JP2005273753A - 液化天然ガスの気化供給システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 液化天然ガスを貯蔵する液化天然ガスタンク1に、第1の開閉弁2を介装した充填ライン3を接続し、この充填ライン3を通じてタンクローリーにより液化天然ガスを補充充填できるように構成する。液化天然ガスタンク1に、第1の供給ライン4を介して外気を加熱源とする気化器5を接続し、その気化器5に、第2の供給ライン7を介して天然ガス供給部8を接続する。第2の供給ライン7において、気化器5と天然ガス供給部8との間に、活性炭を充填した吸着塔13を設ける。これにより、気化した天然ガスを吸着塔13を通過させ、高沸点のプロパンやブタンを吸脱着し、原動機に供給する燃料ガスとしての天然ガスのカロリーを平準化する。
【選択図】 図1
Description
液化天然ガスの充填ラインに接続されて液化天然ガスを貯蔵する液化天然ガスタンクと、
前記液化天然ガスタンクから供給される液化天然ガスを気化する気化器と、
前記気化器で気化された天然ガスを原動機に供給する天然ガス供給部とを備えた液化天然ガスの気化供給システムにおいて、
前記気化器と前記天然ガス供給部との間に、活性炭を充填した吸着塔を設けて構成する。
請求項1に係る発明の液化天然ガスの気化供給システムの構成によれば、活性炭が高沸点の成分を多く吸着する性質があることに着目し、気化した天然ガスを吸着塔を通過させることにより、原動機の運転再開時の始動時で高沸点のプロパンやブタンの濃度が高くて高カロリーの場合に、その高沸点成分を吸着し、一方、始動直後で低沸点のメタンの濃度が高くなって低カロリーの場合に、吸着した高沸点成分を脱着し、原動機に供給する燃料ガスのカロリーを平準化することができる。
請求項1に記載の液化天然ガスの気化供給システムにおいて、
活性炭が石炭を原料とするものであり、その平均細孔直径が2.0〜3.0nmであるもので構成する。
請求項2に係る発明の液化天然ガスの気化供給システムの構成によれば、高沸点成分に対する吸脱着特性に優れ、原動機に供給される天然ガスのカロリーをより良好に平準化することができる。
請求項1または2に記載の液化天然ガスの気化供給システムにおいて、
気化器を、外気を加熱源とするもので構成する。
請求項3に係る発明の液化天然ガスの気化供給システムの構成によれば、温水加熱の場合のような加熱のための特別な機器を不要にできるとともにポンプ駆動などの動力費を不要にでき、イニシャルコストを一層低減できる。
請求項1、2、3のいずれかに記載の液化天然ガスの気化供給システムにおいて、
液化天然ガスタンクの充填ラインと、気化器と吸着塔との間の箇所とをガス配管で接続し、前記充填ラインを通じてのタンクローリーによる補充充填時に前記タンクローリーから排出されるボイルオフガスを注入可能に構成する。
請求項4に係る発明の液化天然ガスの気化供給システムの構成によれば、タンクローリーによる液化天然ガスタンクへの液化天然ガスの補充充填に際し、タンクローリーから排出されるボイルオフガスを吸着塔に供給する。これにより、活性炭に吸着された高沸点成分を脱着する。
請求項1、2、3、4のいずれかに記載の液化天然ガスの気化供給システムにおいて、
吸着塔内の活性炭を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段による活性炭の加熱温度を設定温度に維持する温度制御手段とを備えて構成する。
冬期に活性炭温度が低くなると、吸着された高沸点成分の脱着特性が悪化するが、請求項5に係る発明の液化天然ガスの気化供給システムの構成によれば、冬期など外気温が低い場合でも、活性炭の温度を設定温度に維持することができる。
請求項1、2、3、4、5のいずれかに記載の液化天然ガスの気化供給システムにおいて、
吸着塔の入口と出口に開閉弁を設けて構成する。
請求項6に係る発明の液化天然ガスの気化供給システムの構成によれば、本システムを長期間停止する場合に、入口と出口の両方の開閉弁を閉止しておくことにより、吸着塔の温度が高くなって吸着していた高沸点成分が脱着してきても、脱着が継続して高沸点成分が吸着塔の上流または下流に流れ出すことを防止できる。
・実験例1
試験設備としては、実施例1の構成の下記仕様のものを用いた。
液化天然ガスの組成 メタン:88.9%、エタン:6.8%、プロパン:3.1%、ブタン:1.2%
低位発熱量:40.6MJ/m3N
気化器5:空温式、定格能力が150m3N/h
加温器10:空温式、定格能力が15m3N/h ボイルオフガスを外気温度近くまで加温するためのもの
圧力(絶対値) 減圧弁6までは0.4Mpa、減圧弁6以降は0.25Mpa
配管:気化器5までの第1の供給ライン4が20A、気化器5よりも下流側の第2の供給ライン7およびボイルオフガス配管12が80A
原動機:ガスエンジン(JMS208,イエンバッハ社製)定格332kW、8気筒、周波数60Hz,天然ガス消費量約80m3N/h
吸着塔13:活性炭の充填量は45kgで容量は0.11m3
内容積が約0.2m3で内径0.5m、高さ1.0mの鋼製容器を使用、
活性炭:原料が石炭で、平均細孔径2.4nm、嵩密度0.39g/cm3
吸着量データは、別途ビーカースケールの基礎実験にて上記液化天然ガスの組成の天然ガスに対して下記平衡データを取得した。
ガスエンジンを停止状態とし、気化器5で気化させた天然ガスを吸着塔13に圧力(絶対値)0.25MPa、流量40m3N/hで、午前9時から午後5時まで8時間流し、同圧力でほぼ平衡になるまで天然ガスを吸着させた。このとき、吸着塔13のバイパス配管18の第4の開閉弁19は閉止しておいた。
午後5時から翌日の午前9時までの16時間放置した後に、スエンジンを始動させた。このとき、吸着塔13のバイパス配管18の第4の開閉弁19は閉止しておいた。天然ガスのカロリーは、ガス抽出管21を通じて抽出したガスに対してカロリーメータにより測定した。
〈結果〉始動後のカロリー変動:低位発熱量に対して
最小値38.9MJ/m3N:液化天然ガスの低位発熱量に対して−4.2%
最大値41.6MJ/m3N:液化天然ガスの低位発熱量に対して+2.5%
変動幅=4.2%+2.5%=6.7%
となり、変動幅は小さく抑えることができた。
・実験例2
活性炭として、下記の仕様のものを使用する以外は、実験例1と同じ条件で試験を実施した。
〈結果〉始動後のカロリー変動:低位発熱量に対して
最小値38.4MJ/m3N:液化天然ガスの低位発熱量に対して−5.4%
最大値41.9MJ/m3N:液化天然ガスの低位発熱量に対して+3.1%
変動幅=5.4%+3.1%=8.5%
となり、変動幅は小さく抑えることができた。
・実験例3
活性炭として、下記の仕様のものを使用する以外は、実験例1と同じ条件で試験を実施した。
〈結果〉始動後のカロリー変動:低位発熱量に対して
最小値38.7MJ/m3N:液化天然ガスの低位発熱量に対して−4.8%
最大値41.8MJ/m3N:液化天然ガスの低位発熱量に対して+2.9%
変動幅=4.8%+2.9%=7.7%
となり、変動幅は小さく抑えることができた。
・実験例4
試験装置として実施例2の液化天然ガスの気化供給システムを用い、温水ヒータ31により活性炭を35℃に昇温維持した。それ以外は、実験例1と同じ条件で試験を実施した。
〈結果〉始動後のカロリー変動:低位発熱量に対して
最小値39.3MJ/m3N:液化天然ガスの低位発熱量に対して−3.2%
最大値41.6MJ/m3N:液化天然ガスの低位発熱量に対して+2.5%
変動幅=3.2%+2.5%=5.7%
となり、変動幅は小さく抑えることができた。
・比較実験例1
実験例1のステップ2において、吸着塔13のバイパス配管18の第4の開閉弁19を開き、第5の開閉弁20を閉止した以外は、実験例1と同じ条件でガスエンジンを始動させた。
〈結果〉始動後のカロリー変動:低位発熱量に対して
最小値36.4MJ/m3N:液化天然ガスの低位発熱量に対して−10.3%
最大値58.6MJ/m3N:液化天然ガスの低位発熱量に対して+44.3%
変動幅=10.3%+44.3%=54.6%
となり、変動幅は実験例1の8.1倍であり、非常に大きいものになった。
・比較実験例2
実験例1の試験終了後、吸着塔13のバイパス配管18の第4の開閉弁19を開き、第5の開閉弁20を閉止した。ガスエンジンを15分間停止した後、再度始動させた。
〈結果〉始動後のカロリー変動:低位発熱量に対して
最小値37.6MJ/m3N:液化天然ガスの低位発熱量に対して−7.5%
最大値51.8MJ/m3N:液化天然ガスの低位発熱量に対して+27.5%
変動幅=7.5%+27.5%=35.0%
となり、変動幅は実験例1の5.2倍であり、非常に大きいものになった。
・実験例5
実験例1の試験のステップ2での定格運転を継続し、運転中に液化天然ガスタンク1の液化天然ガスの残量がほぼ0になった状態でタンクローリーTLから液化天然ガスタンク1内に液化天然ガスを補充充填した。補充充填中は、ガス配管11の第2の開閉弁9は閉止状態とした。
〈結果〉この間、ガスエンジンは問題なく定格運転を継続することができた。
〈結果〉この間、ガスエンジンは問題なく定格運転を継続することができた。
・比較実験例3
実験例5の試験に対して、吸着塔13のバイパス配管18の第4の開閉弁19を開き、第5の開閉弁20を閉止した以外は、同じ条件で試験をした。
〈結果〉液化天然ガスを補充充填している間にボイルオフガスをガスエンジンに注入したとき、および、タンクローリーTLからボイルオフガスをガスエンジンに注入したとき、いずれにおいてもガスエンジンの幾つかの気筒が失火を起こし、出力が低下した。
3…充填ライン
5…気化器
8…天然ガス供給部
11…ガス配管
13…吸着塔
31…温水ヒータ(加熱手段)
Claims (6)
- 液化天然ガスの充填ラインに接続されて液化天然ガスを貯蔵する液化天然ガスタンクと、
前記液化天然ガスタンクから供給される液化天然ガスを気化する気化器と、
前記気化器で気化された天然ガスを原動機に供給する天然ガス供給部とを備えた液化天然ガスの気化供給システムにおいて、
前記気化器と前記天然ガス供給部との間に、活性炭を充填した吸着塔を設けたことを特徴とする液化天然ガスの気化供給システム。 - 請求項1に記載の液化天然ガスの気化供給システムにおいて、
活性炭が石炭を原料とするものであり、その平均細孔直径が2.0〜3.0nmである液化天然ガスの気化供給システム。 - 請求項1または2に記載の液化天然ガスの気化供給システムにおいて、
気化器が、外気を加熱源とするものである液化天然ガスの気化供給システム。 - 請求項1、2、3のいずれかに記載の液化天然ガスの気化供給システムにおいて、
液化天然ガスタンクの充填ラインと、気化器と吸着塔との間の箇所とをガス配管で接続し、前記充填ラインを通じてのタンクローリーによる補充充填時に前記タンクローリーから排出されるボイルオフガスを注入可能に構成してある液化天然ガスの気化供給システム。 - 請求項1、2、3、4のいずれかに記載の液化天然ガスの気化供給システムにおいて、
吸着塔内の活性炭を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段による活性炭の加熱温度を設定温度に維持する温度制御手段とを備えてある液化天然ガスの気化供給システム。 - 請求項1、2、3、4、5のいずれかに記載の液化天然ガスの気化供給システムにおいて、
吸着塔の入口と出口に開閉弁を設けてある液化天然ガスの気化供給システム。
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