(57)【要約】【課題】  需要先により高圧の製品酸素ガスを供給することができ、しかも運転コストの増大を抑制することを可能ならしめる深冷空気分離装置を提供する。【解決手段】  深冷空気分離装置を、複式精留塔１１から取出される全製品酸素量の一部を第２製品酸素ライン６を介して取出し、取出した液体酸素を液体酸素ポンプ６ａで所要圧力に加圧した後に主熱交換器で蒸発、加温して製品酸素ガスとし、残りの酸素を、第２製品酸素ライン５を介して酸素ガスとして取出し、取出した酸素ガスを主熱交換器２で加温した後に酸素ガス圧縮機５ａで所要圧力に圧縮して製品酸素ガスとする、構成とする。【選択図】        図１
2005273959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料空気を圧縮する原料空気圧縮機を備え、この原料空気圧縮機で圧縮された圧縮空気中の不純物を除去する吸着塔ユニットを備え、不純物除去後の圧縮空気を冷却する主熱交換器を備えると共に、上塔と下塔とからなり、前記主熱交換器で冷却されて導入された空気を酸素と窒素とに分離する複式精留塔を有する空気分離部を備えた深冷空気分離装置において、前記主熱交換器を経て下塔に連通し、吸着塔ユニットを経た原料空気の一部を下塔に導入する第１原料空気ラインと、この第１原料空気ラインから分岐して上塔に連通し、前記主熱交換器の上流側にブロワが介装されると共に、主熱交換器の下流側に膨張タービンが介装され、吸着塔ユニットを経た原料空気の残りを上塔に導入する第２原料空気ラインと、上塔から主熱交換器を介して製品酸素ガスを需要先に供給し、主熱交換器の下流側に酸素ガス圧縮機が介装されてなる第１製品酸素ラインと、上塔の底部から主熱交換器を介して製品酸素ガスを需要先に供給し、主熱交換器と上塔との間に液体酸素ポンプが介装され、前記第１製品酸素ラインの前記酸素ガス圧縮機の下流側に連通する第２製品酸素ラインとを備えたことを特徴とする深冷空気分離装置。
【請求項２】
原料空気を圧縮する原料空気圧縮機を備え、この原料空気圧縮機で圧縮された圧縮空気中の不純物を除去する吸着塔ユニットを備え、不純物除去後の圧縮空気を冷却する主熱交換器を備えると共に、上塔と下塔とからなり、前記主熱交換器で冷却されて導入された空気を酸素と窒素とに分離する複式精留塔を有する空気分離部を備えた深冷空気分離装置において、前記主熱交換器を経て下塔に連通し、吸着塔ユニットを経た原料空気の一部を下塔に導入する第１原料空気ラインと、この第１原料空気ラインから分岐して上塔に連通し、前記主熱交換器の上流側にブロワが介装されると共に、主熱交換器の下流側に膨張タービンが介装され、吸着塔ユニットを経た原料空気の残りを上塔に導入する第２原料空気ラインと、上塔から主熱交換器を介して製品酸素ガスを第１の需要先に供給し、主熱交換器の下流側に酸素ガス圧縮機が介装されてなる第１製品酸素ラインと、上塔の底部から主熱交換器を介して製品酸素ガスを第２の需要先に供給し、主熱交換器と上塔との間に液体酸素ポンプが介装されてなる第２製品酸素ラインとを備えたことを特徴とする深冷空気分離装置。
【請求項３】
前記複式精留塔から取出される全製品酸素量の一部を、前記第２製品酸素ラインを介して液体酸素として取出し、取出した液体酸素を液体酸素ポンプで所要圧力に加圧した後に主熱交換器で蒸発させると共に加温して製品酸素ガスとし、残り酸素を、第２製品酸素ラインを介して酸素ガスとして取出し、取出した酸素ガスを主熱交換器で加温した後に酸素ガス圧縮機で所要圧力に圧縮して製品酸素ガスとすることを特徴とする請求項１または２のうちの何れか一つの項に記載の深冷空気分離装置の運転方法。
【請求項４】
前記第２製品酸素ラインを介して、圧力がＰ（ＭＰａＧ）の製品酸素ガスを需要先に供給するに際して、全製品酸素量の１６．４×Ｐ-0.8％以下の酸素ガスが得られる量の液体酸素を取出して前記液体酸素ポンプにより圧縮することを特徴とする請求項３に記載の深冷空気分離装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、深冷空気分離装置およびその運転方法に係り、より詳しくは、需要先により高圧の製品酸素ガスを供給することができ、しかも運転コストの増大を抑制することを可能ならしめる深冷空気分離装置およびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼業等の工業分野において、ガス酸素（製品酸素）はユーティリティあるいは原材料として使用されており、その供給源として深冷空気分離装置が使用されている。このような深冷空気分離装置の場合には、通常、製品酸素ガスは複式精留塔の上部塔の操作圧力である０．０１〜０．０２ＭＰａＧ程度の圧力で上部塔から取出され、取出した酸素ガスを所要圧力に昇圧して需要先に供給している。しかしながら、酸素ガスを所要圧力に昇圧する酸素ガス圧縮機の所要動力が過大であり、所要動力の低減に対する強い要望があった。
酸素ガス圧縮機の所要動力の低減を可能ならしめるようにしたものとしては、例えば後述する構成になるものが公知である。以下、この従来例に係る深冷空気分離装置を、タービン一体式のガスブロワを備えた深冷空気分離装置における制御回路構成を示す図の図３を参照しながら説明する。
【０００３】
即ち、この従来例に係る深冷空気分離装置は、原料空気を圧縮する原料空気圧縮機５１と、この原料空気圧縮機５１で圧縮されると共に前冷却装置５２で冷却された原料空気を前処理する吸着塔ユニット５３と、この吸着塔ユニット５３で前処理された空気が原料として送り込まれ、この送り込まれた原料空気から深冷分離法にて窒素や酸素を分離連続生産する精留塔５７，５８と、前記送り込まれた原料空気を断熱膨張させて前記精留塔へ流入させる寒冷を発生させるための膨張タービン５６とを有するコールドボックス５５を有しており、製品酸素等の製品ガスの圧力を精留塔上塔５７の運転圧力より高圧にすることが必要なプラントに適用される。製品ガス（例えば製品酸素）を深冷状態で精留分離する精留塔は、下塔（中圧塔）５８と上塔（低圧塔）５７から構成され、両者は主凝縮器９０にて互いに熱交換を行うようになっている。この主凝縮器９０には下塔５８の上部から窒素ガスが供給され、液化された窒素は下塔５８の上部に戻されるように構成されている。
【０００４】
この従来例に係る深冷空気分離装置によれば、０．０３ＭＰａＧ程度の製品ガス（例えば製品酸素）８９を上塔（低圧塔）５７からガスの状態で取り出して、空気熱交換器６３で温度回復させた後、膨張タービン５６の常温側（片側）のブレーキファンを、製品ガス（例えば製品酸素）８９を昇圧するためのガスブロワ６６として使用される。即ち、このガスブロワ６６は、製品となるガス（例えば製品酸素）の圧力が、上塔５７の運転圧力より高い圧力レベルで取り合うことができるように、膨張タービン５６の回転力を受けて製品ガス９０を圧力比で１．３６〜１．６程度に昇圧するものである。このように、製品となるガス（例えば製品酸素）の圧力が、上塔５７の運転圧力より高い圧力レベルで取り合うことが要求されたプラントにおいて、上塔５７から製品ガス（製品酸素等）をガスの状態で取り出し、この取り出された製品ガスを、寒冷発生のための膨張タービン５６の片側に設けたブレーキ用ガスブロワ６６で昇圧することにより、製品ガス（例えば製品酸素）８９を所定の圧力にして送り出すものである。なお、図３において、精留塔の右側に示されてなる符号６２は過冷却器である（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１６６７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来例に係る深冷空気分離装置によれば、コールドボックスから取出される製品酸素ガスの圧力が０．０２〜０．０８ＭＰａＧに限定されている。従って、需要先における製品酸素ガスの必要圧力が、この圧力に一致している場合には非常に有効な装置である。
しかしながら、これ以上の圧力を必要とする場合には、この深冷空気分離装置を使用することができない。勿論、酸素ガス圧縮機を設ければ、より高圧の製品酸素ガスを需要先に供給することができるが、酸素ガス圧縮機の駆動に多大な動力エネルギーを要するので、深冷空気分離装置の運転コストに関して経済的に好ましくない。
【０００６】
従って、本発明の目的は、需要先により高圧の製品酸素ガスを供給することができ、しかも運転コストの増大を抑制することを可能ならしめる深冷空気分離装置およびその運転方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る深冷空気分離装置が採用した手段は、原料空気を圧縮する原料空気圧縮機を備え、この原料空気圧縮機で圧縮された圧縮空気中の不純物を除去する吸着塔ユニットを備え、不純物除去後の圧縮空気を冷却する主熱交換器を備えると共に、上塔と下塔とからなり、前記主熱交換器で冷却されて導入された空気を酸素と窒素とに分離する複式精留塔を有する空気分離部を備えた深冷空気分離装置において、前記主熱交換器を経て下塔に連通し、吸着塔ユニットを経た原料空気の一部を下塔に導入する第１原料空気ラインと、この第１原料空気ラインから分岐して上塔に連通し、前記主熱交換器の上流側にブロワが介装されると共に、主熱交換器の下流側に膨張タービンが介装され、吸着塔ユニットを経た原料空気の残りを上塔に導入する第２原料空気ラインと、上塔から主熱交換器を介して製品酸素ガスを需要先に供給し、主熱交換器の下流側に酸素ガス圧縮機が介装されてなる第１製品酸素ラインと、上塔の底部から主熱交換器を介して製品酸素ガスを需要先に供給し、主熱交換器と上塔との間に液体酸素ポンプが介装され、前記第１製品酸素ラインの前記酸素ガス圧縮機の下流側に連通する第２製品酸素ラインとを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の請求項２に係る深冷空気分離装置が採用した手段は、原料空気を圧縮する原料空気圧縮機を備え、この原料空気圧縮機で圧縮された圧縮空気中の不純物を除去する吸着塔ユニットを備え、不純物除去後の圧縮空気を冷却する主熱交換器を備えると共に、上塔と下塔とからなり、前記主熱交換器で冷却されて導入された空気を酸素と窒素とに分離する複式精留塔を有する空気分離部を備えた深冷空気分離装置において、前記主熱交換器を経て下塔に連通し、吸着塔ユニットを経た原料空気の一部を下塔に導入する第１原料空気ラインと、この第１原料空気ラインから分岐して上塔に連通し、前記主熱交換器の上流側にブロワが介装されると共に、主熱交換器の下流側に膨張タービンが介装され、吸着塔ユニットを経た原料空気の残りを上塔に導入する第２原料空気ラインと、上塔から主熱交換器を介して製品酸素ガスを第１の需要先に供給し、主熱交換器の下流側に酸素ガス圧縮機が介装されてなる第１製品酸素ラインと、上塔の底部から主熱交換器を介して製品酸素ガスを第２の需要先に供給し、主熱交換器と上塔との間に液体酸素ポンプが介装されてなる第２製品酸素ラインとを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の請求項３に係る深冷空気分離装置の運転方法が採用した手段は、請求項１または２のうちの何れか一つの項に記載の深冷空気分離装置の運転方法において、前記複式精留塔から取出される全製品酸素量の一部を、前記第２製品酸素ラインを介して液体酸素として取出し、取出した液体酸素を液体酸素ポンプで所要圧力に加圧した後に主熱交換器で蒸発させると共に加温して製品酸素ガスとし、残り酸素を、第２製品酸素ラインを介して酸素ガスとして取出し、取出した酸素ガスを主熱交換器で加温した後に酸素ガス圧縮機で所要圧力に圧縮して製品酸素ガスとすることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の請求項４に係る深冷空気分離装置の運転方法が採用した手段は、請求項３に記載の深冷空気分離装置の運転方法において、前記第２製品酸素ラインを介して、圧力がＰ（ＭＰａＧ）の製品酸素ガスを需要先に供給するに際して、全製品酸素量の１６．４×Ｐ-0.8％以下の酸素ガスが得られる量の液体酸素を取出して前記液体酸素ポンプにより圧縮することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１、２に係る深冷空気分離装置または請求項３に係る深冷空気分離装置の運転方法によれば、酸素ガスを酸素ガス圧縮機で圧縮することにより、第１製品酸素ラインを介して需要先に製品酸素ガスを供給することができる。また、液体酸素を液体酸素ポンプで圧縮した後、主熱交換器で加温することにより、第２製品酸素ラインを介して需要先に製品酸素ガスを供給することができる。従って、本発明によれば、酸素ガス圧縮機と液体酸素ポンプとを駆動して需要先に製品酸素ガスを供給するが、液体酸素ポンプの駆動力は酸素ガス圧縮機の駆動力よりも遥かに小動力でよいので、需要先に供給する製品酸素ガスの全量を酸素ガス圧縮機で圧縮して供給する場合に比較して、所要動力を削減することができる。また、本発明の請求項２に係る深冷空気分離装置によれば、所要圧力が相違する２つの需要先に、それらの需要先が要求する圧力の製品酸素ガスを個別に供給することができる。
【００１２】
さらに、本発明の請求項４に係る深冷空気分離装置の運転方法によれば、主熱交換器により液体酸素と原料空気とを熱交換させて液体酸素を蒸発させ、製品酸素ガスとして需要先に供給するが、全製品酸素量の１６．４×Ｐ-0.8％以下の酸素ガスが得られる量の液体酸素が上塔から取出される。上塔から取出される液体酸素の量は、原料空気の全量により完全に蒸発させ得る量になるように決定された量であるため、主熱交換器の温度バランスを保持しながら、取り出された液体酸素の全てを蒸発させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の形態１に係る深冷空気分離装置を、その模式的系統図の図１を参照しながら説明する。
【００１４】
本発明の形態１に係る深冷空気分離装置は、図１に示すように、図示しないフィルタを介して吸引された原料空気を圧縮する原料空気圧縮機１ａ、この原料空気圧縮機１ａで圧縮された圧縮空気中の不純物を除去する吸着塔ユニット１ｂが介装されてなる原料空気供給ライン１を備えている。この原料空気供給ライン１から第１原料空気ライン３が分岐しており、この第１原料空気ライン３は主熱交換器２を介して、後述する構成になる空気分離部１０に連通している。つまり、吸着塔ユニット１ｂで不純物が除去された圧縮空気の一部は、第１原料空気ライン３を流れて、主熱交換器２で冷却されて空気分離部１０に導入されるようになっている。
【００１５】
また、この原料空気供給ライン１から第２原料空気ライン４が分岐しており、この第２原料空気ライン４は主熱交換器２を介して空気分離部１０に連通している。即ち、吸着塔ユニット１ｂで不純物が除去された圧縮空気の残りが、この第２原料空気ライン４を介して空気分離部１０に導入されるようになっている。この第２原料空気ライン４の分岐部と主熱交換器２の間に、原料空気を圧縮するブロワ４ａと、このブロワ４ａで圧縮された原料空気を冷却するクーラ４ｂとが介装されている。さらに、この第２原料空気ライン４の主熱交換器２と空気分離部１０との間に膨張タービン４ｃが設けられており、空気分離部１０に必要な寒冷を発生するように構成されている。
【００１６】
一方、空気分離部１０から図示しない製品需要先に、製品酸素ガスを供給する第１製品酸素ライン５が主熱交換器２、酸素ガス圧縮機５ａを介して連通している。さらに、この第１製品酸素ライン５の酸素ガス圧縮機５ａの下流側に、空気分離部１０から液体酸素ポンプ６ａ、主熱交換器２を介して第２製品酸素ライン６が合流している。
【００１７】
前記空気分離部１０は、上塔１１ａと、この上塔１１ａの底部の内部に配設されてなる凝縮器１１ｂと、この上塔１１ａの下側の下塔１１ｃとからなる複式精留塔１１と、過冷却器１２を備えている。複式精留塔１１の下塔１１ｃの底部付近に前記第１原料空気ライン３が連通すると共に、上塔１１ａの上下方向の中程付近に前記第２原料空気ライン４が連通している。また、前記第２製品酸素ライン６の基端部は複式精留塔１１の上塔１１ａの底部に接続されている。また、前記複式精留塔１１の上塔１１ａの頂部から、過冷却器１２を介して図示しない窒素需要先に製品窒素ガスＧＮを供給する製品窒素ライン７が主熱交換器２を介して連通している。さらに、複式精留塔１１の上塔１１ａの上部付近から、過冷却器１２を介して、前記吸着塔ユニット１ｂ等に廃窒素ライン８が連通している。
この廃窒素ライン８は、主として吸着剤を再生するために吸着塔ユニット１ｂに廃窒素ガスＷＮを供給する働きをするものである。なお、吸着剤を再生した廃窒素ガスＷＮは、図示しないサイレンサーを介して大気中に放出される。
【００１８】
そして、下塔１１ｃの底部より第１ライン１３が過冷却器１２を介して上塔１１ａに連通しており、下塔１１ｃの底部の酸素リッチな液体空気を過冷却して上塔１１ａに導入するように構成されている。また、下塔１１ｃの前記第１ライン１３の連通部の上側から過冷却器１２を介して上塔１１ａの前記第１ライン１３の連通部の上側に第２ライン１４が連通しており、下塔１１ｃの中位位置の窒素リッチな液体空気を過冷却して上塔１１ａに導入するように構成されている。さらに、下塔１１ｃの頂部から過冷却器１２を介して、第３ライン１５が上塔１１ａの頂部付近に連通しており、下塔１１ｃの上位位置の高純度窒素を過冷却して上塔１１ａに導入するように構成されている。
【００１９】
前記第１原料空気ライン３を介して下塔１１ｃの底部に導入された冷却された原料空気ＧＡは、塔内を上昇する間に次第に窒素リッチになり、下塔１１ｃの頂部では高純度窒素となる。また、上部塔１１ａに導入された酸素リッチな液体空気は、塔内を流下しながら次第に酸素が凝縮され、底部において高純度液体酸素となり、この上塔１１ａの底部に溜まるものである。なお、一点鎖線で示され、主熱交換器２、膨張タービン４ｃ、液体酸素ポンプ６ａ、および空気分離部１０を囲んでなるものはコールドボックス９である。
【００２０】
以下、本発明の形態１に係る深冷空気分離装置の作用態様を、図１を参照しながら説明する。即ち、原料空気圧縮機１ａで圧縮されると共に、吸着塔ユニット１ｂで不純物が除去された原料空気の一部は，第１原料空気ライン３に流入し、主熱交換器２で略沸点温度まで冷却されて空気分離部１０の下塔１１ｃの底部に導入される。原料空気の残りの部分は、第２原料空気ライン４に流入し、ブロワ４ａで昇圧され、クーラ４ｂで冷却された後に主熱交換器２で冷却されて上塔１１ａの上下方向の中程に導入される。空気分離部１０の複式精留塔１１に導入された原料空気は精留され、上塔１１ａの底部から第２製品酸素ライン６を介して液体酸素ＬＯが、上塔１１ａの下部から第１製品酸素ライン５を介して酸素ガスＧＯが導出される。そして、上塔１１ａの頂部から製品窒素ライン７を介して製品窒素ガスＧＮが導出される。
【００２１】
本発明の形態１に係る深冷空気分離装置によれば、酸素ガス圧縮機５ａで圧縮した酸素ガスに、液体酸素ポンプ６ａで圧縮した液体酸素ＬＯを、主熱交換器２により原料空気と熱交換させて蒸発させ、蒸発させた酸素ガスを合流させて、第１製品酸素ライン５を介して需要先に製品酸素ガスを供給することができる。ところで、第２製品酸素ライン６から液体酸素ＬＯとして取出される量は、製品酸素ガスの圧力をＰＭＰａＧとした場合に、全製品酸素量の１６．４×Ｐ-0.8％以下である。より詳しくは、液体酸素ＬＯの量は、原料空気の全量により完全に蒸発させ得る量になるように設定されているため、主熱交換器２の温度バランスを保持しながら、取り出された液体酸素ＬＯの全量を完全に蒸発させることができる。従って、本形態１に係る深冷空気分離装置によれば、製品酸素ガスの圧力が０．０２〜０．０８ＭＰａＧに限定されている従来例に係る深冷空気分離装置と異なり、遥かに高圧、しかも任意の圧力の製品酸素ガスを需要先に供給することができる。
【００２２】
また、本形態１に係る深冷空気分離装置によれば、上記のとおり、酸素ガス圧縮機５ａと液体酸素ポンプ６ｂとを駆動して需要先に製品酸素ガスを供給するが、液体酸素ポンプ６ａの駆動力は酸素ガス圧縮機５ａの駆動力よりも遥かに小動力でよいので、需要先に供給する製品酸素ガスの全量を酸素ガス圧縮機で圧縮して供給する必要がある従来例に比較して、所要動力を削減することができる。
【００２３】
以下、本形態１に係る深冷空気分離装置の所要動力について、より具体的に説明する。
例えば、製品酸素ガスの所要流量と圧力とがそれぞれ１０，０００Ｎｍ3／ｈ、２．５ＭＰａＧである場合、従来例に係る深冷空気分離装置では、１０，０００Ｎｍ3／ｈの酸素ガスを酸素ガス圧縮機で所要圧力２．５ＭＰａＧまで圧縮し、製品酸素ガスとして需要先に供給していた。酸素ガス圧縮機の所要動力は、酸素ガス１Ｎｍ3／ｈ当たり、およそ０．１５ｋＷであるから、この場合には１，５００ｋＷの動力が必要である。
【００２４】
一方、本発明の形態１に係る深冷空気分離装置の場合には、上記のとおり、全製品酸素量の１６．４×Ｐ-0.8％以下＝７．９％以下、例えば５％である５００Ｎｍ3／ｈの酸素ガスを得ることができる量の液体酸素（以下、表現を簡略化するために５００Ｎｍ3／ｈの液体酸素といい、液体酸素量の如何に拘らず同様の表現を用いることとする。）ＬＯを上塔１１ａから取出し、残りの９，５００Ｎｍ3／ｈの酸素ガスＧＯを上塔１１ａから取出す。この９，５００Ｎｍ3／ｈの酸素ガスは、従来例と同様に酸素ガス圧縮機５ａで２．５ＭＰａＧまで圧縮される。そして、５００Ｎｍ3／ｈの液体酸素ＬＯは液体酸素ポンプ６ａにより、２．５ＭＰａＧまで圧縮されて第２製品酸素ライン６を流れ、第１製品酸素ライン５の酸素ガス圧縮機５ａの下流側に流入して、酸素ガス圧縮機５ａで圧縮された酸素ガスと合流して需要先に供給される。
【００２５】
この場合、酸素ガス圧縮機５ａにより圧縮する酸素ガスの量は９，５００Ｎｍ3／ｈであるから、酸素ガス圧縮機５ａの所要動力は１，４２５ｋＷである。また、５００Ｎｍ3／ｈの液体酸素を加圧する液体酸素ポンプ６ａの動力が必要になるが、液体は気体に比較して密度が非常に大きく体積が小さいため、液体酸素を２．５ＭＰａＧまで加圧するに必要な動力は液体酸素１Ｎｍ3／ｈ当たり約０．００２ｋＷでしかないから、液体酸素ポンプ６ａの所要動力は１ｋＷである。従って、酸素の圧縮に要する動力は、１，４２６ｋＷになる。このように、本発明によれば、酸素ガス圧縮機に比較して低コストの液体酸素ポンプ６ａおよびその回りの配管を追加設置するだけで、任意の圧力の製品酸素ガスを安価に提供することができる。因みに。製品酸素ガスの所要流量と圧力とがそれぞれ１０，０００Ｎｍ3／ｈ、２．５ＭＰａＧである場合、約７４ｋＷ低減されるから、電気代が仮に１０円／ｋＷｈであるとすれば、年間約６４０万円もの電気代を低減することができる。
【００２６】
次に、本発明の形態２に係る深冷空気分離装置を、その模式的系統図の図２を参照しながら説明する。なお、本発明の形態２に係る深冷空気分離装置が、上記形態１に係る深冷空気分離装置と相違するところは、圧力が相違する製品酸素ガスの需要先が２件あるところにあり、主要構成は全く同じである。従って、同一のもの並びに同一機能を有するものに同一符号を付し、かつ同一名称を以て、その相違する点について説明する。
【００２７】
本発明の形態２に係る深冷空気分離装置は、図２と、形態１に係る深冷空気分離装置の模式的系統図の図１との比較において良く理解されるように、第２製品酸素ライン６が第１製品酸素ライン５の酸素ガス圧縮機５ａの下流側で合流しておらず、第１製品酸素ライン５を介して図示しない需要先２に、第２製品酸素ライン６を介して図示しない需要先１に、圧力が相違する製品酸素ガスを供給し得るように構成されている。
【００２８】
本発明の形態２に係る深冷空気分離装置によれば、例えば、製品酸素ガスの所要流量と圧力が２種類存在し、需要先１に１，０００Ｎｍ3／ｈ、１．５ＭＰａＧの製品酸素ガスを、需要先２に９，０００Ｎｍ3／ｈ、２．５ＭＰａＧの製品酸素ガスを供給する場合に優れた効果を発揮することができる。
【００２９】
例えば、従来例の場合には、２種類の酸素ガス圧縮機を設置し、第１酸素ガス圧縮機で１０，０００Ｎｍ3／ｈの酸素ガスを１．５ＭＰａＧまで圧縮し、そのうちの１，０００Ｎｍ3／ｈを製品酸素ガスとして需要先１に供給する。そして、残りの９，０００Ｎｍ3／ｈを第２酸素ガス圧縮機で２．５ＭＰａＧまで圧縮して製品酸素ガスとして需要先２に供給するというように運転される。この場合、２種類の酸素ガス圧縮機が必要であるから、設備コストに関して不利になることは明白である。また、１種類の酸素ガス圧縮機で１０，０００Ｎｍ3／ｈの酸素ガスを２．５ＭＰａＧまで圧縮し、そのうちの９，０００Ｎｍ3／ｈを製品酸素ガスとして需要先２に供給し、残りの１，０００Ｎｍ3／ｈを１．５ＭＰａＧまで減圧して製品酸素ガスとして需要先１に供給するという運転方法も考えられる。しかしながら、１．５ＭＰａＧでよい需要先２に、２．５ＭＰａＧまで圧縮した酸素ガスを減圧して供給するのであるから、消費動力に関して不利になることは明白である。
【００３０】
このような従来例に対して、本発明の形態２に係る深冷空気分離装置によれば、１，０００Ｎｍ3／ｈの液体酸素が第２製品酸素ライン６から取出され、９，０００Ｎｍ3／ｈの酸素ガスが第１製品酸素ライン５から取出される。この９，０００Ｎｍ3／ｈの酸素ガスは、従来例の場合と同様に、酸素ガス圧縮機５ａで所要の２．５ＭＰａＧまで圧縮され、製品酸素ガスとして第１製品酸素ライン５を介して需要先２に供給されることとなる。
一方、１，０００Ｎｍ3／ｈの液体酸素が液体酸素ポンプ６ａで所要の１．５ＭＰａＧまで圧縮され、主熱交換器２で蒸発、加温されて、製品酸素ガスとして第２製品酸素ライン６を介して需要先１に供給される。このように、本発明の形態２に係る深冷空気分離装置によれば、製品酸素ガスの所要流量と圧力が２種類存在する場合において、設備コスト増、消費動力増をきたすことなく、需要先の要求に応えることができるという優れた効果を奏することができる。
【００３１】
上記実施の形態１，２においては、需要先に製品酸素ガスと製品窒素ガスとを供給することができる構成の深冷空気分離装置を例として説明した。しかしながら、本発明の技術的思想を、製品窒素ガスを製品として製造しない装置に対しても適用することができるので、上記実施の形態１，２に係る深冷空気分離装置の用途に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の形態１に係る深冷空気分離装置の模式的系統図である。
【図２】本発明の形態２に係る深冷空気分離装置の模式的系統図である。
【図３】従来例に係り、タービン一体式のガスブロワを備えた深冷空気分離装置の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…原料空気供給ライン，１ａ…原料空気圧縮機，１ｂ…吸着塔ユニット
２…主熱交換器
３…第１原料空気ライン
４…第２原料空気ライン，４ａ…ブロワ，４ｂ…クーラ，４ｃ…膨張タービン
５…第１製品酸素ライン，５ａ…酸素ガス圧縮機
６…第２製品酸素ライン，６ａ…液体酸素ポンプ
７…製品窒素ライン
８…廃窒素ライン
９…コールドボックス
１０…空気分離部
１１…複式精留塔，１１ａ…上塔，１１ｂ…凝縮器，１１ｃ…下塔
１２…過冷却器
１３…第１ライン
１４…第２ライン
１５…第３ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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