▶ ハンヂョウ ターニング エネルギー テクノロジー デベロップメント カンパニー リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-07
(45)【発行日】2022-10-18
(54)【発明の名称】ガラス窯炉用の低エネルギー消費の窒素及び酸素製造方法
(51)【国際特許分類】
F25J 3/04 20060101AFI20221011BHJP
F25J 3/08 20060101ALI20221011BHJP
【ＦＩ】
F25J3/04 101
F25J3/08
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022099742
(22)【出願日】2022-06-21
【審査請求日】2022-06-21
(31)【優先権主張番号】202110858748.5
(32)【優先日】2021-07-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】522248881
【氏名又は名称】ハンヂョウ ターニング エネルギー テクノロジー デベロップメント カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｔｕｒｎｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】Ｒｏｏｍ ９１３， ｂｕｉｌｄｉｎｇ １， Ｗｕｚｈｏｕ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｂｕｓｉｎｅｓｓ ｃｅｎｔｅｒ， Ｘｉｈｕ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ， Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】110001841
【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ
(72)【発明者】
【氏名】ホー センリン
(72)【発明者】
【氏名】ウェイ ティン
(72)【発明者】
【氏名】グゥォ レイ
(72)【発明者】
【氏名】ヂョウ ヨウヂェン
(72)【発明者】
【氏名】ヤン ヂォンジュン
(72)【発明者】
【氏名】ヂュ ハン
(72)【発明者】
【氏名】ヂャン ユンフォン
【審査官】目代 博茂
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第１０４８０７２９１（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１１１４１１１０（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開平０５－２９６６５１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２５Ｊ１／００－５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
製造時に必要な装置は、フィルター、タービン空気圧縮機、空気予冷機ユニット、交互に使用される分子篩吸着器、電気ヒータ、主熱交換器、精留塔Ｉ、主凝縮蒸発器Ｉ、精留塔ＩＩ、主凝縮蒸発器ＩＩ、精留塔ＩＩＩ、主凝縮蒸発器ＩＩＩ、過冷却器、膨張機Ｉ及び膨張機ＩＩを含み、フィルター、タービン空気圧縮機、空気予冷機ユニット、交互に使用される分子篩吸着器、電気ヒータはコールドボックス外に設けられ、主熱交換器、精留塔Ｉ、主凝縮蒸発器Ｉ、精留塔ＩＩ、主凝縮蒸発器ＩＩ、精留塔ＩＩＩ、主凝縮蒸発器ＩＩＩ、過冷却器、膨張機Ｉ、膨張機ＩＩはコールドボックス内に設けられ、主凝縮蒸発器Ｉは精留塔Ｉの上に設けられ、主凝縮蒸発器ＩＩは精留塔ＩＩの上に設けられ、主凝縮蒸発器ＩＩＩは精留塔ＩＩＩの底部に設けられ、
フィルター、タービン空気圧縮機、空気予冷機ユニット、交互に使用される分子篩吸着器、主熱交換器はこの順に接続され、主熱交換器は精留塔Ｉの底部の原料空気入り口に接続され、
精留塔Ｉの底部の液体空気出口は過冷却器に接続され、過冷却器は主凝縮蒸発器Ｉに接続され、過冷却器と主凝縮蒸発器Ｉとの接続管路には絞り弁が設けられており、主凝縮蒸発器Ｉの酸素富化空気出口は精留塔ＩＩの底部に接続され、主凝縮蒸発器Ｉの液体空気出口は主凝縮蒸発器ＩＩに接続され、
精留塔Ｉの頂部の加圧窒素出口はそれぞれ主凝縮蒸発器Ｉ、主凝縮蒸発器ＩＩＩ、主熱交換器の加圧窒素復熱／部分的復熱入り口に接続され、主凝縮蒸発器Ｉの液体窒素出口は液体窒素バッファタンクに接続され、液体窒素バッファタンクはそれぞれ精留塔Ｉの頂部、精留塔ＩＩの頂部、液体窒素製品供給管路に接続され、液体窒素バッファタンクと精留塔ＩＩの頂部との接続管路には絞り弁が設けられており、主熱交換器の加圧窒素復熱出口、加圧窒素部分的復熱出口はそれぞれ高圧窒素製品供給管路、膨張機Ｉに接続され、膨張機Ｉは主熱交換器の低圧窒素復熱入り口に接続され、主熱交換器の低圧窒素復熱出口は低圧窒素製品供給管路に接続され、
精留塔ＩＩの底部の酸素富化液体空気出口はそれぞれ主凝縮蒸発器ＩＩ、精留塔ＩＩＩの頂部に接続され、精留塔ＩＩの底部の酸素富化液体空気出口と、主凝縮蒸発器ＩＩ、精留塔ＩＩＩの頂部とを接続する接続管路にはいずれも絞り弁が設けられており、主凝縮蒸発器ＩＩの廃棄窒素出口は過冷却器に接続され、過冷却器は主熱交換器の廃棄窒素復熱入り口に接続され、主熱交換器の廃棄窒素復熱出口はそれぞれ排出管路、電気ヒータに接続され、電気ヒータは交互に使用される分子篩吸着器に接続され、
精留塔ＩＩの頂部の低圧窒素出口はそれぞれ主凝縮蒸発器ＩＩ、主熱交換器の低圧窒素復熱入り口に接続され、主凝縮蒸発器ＩＩの液体窒素出口は精留塔ＩＩの頂部に接続され、
主凝縮蒸発器ＩＩＩは精留塔ＩＩＩの底部に位置し、精留塔ＩＩＩの酸素出口は主熱交換器に接続され、主熱交換器は酸素製品供給管路に接続され、主凝縮蒸発器ＩＩＩの液体窒素出口は液体窒素バッファタンクに接続され、精留塔ＩＩＩの液体酸素出口は液体酸素製品供給管路に接続され、
精留塔ＩＩＩの頂部の加圧廃棄窒素は過冷却器に接続され、過冷却器は主熱交換器の加圧廃棄窒素部分的復熱入り口に接続され、主熱交換器の加圧廃棄窒素部分的復熱出口は膨張機ＩＩに接続され、膨張機ＩＩは更に主熱交換器の廃棄窒素復熱入り口に接続され、
製造時に以下のステップ、すなわち、
原料空気をフィルターによってろ過してほこり及び機械的不純物を除去した後、タービン空気圧縮機に送り込んで空気を設定圧力に圧縮し、その後空気予冷機ユニットによって予冷した後に、交互に使用される分子篩吸着器に送り込んで精製するステップ１と、
精製された原料空気の一部を計器用空気に用い、残りの部分を主熱交換器に送り込んで飽和温度に冷却させると共に一定の湿気を含有させた後に精留塔Ｉの底部に送り込んで精留に関連させるステップ２と、
空気を精留塔Ｉによって精留した後に液体空気と加圧窒素に分離し、液体空気を過冷却器によって過冷却し、絞り弁によって絞った後に主凝縮蒸発器Ｉに送り込んで冷源として加圧窒素と熱交換することで、液体空気が酸素富化空気に気化され、酸素富化空気を精留塔ＩＩの底部に導入して精留に関連させると同時に、主凝縮蒸発器Ｉから一部の液体空気を導出して冷源として主凝縮蒸発器ＩＩに送り込み、加圧窒素の一部を主凝縮蒸発器Ｉに導入して熱源として液体空気と熱交換することで、加圧窒素が液体窒素に液化され、液体窒素が主凝縮蒸発器ＩＩＩから導出された液体窒素と合流し、一部の液体窒素を還流液として精留塔Ｉの頂部に導入し、一部の液体窒素を絞り弁によって絞った後に精留塔ＩＩの頂部に導入して精留に関連させ、残りを液体窒素製品として導出し、一部の加圧窒素を熱源として主凝縮蒸発器ＩＩＩに導入し、一部の加圧窒素を主熱交換器によって復熱させた後に高圧窒素製品としてコールドボックスから導出し、高圧窒素製品は純度が３ｐｐｍＯ２よりも小さく、圧力が０．６８～０．９５ＭｐａＧであり、残りの加圧窒素を主熱交換器によって部分的に復熱させた後に膨張機Ｉに導入して膨張させ、膨張後に主熱交換器によって復熱させてから低圧窒素製品としてコールドボックスから導出し、低圧窒素製品は純度が３ｐｐｍＯ２よりも小さく、圧力が０．３～０．５ＭｐａＧであるステップ３と、
液体窒素及び酸素富化空気を精留塔ＩＩによって精留した後に精留塔ＩＩの底部から酸素富化液体空気を得て、精留塔ＩＩの頂部から低圧窒素を得て、一部の酸素富化液体空気を導出して絞り弁によって絞った後に主凝縮蒸発器ＩＩに送り込んで冷源として低圧窒素と熱交換することで、酸素富化液体空気が廃棄窒素に気化され、廃棄窒素を過冷却器、主熱交換器によって復熱させた後にコールドボックスから導出し、一部の廃棄窒素を交互に使用される分子篩吸着器の再生ガスとし、残りを排出し、残った酸素富化液体空気を絞り弁によって絞った後に精留塔ＩＩＩの頂部に導入して精留に関連させ、一部の低圧窒素を主凝縮蒸発器ＩＩに導入して熱源として酸素富化液体空気と熱交換することで、低圧窒素が液体窒素に液化され、液体窒素を還流液として精留塔ＩＩの頂部に導入し、残りの低圧窒素を主熱交換器によって復熱させた後に低圧窒素製品とし、低圧窒素製品は純度が３ｐｐｍＯ２よりも小さく、圧力が０．３～０．５ＭｐａＧであるステップ４と、
酸素富化液体空気を精留塔ＩＩＩによって精留した後に液体酸素と加圧廃棄窒素に分離し、液体酸素を主凝縮蒸発器ＩＩＩの冷源とし、精留塔Ｉから導入された加圧窒素と熱交換することで、液体酸素が酸素に気化され、一部の酸素を導出して主熱交換器によって復熱させた後に酸素製品としてコールドボックスから導出し、酸素製品は純度が９０～９９．６％であり、圧力が０．１～０．３ＭｐａＧであり、残りの酸素を精留塔ＩＩＩの上昇ガスとし、加圧窒素は液体窒素に液化され、液体窒素は主凝縮蒸発器Ｉから導出された液体窒素と合流し、一部の液体窒素を還流液として精留塔Ｉの頂部に導入し、一部の液体窒素を絞り弁によって絞った後に精留塔ＩＩの頂部に導入して精留に関連させ、残りを液体窒素製品として導出し、同時に精留塔ＩＩＩの底部から一部の液体酸素を液体酸素製品として導出することができ、加圧廃棄窒素を過冷却器によって復熱させ、主熱交換器によって部分的に復熱させた後に膨張機ＩＩに送り込んで膨張させ、その後主熱交換器によって復熱させた後にコールドボックスから導出し、一部を交互に使用される分子篩吸着器の再生ガスとし、残りを排出するステップ５と、
を含むことを特徴とするガラス窯炉用の低エネルギー消費の窒素及び酸素製造方法。
【請求項2】
ステップ１において、空気をタービン空気圧縮機によって０．７５～１．０ＭＰａに圧縮する、ことを特徴とする請求項１に記載のガラス窯炉用の低エネルギー消費の窒素及び酸素製造方法。
【請求項3】
ステップ１において、空気を空気予冷機ユニットによって５～８℃に予冷する、ことを特徴とする請求項１に記載のガラス窯炉用の低エネルギー消費の窒素及び酸素製造方法。
【請求項4】
ステップ３において、加圧窒素の圧力は０．６８～０．９５ＭｐａＧである、ことを特徴とする請求項１に記載のガラス窯炉用の低エネルギー消費の窒素及び酸素製造方法。
【請求項5】
ステップ４において、低圧窒素の圧力は０．３～０．５ＭｐａＧである、ことを特徴とする請求項１に記載のガラス窯炉用の低エネルギー消費の窒素及び酸素製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は空気分離の技術分野に関し、具体的には、ガラス窯炉用の低エネルギー消費の窒素及び酸素製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ガラス窯炉はエネルギー消費が高い設備であり、そのエネルギー消費がガラスの製造エネルギー消費の７０％程度を占める。酸素富化燃焼技術は省エネルギー型技術であり、伝統的なガラス窯炉に酸素を供給して助燃することにより、特定領域の酸素含有量を増加し、燃焼反応速度を加速し、燃焼限界を拡大することができ、燃焼効率、火炎温度及び熱伝達効率が高くなり、ガラス溶融率が明らかに向上し、対応して排気ガスの排出量及び煙道ガスによる熱損失が減少され、ＮＯｘの排出量が低減され、最終的にガラスの収率及び品質を向上させ、エネルギーを節約し、環境汚染を減少するという目的が達成され、同時にガラス窯炉による製造中に一定の圧力を有する窒素をスズ浴のシールドガスとして調製する必要がある。
【0003】
酸素及び窒素の調製は電力を消費する必要があるため、ガラスの製造コストがある程度増加され、ガラス窯炉のプロセス要求に適する低エネルギー消費の酸素、加圧窒素を如何に製造するかは、酸素富化燃焼技術の普及及び適用の鍵となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、従来技術の不足を解決するために、ガラス窯炉用の低エネルギー消費の窒素及び酸素製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、以下の技術的解決手段を採用する。
【0006】
製造時に必要な装置は、フィルター、タービン空気圧縮機、空気予冷機ユニット、交互に使用される分子篩吸着器、電気ヒータ、主熱交換器、精留塔Ｉ、主凝縮蒸発器Ｉ、精留塔ＩＩ、主凝縮蒸発器ＩＩ、精留塔ＩＩＩ、主凝縮蒸発器ＩＩＩ、過冷却器、膨張機Ｉ及び膨張機ＩＩを含み、
フィルター、タービン空気圧縮機、空気予冷機ユニット、交互に使用される分子篩吸着器、電気ヒータはコールドボックス外に設けられ、主熱交換器、精留塔Ｉ、主凝縮蒸発器Ｉ、精留塔ＩＩ、主凝縮蒸発器ＩＩ、精留塔ＩＩＩ、主凝縮蒸発器ＩＩＩ、過冷却器、膨張機Ｉ、膨張機ＩＩはコールドボックス内に設けられ、主凝縮蒸発器Ｉは精留塔Ｉの上に設けられ、主凝縮蒸発器ＩＩは精留塔ＩＩの上に設けられ、主凝縮蒸発器ＩＩＩは精留塔ＩＩＩの底部に設けられ、
フィルター、タービン空気圧縮機、空気予冷機ユニット、交互に使用される分子篩吸着器、主熱交換器はこの順に接続され、主熱交換器は精留塔Ｉの底部の原料空気入り口に接続され、
精留塔Ｉの底部の液体空気出口は過冷却器に接続され、過冷却器は主凝縮蒸発器Ｉに接続され、過冷却器と主凝縮蒸発器Ｉとの接続管路には絞り弁が設けられており、主凝縮蒸発器Ｉの酸素富化空気出口は精留塔ＩＩの底部に接続され、主凝縮蒸発器Ｉの液体空気出口は主凝縮蒸発器ＩＩに接続され、
精留塔Ｉの頂部の加圧窒素出口はそれぞれ主凝縮蒸発器Ｉ、主凝縮蒸発器ＩＩＩ、主熱交換器の加圧窒素復熱／部分的復熱入り口に接続され、主凝縮蒸発器Ｉの液体窒素出口は液体窒素バッファタンクに接続され、液体窒素バッファタンクはそれぞれ精留塔Ｉの頂部、精留塔ＩＩの頂部、液体窒素製品供給管路に接続され、液体窒素バッファタンクと精留塔ＩＩの頂部との接続管路には絞り弁が設けられており、主熱交換器の加圧窒素復熱出口、加圧窒素部分的復熱出口はそれぞれ高圧窒素製品供給管路、膨張機Ｉに接続され、膨張機Ｉは主熱交換器の低圧窒素復熱入り口に接続され、主熱交換器の低圧窒素復熱出口は低圧窒素製品供給管路に接続され、
精留塔ＩＩの底部の酸素富化液体空気出口はそれぞれ主凝縮蒸発器ＩＩ、精留塔ＩＩＩの頂部に接続され、精留塔ＩＩの底部の酸素富化液体空気出口と、主凝縮蒸発器ＩＩ、精留塔ＩＩＩの頂部とを接続する接続管路にはいずれも絞り弁が設けられており、主凝縮蒸発器ＩＩの廃棄窒素出口は過冷却器に接続され、過冷却器は主熱交換器の廃棄窒素復熱入り口に接続され、主熱交換器の廃棄窒素復熱出口はそれぞれ排出管路、電気ヒータに接続され、電気ヒータは交互に使用される分子篩吸着器に接続され、
精留塔ＩＩの頂部の低圧窒素出口はそれぞれ主凝縮蒸発器ＩＩ、主熱交換器の低圧窒素復熱入り口に接続され、主凝縮蒸発器ＩＩの液体窒素出口は精留塔ＩＩの頂部に接続され、
主凝縮蒸発器ＩＩＩは精留塔ＩＩＩの底部に位置し、精留塔ＩＩＩの酸素出口は主熱交換器に接続され、主熱交換器は酸素製品供給管路に接続され、主凝縮蒸発器ＩＩＩの液体窒素出口は液体窒素バッファタンクに接続され、精留塔ＩＩＩの液体酸素出口は液体酸素製品供給管路に接続され、
精留塔ＩＩＩの頂部の加圧廃棄窒素は過冷却器に接続され、過冷却器は主熱交換器の加圧廃棄窒素部分的復熱入り口に接続され、主熱交換器の加圧廃棄窒素部分的復熱出口は膨張機ＩＩに接続され、膨張機ＩＩは更に主熱交換器の廃棄窒素復熱入り口に接続され、
製造時に以下のステップ、すなわち、
原料空気をフィルターによってろ過してほこり及び機械的不純物を除去した後、タービン空気圧縮機に送り込んで空気を設定圧力に圧縮し、その後空気予冷機ユニットによって予冷した後に、交互に使用される分子篩吸着器に送り込んで精製するステップ１と、
精製された原料空気の一部を計器用空気に用い、残りの部分を主熱交換器に送り込んで飽和温度に冷却させると共に一定の湿気を含有させた後に精留塔Ｉの底部に送り込んで精留に関連させるステップ２と、
空気を精留塔Ｉによって精留した後に液体空気と加圧窒素に分離し、液体空気を過冷却器によって過冷却し、絞り弁によって絞った後に主凝縮蒸発器Ｉに送り込んで冷源として加圧窒素と熱交換することで、液体空気が酸素富化空気に気化され、酸素富化空気を精留塔ＩＩの底部に導入して精留に関連させると同時に、主凝縮蒸発器Ｉから一部の液体空気を導出して冷源として主凝縮蒸発器ＩＩに送り込み、加圧窒素の一部を主凝縮蒸発器Ｉに導入して熱源として液体空気と熱交換することで、加圧窒素が液体窒素に液化され、液体窒素が主凝縮蒸発器ＩＩＩから導出された液体窒素と合流し、一部の液体窒素を還流液として精留塔Ｉの頂部に導入し、一部の液体窒素を絞り弁によって絞った後に精留塔ＩＩの頂部に導入して精留に関連させ、残りを液体窒素製品として導出し、一部の加圧窒素を熱源として主凝縮蒸発器ＩＩＩに導入し、一部の加圧窒素を主熱交換器によって復熱させた後に高圧窒素製品としてコールドボックスから導出し、高圧窒素製品は純度が３ｐｐｍＯ２よりも小さく、圧力が０．６８～０．９５ＭｐａＧであり、残りの加圧窒素を主熱交換器によって部分的に復熱させた後に膨張機Ｉに導入して膨張させ、膨張後に主熱交換器によって復熱させてから低圧窒素製品としてコールドボックスから導出し、低圧窒素製品は純度が３ｐｐｍＯ２よりも小さく、圧力が０．３～０．５ＭｐａＧであるステップ３と、
液体窒素及び酸素富化空気を精留塔ＩＩによって精留した後に精留塔ＩＩの底部から酸素富化液体空気を得て、精留塔ＩＩの頂部から低圧窒素を得て、一部の酸素富化液体空気を導出して絞り弁によって絞った後に主凝縮蒸発器ＩＩに送り込んで冷源として低圧窒素と熱交換することで、酸素富化液体空気が廃棄窒素に気化され、廃棄窒素を過冷却器、主熱交換器によって復熱させた後にコールドボックスから導出し、一部の廃棄窒素を交互に使用される分子篩吸着器の再生ガスとし、残りを排出し、残った酸素富化液体空気を絞り弁によって絞った後に精留塔ＩＩＩの頂部に導入して精留に関連させ、一部の低圧窒素を主凝縮蒸発器ＩＩに導入して熱源として酸素富化液体空気と熱交換することで、低圧窒素が液体窒素に液化され、液体窒素を還流液として精留塔ＩＩの頂部に導入し、残りの低圧窒素を主熱交換器によって復熱させた後に低圧窒素製品とし、低圧窒素製品は純度が３ｐｐｍＯ２よりも小さく、圧力が０．３～０．５ＭｐａＧであるステップ４と、
酸素富化液体空気を精留塔ＩＩＩによって精留した後に液体酸素と加圧廃棄窒素に分離し、液体酸素を主凝縮蒸発器ＩＩＩの冷源とし、精留塔Ｉから導入された加圧窒素と熱交換することで、液体酸素が酸素に気化され、一部の酸素を導出して主熱交換器によって復熱させた後に酸素製品としてコールドボックスから導出し、酸素製品は純度が９０～９９．６％であり、圧力が０．１～０．３ＭｐａＧであり、残りの酸素を精留塔ＩＩＩの上昇ガスとし、加圧窒素は液体窒素に液化され、液体窒素は主凝縮蒸発器Ｉから導出された液体窒素と合流し、一部の液体窒素を還流液として精留塔Ｉの頂部に導入し、一部の液体窒素を絞り弁によって絞った後に精留塔ＩＩの頂部に導入して精留に関連させ、残りを液体窒素製品として導出し、同時に精留塔ＩＩＩの底部から一部の液体酸素を液体酸素製品として導出することができ、加圧廃棄窒素を過冷却器によって復熱させ、主熱交換器によって部分的に復熱させた後に膨張機ＩＩに送り込んで膨張させ、その後主熱交換器によって復熱させた後にコールドボックスから導出し、一部を交互に使用される分子篩吸着器の再生ガスとし、残りを排出するステップ５と、
を含むガラス窯炉用の低エネルギー消費の窒素及び酸素製造方法である。
フィルター、タービン空気圧縮機、空気予冷機ユニット、交互に使用される分子篩吸着器、電気ヒータはコールドボックス外に設けられ、主熱交換器、精留塔Ｉ、主凝縮蒸発器Ｉ、精留塔ＩＩ、主凝縮蒸発器ＩＩ、精留塔ＩＩＩ、主凝縮蒸発器ＩＩＩ、過冷却器、膨張機Ｉ、膨張機ＩＩはコールドボックス内に設けられ、主凝縮蒸発器Ｉは精留塔Ｉの上に設けられ、主凝縮蒸発器ＩＩは精留塔ＩＩの上に設けられ、主凝縮蒸発器ＩＩＩは精留塔ＩＩＩの底部に設けられ、
フィルター、タービン空気圧縮機、空気予冷機ユニット、交互に使用される分子篩吸着器、主熱交換器はこの順に接続され、主熱交換器は精留塔Ｉの底部の原料空気入り口に接続され、
精留塔Ｉの底部の液体空気出口は過冷却器に接続され、過冷却器は主凝縮蒸発器Ｉに接続され、過冷却器と主凝縮蒸発器Ｉとの接続管路には絞り弁が設けられており、主凝縮蒸発器Ｉの酸素富化空気出口は精留塔ＩＩの底部に接続され、主凝縮蒸発器Ｉの液体空気出口は主凝縮蒸発器ＩＩに接続され、
精留塔Ｉの頂部の加圧窒素出口はそれぞれ主凝縮蒸発器Ｉ、主凝縮蒸発器ＩＩＩ、主熱交換器の加圧窒素復熱／部分的復熱入り口に接続され、主凝縮蒸発器Ｉの液体窒素出口は液体窒素バッファタンクに接続され、液体窒素バッファタンクはそれぞれ精留塔Ｉの頂部、精留塔ＩＩの頂部、液体窒素製品供給管路に接続され、液体窒素バッファタンクと精留塔ＩＩの頂部との接続管路には絞り弁が設けられており、主熱交換器の加圧窒素復熱出口、加圧窒素部分的復熱出口はそれぞれ高圧窒素製品供給管路、膨張機Ｉに接続され、膨張機Ｉは主熱交換器の低圧窒素復熱入り口に接続され、主熱交換器の低圧窒素復熱出口は低圧窒素製品供給管路に接続され、
精留塔ＩＩの底部の酸素富化液体空気出口はそれぞれ主凝縮蒸発器ＩＩ、精留塔ＩＩＩの頂部に接続され、精留塔ＩＩの底部の酸素富化液体空気出口と、主凝縮蒸発器ＩＩ、精留塔ＩＩＩの頂部とを接続する接続管路にはいずれも絞り弁が設けられており、主凝縮蒸発器ＩＩの廃棄窒素出口は過冷却器に接続され、過冷却器は主熱交換器の廃棄窒素復熱入り口に接続され、主熱交換器の廃棄窒素復熱出口はそれぞれ排出管路、電気ヒータに接続され、電気ヒータは交互に使用される分子篩吸着器に接続され、
精留塔ＩＩの頂部の低圧窒素出口はそれぞれ主凝縮蒸発器ＩＩ、主熱交換器の低圧窒素復熱入り口に接続され、主凝縮蒸発器ＩＩの液体窒素出口は精留塔ＩＩの頂部に接続され、
主凝縮蒸発器ＩＩＩは精留塔ＩＩＩの底部に位置し、精留塔ＩＩＩの酸素出口は主熱交換器に接続され、主熱交換器は酸素製品供給管路に接続され、主凝縮蒸発器ＩＩＩの液体窒素出口は液体窒素バッファタンクに接続され、精留塔ＩＩＩの液体酸素出口は液体酸素製品供給管路に接続され、
精留塔ＩＩＩの頂部の加圧廃棄窒素は過冷却器に接続され、過冷却器は主熱交換器の加圧廃棄窒素部分的復熱入り口に接続され、主熱交換器の加圧廃棄窒素部分的復熱出口は膨張機ＩＩに接続され、膨張機ＩＩは更に主熱交換器の廃棄窒素復熱入り口に接続され、
製造時に以下のステップ、すなわち、
原料空気をフィルターによってろ過してほこり及び機械的不純物を除去した後、タービン空気圧縮機に送り込んで空気を設定圧力に圧縮し、その後空気予冷機ユニットによって予冷した後に、交互に使用される分子篩吸着器に送り込んで精製するステップ１と、
精製された原料空気の一部を計器用空気に用い、残りの部分を主熱交換器に送り込んで飽和温度に冷却させると共に一定の湿気を含有させた後に精留塔Ｉの底部に送り込んで精留に関連させるステップ２と、
空気を精留塔Ｉによって精留した後に液体空気と加圧窒素に分離し、液体空気を過冷却器によって過冷却し、絞り弁によって絞った後に主凝縮蒸発器Ｉに送り込んで冷源として加圧窒素と熱交換することで、液体空気が酸素富化空気に気化され、酸素富化空気を精留塔ＩＩの底部に導入して精留に関連させると同時に、主凝縮蒸発器Ｉから一部の液体空気を導出して冷源として主凝縮蒸発器ＩＩに送り込み、加圧窒素の一部を主凝縮蒸発器Ｉに導入して熱源として液体空気と熱交換することで、加圧窒素が液体窒素に液化され、液体窒素が主凝縮蒸発器ＩＩＩから導出された液体窒素と合流し、一部の液体窒素を還流液として精留塔Ｉの頂部に導入し、一部の液体窒素を絞り弁によって絞った後に精留塔ＩＩの頂部に導入して精留に関連させ、残りを液体窒素製品として導出し、一部の加圧窒素を熱源として主凝縮蒸発器ＩＩＩに導入し、一部の加圧窒素を主熱交換器によって復熱させた後に高圧窒素製品としてコールドボックスから導出し、高圧窒素製品は純度が３ｐｐｍＯ２よりも小さく、圧力が０．６８～０．９５ＭｐａＧであり、残りの加圧窒素を主熱交換器によって部分的に復熱させた後に膨張機Ｉに導入して膨張させ、膨張後に主熱交換器によって復熱させてから低圧窒素製品としてコールドボックスから導出し、低圧窒素製品は純度が３ｐｐｍＯ２よりも小さく、圧力が０．３～０．５ＭｐａＧであるステップ３と、
液体窒素及び酸素富化空気を精留塔ＩＩによって精留した後に精留塔ＩＩの底部から酸素富化液体空気を得て、精留塔ＩＩの頂部から低圧窒素を得て、一部の酸素富化液体空気を導出して絞り弁によって絞った後に主凝縮蒸発器ＩＩに送り込んで冷源として低圧窒素と熱交換することで、酸素富化液体空気が廃棄窒素に気化され、廃棄窒素を過冷却器、主熱交換器によって復熱させた後にコールドボックスから導出し、一部の廃棄窒素を交互に使用される分子篩吸着器の再生ガスとし、残りを排出し、残った酸素富化液体空気を絞り弁によって絞った後に精留塔ＩＩＩの頂部に導入して精留に関連させ、一部の低圧窒素を主凝縮蒸発器ＩＩに導入して熱源として酸素富化液体空気と熱交換することで、低圧窒素が液体窒素に液化され、液体窒素を還流液として精留塔ＩＩの頂部に導入し、残りの低圧窒素を主熱交換器によって復熱させた後に低圧窒素製品とし、低圧窒素製品は純度が３ｐｐｍＯ２よりも小さく、圧力が０．３～０．５ＭｐａＧであるステップ４と、
酸素富化液体空気を精留塔ＩＩＩによって精留した後に液体酸素と加圧廃棄窒素に分離し、液体酸素を主凝縮蒸発器ＩＩＩの冷源とし、精留塔Ｉから導入された加圧窒素と熱交換することで、液体酸素が酸素に気化され、一部の酸素を導出して主熱交換器によって復熱させた後に酸素製品としてコールドボックスから導出し、酸素製品は純度が９０～９９．６％であり、圧力が０．１～０．３ＭｐａＧであり、残りの酸素を精留塔ＩＩＩの上昇ガスとし、加圧窒素は液体窒素に液化され、液体窒素は主凝縮蒸発器Ｉから導出された液体窒素と合流し、一部の液体窒素を還流液として精留塔Ｉの頂部に導入し、一部の液体窒素を絞り弁によって絞った後に精留塔ＩＩの頂部に導入して精留に関連させ、残りを液体窒素製品として導出し、同時に精留塔ＩＩＩの底部から一部の液体酸素を液体酸素製品として導出することができ、加圧廃棄窒素を過冷却器によって復熱させ、主熱交換器によって部分的に復熱させた後に膨張機ＩＩに送り込んで膨張させ、その後主熱交換器によって復熱させた後にコールドボックスから導出し、一部を交互に使用される分子篩吸着器の再生ガスとし、残りを排出するステップ５と、
を含むガラス窯炉用の低エネルギー消費の窒素及び酸素製造方法である。
【0007】
更に、ステップ１において、空気をタービン空気圧縮機によって０．７５～１．０ＭＰａに圧縮する。
【0008】
更に、ステップ１において、空気を空気予冷機ユニットによって５～８℃に予冷する。
【0009】
更に、ステップ３において、加圧窒素の圧力は０．６８～０．９５ＭｐａＧである。
【0010】
更に、ステップ４において、低圧窒素の圧力は０．３～０．５ＭｐａＧである。
【発明の効果】
【0011】
本発明の有益な効果は以下の通りである。
【0012】
１、本発明は３つの塔による精留を採用し、スズ浴のシールドガスとして使用される低圧窒素製品（３ｐｐｍＯ２よりも低く、０．３～０．５ＭｐａＧ）及びガラス窯炉の酸素富化燃焼に使用される一定の圧力を有する酸素製品（９０～９９．６％、０．１～０．３ＭｐａＧ）を同時に製造し、必要に応じて同時に高圧窒素製品を提供することができる。
【0013】
２、本発明は、低圧窒素製品の抽出率が高く、低圧窒素製品をスズ浴のシールドガスとして使用することができる。
【0014】
３、本発明は、精留塔ＩＩの底部から一部の酸素富化液体空気を導入して精留塔ＩＩＩに送り込んで精留し、精留塔ＩＩの底部で酸素富化液体空気の酸素含有量が高いため、精留塔ＩＩＩの分離作業量を低減することができ、精留段数を減少し、精留塔ＩＩＩの抽出効率を向上させ、酸素の収量を増加させることができる。
【0015】
４、本発明は、加圧窒素の膨張及び加圧廃棄窒素の還流膨張を採用し、高低圧力システムの圧力エネルギーを十分に利用し、装置の冷凍能力を向上させ、装置の冷凍損失を満たす状況で、一部の液体酸素及び液体窒素製品を製造することができる。
【0016】
５、本発明は、精留塔ＩＩ及び主凝縮蒸発器ＩＩの最低熱交換温度を満たす状況で、主凝縮蒸発器Ｉに入った液体空気の酸素含有量が精留塔ＩＩの酸素富化液体空気の酸素含有量よりも低いため、精留塔Ｉに入った空気の圧力を低下させ、更に空気圧縮機の排気圧力を低下させ、装置の全体的なエネルギー消費を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の製造方法による製造時に必要な装置の構造模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、実施例及び図面を参照しながら、本発明を更に解釈する。下記の実施例は、本発明を説明するためのものに過ぎず、本発明の実施範囲を限定するものではない。
【0019】
図１に示される装置により製造されるガラス窯炉用の低エネルギー消費の窒素及び酸素製造方法は、以下のとおりである。
【0020】
示される装置は、フィルター１、タービン空気圧縮機２、空気予冷機ユニット３、交互に使用される分子篩吸着器４、電気ヒータ５、主熱交換器６、精留塔Ｉ ９、主凝縮蒸発器Ｉ １０、精留塔ＩＩ １２、主凝縮蒸発器ＩＩ １３、精留塔ＩＩＩ １４、主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５、過冷却器１１、膨張機Ｉ ７及び膨張機ＩＩ ８を含み、
フィルター１、タービン空気圧縮機２、空気予冷機ユニット３、交互に使用される分子篩吸着器４、電気ヒータ５はコールドボックス外に設けられ、主熱交換器６、精留塔Ｉ ９、主凝縮蒸発器Ｉ １０、精留塔ＩＩ １２、主凝縮蒸発器ＩＩ １３、精留塔ＩＩＩ １４、主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５、過冷却器１１、膨張機Ｉ ７、膨張機ＩＩ ８はコールドボックス内に設けられ、主凝縮蒸発器Ｉ １０は精留塔Ｉ ９の上に設けられ、主凝縮蒸発器ＩＩ １３は精留塔ＩＩ １２の上に設けられ、主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５は精留塔ＩＩＩ １４の底部に設けられ、
フィルター１、タービン空気圧縮機２、空気予冷機ユニット３、交互に使用される分子篩吸着器４、主熱交換器６はこの順に接続され、主熱交換器６は精留塔Ｉ ９の底部の原料空気入り口に接続され、
精留塔Ｉ ９の底部の液体空気出口は過冷却器１１に接続され、過冷却器１１は主凝縮蒸発器Ｉ １０に接続され、過冷却器１１と主凝縮蒸発器Ｉ １０との接続管路には絞り弁が設けられており、主凝縮蒸発器Ｉ １０の酸素富化空気出口は精留塔ＩＩ １２の底部に接続され、主凝縮蒸発器Ｉ １０の液体空気出口は主凝縮蒸発器ＩＩ １３に接続され、
精留塔Ｉ ９の頂部の加圧窒素出口はそれぞれ主凝縮蒸発器Ｉ １０、主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５、主熱交換器６の加圧窒素復熱／部分的復熱入り口に接続され、主凝縮蒸発器Ｉ １０の液体窒素出口は液体窒素バッファタンク（図１には液体窒素バッファタンクが示されていない）に接続され、液体窒素バッファタンクはそれぞれ精留塔Ｉ ９の頂部、精留塔ＩＩ １２の頂部、液体窒素製品供給管路に接続され、液体窒素バッファタンクと精留塔ＩＩ １２の頂部との接続管路には絞り弁が設けられており、主熱交換器６の加圧窒素復熱出口、加圧窒素部分的復熱出口はそれぞれ高圧窒素製品供給管路、膨張機Ｉ ７に接続され、膨張機Ｉ ７は主熱交換器６の低圧窒素復熱入り口に接続され、主熱交換器６の低圧窒素復熱出口は低圧窒素製品供給管路に接続され、
精留塔ＩＩ １２の底部の酸素富化液体空気出口はそれぞれ主凝縮蒸発器ＩＩ １３、精留塔ＩＩＩ １４の頂部に接続され、精留塔ＩＩ １２の底部の酸素富化液体空気出口と主凝縮蒸発器ＩＩ １３と、精留塔ＩＩＩ １４頂部とを接続する接続管路にはいずれも絞り弁が設けられており、主凝縮蒸発器ＩＩ １０の廃棄窒素出口は過冷却器１１に接続され、過冷却器１１は主熱交換器６の廃棄窒素復熱入り口に接続され、主熱交換器６の廃棄窒素復熱出口はそれぞれ排出管路、電気ヒータ５に接続され、電気ヒータ５は交互に使用される分子篩吸着器４に接続され、
精留塔ＩＩ １２の頂部の低圧窒素出口はそれぞれ主凝縮蒸発器ＩＩ １３、主熱交換器６の低圧窒素復熱入り口に接続され、主凝縮蒸発器ＩＩ １３の液体窒素出口は精留塔ＩＩ １２の頂部に接続され、
主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５は精留塔ＩＩＩ １４の底部に位置し、精留塔ＩＩＩ １４の酸素出口は主熱交換器６に接続され、主熱交換器６は酸素製品供給管路に接続され、主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５の液体窒素出口は液体窒素バッファタンクに接続され、精留塔ＩＩＩ １４の液体酸素出口は液体酸素製品供給管路に接続され、
精留塔ＩＩＩ １４の頂部の加圧廃棄窒素は過冷却器１１に接続され、過冷却器１１は主熱交換器６の加圧廃棄窒素部分的復熱入り口に接続され、主熱交換器６の加圧廃棄窒素部分的復熱出口は膨張機ＩＩ ８に接続され、膨張機ＩＩ ８は更に主熱交換器６の廃棄窒素復熱入り口に接続される。
フィルター１、タービン空気圧縮機２、空気予冷機ユニット３、交互に使用される分子篩吸着器４、電気ヒータ５はコールドボックス外に設けられ、主熱交換器６、精留塔Ｉ ９、主凝縮蒸発器Ｉ １０、精留塔ＩＩ １２、主凝縮蒸発器ＩＩ １３、精留塔ＩＩＩ １４、主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５、過冷却器１１、膨張機Ｉ ７、膨張機ＩＩ ８はコールドボックス内に設けられ、主凝縮蒸発器Ｉ １０は精留塔Ｉ ９の上に設けられ、主凝縮蒸発器ＩＩ １３は精留塔ＩＩ １２の上に設けられ、主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５は精留塔ＩＩＩ １４の底部に設けられ、
フィルター１、タービン空気圧縮機２、空気予冷機ユニット３、交互に使用される分子篩吸着器４、主熱交換器６はこの順に接続され、主熱交換器６は精留塔Ｉ ９の底部の原料空気入り口に接続され、
精留塔Ｉ ９の底部の液体空気出口は過冷却器１１に接続され、過冷却器１１は主凝縮蒸発器Ｉ １０に接続され、過冷却器１１と主凝縮蒸発器Ｉ １０との接続管路には絞り弁が設けられており、主凝縮蒸発器Ｉ １０の酸素富化空気出口は精留塔ＩＩ １２の底部に接続され、主凝縮蒸発器Ｉ １０の液体空気出口は主凝縮蒸発器ＩＩ １３に接続され、
精留塔Ｉ ９の頂部の加圧窒素出口はそれぞれ主凝縮蒸発器Ｉ １０、主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５、主熱交換器６の加圧窒素復熱／部分的復熱入り口に接続され、主凝縮蒸発器Ｉ １０の液体窒素出口は液体窒素バッファタンク（図１には液体窒素バッファタンクが示されていない）に接続され、液体窒素バッファタンクはそれぞれ精留塔Ｉ ９の頂部、精留塔ＩＩ １２の頂部、液体窒素製品供給管路に接続され、液体窒素バッファタンクと精留塔ＩＩ １２の頂部との接続管路には絞り弁が設けられており、主熱交換器６の加圧窒素復熱出口、加圧窒素部分的復熱出口はそれぞれ高圧窒素製品供給管路、膨張機Ｉ ７に接続され、膨張機Ｉ ７は主熱交換器６の低圧窒素復熱入り口に接続され、主熱交換器６の低圧窒素復熱出口は低圧窒素製品供給管路に接続され、
精留塔ＩＩ １２の底部の酸素富化液体空気出口はそれぞれ主凝縮蒸発器ＩＩ １３、精留塔ＩＩＩ １４の頂部に接続され、精留塔ＩＩ １２の底部の酸素富化液体空気出口と主凝縮蒸発器ＩＩ １３と、精留塔ＩＩＩ １４頂部とを接続する接続管路にはいずれも絞り弁が設けられており、主凝縮蒸発器ＩＩ １０の廃棄窒素出口は過冷却器１１に接続され、過冷却器１１は主熱交換器６の廃棄窒素復熱入り口に接続され、主熱交換器６の廃棄窒素復熱出口はそれぞれ排出管路、電気ヒータ５に接続され、電気ヒータ５は交互に使用される分子篩吸着器４に接続され、
精留塔ＩＩ １２の頂部の低圧窒素出口はそれぞれ主凝縮蒸発器ＩＩ １３、主熱交換器６の低圧窒素復熱入り口に接続され、主凝縮蒸発器ＩＩ １３の液体窒素出口は精留塔ＩＩ １２の頂部に接続され、
主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５は精留塔ＩＩＩ １４の底部に位置し、精留塔ＩＩＩ １４の酸素出口は主熱交換器６に接続され、主熱交換器６は酸素製品供給管路に接続され、主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５の液体窒素出口は液体窒素バッファタンクに接続され、精留塔ＩＩＩ １４の液体酸素出口は液体酸素製品供給管路に接続され、
精留塔ＩＩＩ １４の頂部の加圧廃棄窒素は過冷却器１１に接続され、過冷却器１１は主熱交換器６の加圧廃棄窒素部分的復熱入り口に接続され、主熱交換器６の加圧廃棄窒素部分的復熱出口は膨張機ＩＩ ８に接続され、膨張機ＩＩ ８は更に主熱交換器６の廃棄窒素復熱入り口に接続される。
【0021】
上記各部材の機能は以下の通りである。
【0022】
フィルター１は、原料空気中のほこり及び機械的不純物をろ過するために用いられ、
タービン空気圧縮機２は、ろ過された原料空気を設定圧力に圧縮するために用いられ、
空気予冷機ユニット３は、ろ過、圧縮された原料空気を予冷するために用いられ、
交互に使用される分子篩吸着器４は、ろ過、圧縮、予冷された原料空気を精製し、水分、ＣＯ２、Ｃ２Ｈ２などの物質を除去するために用いられ、
電気ヒータ５は、廃棄窒素を加熱して交互に使用される分子篩吸着器４を再生させるために用いられ、
主熱交換器６は、精製された原料空気を冷却させるために用いられ、加圧窒素、加圧廃棄窒素を部分的に復熱させるために用いられ、加圧窒素、加圧窒素を膨張させた後の窒素、廃棄窒素、低圧窒素、酸素、加圧廃棄窒素を膨張させた後の廃棄窒素を復熱させるために用いられ、
精留塔Ｉ ９は、原料空気を精留して液体空気と加圧窒素に分離するために用いられ、
主凝縮蒸発器Ｉ １０は、液体空気と加圧窒素の熱交換により、液体空気が酸素富化空気に気化され、加圧窒素が液体窒素に液化されるために用いられ、
精留塔ＩＩ １２は、液体窒素及び酸素富化空気を精留して低圧窒素と酸素富化液体空気に分離するために用いられ、
主凝縮蒸発器ＩＩ １３は、酸素富化液体空気と低圧窒素の熱交換により、酸素富化液体空気が廃棄窒素に気化され、低圧窒素が液体窒素に液化されるために用いられ、
精留塔ＩＩＩ １４は、酸素富化液体空気を精留して液体酸素と加圧廃棄窒素に分離するために用いられ、
主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５は、液体酸素と加圧窒素の熱交換により、液体酸素が酸素に気化され、加圧窒素が液体窒素に液化されるために用いられ、
過冷却器１１は、液体空気を過冷却するために用いられ、廃棄窒素、加圧廃棄窒素を過熱するために用いられ、
膨張機Ｉ ７は、主熱交換器６により部分的に復熱された加圧窒素を膨張させ、冷却能力を得るために用いられ、
膨張機ＩＩ ８は、主熱交換器６により部分的に復熱された加圧廃棄窒素を膨張させ、冷却能力を得るために用いられる。
タービン空気圧縮機２は、ろ過された原料空気を設定圧力に圧縮するために用いられ、
空気予冷機ユニット３は、ろ過、圧縮された原料空気を予冷するために用いられ、
交互に使用される分子篩吸着器４は、ろ過、圧縮、予冷された原料空気を精製し、水分、ＣＯ２、Ｃ２Ｈ２などの物質を除去するために用いられ、
電気ヒータ５は、廃棄窒素を加熱して交互に使用される分子篩吸着器４を再生させるために用いられ、
主熱交換器６は、精製された原料空気を冷却させるために用いられ、加圧窒素、加圧廃棄窒素を部分的に復熱させるために用いられ、加圧窒素、加圧窒素を膨張させた後の窒素、廃棄窒素、低圧窒素、酸素、加圧廃棄窒素を膨張させた後の廃棄窒素を復熱させるために用いられ、
精留塔Ｉ ９は、原料空気を精留して液体空気と加圧窒素に分離するために用いられ、
主凝縮蒸発器Ｉ １０は、液体空気と加圧窒素の熱交換により、液体空気が酸素富化空気に気化され、加圧窒素が液体窒素に液化されるために用いられ、
精留塔ＩＩ １２は、液体窒素及び酸素富化空気を精留して低圧窒素と酸素富化液体空気に分離するために用いられ、
主凝縮蒸発器ＩＩ １３は、酸素富化液体空気と低圧窒素の熱交換により、酸素富化液体空気が廃棄窒素に気化され、低圧窒素が液体窒素に液化されるために用いられ、
精留塔ＩＩＩ １４は、酸素富化液体空気を精留して液体酸素と加圧廃棄窒素に分離するために用いられ、
主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５は、液体酸素と加圧窒素の熱交換により、液体酸素が酸素に気化され、加圧窒素が液体窒素に液化されるために用いられ、
過冷却器１１は、液体空気を過冷却するために用いられ、廃棄窒素、加圧廃棄窒素を過熱するために用いられ、
膨張機Ｉ ７は、主熱交換器６により部分的に復熱された加圧窒素を膨張させ、冷却能力を得るために用いられ、
膨張機ＩＩ ８は、主熱交換器６により部分的に復熱された加圧廃棄窒素を膨張させ、冷却能力を得るために用いられる。
【0023】
製造時に以下のステップ、すなわち、
原料空気をフィルター１によってろ過してほこり及び機械的不純物を除去した後、タービン空気圧縮機２に送り込んで空気を設定圧力０．７５～１．０ＭＰａに圧縮し、その後空気予冷機ユニット３によって５～８℃に予冷した後に、交互に使用される分子篩吸着器４に送り込んで精製し、水分、ＣＯ２、Ｃ２Ｈ２などの物質を除去するステップ１と、
精製された原料空気の一部を計器用空気（図示されていない）に用い、残りの部分を主熱交換器６に送り込んで飽和温度に冷却させると共に一定の湿気を含有させた後に精留塔Ｉ ９の底部に送り込んで精留に関連させるステップ２と、
空気を精留塔Ｉ ９によって精留した後に液体空気と加圧窒素（圧力が０．６８～０．９５ＭｐａＧ）に分離し、液体空気を過冷却器１１によって過冷却し、絞り弁によって絞った後に主凝縮蒸発器Ｉ １０に送り込んで冷源として加圧窒素と熱交換することで、液体空気が酸素富化空気に気化され、酸素富化空気を精留塔ＩＩ １２の底部に導入して精留に関連させると同時に、主凝縮蒸発器Ｉ １０から一部の液体空気を導出して冷源として主凝縮蒸発器ＩＩ １３に送り込み、加圧窒素の一部を主凝縮蒸発器Ｉ １０に導入して熱源として液体空気と熱交換することで、加圧窒素が液体窒素に液化され、液体窒素が主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５から導出された液体窒素と合流し、一部の液体窒素を還流液として精留塔Ｉ ９の頂部に導入し、一部の液体窒素を絞り弁によって絞った後に精留塔ＩＩ １２の頂部に導入して精留に関連させ、残りを液体窒素製品として導出し、一部の加圧窒素を熱源として主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５に導入し、一部の加圧窒素を主熱交換器６によって復熱させた後に高圧窒素製品（純度が３ｐｐｍＯ２よりも小さく、圧力が０．６８～０．９５ＭｐａＧ）としてコールドボックスから導出し、残りの加圧窒素を主熱交換器６によって部分的に復熱させた後に膨張機Ｉ ７に導入して膨張させ、膨張後に主熱交換器６によって復熱させてから低圧窒素製品（純度が３ｐｐｍＯ２よりも小さく、圧力が０．３～０．５ＭｐａＧ）としてコールドボックスから導出するステップ３と、
液体窒素及び酸素富化空気を精留塔ＩＩ １２によって精留した後に精留塔ＩＩ １２の底部から酸素富化液体空気を得て、精留塔ＩＩ １２の頂部から低圧窒素（圧力が０．３～０．５ＭｐａＧ）を得て、一部の酸素富化液体空気を導出して絞り弁によって絞った後に主凝縮蒸発器ＩＩ １３を送り込んで冷源として低圧窒素と熱交換することで、酸素富化液体空気が廃棄窒素に気化され、廃棄窒素を過冷却器１１、主熱交換器６によって復熱させた後にコールドボックスから導出し、一部の廃棄窒素を交互に使用される分子篩吸着器４の再生ガスとし、残りを排出し、残った酸素富化液体空気を絞り弁によって絞った後に精留塔ＩＩＩ １４の頂部に導入して精留に関連させ、一部の低圧窒素を主凝縮蒸発器ＩＩ １３に導入して熱源として酸素富化液体空気と熱交換することで、低圧窒素が液体窒素に液化され、液体窒素を還流液として精留塔ＩＩ １２の頂部に導入し、残りの低圧窒素を主熱交換器６によって復熱させた後に低圧窒素製品（純度が３ｐｐｍＯ２よりも小さく、圧力が０．３～０．５ＭｐａＧ）とするステップ４と、
酸素富化液体空気を精留塔ＩＩＩ １４によって精留した後に液体酸素と加圧廃棄窒素（圧力が０．２５～０．３５ＭｐａＧ）に分離し、液体酸素を主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５の冷源とし、精留塔Ｉ ９から導入された加圧窒素と熱交換することで、液体酸素が酸素に気化され、一部の酸素を導出して主熱交換器６によって復熱させた後に酸素製品（純度が９０～９９．６％であり、圧力が０．１～０．３ＭｐａＧ）としてコールドボックスから導出し、残りの酸素を精留塔ＩＩＩ １４の上昇ガスとし、加圧窒素は液体窒素に液化され、液体窒素は主凝縮蒸発器Ｉ １０から導出された液体窒素と合流し、一部の液体窒素を還流液として精留塔Ｉ １０の頂部に導入し、一部の液体窒素を絞り弁によって絞った後に精留塔ＩＩ １２の頂部に導入して精留に関連させ、残りを液体窒素製品として導出し、同時に精留塔ＩＩＩＩ １４の底部から一部の液体酸素を液体酸素製品として導出することができ、加圧廃棄窒素を過冷却器１１によって復熱させ、主熱交換器６によって部分的に復熱させた後に膨張機ＩＩ ８に送り込んで膨張させ、その後主熱交換器６によって復熱させた後にコールドボックスから導出し、一部を交互に使用される分子篩吸着器４の再生ガスとし、残りを排出するステップ５と、
を含む。
原料空気をフィルター１によってろ過してほこり及び機械的不純物を除去した後、タービン空気圧縮機２に送り込んで空気を設定圧力０．７５～１．０ＭＰａに圧縮し、その後空気予冷機ユニット３によって５～８℃に予冷した後に、交互に使用される分子篩吸着器４に送り込んで精製し、水分、ＣＯ２、Ｃ２Ｈ２などの物質を除去するステップ１と、
精製された原料空気の一部を計器用空気（図示されていない）に用い、残りの部分を主熱交換器６に送り込んで飽和温度に冷却させると共に一定の湿気を含有させた後に精留塔Ｉ ９の底部に送り込んで精留に関連させるステップ２と、
空気を精留塔Ｉ ９によって精留した後に液体空気と加圧窒素（圧力が０．６８～０．９５ＭｐａＧ）に分離し、液体空気を過冷却器１１によって過冷却し、絞り弁によって絞った後に主凝縮蒸発器Ｉ １０に送り込んで冷源として加圧窒素と熱交換することで、液体空気が酸素富化空気に気化され、酸素富化空気を精留塔ＩＩ １２の底部に導入して精留に関連させると同時に、主凝縮蒸発器Ｉ １０から一部の液体空気を導出して冷源として主凝縮蒸発器ＩＩ １３に送り込み、加圧窒素の一部を主凝縮蒸発器Ｉ １０に導入して熱源として液体空気と熱交換することで、加圧窒素が液体窒素に液化され、液体窒素が主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５から導出された液体窒素と合流し、一部の液体窒素を還流液として精留塔Ｉ ９の頂部に導入し、一部の液体窒素を絞り弁によって絞った後に精留塔ＩＩ １２の頂部に導入して精留に関連させ、残りを液体窒素製品として導出し、一部の加圧窒素を熱源として主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５に導入し、一部の加圧窒素を主熱交換器６によって復熱させた後に高圧窒素製品（純度が３ｐｐｍＯ２よりも小さく、圧力が０．６８～０．９５ＭｐａＧ）としてコールドボックスから導出し、残りの加圧窒素を主熱交換器６によって部分的に復熱させた後に膨張機Ｉ ７に導入して膨張させ、膨張後に主熱交換器６によって復熱させてから低圧窒素製品（純度が３ｐｐｍＯ２よりも小さく、圧力が０．３～０．５ＭｐａＧ）としてコールドボックスから導出するステップ３と、
液体窒素及び酸素富化空気を精留塔ＩＩ １２によって精留した後に精留塔ＩＩ １２の底部から酸素富化液体空気を得て、精留塔ＩＩ １２の頂部から低圧窒素（圧力が０．３～０．５ＭｐａＧ）を得て、一部の酸素富化液体空気を導出して絞り弁によって絞った後に主凝縮蒸発器ＩＩ １３を送り込んで冷源として低圧窒素と熱交換することで、酸素富化液体空気が廃棄窒素に気化され、廃棄窒素を過冷却器１１、主熱交換器６によって復熱させた後にコールドボックスから導出し、一部の廃棄窒素を交互に使用される分子篩吸着器４の再生ガスとし、残りを排出し、残った酸素富化液体空気を絞り弁によって絞った後に精留塔ＩＩＩ １４の頂部に導入して精留に関連させ、一部の低圧窒素を主凝縮蒸発器ＩＩ １３に導入して熱源として酸素富化液体空気と熱交換することで、低圧窒素が液体窒素に液化され、液体窒素を還流液として精留塔ＩＩ １２の頂部に導入し、残りの低圧窒素を主熱交換器６によって復熱させた後に低圧窒素製品（純度が３ｐｐｍＯ２よりも小さく、圧力が０．３～０．５ＭｐａＧ）とするステップ４と、
酸素富化液体空気を精留塔ＩＩＩ １４によって精留した後に液体酸素と加圧廃棄窒素（圧力が０．２５～０．３５ＭｐａＧ）に分離し、液体酸素を主凝縮蒸発器ＩＩＩ １５の冷源とし、精留塔Ｉ ９から導入された加圧窒素と熱交換することで、液体酸素が酸素に気化され、一部の酸素を導出して主熱交換器６によって復熱させた後に酸素製品（純度が９０～９９．６％であり、圧力が０．１～０．３ＭｐａＧ）としてコールドボックスから導出し、残りの酸素を精留塔ＩＩＩ １４の上昇ガスとし、加圧窒素は液体窒素に液化され、液体窒素は主凝縮蒸発器Ｉ １０から導出された液体窒素と合流し、一部の液体窒素を還流液として精留塔Ｉ １０の頂部に導入し、一部の液体窒素を絞り弁によって絞った後に精留塔ＩＩ １２の頂部に導入して精留に関連させ、残りを液体窒素製品として導出し、同時に精留塔ＩＩＩＩ １４の底部から一部の液体酸素を液体酸素製品として導出することができ、加圧廃棄窒素を過冷却器１１によって復熱させ、主熱交換器６によって部分的に復熱させた後に膨張機ＩＩ ８に送り込んで膨張させ、その後主熱交換器６によって復熱させた後にコールドボックスから導出し、一部を交互に使用される分子篩吸着器４の再生ガスとし、残りを排出するステップ５と、
を含む。
【要約】
【課題】本発明は、製造時に必要な装置がフィルター、タービン空気圧縮機、空気予冷機ユニット、交互に使用される分子篩吸着器、電気ヒータ、主熱交換器、精留塔Ｉ、主凝縮蒸発器Ｉ、精留塔ＩＩ、主凝縮蒸発器ＩＩ、精留塔ＩＩＩ、主凝縮蒸発器ＩＩＩ、過冷却器、膨張機Ｉ及び膨張機ＩＩを含むガラス窯炉用の低エネルギー消費の窒素及び酸素製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は３つの塔による精留を採用し、スズ浴のシールドガスとして使用される低圧窒素製品及びガラス窯炉の酸素富化燃焼に使用される一定の圧力を有する酸素製品を同時に製造する。
【選択図】図１
【解決手段】本発明は３つの塔による精留を採用し、スズ浴のシールドガスとして使用される低圧窒素製品及びガラス窯炉の酸素富化燃焼に使用される一定の圧力を有する酸素製品を同時に製造する。
【選択図】図１
【図1】
