(57)【要約】【課題】前処理装置の吸着剤を再生するための再生エネルギーの削減を可能ならしめるようにした空気分離設備の前処理装置を提供する。【解決手段】空気分離設備の前処理装置１０を、空気圧縮機２で加圧された高温の原料空気を受入れ、受入れた原料空気から水分を除去して前段前処理空気とする前段前処理装置２０と、この前段前処理装置２０から前段前処理空気ライン２６を介して前段前処理空気を受入れ、受入れた前段前処理空気から炭酸ガスを除去して前処理空気とする後段前処理装置４０とから構成し、前記前段前処理装置２０を、高温の原料空気により水分を除去する水分除去機能を発揮する状態と、第１プレクーラ３０で冷却された吸着剤再生後の原料空気から水分を除去する水分除去機能を発揮する状態になるように開閉弁で切換操作される第１前段吸着塔２１と、第２前段吸着塔２２とから構成する。【選択図】図１
2008232575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧縮機で加圧された原料空気から水分、炭酸ガスを除去する空気分離設備の前処理装置において、前記前処理装置は、前記空気圧縮機に一端側が接続された原料空気供給ラインを備え、この原料空気供給ラインを介して高温の原料空気を受入れ、受入れた原料空気から水分を除去して前段前処理空気とする前段前処理装置と、この前段前処理装置から前段前処理空気ラインを介して前段前処理空気を受入れ、受入れた前段前処理空気から炭酸ガスを除去して前処理空気とする後段前処理装置とからなり、前記前段前処理装置は、前記原料空気供給ラインを介して受入れた原料空気により吸着剤から水分を除去する吸着剤再生機能を発揮する状態と、第１プレクーラで冷却された吸着剤再生後の原料空気から吸着剤により水分を除去する水分除去機能を発揮する状態になるように開閉弁で切換操作される複数の前段吸着塔を備え、前記後段前処理装置は、前記前段前処理空気を受入れ、受入れた前段前処理空気から炭酸ガスを吸着して除去する炭酸ガス除去機能を発揮する状態と、充填された吸着剤が再生される待機状態になるように開閉弁で切換操作される複数の後段吸着塔を備えてなることを特徴とする空気分離設備の前処理装置。
【請求項２】
前記原料空気供給ラインに、この原料空気供給ラインから分岐し、かつ分岐部の下流側で合流する分岐・合流ラインが設けられ、この分岐・合流ラインにラインクーラが介装されると共に、前記原料空気供給ラインの前記分岐・合流ラインの分岐部と合流部の間、およびこの分岐・合流ラインの前記ラインクーラの上流側のそれぞれに開閉弁が介装されてなることを特徴とする請求項１に記載の空気分離設備の前処理装置。
【請求項３】
前記前段前処理空気ラインに、前段前処理空気を冷却する第２プレクーラが配設されてなることを特徴とする請求項１に記載の空気分離設備の前処理装置。
【請求項４】
前記空気圧縮機の吐出側と前記第１プレクーラの流入側を連通させる、開閉弁が介装されてなる第１バイパスラインが設けられ、前記前段前処理装置の切換に際して、前記空気圧縮機から吐出される原料空気を、第１バイパスライン、前記第１プレクーラ、および前記前段前処理装置の何れか一方の前段吸着塔を介して前段前処理空気として前記後段前処理装置に供給し得るように構成されてなることを特徴とする請求項１に記載の空気分離設備の前処理装置。
【請求項５】
前記第１プレクーラの出口側と前記後段前処理装置の水分除去空気の流入側を連通させる、開閉弁が介装されてなる第２バイパスラインが設けられ、前記前段前処理装置の切換に際して、前記空気圧縮機から吐出される圧縮原料空気を、前記前段前処理装置の何れか一方の前段吸着塔、前記第１プレクーラ、および前記第２バイパスラインを介して前段前処理空気として前記後段前処理装置に供給し得るように構成されてなることを特徴とする請求項１に記載の空気分離設備の前処理装置。
【請求項６】
前記空気圧縮機はインタークーラを有する空気圧縮機であり、前記インタークーラの上流側に、前記空気分離装置から排出されるドライ窒素ガスを加熱する熱交換器が配設され、この熱交換器から前記後段前処理装置に、加熱したドライ窒素ガスを吸着剤再生ガスとして供給する再生ガス供給ラインが設けられてなることを特徴とする請求項１に記載の空気分離設備の前処理装置。
【請求項７】
前記第１プレクーラは、前記原料空気冷却ラインに介装される水洗冷却塔と、前記空気分離装置から排出されるドライ窒素ガスにより冷却した冷却水を前記水洗冷却塔に供給する蒸発冷却塔とを備えた水洗冷却装置であることを特徴とする請求項１乃至６のうちの何れか一つの項に記載の空気分離設備の前処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気分離設備の前処理装置の改善に係り、より詳しくは、前処理装置の吸着剤を再生するための再生エネルギーの削減を可能ならしめるようにした空気分離設備の前処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気分離装置は原料空気中の窒素と酸素とを分離して取出すものであるが、原料空気を空気分離装置に供給する前に、原料空気中の水分、炭酸ガス等の不純物を除去する必要がある。原料空気中の水分、炭酸ガス等の不純物は、前処理装置の吸着塔によって除去しているが、空気分離装置の前処理装置としては、例えば後述する構成になるものが公知である。以下、従来例に係る空気分離装置の前処理装置を、その系統図の図１０を参照しながら説明する。
【０００３】
管５１から導入された原料空気は空気圧縮機５２により運転圧力まで加圧されてアフタークーラ５３に入り、冷却水との熱交換により２０〜４０℃に冷却され、凝縮した水分はドレンとして排出される。アフタークーラ５３から出た２０〜４０℃の水分飽和の加圧原料空気は、弁５４ａの開放により吸着筒（本願でいう吸着塔に相当する。）５５ａに、そして、弁５４ｂの開放により吸着筒（吸着塔に相当）５５ｂに交互に送られる。これら吸着筒５５ａと吸着筒５５ｂは、一方が空気を精製する吸着工程の時、他方が再生工程にあるように位相をずらして操作される。
【０００４】
吸着筒５５ａが吸着工程にある時、弁５４ａが開放、弁５４ｂ，弁５９ａが閉止され、加圧下の原料空気が吸着筒５５ａに送込まれる。吸着筒５５ａに充填されている水分吸着剤と炭酸ガス吸着剤により水分と炭酸ガスが吸着除去され、実質的に精製された空気は管５７を介してコールドボックス５８に流入するように、弁５６ｂ，弁６４ａが閉止されると共に、弁５６ａが開放される。吸着工程は不純物の先端部が吸着剤層から破過しない時間で終了する。
【０００５】
吸着筒５５ａの前記吸着工程が終了すると、弁５４ａ、弁５６ａが閉止され、次いで弁５９ａが開放され、サイレンサ６０に通気することにより吸着筒５５ａ内が大気圧まで減圧される。前記減圧工程の終了後、弁６３、弁６４ａが開放されることによりコールドボックス５８から管６１にパージガスが流され、ヒータ６２で所定温度まで加熱されて、吸着工程時の空気流れに対して向流の形で吸着筒５５ａ内に導入され、吸着筒５５ａ内の炭酸ガス吸着剤、水分吸着剤が加熱再生される。その後、弁６５が開放され、弁６３が開放されることにより、吸着筒５５ａの冷却工程が終了する。そして、冷却工程が終了すると、弁５４ａ、弁５６ａが再開放される。これにより、吸着筒５５ａによる新たな吸着工程が開始される（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平９−３８４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通常、空気分離装置の前処理装置では、水分、炭酸ガスを吸着する吸着剤の再生に多大なエネルギーが消費されている。上記従来例に係る空気分離装置の前処理装置では、吸着剤の再生に消費される所要エネルギーを低減するために、空気圧縮機で圧縮された原料空気（加圧原料空気）を前処理装置に導入する前にアフタークーラで冷却して水分を低減しているが、アフタークーラから出た原料空気の温度が２０〜４０℃であるために、吸着剤の再生に消費されるエネルギーを低減し得るに至っていない。
【０００７】
例えば、前処理装置に導入される原料空気の温度が１５℃程度である場合には空気分離装置に要する全エネルギーの５％が消費され、前処理装置に導入される原料空気の温度が４０℃程度である場合には、空気分離装置に要する全エネルギーの１５％が消費されるとされている。なお、吸着剤の再生に消費される所要エネルギーのうち、水分に消費されるエネルギーは５０％、炭酸ガスを除去に消費されるエネルギーは２％、これら吸着剤の温度上昇に消費されるエネルギーは４８％である。
【０００８】
従って、本発明の目的は、前処理装置の吸着剤を再生するための再生エネルギーの削減を可能ならしめるようにした空気分離設備の前処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者らは、鋭意研究を進めた結果、下記のことを知見して、本発明を具現するに至ったものである。水分と、炭酸ガスを同時に吸着する吸着塔の場合、炭酸ガスに比べ水分の方が強い吸着特性を有するために炭酸ガスの吸着帯に水分が残存、蓄積して炭酸ガスの吸着容量を低下させることになる、この残存水分の蓄積を防ぐため、吸着塔の再生には１００℃以上の温度に加熱したパージガスを用いる必要がある。しかしながら、炭酸ガスと水分を別の吸着塔で吸着、再生する場合、炭酸ガスの吸着塔の温度は１００℃以上に加熱する必要がない、また水分を吸着する吸着塔も、空気圧縮機から吐出される高温の原料空気で再生することができるということを知見して、本発明を具現するに至ったものである。
【００１０】
従って、上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る空気分離設備の前処理装置が採用した手段の要旨は、空気圧縮機で加圧された原料空気から水分、炭酸ガスを除去する空気分離設備の前処理装置において、前記前処理装置は、前記空気圧縮機に一端側が接続された原料空気供給ラインを備え、この原料空気供給ラインを介して高温の原料空気を受入れ、受入れた原料空気から水分を除去して前段前処理空気とする前段前処理装置と、この前段前処理装置から前段前処理空気ラインを介して前段前処理空気を受入れ、受入れた前段前処理空気から炭酸ガスを除去して前処理空気とする後段前処理装置とからなり、前記前段前処理装置は、前記原料空気供給ラインを介して受入れた原料空気により吸着剤から水分を除去する吸着剤再生機能を発揮する状態と、第１プレクーラで冷却された吸着剤再生後の原料空気から吸着剤により水分を除去する水分除去機能を発揮する状態になるように開閉弁で切換操作される複数の前段吸着塔を備え、前記後段前処理装置は、前記前段前処理空気を受入れ、受入れた前段前処理空気から炭酸ガスを吸着して除去する炭酸ガス除去機能を発揮する状態と、充填された吸着剤が再生される待機状態になるように開閉弁で切換操作される複数の後段吸着塔を備えてなることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項２に係る空気分離設備の前処理装置が採用した手段の要旨は、請求項１に記載の空気分離設備の前処理装置において、前記原料空気供給ラインに、この原料空気供給ラインから分岐し、かつ分岐部の下流側で合流する分岐・合流ラインが設けられ、この分岐・合流ラインにラインクーラが介装されると共に、前記原料空気供給ラインの前記分岐・合流ラインの分岐部と合流部の間、およびこの分岐・合流ラインの前記ラインクーラの上流側のそれぞれに開閉弁が介装されてなることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項３に係る空気分離設備の前処理装置が採用した手段の要旨は、請求項１に記載の空気分離設備の前処理装置において、前記前段前処理空気ラインに、前段前処理空気を冷却する第２プレクーラが配設されてなることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項４に係る空気分離設備の前処理装置が採用した手段の要旨は、請求項１に記載の空気分離設備の前処理装置において、前記空気圧縮機の吐出側と前記第１プレクーラの流入側を連通させる、開閉弁が介装されてなる第１バイパスラインが設けられ、前記前段前処理装置の切換に際して、前記空気圧縮機から吐出される原料空気を、第１バイパスライン、前記第１プレクーラ、および前記前段前処理装置の何れか一方の前段吸着塔を介して前段前処理空気として前記後段前処理装置に供給し得るように構成されてなることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項５に係る空気分離設備の前処理装置が採用した手段の要旨は、請求項１に記載の空気分離設備の前処理装置において、前記第１プレクーラの出口側と前記後段前処理装置の水分除去空気の流入側を連通させる、開閉弁が介装されてなる第２バイパスラインが設けられ、前記前段前処理装置の切換に際して、前記空気圧縮機から吐出される圧縮原料空気を、前記前段前処理装置の何れか一方の前段吸着塔、前記第１プレクーラ、および前記第２バイパスラインを介して前段前処理空気として前記後段前処理装置に供給し得るように構成されてなることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項６に係る空気分離設備の前処理装置が採用した手段の要旨は、請求項１に記載の空気分離設備の前処理装置において、前記空気圧縮機はインタークーラを有する空気圧縮機であり、前記インタークーラの上流側に、前記空気分離装置から排出されるドライ窒素ガスを加熱する熱交換器が配設され、この熱交換器から前記後段前処理装置に、加熱したドライ窒素ガスを吸着剤再生ガスとして供給する再生ガス供給ラインが設けられてなることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項７に係る空気分離設備の前処理装置が採用した手段の要旨は、請求項１乃至６のうちの何れか一つの項に記載の空気分離設備の前処理装置において、前記第１プレクーラは、前記原料空気冷却ラインに介装される水洗冷却塔と、前記空気分離装置から排出されるドライ窒素ガスにより冷却した冷却水を前記水洗冷却塔に供給する蒸発冷却塔とを備えた水洗冷却装置であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の請求項１に係る空気分離設備の前処理装置は、空気圧縮機から吐出された高温の原料空気を受入れ、受入れた原料空気から水分を除去して前段前処理空気とする前段前処理装置と、この前段前処理装置から前段前処理空気ラインを介して前段前処理空気を受入れ、受入れた前段前処理空気から炭酸ガスを除去して前処理空気とする後段前処理装置とから構成されている。従って、本発明の請求項１に係る空気分離設備の前処理装置によれば、前段前処理装置の前段吸着塔に充填されている水分を除去する吸着剤を空気圧縮機から吐出された高温の原料空気で再生することができるため、開閉弁での切換操作により吸着剤再生機能を発揮する状態になっている前段吸着塔に、空気圧縮機から高温の原料空気を供給して水分を吸着する吸着剤を再生させ、吸着剤を再生させた水分を含む原料空気を第１プレクーラで冷却し、凝縮水をドレンとして系外へ排出した後に、水分除去機能を発揮する状態になっている前段吸着塔に供給して水分を吸着して前段処理空気とすることができる。
【００１８】
即ち、本発明の請求項１に係る空気分離設備の前処理装置によれば、クーラにより捨てられていた原料空気の熱エネルギーを前段前処理装置の前段吸着塔の水分を吸着する吸着剤の再生に使用することができ、吸着剤を再生するための所要エネルギーを大幅に削減することができる。また、第１プレクーラで冷却することにより、原料空気から水分を分離してドレンラインから系外に排出する。さらに、空気分離装置から前段前処理装置にドライ窒素ガスを供給する必要がないので、窒素製品の生産量が増大するという生産性能向上効果も得られる。
【００１９】
本発明の請求項２に係る空気分離設備の前処理装置によれば、開閉弁の開閉操作により、前段前処理装置の前段吸着塔に空気圧縮機から吐出された高温の原料空気と、ラインクーラで冷却した原料空気を自在に供給することができる。従って、吸着剤が再生された前段吸着塔に第１プレクーラで冷却された原料空気を供給する前に、ラインクーラで冷却した原料空気持を供給して吸着剤を冷却した後に、切換えることにより、切換え初期段階から吸着剤が再生された前段吸着塔に十分な水分吸着性能を発揮させることができる。
【００２０】
本発明の請求項３に係る空気分離設備の前処理装置によれば、後段前処理装置に第２プレクーラで冷却した前段前処理空気を供給することにより、炭酸ガスを吸着する吸着剤の吸着容量を増加させることができるため、吸着剤のコストを低減することができる。
【００２１】
本発明の請求項４に係る空気分離設備の前処理装置によれば、前段前処理装置の切換に際して、空気圧縮機から吐出される原料空気を、第１バイパスライン、第１プレクーラ、および前段前処理装置の何れか一方の前段吸着塔を介して前段前処理空気として後段前処理装置に供給することができる。従って、前段前処理装置の切換に際して、後段前処理装置への前段前処理空気の供給が途切れることがないし、また開閉弁の切換操作による空気量の変動を抑制することができるという効果を得ることができる。
【００２２】
本発明の請求項５に係る空気分離設備の前処理装置によれば、前段前処理装置の切換に際して、空気圧縮機から吐出される原料空気を、前段前処理装置の何れか一方の前段吸着塔、第１プレクーラ、および第２バイパスラインを介して前段前処理空気として後段前処理装置に供給することができる。従って、前段前処理装置の切換に際して、後段前処理装置への前段前処理空気の供給が途切れることがないし、また開閉弁の切換操作による空気量の変動を抑制することができるという効果を得ることができる。
【００２３】
本発明の請求項６に係る空気分離設備の前処理装置によれば、空気圧縮機のインタークーラの上流側に、空気分離装置から排出されるドライ窒素ガスを加熱する熱交換器が配設され、この熱交換器から前記後段前処理装置に、加熱したドライ窒素ガスを吸着剤再生ガスとして供給する再生ガス供給ラインが設けられている。従って、空気分離装置から排出されるドライ窒素ガスを過熱する再生ヒータ（電気ヒータ）が不要になるため、後段前処理装置の吸着剤の再生エネルギーを削減することができる。
【００２４】
本発明の請求項７に係る空気分離設備の前処理装置によれば、前記第１プレクーラは、原料空気冷却ラインに介装される水洗冷却塔と、空気分離装置から排出されるドライ窒素ガスによって冷却した冷却水を水洗冷却塔に供給する蒸発冷却塔とを備えた水洗冷却装置である。従って、水洗冷却装置の水洗冷却塔に蒸発冷却塔からドライ窒素ガスにより冷却した冷水で原料空気を冷却することができるため、水洗冷却塔出口の原料空気中の飽和水分量を低減することができ、かつ前段前処理装置の吸着剤の吸着容量を増加させることができるため、設備コストを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の形態１に係る空気分離設備の前処理装置を、添付図面を順次参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る前処理装置を備えた空気分離設備の全体を示す概略構成説明図、図２は本発明の実施の形態１に係る前処理装置の前段前処理装置の概略構成説明図、図３は本発明の実施の形態１に係る前処理装置の後段前処理装置の概略構成説明図である。
【００２６】
本発明の形態１に係る空気分離設備の前処理装置１０は、図１に示すように、インタークーラ２ａを有する多段式の空気圧縮機２の吐出側に一端側が接続され、この空気圧縮機２で加圧されて吐出された高温（例えば、１００℃）の原料空気を排出する原料空気供給ライン１１を備えており、この原料空気供給ライン１１を介して受入れ、受入れた原料空気から水分と、炭酸ガスとを除去した前処理空気をコールドボックス３内に収容されてなる空気分離装置４に供給するものである。より詳しくは、前記前処理装置１０は、空気圧縮機２から吐出された原料空気から水分をに除去する２基の前段吸着塔を備えた前段前処理装置２０と、炭酸ガスを除去する２基の後段吸着塔を備えた後段前処理装置４０とから構成されている。
【００２７】
先ず、前処理装置の前段前処理装置２０は、図２に示すように、主として水分を吸着する吸着剤（例えば、アルミナゲル）が充填されてなる、同図における左側の第１前段吸着塔２１と、同図における右側の第２前段吸着塔２２との２基の前段吸着塔を備えている。
また、この前段前処理装置２０は、第１前段左開閉弁ＶＦＡ（第１前段入側ライン２３に介装）、第１前段右開閉弁ＶＦＢ（第２前段入側ライン２４に介装）、第２前段左開閉弁ＶＦＣ（前段入側バイパスライン２５に介装）、第２前段右開閉弁ＶＦＤ（前段入側バイパスライン２５に介装）、第３前段左開閉弁ＶＦＥ（前段出側ライン２７に介装）、第３前段右開閉弁ＶＦＦ（前段出側ライン２７に介装）、第４前段左開閉弁ＶＦＧ（前段出側バイパスライン２８に介装）、第４前段右開閉弁ＶＦＨ（前段出側バイパスライン２８に介装）を備えている。
【００２８】
そして、前記前段入側バイパスライン２５の第２前段左開閉弁ＶＦＣと第２前段右開閉弁ＶＦＤの間から、後述する後段前処理装置４０に前段前処理空気を供給する前段前処理空気ライン２６が分岐している。また、前記前段出側バイパスライン２８の第４前段左開閉弁ＶＦＧと前記第４前段右開閉弁ＶＦＨの間と、前記前段出側ライン２７の第３前段左開閉弁ＶＦＥと第３前段右開閉弁ＶＦＦの間は、第１プレクーラ３０が介装されてなる原料空気冷却ライン２９を介して連通している。
【００２９】
即ち、大気から吸込フィルタ１を経て空気圧縮機２に吸込まれた原料空気は、空気圧縮機２の前段空気圧縮機で圧縮され、冷却媒体と熱交換するインタークーラ２ａで冷却されると共に後段空気圧縮機で所定圧力、例えば０．６ＭＰａまで圧縮される。この空気圧縮機２の後段空気圧縮機で圧縮され、１００℃付近の温度に加熱さて吐出された原料空気は、原料空気供給ライン１１を介して前段前処理装置２０の第１前段吸着塔２１と第２前段吸着塔２２とに交互に供給される。
【００３０】
以下、原料空気を前段前処理装置２０の第１前段吸着塔２１と第２前段吸着塔２２とに交互に供給する場合を説明する。先ず、第１前段左開閉弁ＶＦＡ、第２前段右開閉弁ＶＦＤ、第３前段右開閉弁ＶＦＦ、および第４前段左開閉弁ＶＦＧが開弁操作されると共に、第１前段右開閉弁ＶＦＢ、第２前段左開閉弁ＶＦＣ、第３前段左開閉弁ＶＦＥ、および第４前段右開閉弁ＶＦＨが閉弁操作されている場合は、下記のとおりである。
【００３１】
即ち、原料空気供給ライン１１を介して前段前処理装置２０に供給された高温の原料空気は、第１前段吸着塔２１の吸着剤を再生した後、原料空気冷却ライン２９に介装された第１プレクーラ３０で通常の冷却水を利用する場合には２０〜４０℃に冷却され、また冷水を利用する場合には２０℃以下の温度に冷却され、凝縮した水分はドレンとして系外に排出される。そして、水分飽和状態になった原料空気は、第２前段吸着塔２２に流入して、吸着剤により水分が除去され、前段処理空気として前記前段前処理空気ライン２６を介して前記後段前処理装置４０に供給される。
【００３２】
また、第１前段右開閉弁ＶＦＢ、第２前段左開閉弁ＶＦＣ、第３前段左開閉弁ＶＦＥ、および第４前段右開閉弁ＶＦＨが開弁操作されると共に、第１前段左開閉弁ＶＦＡ、第２前段右開閉弁ＶＦＤ、第３前段右開閉弁ＶＦＦ、および第４前段左開閉弁ＶＦＧが閉弁操作されている場合は、下記のとおりである。
【００３３】
即ち、原料空気供給ライン１１を介して前段前処理装置２０に供給された高温の原料空気は、第２前段吸着塔２２の吸着剤を再生した後、原料空気冷却ライン２９に介装された第１プレクーラ３０で通常の冷却水を利用する場合には２０〜４０℃に冷却され、また冷水を利用する場合には２０℃以下の温度に冷却され、凝縮した水分はドレンとして系外に排出される。そして、水分飽和状態になった原料空気は、第１前段吸着塔２１に流入して、吸着剤により水分が除去され、前段処理空気として前記前段前処理空気ライン２６を介して前記後段前処理装置４０に供給される。
【００３４】
前記前段前処理装置２０の上記のような各開閉弁の開閉操作によれば、空気圧縮機２から高温の原料空気を一方の前段吸着塔に供給して水分を吸着する吸着剤を再生させ、吸着剤を再生させた原料空気を第１プレクーラ３０により冷却して他方の前段吸着塔に供給することができる。また、逆に、他方の前段吸着塔に高温の原料空気を供給して水分を吸着する吸着剤を再生させ、吸着剤を再生させた原料空気を第１プレクーラ３０により冷却して一方の前段吸着塔に供給することができる。つまり、前記前段前処理装置２０の第１前段吸着塔２１と、第２前段吸着塔２２とに交互に高温の原料空気を供給することにより、水分を吸着する吸着剤を再生させながら、原料空気から水分を除去することができる。
【００３５】
従って、この前段前処理装置２０によれば、クーラにより冷却されて捨てられていた原料空気の熱エネルギーが前段前処理装置２０の第１，２前段吸着塔２１，２２の吸着剤の再生に使用され、空気分離装置５から吸着剤を再生するために供給される吸着剤再生用のドライ窒素ガスを加熱（１００℃以上）するエネルギーが不要になるため、エネルギーを削減することができる。一方、第１プレクーラ３０で冷却することにより原料空気から水分を分離してドレンラインから系外へ排出し、再生された第１前段吸着塔２１または第２前段吸着塔２２の吸着剤で水分が除去された前段前処理空気を供給することができるので、炭酸ガスを除去する後段前処理装置４０の吸着剤の再生温度を１００℃以下にすることができる。さらに、空気分離装置５から前段前処理装置２０にドライ窒素ガスを供給する必要がないので、窒素製品の生産量が増大するという生産性向上効果も得られる。
【００３６】
前処理装置１０の後段前処理装置４０は、図３に示すように、炭酸ガスを吸着する吸着剤（例えば、Ｘ１３型ゼオライト）が充填されてなる、同図における左側の第１後段吸着塔４１と、同図における右側の第２後段吸着塔４２との２基の後段吸着塔を備えている。
また、第１後段左開閉弁ＶＲＡ（第１後段入側ライン４３に介装）、第１後段右開閉弁ＶＲＢ（第２後段入側ライン４４に介装）、第２後段右開閉弁ＶＲＤ（後段入側バイパスライン４５に介装）、第３後段左開閉弁ＶＲＥ（後段出側ライン４７に介装）、第３後段右開閉弁ＶＲＦ（後段出側ライン４７に介装）、第４後段左開閉弁ＶＲＧ（後段出側バイパスライン４８に介装）、および第４後段右開閉弁ＶＲＨ（後段出側バイパスライン４８に介装）を備えている。
【００３７】
前記後段入側バイパスライン４５の第２後段左開閉弁ＶＲＣと、第２後段右開閉弁ＶＲＤの間から、サイレンサ４６ａに連通する放出ライン４６が分岐している。そして、前記後段出側ライン４７の第３後段左開閉弁ＶＲＥと第３後段右開閉弁ＶＲＦの間から、水分と炭酸ガスとが除去された前処理空気を空気分離装置５に供給する前処理空気供給ライン４９が分岐している。また、後段出側バイパスライン４８の第４後段左開閉弁ＶＲＧと第４後段右開閉弁ＶＲＨの間には、空気分離装置５から排出されドライ窒素がスを加熱する再生ヒータ５０ａが介装されてなる再生ライン５０が連通しており、第１後段吸着塔４１、第２後段吸着塔４２に充填されている吸着剤を再生し得るように構成されている。
【００３８】
前記前段前処理装置２０で水分が除去された前段前処理空気は、前段前処理空気ライン２６を介して後段前処理装置４０の第１後段吸着塔４１と第２後段吸着塔４２とに交互に供給される。以下、前段前処理空気を後段前処理装置４０の第１後段吸着塔４１と第２後段吸着塔４２とに交互に供給する場合を説明する。先ず、第１後段左開閉弁ＶＲＡ、第２後段右開閉弁ＶＲＤ、第３後段左開閉弁ＶＲＥ、および第４後段右開閉弁ＶＲＨが開弁操作されると共に、第１後段右開閉弁ＶＲＢ、第２後段左開閉弁ＶＲＣ、第３後段右開閉弁ＶＲＦ、および第４後段左開閉弁ＶＲＧが閉弁操作されている場合は、下記のとおりである。
【００３９】
即ち、前段前処理空気ライン２６を介して後段前処理装置４０に供給された前段前処理空気は、第１後段吸着塔４１に供給されて炭酸ガスが除去される。そして、水分と炭酸ガスとが除去された前処理空気は前処理空気供給ライン４９を経て空気分離装置５に供給される。一方、第２後段吸着塔４２には、再生ライン５０を介して、空気分離装置５から排出され、再生ヒータ５０ａにより１００℃以下の温度に加熱されたドライ窒素ガスがパージガスとして供給され、この第２後段吸着塔４２に充填されている吸着剤の再生が行われる。第２後段吸着塔４２から排出された吸着剤再生済みのドライ窒素ガスは、放出ライン４６、サイレンサ４６ａを介して大気中に放出される。
【００４０】
また、第１後段右開閉弁ＶＲＢ、第２後段左開閉弁ＶＲＣ、第３後段右開閉弁ＶＲＦ、および第４後段左開閉弁ＶＲＧが開弁操作されると共に、第１後段左開閉弁ＶＲＡ、第２後段右開閉弁ＶＲＤ、第３後段左開閉弁ＶＲＥ、および第４後段右開閉弁ＶＲＨ閉弁操作されている場合は、下記のとおりである。
【００４１】
即ち、前段前処理空気ライン２６を介して後段前処理装置４０に供給された前段前処理空気は、第２後段吸着塔４２に供給されて炭酸ガスが除去される。そして、水分と炭酸ガスとが除去された前処理空気は前処理空気供給ライン４９を経て、保冷機能を備えたコールドボックス３内に収容され、主熱交換器、過冷却器、および精留塔等からなる空気分離装置４に供給される。一方、第１後段吸着塔４１には、再生ライン５０を介して、前記空気分離装置５から排出され、再生ヒータ５０ａにより１００℃以下の温度に加熱されたドライ窒素ガスがパージガスとして供給され、この第１後段吸着塔４１に充填されている吸着剤の再生が行われる。第１後段吸着塔４１から排出された吸着剤再生済みのドライ窒素ガスは、放出ライン４６、サイレンサ４６ａを介して大気中に放出される。
【００４２】
従って、前記後段前処理装置４０の上記のような各開閉弁の開閉操作によれば、前段前処理装置２０から前段前処理空気ライン２６を介して前段前処理空気を一方の後段吸着塔に供給し、他方の後段吸着塔に再生ヒータ５０ａで加熱したドライ窒素ガスをパージガスとして供給することにより吸着剤を再生することができる。逆に、前段前処理空気を他方の後段吸着塔に供給し、一方の後段吸着塔に再生ヒータ５０ａで加熱したドライ窒素ガスをパージガスとして供給することにより吸着剤を再生することができる。つまり、２基の第１，２後段吸着塔４１，４２に交互に前段前処理空気とパージガスを供給することにより、炭酸ガスの除去と吸着剤の再生を並行して行いながら、水分と炭酸ガスとを除去した前処理空気を空気分離装置５に供給することができる。なお、各開閉弁の開閉操作をプログラムされており、空気分離設備の図示しない操作盤に設けられた操作ボタンにより開閉操作し得るように構成されている。
【００４３】
空気分離装置５により酸素ガス製品、窒素ガス製品、液体酸素製品を製造することができるが、上記のとおり、クーラにより捨てられていた原料空気の熱エネルギーを前段前処理装置２０の第１，２前段吸着塔２１，２２の水分を吸着する吸着剤の再生に使用することができ、従来例のように空気分離装置５から排出される吸着剤再生用のドライ窒素ガスを１００℃以上に加熱する必要がないから、吸着剤を再生するための所要エネルギーを大幅に削減することができる。
【００４４】
また、前記後段前処理装置４０には、前段前処理空気ライン２６を介して第１プレクーラ３０で冷却して凝縮した水分をドレンとして系外へ排出し、さらに吸着により飽和水分を除去した前段前処理空気を供給することができるので、炭酸ガスを除去する後段前処理装置４０の吸着剤の再生温度を低下させることができ、さらに空気分離装置５から前段前処理装置２０にドライ窒素ガスを供給する必要がないので、空気分離装置５のランニングコストの低減、窒素ガス製品、窒素液製品の回収率の向上に対しても大いに寄与することができる。
【００４５】
本発明の実施の形態２に係る前処理装置１０の前段処理装置２０を、その主要部の構成説明図の図４を参照しながら、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、その相違する点についてだけ以下に説明する。即ち、原料空気供給ライン１１に、この原料空気供給ライン１１から分岐し、かつ分岐部の下流側で合流する分岐・合流ライン１２が設けられている。そして、この分岐・合流ライン１２にラインクーラ１２ａが介装されると共に、前記原料空気供給ライン１１の前記分岐・合流ライン１２の分岐部と合流部の間に開閉弁Ｖ１１が介装されている。また、前記分岐・合流ライン１２の前記ラインクーラ１２ａの上流側に開閉弁Ｖ１２が介装されている。これ以外の構成は、上記実施の形態１に係る前処理装置１０と全く同構成になるものである。
【００４６】
従って、本発明の実施の形態２に係る空気分離設備の前処理装置１０によれば、開閉弁Ｖ１１，Ｖ１２の開閉操作により、前段前処理装置２０の前段吸着塔２１，２２に空気圧縮機２から吐出された高温の原料空気と、ラインクーラ１２ａで冷却した原料空気を自在に供給することができる。従って、吸着剤が再生された前段吸着塔に第１プレクーラ３０で冷却された原料空気を供給する前に、ラインクーラ１２ａで冷却した原料空気を供給して吸着剤を冷却した後に、切換えることにより、切換え初期段階から吸着剤が再生された前段吸着塔に十分の水分吸着性能を発揮させることができる。
【００４７】
本発明の実施の形態３に係る前処理装置１０を、その主要部の構成説明図の図５を参照しながら、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、その相違する点についてだけ以下に説明する。即ち、この実施の形態３に係る前処理装置１０は、前段前処理装置２０から後段前処理装置４０に連通し、この後段前処理装置４０に前段前処理空気を供給する前段前処理空気ライン２６に、前段前処理空気を冷却する第２プレクーラ２６ａが介装されている。これ以外の構成は、上記実施の形態１に係る前処理装置１０と全く同構成になるものである。
【００４８】
本実施の形態３に係る空気分離設備の前処理装置１０によれば、前段前処理装置２０における吸着熱による温度上昇分を第２プレクーラ２６ａで除熱することができるため、後段前処理装置４０に冷却した前段前処理空気を供給することができる。従って、後段前処理装置４０の第１、第２吸着塔内４１，４２に充填されている吸着剤の温度を実施の形態１に係る前処理装置の場合よりも低温に保持し続けることができ、吸着剤の吸着容量を増加させることができるため、設備コストを低減することができる。
【００４９】
本発明の実施の形態４に係る前処理装置１０を、その主要部の構成説明図の図６を参照しながら、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、その相違する点についてだけ以下に説明する。即ち、この実施の形態４に係る前処理装置１０は、前記空気圧縮機２の吐出側と前記第１プレクーラ３０の流入側とが、第１開閉弁Ｖ１３が介装されてなる第１バイパスライン１３で接続されてなるもので、これ以外の構成は、上記実施の形態１に係る前処理装置１０と全く同構成になるものである。
【００５０】
即ち、前段前処理装置２０の第２前段吸着塔２２が遮断され、第１前段吸着塔２１のみに原料空気を供給する場合には、第２前段左開閉弁ＶＦＣと、第３前段左開閉弁ＶＦＥとが開弁されると共に、第１前段左開閉弁ＶＦＡ、第１前段右開閉弁ＶＦＢ、第２前段右開閉弁ＶＦＤ、第３前段右開閉弁ＶＦＦ、第４前段左開閉弁ＶＦＧ、および第４前段右開閉弁ＶＦＨは全て閉弁される。従って、前記空気圧縮機２から吐出される原料空気は、第１バイパスライン１３、第１プレクーラ３０（原料空気冷却ライン２９）を介して第１前段吸着塔２１に流入し、この第１前段吸着塔２１で水分が除去され、水分が除去された前段前処理空気として前段前処理空気ライン２６を介して後段前処理装置４０に供給される。
【００５１】
また、前段前処理装置２０の第１前段吸着塔２１が遮断され、第２前段吸着塔２２のみに原料空気を供給する場合には、第２前段右開閉弁ＶＦＤと、第３前段右開閉弁ＶＦＦとが開弁されると共に、第１前段左開閉弁ＶＦＡ、第１前段右開閉弁ＶＦＢ、第２前段左開閉弁ＶＦＣ、第３前段左開閉弁ＶＦＥ、第４前段左開閉弁ＶＦＧ、および第４前段右開閉弁ＶＦＨは全て閉弁される。従って、前記空気圧縮機２から吐出される原料空気は、第１バイパスライン１１、第１プレクーラ３０（原料空気冷却ライン２９）を介して第２前段吸着塔２２に流入し、この第２前段吸着塔２２で水分が除去され、水分が除去された前段前処理空気として前段前処理空気ライン２６を介して後段前処理装置４０に供給される。
【００５２】
前処理装置１０によれば、前段前処理装置２０の各開閉弁の切換えに際して、２基の前段吸着塔２１，２２のうち一方の前段吸着塔に原料空気供給ライン１１から原料空気を供給することができない場合でも、第１開閉弁Ｖ１３を開弁することにより第１バイパスライン１３、原料空気冷却ライン２９、他方の前段吸着塔、前段処理空気ライン２６を介して後段前処理装置４０に前段前処理空気を供給することができる。そのため、前段前処理装置２０の各開閉弁の切換操作に際して、後段前処理装置４０への前段前処理空気の供給が途切れることがなく、また開閉弁の切換操作による空気量の変動を抑制することができるという効果を得ることができる。
【００５３】
本発明の実施の形態５に係る前処理装置１０を、その主要部の構成説明図の図７を参照しながら、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、その相違する点についてだけ以下に説明する。即ち、この実施の形態５に係る前処理装置１０は、前記第１プレクーラ３０の出口側と、前記後段前処理装置４０の前段前処理空気の流入側を、第２開閉弁Ｖ１４が介装されてなる第２バイパスライン１４で連通させたもので、これ以外の構成は、上記実施の形態１に係る前処理装置１０と全く同構成になるものである。
【００５４】
即ち、前段前処理装置２０の第２前段吸着塔２２が遮断され、第１前段吸着塔２１のみに原料空気を供給する場合には、第１前段左開閉弁ＶＦＡと、第４前段左開閉弁ＶＦＧとが開弁されると共に、第１前段右開閉弁ＶＦＢ、第２前段左開閉弁ＶＦＣ、第２前段右開閉弁ＶＦＤ、第３前段左開閉弁ＶＦＥ、第３前段右開閉弁ＶＦＦ、および第４前段右開閉弁ＶＦＨは全て閉弁される。従って、前記空気圧縮機２から吐出される原料空気は原料空気供給ライン１１から前段前処理装置２０の第１前段吸着塔２１に流入し、この第１前段吸着塔２１で水分が除去された前処理空気となり、次いで第１プレクーラ３０により冷却された後、第２バイパスライン１４、および前段前処理空気ライン２６の一部を介して後段前処理装置４０に供給される。
【００５５】
また、前段前処理装置２０の第１前段吸着塔２１が遮断され、第２前段吸着塔２２のみに原料空気を供給する場合には、第１前段右開閉弁ＶＦＢと、第４前段右開閉弁ＶＦＨとが開弁されると共に、第１前段左開閉弁ＶＦＡ、第２前段左開閉弁ＶＦＣ、第２前段右開閉弁ＶＦＤ、第３前段左開閉弁ＶＦＥ、第３前段右開閉弁ＶＦＦ、および第４前段左開閉弁ＶＦＧの全てが閉弁される。従って、前記空気圧縮機２から吐出される原料空気は、原料空気供給ライン１１、前段前処理装置２０の第２前段吸着塔２２、第１プレクーラ３０、第２バイパスライン１４、および前段前処理空気ライン２６の一部を介して、水分が除去されると共に冷却された前段前処理空気として後段前処理装置４０に供給される。
【００５６】
従って、本発明の実施の形態５に係る前処理装置１０によれば、前段前処理装置２０の各開閉弁の切換えに際して、２基の前段吸着塔２１，２２のうち一方の前段吸着塔に原料空気供給ライン２から原料空気を供給することができない場合でも、原料空気供給ライン１１、他方の前段吸着塔、原料空気冷却ライン２９、第２バイパスライン１４（第２開閉弁Ｖ１４を開弁）、前段処理空気ライン２６の一部を介して後段前処理装置４０に前段前処理空気を供給することができる。そのため、前段前処理装置２０の切換に際して、後段前処理装置４０への前段前処理空気の供給が途切れることがなく、またまた開閉弁の切換操作による空気量の変動を抑制することができるという効果を得ることができる。
【００５７】
本発明の実施の形態６に係る前処理装置１０を、その主要部の構成説明図の図８を参照しながら、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、その相違する点についてだけ以下に説明する。即ち、本実施の形態６に係る前処理装置１０は、空気圧縮機２のインタークーラ２ａの上流側に、空気分離装置５から排出されるドライ窒素ガスが流入する熱交換器１５を配設し、この熱交換器１５から、この熱交換器１５の上流側の圧縮された原料空気との熱交換により加熱したドライ窒素ガスをパージガスとして、後段前処理装置４０に供給する再生パージガス供給ライン１６が、後段前処理装置４０の後段出側バイパスライン４８の第４後段左開閉弁ＶＲＧと第４後段右開閉弁ＶＲＨとの間に連通してなるものである。
【００５８】
従って、本発明の実施の形態６に係る空気分離設備の前処理装置１０によれば、空気圧縮機２のインタークーラ２ａの上流側に配設した熱交換器１５から、再生パージガス供給ライン１６を介して高温のドライ窒素ガスをパージガスとして後段前処理装置４０に供給することにより、この後段前処理装置４０の第１，２後段吸着塔４１，４２に充填されている吸着剤を交互に再生することができる。従って、空気分離装置５から排出されるドライ窒素ガスを加熱する再生ヒータ（電気ヒータ）が不要になり、電力を供給する必要がなくなるため、後段前処理装置４０の吸着剤の再生エネルギーを削減することができるという再生エネルギー削減効果を得ることができる。
【００５９】
本発明の実施の形態７に係る前処理装置１０を、その主要部の構成説明図の図９を参照しながら、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、その相違する点についてだけ以下に説明する。即ち、前段前処理装置２０の原料空気冷却ライン２９に介装されている第１プレクーラ３０を、空気分離装置５から排出されるドライ窒素ガスにより冷却した冷却水で、空気圧縮機２から吐出された原料空気を冷却する、後述する水洗冷却装置から構成したものである。
【００６０】
即ち、第１プレクーラ３０である水洗冷却装置は、前処理空気冷却ライン２９に介装され、前段処理装置２０の第１，２前段吸着塔２１，２２の何れか一方から流出する吸着剤再生後の原料空気を冷却する水洗冷却塔３１を備えている。この水洗冷却塔３１の内部には、上部水スプレイ装置３１ａと下部水スプレイ装置３１ｂが設けられると共に、これら上部水スプレイ装置３１ａの下方位置に上部熱交換部３１ｃが、また下部水スプレイ装置３１ｂの下方位置に下部熱交換部３１ｄが設けられている。
【００６１】
前記水冷冷却塔３１の上部水スプレイ装置３１ａには、内部に水スプレイ装置３２ａが設けられると共に、この水スプレイ装置３２ａの下方位置に熱交換部３２ｂが設けられてなる蒸発冷却塔３２の底部に溜められた冷却水が冷水ポンプＰＣＷを介して供給されるように構成されている。前記蒸発冷却塔３２の水スプレイ装置３２ａには、水ポンプＰＷから水が供給され、そしてこの水は空気分離装置５から排出されるドライ窒素ガスにより冷却されて底部に溜められるようになっている。さらに、前記水洗冷却塔３１の下部水スプレイ装置３１ｂに、前記水ポンプＰＷから水が供給されるように構成されている。
【００６２】
本発明の実施の形態７に係る空気分離設備の前処理装置１０では、第１プレクーラ３０の水洗冷却塔３１の上部水スプレイ装置３１ａに、空気分離装置５から排出されるドライ窒素ガスで冷却された冷却水が冷水ポンプＰＣＷを介して供給され、また下部水スプレイ装置３１ｂには、水ポンプＰＷを介して水が供給されるため、前記上、下部スプレイ装置３１ａ，３１ｂから噴射される水スプレイにより上部熱交換部３１ｃ、および下部熱交換部３１ｄが冷却される。そして、水洗冷却塔３１に流入する吸着剤再生後の原料空気が、前記上・下部熱交換部３１ｃ，３１ｄと熱交換することにより冷却される。従って、本発明の実施の形態７に係る空気分離設備の前処理装置１０によれば、水洗冷却塔３１に蒸発冷却塔３２からドライ窒素ガスにより冷却した冷水で原料空気を冷却することができるため、水洗冷却塔３１の出口の原料空気中の飽和水分量を低減することができ、かつ前段前処理装置２０の吸着剤の吸着容量を増加させることができるため、設備コストを低減させることができる。
【実施例】
【００６３】
以下、Ａ乃至Ｅの各条件下において求めた従来例、本発明の実施の形態１、実施の形態６に対する吸着剤の再生エネルギーの計算結果を説明する。条件Ａ乃至Ｅは、表１に示すとおりである。
【表１】
2008232575.tif 000003
【００６４】
条件Ａの各条件下において求めた従来例、本発明の実施の形態１（表中では形態１と記載）、本発明の実施の形態６（表中では形態６と記載）に対する吸着剤の再生エネルギーの計算結果は、表２に示すとおりである。
【表２】
2008232575.tif 000004
上記表２によれば、本発明の実施の形態１における吸着剤の再生エネルギーは従来例より３８．５％（４３９／１１４０×１００％）削減され、また本発明の実施の形態６における吸着剤の再生エネルギーは従来例より１００％削減されていることが分かる。
【００６５】
条件Ｂの各条件下において求めた従来例、本発明の実施の形態１（表中では形態１と記載）、本発明の実施の形態６（表中では形態６と記載）に対する吸着剤の再生エネルギーの計算結果は、表３に示すとおりである。
【表３】
2008232575.tif 000005
上記表３によれば、本発明の実施の形態１における吸着剤の再生エネルギーは従来例より３８．４％（１９６／５１０×１００％）削減され、また本発明の実施の形態６における吸着剤の再生エネルギーは従来例より１００％削減されていることが分かる。
【００６６】
条件Ｃの各条件下において求めた従来例、本発明の実施の形態１（表中では形態１と記載）、本発明の実施の形態６（表中では形態２と記載）に対する吸着剤の再生エネルギーの計算結果は、表４示すとおりである。
【表４】
2008232575.tif 000006
上記表４によれば、本発明の実施の形態１における吸着剤の再生エネルギーは従来例より４４．７％（１７０／３８０×１００％）削減され、また本発明の実施の形態６における吸着剤の再生エネルギーは従来例より１００％削減されていることが分かる。
【００６７】
条件Ｃの各条件下において求めた従来例、本発明の実施の形態１（表中では形態１と記載）、本発明の実施の形態６（表中では形態６と記載）に対する吸着剤の再生エネルギーの計算結果は、５示すとおりである。
【表５】
2008232575.tif 000007
上記表５によれば、本発明の実施の形態１における吸着剤の再生エネルギーは従来例より５０％（２６／５２×１００％）削減され、また本発明の実施の形態６における吸着剤の再生エネルギーは従来例より１００％削減されていることが分かる。
【００６８】
条件Ｃの各条件下において求めた従来例、本発明の実施の形態１（表中では形態１と記載）、本発明の実施の形態６（表中では形態６と記載）に対する吸着剤の再生エネルギーの計算結果は、５示すとおりである。
【表６】
2008232575.tif 000008
上記表６によれば、本発明の実施の形態１における吸着剤の再生エネルギーは従来例より５７％（８／１４×１００％）削減され、また本発明の実施の形態６における吸着剤の再生エネルギーは従来例より１００％削減されていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る前処理装置を備えた空気分離設備の全体を示す概略構成説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る前処理装置の前段前処理装置の概略構成説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る前処理装置の後段前処理装置の概略構成説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る前処理装置の主要部の構成説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る前処理装置の主要部の構成説明図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る前処理装置の主要部の構成説明図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る前処理装置の主要部の構成説明図である。
【図８】本発明の実施の形態５に係る前処理装置の主要部の構成説明図である。
【図９】本発明の実施の形態６に係る前処理装置の主要部の構成説明図である。
【図１０】従来例に係る空気分離装置の前処理装置の系統図である。
【００７０】
１…吸込フィルタ，２…空気圧縮機，２ａ…インタークーラ，３…コールドボックス，４…空気分離装置
１０…前処理装置，１１…原料空気供給ライン，Ｖ１１…開閉弁，１２…分岐・合流ライン，１２ａ…ラインクーラ，Ｖ１２…開閉弁，１３…第１バイパスライン，Ｖ１３…第１開閉弁，１４…第２バイパスライン，Ｖ１４…第２開閉弁，１５…熱交換器，１６…再生パージガス供給ライン
２０…前段前処理装置，２１…第１前段吸着塔，２２…第２前段吸着塔，２３…第１前段入側ライン，２４…第２前段入側ライン，２５…前段入側バイパスライン，２６…前段前処理空気ライン，２６ａ…第２プレクーラ，２７…前段出側ライン，２８…前段出側バイパスライン，２９…原料空気冷却ライン
３０…第１プレクーラ，３１…水洗冷却塔，３１ａ…上部水スプレイ装置，３１ｂ…下部水スプレイ装置，３１ｃ…上部熱交換部，３１ｄ…下部熱交換部，３２…蒸発冷却塔，３２ａ…下部水スプレイ装置，３２ｂ…熱交換部，ＰＣＷ…冷水ポンプ，ＰＷ…水ポンプ，ＶＦＡ…第１前段左開閉弁，ＶＦＢ…第１前段右開閉弁，ＶＦＣ…第２前段左開閉弁，ＶＦＤ…第２前段右開閉弁，ＶＦＥ…第３前段左開閉弁，ＶＦＦ…第３前段右開閉弁，ＶＦＧ…第４前段左開閉弁，ＶＦＨ…第４前段右開閉弁
４０…後段前処理装置，４１…第１後段吸着塔，４２…第２後段吸着塔，４３…第１後段入側ライン，４４…第２後段入側ライン，４５…後段入側バイパスライン，４６…放出ライン，４６ａ…サイレンサ，４７…後段出側ライン，４８…後段出側バイパスライン，４９…前処理空気供給ライン，５０…再生ライン，５０ａ…再生ヒータ，ＶＲＡ…第１後段左開閉弁，ＶＲＢ…第１後段右開閉弁，ＶＲＣ…第２後段左開閉弁，ＶＲＤ…第２後段右開閉弁，ＶＲＥ…第３後段左開閉弁，ＶＲＦ…第３後段右開閉弁，ＶＲＧ…第４後段左開閉弁，ＶＲＨ…第４後段右開閉弁
【図１】
2008232575.tif 000009
【図２】
2008232575.tif 000010
【図３】
2008232575.tif 000011
【図４】
2008232575.tif 000012
【図５】
2008232575.tif 000013
【図６】
2008232575.tif 000014
【図７】
2008232575.tif 000015
【図８】
2008232575.tif 000016
【図９】
2008232575.tif 000017
【図１０】
2008232575.tif 000018