工業ガスプロセスにおける空気分離装置

酸素や窒素などのガスは、産業や医療、食品の分野において、液化状態で大量に使用されています。ガスの液化において現在主流となっている工業プロセスは、昔から使用されてきたリンデ法をベースとしています。最初の工程では、極低温空気分離装置において空気を液化します。そのために、まず周囲の空気をフィルタを通して取り込み、圧縮した後に、二酸化炭素や炭化水素、水蒸気といった微量成分を吸収塔で除去します。発生した熱は、水を用いた予冷によって放散されます。続く低温部（コールドボックス）で空気は膨張し、最終温度は周囲の温度よりも低くなります。こうして膨張したガス流は、熱交換プロセスにおいて圧縮空気をさらに冷却し、液化へと導く役割を果たします。加圧レベルを調整しつつ極低温まで冷却することで、空気の構成要素である酸素（-183 °C）、窒素（-196 °C）、アルゴンの沸点差を利用できる状態になります。これにより、後段の蒸留塔（精留塔）において、向流蒸留を用いた多段プロセスにより各成分を分離することが可能になります。最終製品の供給方法は空気分離装置のタイプによって異なり、液化ガスとして製品タンクで顧客の元まで輸送される場合と、ガス状のまま配管を通じて供給される場合があります。

空気分離装置の安全かつ安定的な運転のためには、極低温に耐えながらプロセスパラメータを監視、計測できる機器が必要となります。特別仕様の計測機器であれば、湿った空気から水が凝縮するような環境でも使用することができます。さらに、最終製品には非常に高い純度が要求されます。KROHNEは、高度な計測機器を幅広く取り揃えています。 – レベル、流量、圧力／差圧測定などに対応しており、特に極低温媒体向けの製品が充実しています。これらの機器は、液化ガス中のガス成分が最大100%に達するような場合でも、正常に計測を行うことができます。また、温度＆圧力センサーを内蔵した当社の革新的な超音波式流量計により、測定した体積流量 – 気体、液体を問わず – は常に標準状態へ換算することが可能です。さらに、あらゆる空気分離製品を安定して測定できる面積式流量計も取り揃えており、分析用途などに使用いただけます。これらの機器は、出荷前にX線溶接検査やヘリウム漏れ試験などを実施することで、最高水準の品質要求に対応することも可能です。