CN101646895B - 周围空气蒸发器 - Google Patents

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Abstract

所设想的系统和方法采用了一部分蒸发的且被加热的LNG作为LNG周围空气蒸发器中的解冻介质。最优选的是，LNG被加热到大约100°F至400°F的温度，并且在解冻之后供应回至蒸发器上游和/或下游位置的LNG流中，或供应至天然气输送管线中。

Description

周围空气蒸发器
本申请要求享有我们于2007年2月1日提交的共同未决的美国临时专利申请序号60/899292的优先权。
发明领域
本发明领域是液化天然气(LNG)的再气化，尤其是位于LNG再气化终端的周围空气蒸发器和加热器的操作及解冻的配置和方法。
发明背景
大气空气蒸发器(周围空气蒸发器)在本领域中是众所周知的，并用于许多低温液体设备，以使低温液体，例如用于工业用途的液态氮蒸发。在大多数情况下，周围空气蒸发器基于使用环境中的周围空气的显热和/或水的潜热以加热低沸点液体(例如液态氧、液态氮等等)的热交换器。同LNG再气化终端所需要的大负荷相比，这些蒸发器的蒸发负荷是相对较小的。因此，已知用于LNG再气化的周围空气蒸发器的应用需要相当大的用地空间，其是不经济和/或不切实际的，尤其在离岸的和浮动的LNG再气化设施中。
当前技术水平的周围空气蒸发器/热交换器典型地包括多个采用各种串联和/或并联配置的单独的多翅片式热传递元件。由于在周围空气和LNG之间的大的温差，这种翅片式热交换器对于从周围空气传递热量以使LNG蒸发和过热是相对有效的。这些交换器大多数处于竖直定向，并在向下的冷的更稠密的空气(由于重力)和蒸发器管道中的向上的LNG流之间具有对流。例如，美国专利No.4,479,359和5,252,425显示了用于周围空气蒸发器的典型配置。此外，在美国专利申请No.2006/0196449、美国专利No.7,155,917和JP05312300中描述了已知且相似的LNG再气化配置。
在所有这种已知的周围环境交换器中，在外部翅片上，尤其在LNG所进入的交换器的下面部分中将累积冰。交换器的翅片上的冰层的形成阻碍了热传递过程。而且，如此形成的冰层可能是沿着管道不均匀分布的，其增加了交换器的重量，并可能甚至改变交换器的重心。在需要满足针对风力和地震荷载的严格的结构代码要求的情况下，过量的冰层的形成是特别有问题的。
在冰层已经累积到降低整体热传递的不能接受的水平的情况下，必须时常停止LNG蒸发过程，之后将交换器放置在备用的除冰循环上。在大多数情况下，除冰通过自然通风对流来实现，其是非常耗时间的。为了减少除冰时间，可采用强制通风风扇。然而，这种操作仅仅或多或少地减少了解冻时间，因为热传递受到起隔热体作用的冰层的限制。由于空气循环风扇的额外费用和能量消耗，强制风扇的使用难以得到验证。典型地，超过三分之一的周围空气蒸发器是关于解冻的，而其它三分之二是关于LNG再气化的。此外，这种已知的周围空气蒸发器的性能对于环境因素的变化是很敏感的，例如湿度和干球温度、周围温度波动、相对湿度、风力、太阳辐射和/或环境结构的变化。
因此，虽然在本领域中已经知晓许多关于LNG的周围空气蒸发的配置和方法，但它们中的所有或几乎所有都受到一个或多个缺点的困扰。因而，仍然存在为LNG的再气化提供一种改进的配置和方法的需求。
发明内容
本发明致力于LNG再气化的配置和方法，其中LNG在周围空气蒸发器中进行再气化，蒸发器利用被加热的蒸发的LNG的部分作为解冻介质进行解冻。最优选的是，在传送至天然气销售管线中之前，被加热的部分还用于调整/保持蒸发的LNG的温度，并且来自解冻导管的冷却的解冻气体被传送至天然气管线中，和/或再循环回至LNG流中。
在本发明宗旨的一个方面，LNG再气化系统包括多个带有LNG源的周围空气蒸发器，LNG源将LNG传送至第一和第二周围空气蒸发器中，其配置成产生蒸发的LNG。加热器流通地联接至第一和第二蒸发器中，并且配置成接收一些蒸发的LNG并加热至环境温度或高于环境温度。第一和第二周围空气蒸发器热耦合在相应的第一和第二解冻导管上，其配置成接收至少一部分被加热的蒸发的LNG，从而(a)容许第一和第二周围空气蒸发器的解冻和(b)形成冷却的蒸发的LNG。所设想的设备还包括第一和第二再循环导管，其流通地联接在第一和第二解冻导管上，并且配置成可将冷却的蒸发的LNG供应至输送蒸发的LNG的导管中和/或输送LNG的导管中。
最优选的是，该系统配置成容许第一和第二周围空气蒸发器的交替的操作，和/或容许被加热的蒸发的LNG的另一部分与用于控制蒸发的最终产物温度的蒸发的LNG的结合。在需要的情况下，所设想的设备包括压缩机，其将来自蒸发器的冷却的蒸发的LNG压缩，典型地至管线压力。在这种设备中，可提供第一导管，其容许至少一些被压缩的冷却的蒸发的LNG与被加热的蒸发的LNG的结合，和/或可提供第二导管，其容许一部分被压缩的冷却的蒸发的LNG与第一和第二周围空气蒸发器上游位置的LNG的结合。备选地，可在第一和第二周围空气蒸发器的下游采用压差阀，并且其流通地联接在第一和第二周围空气蒸发器上。这种阀典型地配置成可容许预定的被加热的蒸发的LNG流动至第一和第二周围空气蒸发器中。在其它优势中，应该注意的是，这种配置将典型地不需要压缩机，并因而可能更为经济。在需要的情况下，在这种设备中将配置第一和第二再循环导管，以便将冷却的蒸发的LNG供应至位于压差阀下游位置的输送蒸发的LNG的导管中。
因此，在本发明宗旨的另一方面，气化LNG的方法将包括将LNG供应至第一周围空气蒸发器以产生蒸发的LNG的步骤，以及将至少一些蒸发的LNG加热至环境温度以上的温度(例如在100°F至400°F之间)的另一步骤。在需要的情况下，冷却的蒸发的LNG被压缩至管线压力，并将至少一部分被压缩的冷却的蒸发的LNG供应至(a)两蒸发器上游位置的LNG流中，(b)所蒸发的LNG的被加热部分中，和/或(c)离开第一周围空气蒸发器的蒸发的LNG中。在这种方法中，特别优选的是使被压缩的冷却的蒸发的LNG与蒸发的LNG的被加热部分以一定的量进行结合，从而有效地控制所蒸发的LNG的被加热部分的温度。备选地，可提供压差阀以调整所蒸发的LNG的上游流至加热器，使冷却的蒸发的LNG从解冻导管返回至压差阀的下游的点上。在进一步设想的方法中，解冻操作和蒸发可在相同的蒸发器中同时执行。
因此，从不同的观点来看，发明人还设想使用被加热的蒸发的LNG来提供的热含量，以便在蒸发LNG的设备中用于周围空气蒸发器的解冻，其中该设备配置成容许其为解冻操作提供了热含量之后被加热的蒸发的LNG与LNG和/或蒸发的LNG的结合。另外，还可采用被加热的蒸发的LNG来控制进入输送管线之前的蒸发产物的温度。在优选的用途中，被加热的蒸发的LNG具有100°F和400°F之间的温度，并且该设备配置成在被加热的蒸发的LNG已经提供了热含量之后容许被加热的蒸发的LNG与蒸发的LNG的结合。
本发明各种目的、特征、方面和优势将从以下本发明的优选实施例的详细描述中变得更为明晰。
附图说明
图1是在冷却的解冻气体再压缩下的用于LNG再气化设备的第一示例性配置的示意图。
图2是用于LNG再气化设备的第二示例性配置的示意图，此设备带有用于再循环冷却的解冻气体的压差阀。
详细说明
发明人已经发现周围空气蒸发器可按各种配置和方法进行解冻，其中一部分蒸发的LNG被外部热源加热，从而为蒸发器提供解冻介质。最优选的是，使冷却的解冻介质再循环至LNG周围空气蒸发器的解冻操作。应该懂得，这种配置需要少得多的解冻时间，并因此减小了热交换器的尺寸和设备的底座。此外，应该认识到这里所设想的配置和方法在占地空间非常珍贵的LNG终端(例如离岸和浮动的LNG再气化终端)中是特别有利的，因为在其它因素之中，解冻回路与蒸发过程合为一体。
在通常优选的方面，用于周围空气蒸发的所设想的方法和配置包括使LNG压力增大到至少管线压力，并在周围空气加热器中加热加压的LNG的步骤，其中，LNG在传统的加热循环中被蒸发。然后利用外部热源进一步加热至少一部分如此蒸发的天然气(典型地在解冻和除冰循环期间)。典型地优选的是周围空气蒸发器具有竖直的管道定向，其中管道在解冻循环中以两种模式进行加热：周围空气在外部处于自然对流模式，以及被加热的天然气在里面进行加热(其可能是或者不是LNG进行蒸发所处的内腔)。这种双加热将比迄今已知的装置和方法显著地减少除冰时间和能量需求。
在一种特别优选的配置中，被加热天然气被传送至竖直的周围空气蒸发器的底部，在此处冰层的累积由于低温LNG的入口温度(典型地处于大约-260°F)而最为严重。备选地，被加热的天然气可被传送至交换器的顶部，在此处解冻气体和交换器之间的温差最低，并因此在设备上产生较少的热应力。当下面部分的管道壁被加热至32°F以上时，靠近管道或翅片的冰层将融化，并且冰将从交换器管道上掉下来。在操作多个蒸发器的情况下，设想可使来自一个解冻交换器的冷却的天然气根据解冻循环期间的温度而返回到另一周围空气蒸发器的入口或出口或直接返回至输送管线中。此外，至少一部分冷却的蒸发的LNG还可用于再气化设备中的一个或多个LNG流的温度控制。应该注意，如此由解冻产生的冰和水具有相对较高的纯度，并可回收用于住宅或工业消耗，或者在不产生环境问题的条件下直接排放到海洋或其它场所。
图1中示意性地显示了一个示例性的用于周围空气LNG蒸发器的设想的过程，其中，来自LNG储罐或其它源(例如LNG输送器或船)的LNG流1典型地处于大约70psig至100psig之间的压力和大约-260°F至-250°F的温度。流1通过LNG泵50增压至合适的压力，典型地大约为1200至1600psig以形成加压的LNG流2，从而满足局部管线压力的要求。流3的LNG流率利用阀55进行控制，并供应至周围空气蒸发器51中形成流4，其中，蒸发的LNG的温度为大约40°F。在用于周围空气蒸发器51的LNG加热循环期间，交换器入口阀55和出口阀63打开，而阀62(用于解冻功能)是关闭的。
蒸发的LNG流5与从解冻压缩机54进行再循环的流6相混合。在冷的环境操作期间，一部分蒸发的气体，流7，通过阀61被传送至外部加热器53中，加热器53将流7加热至典型地大约100°F至400°F的温度，形成流8。流8进一步地被分成两个部分：流9与蒸发的LNG混合而形成流10以达到适合在天然气管线中传输的温度，而流11通过阀60而供应至处于解冻模式的蒸发器中。最典型地，流11与至少一部分再循环气体流14(流率受到阀61的控制)相混合，使得流15保持在用于在交换器52处进行解冻操作的预定的和最佳的温度。最优选的是，将会保持解冻交换器52中的温度轮廓，以便最大限度地减小交换器中的热应力。在温暖的环境操作期间，加热器53的使用相对于流10的温度调节可能是不连续的。在这种情况下，周围空气蒸发器出口(流5)可通过阀59而直接注入到气体管线(流10)中，而被加热的蒸发的LNG流11被用于解冻。在这种操作中，来自解冻操作的冷却的蒸发的LNG流经压缩并作为流65通过阀64而再循环至周围空气蒸发器51的入口的上游位置。
在交换器52的解冻循环期间，LNG入口阀56和出口阀58是关闭的，而解冻阀57是打开的，容许被加热的蒸发的LNG流12(处于最佳的解冻温度)进入或靠近冰累积最为严重的竖直的交换器的底部。解冻气体在交换器管道(或与蒸发器翅片或其它蒸发器表面进行热交换的管道)中向上流动，同时使外部翅片上的冰层融化。应该懂得，冰层的融化优选地发生在下面管道中，并且融化的冰的重量自然地容许冰的除去。类似地，在交换器51的解冻循环期间，LNG入口阀55和阀63是关闭的，而解冻阀62是打开的，容许被加热的蒸发的LNG流13为解冻交换器51提供热含量。最优选的是，冷却的蒸发的LNG流16被压缩机54压缩，并分成三个部分，流65、14和6。流65被传送至周围空气蒸发器51的入口，用于与流2的蒸发，流14与被加热的蒸发的LNG相混合，以实现和/或保持最佳解冻温度，并且流6与蒸发的LNG结合，优选地在加热器和/或管线的上游位置。
图2的示意图中显示了用于周围空气LNG蒸发器的解冻的另一个示例性的过程，其中相同的标号表示图1中的相同的部件。在这示例性的配置中，应该懂得，图1的压缩机54是不需要的。相反，冷却的蒸发的LNG通过压差阀90的操作而被供应回蒸发的LNG产物或管线中，其避免了相对较昂贵的压缩机，并减少了操作的复杂性。在这种配置中，在蒸发器出口和管线之间合适的压力差优选为至少大约20psi，并且更典型地为至少大约25psi(并且在某些情况下为至少40psi或甚至更高)，以使解冻气体流的流11保持在周围空气蒸发器上，并保持冷却的蒸发的LNG流6的回流。流6优选地在压差阀90的下游位置与蒸发的LNG产物混合，以形成结合的蒸发的产物流91。
还应该注意，利用所设想的配置，可完全消除用于解冻的周围空气的使用或强制通风风扇的使用，并因此可完全消除周围空气解冻过程所需要的时间，其显著地减少(如果不是消除)备用解冻操作所需要的周围空气蒸发器的数量。除了使用废热而达到的能量节省之外，周围空气蒸发器的数量可减少至少30％。
合适的LNG源包括不动的以及移动的LNG存储装置，并且所有已知的LNG存储装置都被视为适合本发明使用。然而，存储装置通常优选地是基于船舶的装置，并且特别设想的装置包括LNG储槽和离岸浮动的LNG储罐。因此，特别应该懂得，周围空气蒸发器将最优选地安装在离岸结构(最典型的是竖直地)上，其还可包括LNG存储容器。在次优选的方面，合适的周围空气蒸发器将还包括一种通过密度差异而迫使空气穿过交换器管道表面的系统。根据蒸发的LNG的体积，多个蒸发器管道可串联和/或并联地操作，并且特别优选的是使至少两个蒸发器以交替顺序操作(即，一个蒸发器以蒸发模式操作，而另一蒸发器以解冻模式操作)。
不管蒸发器的数量和操作方式如何，都应该注意，所设想的蒸发器热耦合在一个或多个解冻导管上，此解冻导管配置成可接收至少一部分被加热的蒸发的LNG，从而容许周围空气蒸发器的解冻(并从而形成冷却的蒸发的LNG作为废弃的解冻介质)。例如，解冻导管可以是与蒸发LNG的导管相同的导管。这种配置是特别有利的，因为蒸发器表面上的冰层被彻底地除去，因而容许冰层简单滑动而脱离蒸发器的表面。另一方面，合适的解冻导管还可位于蒸发LNG的导管的外部，并且可热耦合在交换器管道(例如设置在翅片的一部分中的解冻导管)的翅片上和/或热耦合在蒸发导管上(例如联接在翅片或交换器管道的一部分上的解冻导管)上。特别应该懂得，在这种系统中，可同时执行解冻和蒸发。因此，将冷却的蒸发的LNG输送回输送蒸发的LNG的导管中和/或输送LNG的导管中的再循环导管可能发生相当大的变化，并可流通地联接在LNG蒸发导管上，或者可流体地独立于LNG蒸发导管。
类似地，可改变加热器的类型，并且通常设想所有已知的加热器都适合本发明使用，只要这种加热器将至少一部分蒸发的LNG加热到环境温度以上的温度即可。然而，特别优选的是将蒸发的LNG加热到至少100°F的温度，更典型地加热至大约100°F至大约200°F之间的温度，且最典型加热至大约200°F至大约400°F之间的温度。如本文结合数字所用术语″大约″，其表示从低于该数字绝对值20％开始至高于该数字绝对值20％的数字范围，包含端点在内。例如，术语″大约-100°F″是指-80°F至-120°F的范围，并且术语″大约1000psig″指800psig至1200psig的范围。因此，合适的加热器将包括那些采用来自非蒸发过程的废热(例如涡轮排气、燃烧过程或产生能量的过程的废热)的加热器，或者使用燃烧过程(例如使用蒸发的LNG作为燃料)的加热器。
一旦被加热，蒸发的LNG最优选地被直接传送至一个或多个周围空气蒸发器的解冻导管中，然而，备选配置也被视为是合适的。例如，尤其在被加热的蒸发的LNG较热的情况下，一些热含量可用于交换器或通过直接注入热的蒸发的LNG以调整再气化设备中的任何液体和/或蒸发的流的温度。在穿过蒸发器的解冻导管之后，被加热的蒸发的流作为冷却的蒸发的LNG流而离开，并可被传送到设备中的一个或多个位置。最优选的是，使冷却的流再循环至LNG液体和/或蒸发的LNG流中。然而，在备选的方面，可选地使至少一部分冷却的流膨胀，以产生功率和用过的燃料(例如用于加热器或涡轮)。冷却的蒸发的LNG优选地与已经蒸发的LNG(加热器上游或下游)结合，例如作为供应至蒸发器中的解冻流的温度控制机构，和/或使冷却的蒸发的LNG与低温的LNG结合。
在压缩机用于冷却的蒸发的LNG的压缩的情况下，应该注意所有已知类型的压缩机都被视为是合适的，而且压缩机可由膨胀过程驱动，尤其是在低温的LNG被增压至管线压力以上的压力时。最典型地，压缩机配置成可将冷却的蒸发的LNG压缩到天然气管线压力。在使用压差阀的情况下，可由涡轮膨胀机恢复压力能量的下降。
因此，使LNG再气化的方法通常将包括将LNG供应至第一周围空气蒸发器中以产生蒸发的LNG，并且将一部分蒸发的LNG加热到环境温度以上的温度。因而，在所设想的配置和方法中，应该懂得，蒸发的LNG可用作解冻介质。最优选的是，将解冻介质加热至环境温度以上，并且在用作解冻介质之后，返回至LNG产物流中。在本发明宗旨的其它优选方面，可利用至少一些被加热的蒸发的LNG对相同的空气蒸发器或第二空气蒸发器进行解冻，以形成冷却的蒸发的LNG。在所需的情况下，在传送至天然气管线之前，另一部分被加热的蒸发的LNG被用于加热已经蒸发的LNG以达到所需的传送温度。
因而，已经公开了关于LNG蒸发和周围空气蒸发器解冻的特定的实施例和应用。然而，本领域中的技术人员应该明白，在不脱离本文新颖概念的条件下可做出许多在那些已经描述的实施例之外的更多的修改。因此，本发明的宗旨并不受到除了权利要求的精神之外的限制。此外，在理解说明书和权利要求时，所有术语都应与上下文一致地以尽可能最广泛的方式进行理解。具体地说，术语″包括″应理解为以非唯一方式表述元件、部件或步骤，其表述所指元件、部件或步骤可与其它没有明确指出的元件、部件或步骤共存、使用或结合。此外，在通过引用而结合在本文中的参照文献中的术语的定义或使用与本文所提供的术语的定义不一致或相反的情况下，适用本文提供的术语的定义，而不适用参照文献中的术语的定义。

Claims (20)

1.一种LNG再气化系统，其包括：
LNG源，其配置成将LNG提供给第一和第二LNG周围空气蒸发器，其中，所述第一和第二LNG周围空气蒸发器配置成提供蒸发的LNG；
加热器，其流通地联接在所述第一和第二LNG周围空气蒸发器上，其中，所述加热器配置成从所述第一和第二LNG周围空气蒸发器接收一部分所述蒸发的LNG并将所述一部分蒸发的LNG加热至环境温度或环境温度以上的温度；
其中，所述第一和第二LNG周围空气蒸发器进一步地热耦合在相应的第一和第二解冻导管上，所述第一和第二解冻导管配置成接收至少一部分被加热的蒸发的LNG，从而容许所述第一和第二LNG周围空气蒸发器的解冻，并从而形成冷却的蒸发的LNG；以及
第一和第二再循环导管，其流通地联接在所述第一和第二解冻导管上，并配置成将所述冷却的蒸发的LNG供应到输送蒸发的LNG的导管和输送LNG的导管中的至少其中一个导管中。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统配置成容许所述第一和第二LNG周围空气蒸发器的交替的操作。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统配置成容许另一部分所述被加热的蒸发的LNG与所述蒸发的LNG结合。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括压缩机，所述压缩机配置成压缩所述冷却的蒸发的LNG。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括第一导管，所述第一导管配置成容许一部分所述被压缩的冷却的蒸发的LNG与所述被加热的蒸发的LNG结合。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括第二导管，所述第二导管配置成容许一部分所述被压缩的冷却的蒸发的LNG与在所述第一和第二LNG周围空气蒸发器的上游位置的LNG结合。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括压差阀，其位于所述第一和第二LNG周围空气蒸发器的下游并流通地联接在所述第一和第二LNG周围空气蒸发器上，而且配置成容许被加热的蒸发的LNG的预定流量流向所述第一和第二LNG周围空气蒸发器中。
8.根据权利要求7所述的再气化系统，其特征在于，所述压差阀配置成保持至少20psi的压力差。
9.根据权利要求7所述的再气化系统，其特征在于，所述第一和第二再循环导管配置成将所述冷却的蒸发的LNG供应到位于所述压差阀的下游位置的输送蒸发的LNG的导管中。
10.一种利用权利要求1的LNG再气化系统使LNG再气化的方法。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括压缩所述冷却的蒸发的LNG的步骤。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，一部分冷却的蒸发的LNG与以下至少一个LNG结合：(a)在所述两蒸发器上游位置的LNG，(b)所述蒸发的LNG的被加热的部分，和(c)来自所述第一LNG周围空气蒸发器的蒸发的LNG。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述被压缩的冷却的蒸发的LNG的部分与所述蒸发的LNG的被加热的部分以一定的量结合，从而有效地控制所述蒸发的LNG的被加热的部分的温度。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一和第二LNG周围空气蒸发器以交替的顺序进行操作。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括利用压差阀来调整至加热器的所述蒸发的LNG的流的步骤。
16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述被加热的蒸发的LNG具有在100°F和400°F之间的温度。
17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一和第二LNG周围空气蒸发器是相同的。
18.被加热的蒸发的LNG的用途，所述用途为提供热含量以解冻权利要求1的再气化系统中的LNG周围空气蒸发器，LNG在所述LNG周围空气蒸发器中被蒸发，其中，所述系统配置成容许在所述被加热的蒸发的LNG已经提供了热含量之后，所述被加热的蒸发的LNG与所述LNG和所述蒸发的LNG中的至少其中一个结合。
19.根据权利要求18所述的用途，其特征在于，所述被加热的蒸发的LNG具有在100°F和400°F之间的温度。
20.根据权利要求18所述的用途，其特征在于，所述系统配置成容许在所述被加热的蒸发的LNG已经提供了热含量之后，所述被加热的蒸发的LNG与所述蒸发的LNG结合。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2937115B1 (fr) * 2008-10-10 2013-01-11 Gea Batignolles Technologies Thermiques Procede de regazeification du gaz naturel avec de l'air ambiant prealablement deshumidifie.
EP2400234B1 (en) * 2009-02-20 2018-05-02 Mitsubishi Electric Corporation Use-side unit and air conditioner
WO2011006917A1 (en) * 2009-07-16 2011-01-20 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method for the gasification of a liquid hydrocarbon stream and an apparatus therefor
KR101183214B1 (ko) 2010-11-08 2012-09-14 한국항공우주연구원 대기식 기화장치
JP2013209926A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 船舶、燃料ガス供給装置および燃料ガス供給方法
KR101631388B1 (ko) * 2014-12-04 2016-06-16 한국가스공사 액화천연가스의 기화 장치
CA2976071C (en) 2015-02-09 2020-10-27 Fluor Technologies Corporation Methods and configuration of an ngl recovery process for low pressure rich feed gas
US10006701B2 (en) 2016-01-05 2018-06-26 Fluor Technologies Corporation Ethane recovery or ethane rejection operation
US20210356196A1 (en) * 2020-05-13 2021-11-18 Chart Inc. Vaporizer with Defrosting Function
US11953159B2 (en) 2021-03-11 2024-04-09 Praxair Technology, Inc. System and method for cryogenic vaporization with parallel vaporizer arrangements
US11976789B2 (en) 2021-03-11 2024-05-07 Praxair Technology, Inc. System and method for cryogenic vaporization using ambient air vaporizer

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2143022A (en) * 1983-06-20 1985-01-30 Nissan Kogyo Kk Method of vaporizing a liquefied gas and vaporizing apparatus for use in the method
US5267446A (en) * 1992-11-27 1993-12-07 Thermo King Corp. Air conditioning and refrigeration systems utilizing a cryogen
CN1281421A (zh) * 1997-10-14 2001-01-24 美孚石油公司 采用蒸汽或其它加热气体或液体再气化气体水化物的方法和设备
CN1112505C (zh) * 1995-06-01 2003-06-25 特雷克特贝尔Lng北美公司 液化天然气作燃料的混合循环发电装置及液化天然气作燃料的燃气轮机
CN1120289C (zh) * 1998-03-27 2003-09-03 埃克森美孚上游研究公司 从加压液化天然气中产生能量的方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2750753A (en) * 1955-09-14 1956-06-19 Richard W Armstrong Self-powered liquid oxygen pump and vaporizer
NL7600308A (nl) * 1975-02-07 1976-08-10 Sulzer Ag Werkwijze en inrichting voor het verdampen en verwarmen van vloeibaar natuurlijk gas.
JPS6043797U (ja) * 1983-09-01 1985-03-27 日酸工業株式会社 空温式蒸発器
JPS6043797A (ja) 1983-08-18 1985-03-08 三菱電機株式会社 運行情報記録装置
JPS60168994A (ja) 1984-02-10 1985-09-02 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd 空温式蒸発器の再生方法
JPS60188695A (ja) * 1984-03-03 1985-09-26 Hitachi Zosen C B I Kk 低温液化ガス気化設備における気化装置
JPS62171597A (ja) 1986-01-24 1987-07-28 Tokyo Gas Co Ltd 液化ガスの気化方法
DE3706529A1 (de) * 1987-02-28 1988-09-08 Linde Ag Verfahren und vorrichtung zum verdampfen eines verfluessigten gases
DE4025138A1 (de) * 1990-08-08 1992-02-13 Messer Griesheim Gmbh Verfahren zum abtauen luftbeheizter verdampfer fuer tiefsiedende verfluessigte gase
US6089023A (en) * 1998-04-29 2000-07-18 Combustion Engineering, Inc. Steam generator system operation
US6557535B2 (en) 2001-05-08 2003-05-06 Ise Research Corporation System and method for transferring heat from exhaust gasses to compressed gas fuel
US6564579B1 (en) * 2002-05-13 2003-05-20 Black & Veatch Pritchard Inc. Method for vaporizing and recovery of natural gas liquids from liquefied natural gas
US20040154315A1 (en) 2003-02-10 2004-08-12 Bernert Robert E. Method for vaporizing and heating compressed liquefied gases
JP4526014B2 (ja) 2004-02-05 2010-08-18 大阪瓦斯株式会社 液化ガスの気化装置及び気化システム
US7343759B2 (en) * 2005-03-29 2008-03-18 Hilliard Emission Controls, Inc. Removal of volatile vapors from a storage vessel
US20060260330A1 (en) * 2005-05-19 2006-11-23 Rosetta Martin J Air vaporizor
US20070130963A1 (en) 2005-08-23 2007-06-14 Morrison Denby G Apparatus and process for vaporizing liquefied natural gas
US20070144184A1 (en) 2005-12-22 2007-06-28 Wijingaarden Wim V Enhanced LNG regas

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2143022A (en) * 1983-06-20 1985-01-30 Nissan Kogyo Kk Method of vaporizing a liquefied gas and vaporizing apparatus for use in the method
US5267446A (en) * 1992-11-27 1993-12-07 Thermo King Corp. Air conditioning and refrigeration systems utilizing a cryogen
CN1112505C (zh) * 1995-06-01 2003-06-25 特雷克特贝尔Lng北美公司 液化天然气作燃料的混合循环发电装置及液化天然气作燃料的燃气轮机
CN1281421A (zh) * 1997-10-14 2001-01-24 美孚石油公司 采用蒸汽或其它加热气体或液体再气化气体水化物的方法和设备
CN1120289C (zh) * 1998-03-27 2003-09-03 埃克森美孚上游研究公司 从加压液化天然气中产生能量的方法

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