくなるため膨張タービンのガ
ス流量を低減させることができ、ひいては原料空気流量
を精留条件のみにより決定される値まで減少することが
できろ。したがって従来方法で問題となっていた廃ガス
の不足が解消され、余分な空気を圧縮する必要がなくな
り、経済的な運転が可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の窒素製造装置のフローシート、第2図は
本発明の窒素製造装置の一具体例を示すフローシートで
ある。 図中の主な符号はっぎのとおりである。 2:圧縮機、3:保冷箱、5・リバーシング熱交換器、
7:精留塔、IO膨張タービン、12゜14ニブロワー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)原料空気圧縮装置、リバーシング熱交換器を有す
    る原料空気精製・冷却装置、精留装置および膨張タービ
    ンを有する寒冷発生装置を含む窒素発生装置において、
    該寒冷発生装置の膨張タービンへ供給されるガスの経路
    内に、前記膨張タービンにより駆動されかつ該ガスを加
    圧するブロワー、および該ブロワーにて加熱後冷却され
    た膨張タービン行きガスにより該ブロワーへの供給ガス
    を加熱するタービン熱交換器を配置したことを特徴とす
    る窒素発生装置。
JP60178273A 1985-08-12 1985-08-12 窒素発生装置 Pending JPS6237675A (ja)

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JP60178273A JPS6237675A (ja) 1985-08-12 1985-08-12 窒素発生装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03137484A (ja) * 1989-08-11 1991-06-12 Boc Group Inc:The 空気から窒素を製造するプロセス及び装置
WO2022179748A1 (de) * 2021-02-25 2022-09-01 Linde Gmbh Verfahren und anlage zur bereitstellung von druckstickstoff

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03137484A (ja) * 1989-08-11 1991-06-12 Boc Group Inc:The 空気から窒素を製造するプロセス及び装置
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