JP2010196824A - 低温液化ガス受入れ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貯蔵タンクに貯蔵した低温液化ガスを効率的に払出すことができる貯蔵タンクへの低温液化ガスの受入れが可能な低温液化ガス受入れ装置を提供する。
【解決手段】貯蔵タンク２０内の上部に設けられ貯蔵タンク２０の気相部２１に低温液化ガスを噴霧するスプレー管１３と、管路の途中に流量調節弁１５を備えスプレー管１３と接続し、スプレー管１３を介して低温液化ガスを供給する上部供給管９と、貯蔵タンク２０の下部に設けられ貯蔵タンク２０に低温液化ガスを供給する、管路の途中に流量調節弁１７を備える下部供給管１１と、前記二つの流量調節弁１５、１７を制御する制御装置７０と、を備え、制御装置７０は、払出し開始時に貯蔵タンク２０の圧力が、貯蔵する低温液化ガスを払出しポンプ５７を使用することなく貯蔵タンク２０の圧力により受器に圧送可能な圧力となるように貯蔵タンク２０に低温液化ガスを受入れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液化装置から送出される液化炭酸ガスなどの低温液化ガスを貯蔵タンクへ受入れる低温液化ガス受入れ装置に関する。

今日、地球温暖化防止の観点から大気中に放出する二酸化炭素を回収しこれを貯留するＣＯ_２回収・貯留技術（ＣＯ_２ Ｃａｐｔｕｒｅ ａｎｄ Ｓｔｏｒａｇｅ：ＣＣＳ）が鋭意検討、開発されている。

二酸化炭素の排出量は、先進工業国では、主に発電所などから排出される電力生産活動及び工場などから排出される工業活動に伴う排出量が、全体の半分以上を占めるとの報告もある（例えば非特許文献１参照）。このため発電所等では、石炭などの化石燃料の燃焼に伴い発生する二酸化炭素を回収する技術の開発を積極的に行っている。

二酸化炭素の分離回収方法には、吸収液に二酸化炭素を化学吸収させた後、加熱し二酸化炭素を離脱させ回収する化学吸収法、吸収液に二酸化炭素を物理吸収させた後、加熱し二酸化炭素を離脱させ回収する物理吸収法、ゼオライト等に吸着させた後、離脱させ回収する吸着分離法、膜分離、深冷分離法などがある。分離回収された二酸化炭素は、液化された後、地中又は海洋に貯留する技術が検討、開発されている。

上記のように二酸化炭素の多くは電力生産活動及び工業活動に伴い排出されるため、二酸化炭素の分離回収は、発電所又は工場等で行われることとなる。一方、液化二酸化炭素は、地中又は海洋に貯留されるため、発電所等で分離回収、液化させた液化二酸化炭素をタンカー等で輸送するまでの間、発電所等に設けた貯蔵タンクに一時的に貯蔵する必要がある。分離回収した二酸化炭素を液化装置で液化し、これを貯蔵タンクに貯蔵するには、液化天然ガス（ＬＮＧ）で行われるような受入操作が必要となる。

液化二酸化炭素、ＬＮＧなどの低温液化ガスを貯蔵（受入）タンクに受入れるには、低温液化ガスが外部からの入熱で気化し発生するボイルオフガスの取扱い、受入タンクの圧力管理が重要となる。受入れ操作時に発生するボイルオフガスに関しては、発生量を抑制する方法、発生量を平滑化させる方法がＬＮＧについて従来から多く提案されている。

例えば、受入タンクの受入れラインをトップフィード管、ロート部付きボトムフィード管及びボトムフィード管で構成し、受入れるＬＮＧと受入タンク内のＬＮＧの液密度差に応じて、フィードする管を適宜使い分け、層状化を防ぎながらボイルオフガスの発生量を抑制する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。さらに複数の貯蔵タンクに同時に低温液化ガスを受入れる場合、貯蔵タンクを二つに分け、一方はボトム受入れ、他方はトップ受入れとすることで、受入れ時のボイルオフガスの発生量のピークを低く抑え、かつ平準化する技術も開示されている（例えば特許文献２参照）。

低温液化ガスを受入タンクに受入れるときの受入タンクの圧力管理に関しては、本発明者らが圧力を一定に制御する方法を開発し、既に特許出願を行っている（例えば特許文献３参照）。この方法は、受入タンクの受入れラインをトップフィード管及びボトムフィード管で構成し、それぞれのフィード管に自動制御弁を設け、受入タンク内の圧力を検知しつつ、受入タンク内の圧力が一定の圧力となるようにトップフィード管及びボトムフィード管からのフィード量を制御する方法である。

特開２００１−３２４０９６号公報 特公平４−１９４２７号公報 特開２００８−９５８７３号公報

（財）地球環境産業技術研究機構，図解ＣＯ２貯留テクノロジー，株式会社工業調査会，２００６，ｐ４４

液化二酸化炭素をはじめ低温液化ガスを貯蔵タンクに受入れるときには、ボイルオフガスの取扱い及びタンク圧力の管理が重要なことはもちろんであるが、この他、貯蔵タンクに貯蔵した低温液化ガスを効率的に払出すことが可能な、払出し操作を考慮した受入れ方法が望ましい。しかしながら貯蔵タンクに貯蔵した低温液化ガスの払出し操作を考慮した受入れ方法、これに適した受入れ装置はこれまでのところ提案されていない。複数基の貯蔵タンクに低温液化ガスを受入れる場合には、払出し操作に適した受入れ操作が特に重要である。

本発明の目的は、貯蔵タンクに貯蔵した低温液化ガスを効率的に払出すことができる貯蔵タンクへの低温液化ガスの受入れが可能な低温液化ガス受入れ装置を提供することである。

請求項１に記載の本発明は、貯蔵タンクを備え、液化装置から送出される低温液化ガスを受入れ、貯蔵し、受器に払出す低温液化ガス貯蔵設備の低温液化ガス受入れ装置であって、貯蔵タンク内の上部に設けられ貯蔵タンクの気相部に低温液化ガスを噴霧するスプレー管と、管路の途中に流量調節弁を備え前記スプレー管に接続し、前記スプレー管を介して貯蔵タンクに低温液化ガスを供給する上部供給管と、貯蔵タンクの下部に設けられ貯蔵タンクに低温液化ガスを供給する、管路の途中に流量調節弁を備える下部供給管と、前記二つの流量調節弁を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、払出し開始時に貯蔵タンクの圧力が、貯蔵する低温液化ガスを払出しポンプを使用することなく貯蔵タンクの圧力により受器に圧送可能な圧力となるように前記二つの流量調節弁を制御し、貯蔵タンクに低温液化ガスを受入れることを特徴とする低温液化ガス受入れ装置である。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の低温液化ガス受入れ装置において、前記制御装置は、前記貯蔵タンクの圧力が増加傾向であると判断すると、前記上部供給管からの供給量を増加及び／又は前記下部供給管からの供給量を減少させるように制御し、前記貯蔵タンクの圧力が低下傾向であると判断すると、前記上部供給管からの供給量を減少及び／又は前記下部供給管からの供給量を増加させるように制御することを特徴とする。

請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の低温液化ガス受入れ装置において、前記貯蔵タンクは、複数の貯蔵タンクからなり、各貯蔵タンクは、各々圧力検出器、液レベル検出器、前記スプレー管、前記流量調節弁を備える上部供給管、前記流量調節弁を備える下部供給管を有し、前記制御装置は、さらに液化装置の低温液化ガス製造スケジュール情報、受器に払出す払出しスケジュール情報に基づき、各貯蔵タンクに受入れる液レベルを制御することを特徴とする。

請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の低温液化ガス受入れ装置において、前記制御装置は、払出し迄の時間が短いときは、特定の貯蔵タンクの液レベルを高くするように受入れを制御し、払出し迄の時間が長いときは、特定の貯蔵タンクの液レベルが高くならないように各貯蔵タンクに分散して受入れるように制御することを特徴とする。

本発明に係る低温液化ガス受入れ装置は、液化装置から送出される低温液化ガスを貯蔵タンクに受入れ、貯蔵し、受器に払出す低温液化ガス貯蔵設備の低温液化ガス受入れ装置であって、低温液化ガスを払出すときの貯蔵タンクの圧力が、貯蔵する低温液化ガスを払出しポンプを使用することなく貯蔵タンクの圧力で受器に圧送可能な圧力となるように、二つの供給管に設けられた流量調節弁を制御し受入れを行う制御装置を備えるので、貯蔵タンクからの払出しを効率的に行うことができる。

また本発明によれば、制御装置は、貯蔵タンクの圧力が増加傾向であると判断すると、上部供給管からの供給量を増加及び／又は下部供給管からの供給量を減少させるように制御し、貯蔵タンクの圧力が低下傾向であると判断すると、上部供給管からの供給量を減少及び／又は下部供給管からの供給量を増加させるように制御するので、これにより貯蔵タンクの圧力を所定の圧力に調節することができる。

また本発明によれば、貯蔵タンクが複数の貯蔵タンクからなる場合であっても、制御装置が、液化装置の低温液化ガス製造スケジュール情報、受器に払出す払出しスケジュール情報に基づき、各貯蔵タンクに受入れる液レベルを制御するので、これを用いて貯蔵タンクを払出しに適した条件にすることができる。

また本発明によれば、制御装置は、払出し迄の時間が短いときは、特定の貯蔵タンクの液レベルを高くするように受入れを制御し、払出し迄の時間が長いときは、特定の貯蔵タンクの液レベルが高くならないように各貯蔵タンクに分散して受入れるように制御するので、低温液化ガスを受入れるとき発生するボイルオフガス及び貯蔵する低温液化ガスが気化し発生するボイルオフガスにより、低温液化ガスを払出すときの貯蔵タンクの圧力を、払出しポンプを使用することなく貯蔵タンクの圧力で受器に圧送可能な圧力とすることが可能となり効率的である。また発生するボイルオフガスを大気中に放出することなく払出しに必要な貯蔵タンクの加圧に有効に利用することができるので、環境にもやさしい。

本発明の第１実施形態としての低温液化ガス受入れ装置１を備える低温液化ガス貯蔵設備の概略的構成を示すプロセスフロー図である。 図１の低温液化ガス受入れ装置１の一部を構成する制御装置７０の受入れ時の制御手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態としての低温液化ガス受入れ装置２を備える低温液化ガス貯蔵プラントの概略的構成を示すプロセスフロー図である。 図２の低温液化ガス受入れ装置２の一部を構成する制御装置７２の受入れ時の制御手順を示すフローチャートである。

図１は、本発明の第１実施形態としての低温液化ガス受入れ装置１（以下、単に受入れ装置１と記す場合もある）を備える低温液化ガス貯蔵設備の概略的構成を示すプロセスフロー図である。以下、液化炭酸ガスを低温液化ガスとし、液化装置から送出される液化炭酸ガスは、貯蔵タンクに受入れられた後、払出し装置を介して液化炭酸ガス輸送船（以下タンカー）の受入れタンクに払出されるものとする。

低温液化ガス貯蔵設備は、図示を省略した液化装置から送出される液化炭酸ガスを貯蔵タンク２０に受入れる受入れ装置１、液化炭酸ガスを貯蔵する貯蔵タンク２０及び貯蔵タンク２０に貯蔵する液化炭酸ガスをタンカーの受入れタンク（図示省略）に払出す払出し装置５０を含み構成される。

受入れ装置１は、貯蔵タンク２０に図示を省略した液化装置から送られる液化炭酸ガスを供給する受入れライン５、受入れライン５に接続する、貯蔵タンク２０に装着されたスプレー管１３、及び受入れライン５を介して貯蔵タンク２０に受入れる液化炭酸ガスの流量等を制御する制御装置７０を備える。

受入れライン５は、受入管７、受入管７に接続し液化炭酸ガスを貯蔵タンク２０の上部から供給する上部供給管９、受入管７に接続し液化炭酸ガスを貯蔵タンク２０の下部から供給する下部供給管１１を含み構成される。受入管７は、一端を図示を省略した液化炭酸ガスを製造する液化装置と接続し、他端には上部供給管９及び下部供給管１１が接続する。

上部供給管９は、液化炭酸ガスを貯蔵タンク２０の上部から供給するための管路であって受入管７と一端を接続し、他端は貯蔵タンク２０内の上部に装着されたスプレー管１３と接続する。また管路の途中には、流量調節弁１５が設けられ、流量調節弁１５は、制御装置７０からの指令で弁開度を可変させる。スプレー管１３は、貯蔵タンク２０に貯蔵する最高液レベルよりも高い位置にあり、常時、気相部２１に位置するので、上部供給管９から供給される液化炭酸ガスは、スプレー管１３を介して貯蔵タンク２０の気相部２１に噴霧される。気相部２１に噴霧される液化炭酸ガスは、気相部２１のガスを冷却させ、再液化させるので、上部供給管９から液化炭酸ガスを受入れると貯蔵タンク２０の圧力は低下傾向となる。

下部供給管１１は、液化炭酸ガスを貯蔵タンク２０の下部から供給するための管路であって受入管７と一端を接続し、他端は貯蔵タンク２０の下部と接続する。また管路の途中には、流量調節弁１７が設けられ、流量調節弁１７は、制御装置７０からの指令で弁開度を可変させる。下部供給管１１から供給される液化炭酸ガスは、貯蔵タンク２０の液相部２３に供給される。下部供給管１１から液化炭酸ガスを受入れると、受入れに伴う気相部２１の容積低下及び液化炭酸ガスが気化し発生するボイルオフガスにより貯蔵タンク２０の圧力は上昇傾向となる。

上部供給管９及び下部供給管１１に設けられる流量調節弁１５、１７は、制御装置７０からの指令に基づき弁開度を可変させる自動制御弁であり、公知の低温用の弁を使用することができる。

スプレー管１３は、上部供給管９と接続し、上部供給管９から送られる液化炭酸ガスを
貯蔵タンク２０の気相部２１に噴霧するためのものである。スプレー管１３は、貯蔵タンク２０内の上部であって貯蔵する最高液レベルよりも高い位置にあり、常時、気相部２１に位置する。スプレー管１３は、リング状の管路で形成され、管路には供給される液化炭酸ガスを噴霧するためのスプレーノズル（図示省略）が取付けられている。スプレーノズルは、液化炭酸ガスを貯蔵タンク２０の気相部２１に均一に噴霧するように、リング状の管路に所定の間隔で複数個取付けられている。スプレーノズルは、公知のスプレーノズルを使用可能である。なお、スプレーノズルに代え、リング状の管路に所定の間隔でスプレー用の孔を設けスプレーするようにしてもよい。

貯蔵タンク２０は、球形の形状を有し、内部に温度約−５５℃、圧力約０．６ＭＰａの液化炭酸ガスを貯蔵する。貯蔵タンク２０には、貯蔵する液化炭酸ガスの液レベルを検出する液レベル検出器２５及び貯蔵タンク２０の気相部２１の圧力を検出する圧力検出器２７が装着され、それぞれの制御装置７０と接続し、制御装置７０に貯蔵タンク２０の液レベル及び圧力を送信する。貯蔵タンク２０内の上部には、上部供給管９と接続するスプレー管１３が装着されている。

また貯蔵タンク２０の上部には、一端を貯蔵タンク２０の気相部２１と連通し、他端をガスローディングアーム２９と接続するガス管３１が連結する。ガス管３１とガスローディングアーム２９とでガスライン３３を形成する。このガス管３１は、管路の途中に遮断弁３５を備え、液化炭酸ガスを払出しポンプ５７を介してタンカーの受入れタンクに払出すとき、ガスローディングアーム２９を介してタンカーの受入れタンクの気相部と連通する。さらに貯蔵タンク２０の上部には、貯蔵タンク２０を保護するためのガス放出管３７、安全弁（図示省略）が設けられ、貯蔵タンク２０内の圧力が所定の圧力以上となるとガス放出管３７に設けられたガス逃し弁３９が開き、貯蔵タンク２０内の一部のガスを大気中に放出する。圧力が異常に上昇した場合は、安全弁が作動し貯蔵タンク２０を保護する。一方、貯蔵タンク２０の下部には、貯蔵タンク２０の下部から液化炭酸ガスを供給する下部供給管１１のほか、払出し管５５が接続するタンク元弁４１が設けられている。

払出し装置５０は、貯蔵タンク２０に貯蔵される液化炭酸ガスをタンカーの受入れタンクに払出すための装置であって、タンク元弁４１を介して貯蔵タンク２０に接続する払出し管５５、払出し管５５の途中に介装された払出しポンプ５７、払出しポンプ５７をバイパスするように払出し管５５に設けられた、管路の途中に自動制御弁５９を有するバイパス管６１及び払出しポンプ５７の動作及びバイパス管６１に設けられた自動制御弁５９の弁開度を制御する制御装置７０を含み構成される。

払出し管５５は、一端をタンク元弁４１に、他端を液ローディングアーム６３に接続する。液ローディングアーム６３は、端部であるタンカー取合部６５をタンカー側の取合部（図示省略）と接続し、タンカーの受入タンクの高さに追従してアーム位置を自在に変える。液ローディングアーム６３の反払出し管５５側の端部直近には、遮断弁６７が設けられている。払出し管５５と液ローディングアーム６３とで払出しライン６９を形成する。

払出しポンプ５７は、払出し管５５の途中に取付けられ、制御装置７０の指令に基づき作動し、貯蔵タンク２０に貯蔵される液化炭酸ガスをタンカーの受入れタンクに圧送する第１の払出し手段である。払出しポンプ５７は、従来から使用されている公知の払出しポンプを使用することが可能である。

管路の途中に自動制御弁５９を有するバイパス管６１は、第２の払出し手段であり、払出しポンプ５７をバイパスするように払出し管５５に接続する。自動制御弁５９は制御装置７０からの指令に基づき弁開度を可変させ、タンカーの受入れタンクに圧送する液化炭酸ガスの流量を調節する弁であり、公知の低温用の自動制御弁を用いることができる。

制御装置７０は、信号を送受信及びデータの入出力が可能な入出部、データ及びプログラムを記憶する記憶部、記憶部からデータ及びプログラムを読出し演算を行う演算部及び各部を制御する制御部を備える。制御装置７０は、貯蔵タンク２０に装着された液レベル検出器２５、圧力検出器２７と接続しこれらから信号を受信すると共に、図示を省略した液化装置の液化炭酸ガス製造スケジュール情報に基づき、予め定められた手順に従い、上部供給管９に設けられた流量調節弁１５及び下部供給管１１に設けられた流量調節弁１７を制御し、液化装置から送出される液化炭酸ガスを貯蔵タンク２０に受入れる。

制御装置７０は、さらにタンカーの受入れタンクの液レベル信号及び圧力信号も受信し、これら液レベルデータ、圧力データに基づき、予め定めた手順に従い、払出しポンプ５７の動作の制御、ガスライン３３に装着された遮断弁３５、バイパス管６１に設けられた自動制御弁５９、液ローディングアーム６３に設けられた遮断弁６７の弁の開閉を含めた弁開度を制御する。本制御装置７０は、受入れ装置１の他、払出し装置５０の制御も含めた低温液化ガス貯蔵設備全体の制御を行なっているけれども、受入れ装置１専用の制御装置を設けてもよいことは言うまでもない。このような制御装置７０は、コンピュータ、プログラマブルロジックコントローラを用いて実現することができる。

次に低温液化ガス受入れ装置１の受入れ要領を制御装置７０の制御要領と合わせて説明する。図２は、受入れ時の制御装置７０の制御手順を示すフローチャートである。この制御手順は、プログラミング化され制御装置にインストールされている。なお、受入れ開始前において、受入れライン５に設けられた流量調節弁１５、１７、払出しライン６９の遮断弁６７、ガスライン３１の遮断弁３５は閉じており、ガス逃し弁３９は所定の圧力に設定され、貯蔵タンク２０の圧力は、ガス逃し弁３９の設定圧力以下である。

制御装置７０は、図示を省略した受入れ開始ボタンがＯＮとされ受入れ指令を受けると、貯蔵タンク２０に装着された圧力検出器２７を介して貯蔵タンク２０の圧力及び貯蔵タンク２０に装着された液レベル検出器２５を介して貯蔵タンク２０の液レベルの各データの取込みを開始する（ステップＳ１）。なお、制御装置７０は、貯蔵タンク２０の圧力データ及び液レベルデータを、受入れ操作が完了するまで常時取込み、記憶部に記憶し、必要に応じてこれらデータを読出し演算、処理を行う。

次に、制御装置７０は、貯蔵タンク２０の圧力が予め定める設定圧力Ｐ０以下か否か判断し（ステップＳ２）、貯蔵タンク２０の圧力が予め定める設定圧力Ｐ０以下と判断すると、制御装置７０は、下部供給管１１からの受入れを主として貯蔵タンク２０に液化炭酸ガスの受入れを開始する（ステップＳ３）。一方、貯蔵タンク２０の圧力が予め定める設定圧力Ｐ０を超えていると判断すると、制御装置７０は、上部供給管９からの受入れを主として貯蔵タンク２０に液化炭酸ガスの受入れを開始する（ステップＳ４）。

制御装置７０は、貯蔵タンク２０の圧力及び液レベルの経時変化を常時算出し、これらから液化炭酸ガス受入れ終了時の貯蔵タンク２０の圧力Ｐ１を予測する（ステップＳ５）。制御装置７０は、このまま同じ状態で受入れを継続したとき、液化炭酸ガス受入れ終了時の貯蔵タンク２０の圧力Ｐ１が予め定める設定圧力Ｐ０を超えるか否か判断し（ステップＳ６）、設定圧力Ｐ０を超えると判断すると、上部供給管９からの受入れ量を増加及び／又は下部供給管１１からの受入れ量を減少させるように制御する（ステップＳ７）。ここで、上部供給管９からの受入れ量を増加することには、上部供給管９からの受入れが行われていない場合には、受入れを開始することを含み、下部供給管１１からの受入れ量を減少することには、下部供給管１１からの受入れを停止することを含む。

一方、ステップＳ６において、このまま同じ状態で受入れを継続したとき、液化炭酸ガス受入れ終了時の貯蔵タンク２０の圧力Ｐ１が予め定める設定圧力Ｐ０を超えないと判断すると、さらに設定圧力Ｐ０を下回るか否か判断し（ステップＳ８）、設定圧力Ｐ０を下回ると判断すると、下部供給管１１からの受入れ量を増加及び／又は上部供給管９からの受入れ量を減少させるように制御する（ステップＳ９）。ここで、下部供給管１１からの受入れ量を増加することには、下部供給管１１からの受入れが行われていない場合には、受入れを開始することを含み、上部供給管９からの受入れ量を減少することには、上部供給管９からの受入れを停止することを含む。

同じ受入れ操作を継続すると、受入れ終了時の貯蔵タンク２０の圧力Ｐ１が予め定める設定圧力Ｐ０になると判断すると、そのまま同じ受入れ操作を継続し、貯蔵タンク２０の液レベルが受入れ可能な最高液レベルに達した時点で流量調節弁１５、１７を閉じ、受入れを終了する（ステップＳ１０）。これらにより、貯蔵タンク２０への受入れ操作が完了した時点で、貯蔵タンク２０の圧力を予め定める圧力Ｐ０とすることができる。

次に、予め定める設定圧力Ｐ０である液化炭酸ガス受入れ終了時の貯蔵タンク２０の圧力の考え方について説明する。本低温液化ガス貯蔵設備の払出し装置５０は、貯蔵タンク２０とタンカーの受入れタンクとのタンク間差圧を利用して、貯蔵タンク２０に貯蔵する液化炭酸ガスをタンカーの受入れタンクに圧送可能なバイパス管６１を有する払出しライン６９を備える。タンク間差圧を利用して液化炭酸ガスの払出しを行えば、払出しポンプ５７を使用する場合に比べランニングコストが低減し好ましいことは言うまでない。タンク間差圧を利用して液化炭酸ガスの払出しを行うためには、払出し開始時の貯蔵タンク２０の圧力を高くする必要がある。

払出し開始時の貯蔵タンク２０の圧力は、液化炭酸ガス受入れ終了時の貯蔵タンク２０の圧力と、受入れ終了後、払出し開始時までに、貯蔵する液化炭酸ガスが気化し発生するボイルオフガスによって高められる圧力とに分けて考えることができる。なおボイルオフガスの発生量は、一般的に経過時間に比例する。

上記背景を基に、液化炭酸ガス受入れ終了から液化炭酸ガス払出し開始時までの時間が短いときは、液化炭酸ガス受入れ終了時の貯蔵タンク２０の設定圧力Ｐ０は、ガス逃し弁３９の設定圧力よりも少し低い圧力に設定する。液化炭酸ガス受入れ終了から液化炭酸ガス払出し開始時までの時間が短いので、液化炭酸ガス受入れ終了時の貯蔵タンク２０の圧力Ｐ１を高目としても、待機中に発生するボイルオフガスによって高められる圧力は小さく、払出し開始時に貯蔵タンク２０の圧力は極端に高くならない。このためガス逃し弁３９が作動することもない。液化炭酸ガス受入れ終了から液化炭酸ガス払出し開始時までの時間が短いとき、液化炭酸ガス受入れ終了時の貯蔵タンク２０の圧力Ｐ１を低目とすると、ガス逃し弁３９は作動しないものの、払出し開始時に貯蔵タンク２０の圧力が十分に高くならず、タンク間差圧を利用した液化炭酸ガスの払出しに適した圧力に達しないので好ましくない。

一方、液化炭酸ガス受入れ終了から液化炭酸ガス払出し開始時までの時間が長いときは、液化炭酸ガス受入れ終了時の貯蔵タンク２０の設定圧力Ｐ０は、比較的低い圧力に設定する。液化炭酸ガス払出し開始時までの時間が長く、その間に発生するボイルオフガスで貯蔵タンク２０の圧力を高めることができる。なお、液化炭酸ガス受入れ終了から液化炭酸ガス払出し開始時までの時間と貯蔵タンク２０の圧力上昇率との関係を予め取得し、払出し開始時に貯蔵タンク２０の圧力が、ガス逃し弁３９の設定圧力よりも僅かに低い圧力となるように、液化炭酸ガス受入れ終了時の設定圧力Ｐ０を決めることが好ましい。

上記の通り、低温液化ガス受入れ装置１は、貯蔵タンク２０に受入れた液化炭酸ガスの払出しを考慮した受入れ、具体的には、払出しポンプ５７を使用することなく、タンク間差圧を利用した液化炭酸ガスの払出しが可能な程度まで貯蔵タンク２０の圧力を高める受入れを行うので、払出し操作を効率的に行うことが可能であり、低温液化ガス貯蔵設備の受入れ装置として好適に使用することができる。

図３は、本発明の第２実施形態としての低温液化ガス受入れ装置２を備える低温液化ガス貯蔵プラントの概略的構成を示すプロセスフロー図である。図４は、受入れ時の制御装置７２の制御手順を示すフローチャートである。第２実施形態に示す低温液化ガス受入れ装置２は、液化装置から送出される液化炭酸ガスを複数の貯蔵タンク２０に受入れるための装置であって、一台の制御装置７２で複数の貯蔵タンク２０への液化炭酸ガスの受入れを制御する。制御装置７２を除き、第１実施形態に示す低温液化ガス受入れ装置１が複数の貯蔵タンク２０毎に設けられた構成からなる。

第２実施形態に示す低温液化ガス受入れ装置２を備える低温液化ガス貯蔵プラントは、大略的には第１実施形態に示す低温液化ガス受入れ装置１を備える低温液化ガス貯蔵設備が３基併設された構成からなる。各低温液化ガス貯蔵設備のうち、第１実施形態に示す低温液化ガス貯蔵設備と同じ構成部材は、同一の符号を付し説明を省略する。なお３設備を区別するために各々の符号に添え字を付して区別する。例えば第１実施形態で示す貯蔵タンク２０は、第２実施形態で示す貯蔵タンクでは２０ａ、２０ｂ、２０ｃと記す。制御装置は、３設備毎に設けられておらず、３設備を同時に一つの制御装置７２で制御する。なお制御装置７２のハードウエア構成及び機能は第１実施形態に示す制御装置７０と同一である。

第２実施形態に示す低温液化ガス受入れ装置２を備える低温液化ガス貯蔵プラントは、受入れ要領に特徴を有するので、制御装置７２の制御手順と合わせて説明する。この制御手順は、プログラミング化され制御装置７２に予めインストールされている。受入れ開始前において、受入れライン５ａ、５ｂ、５ｃに設けられた流量調節弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、払出しライン６９ａ、６９ｂ、６９ｃの遮断弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃ、ガスライン３１ａ、３１ｂ、３１ｃの遮断弁３５ａ、３５ｂ、３５ｃは閉じており、ガス逃し弁３９ａ、３９ｂ、３９ｃは所定の圧力に設定され、貯蔵タンク２０ａ、２０ｂ、２０ｃの圧力は、ガス逃し弁３９ａ、３９ｂ、３９ｃの設定圧力以下である。

貯蔵タンクの液レベルは、貯蔵タンク２０ａ、２０ｂ、２０ｃとも払出しが完了し、最低の液レベルである。また、各貯蔵タンク２０ａ、２０ｂ、２０ｃには各々受入れ可能な液レベルが設定されており、液レベル検出器２５ａ、２５ｂ、２５ｃがその液レベルを検出すると、制御装置７２は、貯蔵タンク２０ａ、２０ｂ、２０ｃへの受入れを停止するように制御する。

制御装置７２は、図示を省略した受入れ開始ボタンがＯＮとされ、受入れ指令を受けると、各貯蔵タンク２０ａ、２０ｂ、２０ｃに装着された圧力検出器２７ａ、２７ｂ、２７ｃを介して各貯蔵タンク２０ａ、２０ｂ、２０ｃの圧力データ、及び各貯蔵タンク２０ａ、２０ｂ、２０ｃに装着された液レベル検出器２５ａ、２５ｂ、２５ｃを介して各貯蔵タンク２０ａ、２０ｂ、２０ｃの液レベルデータの取込みを開始する（ステップＳ１１）。なお、制御装置７２は、これら各貯蔵タンク２０ａ、２０ｂ、２０ｃの圧力及び液レベルの各データを、受入れ操作が完了するまで常時取込み、記憶部（図示を省略）に記憶し、必要に応じてこれらデータを読出し演算、処理を行う。

また制御装置７２は、同時に、液化装置（図示を省略）の液化炭酸ガス製造スケジュール情報、タンカーの受入れタンクへ液化炭酸ガスを払出す払出しスケジュール情報を取込む（ステップＳ１１）。液化炭酸ガス製造スケジュール情報には、液化装置から送出される液化炭酸ガスの流量及び送出量、払出しスケジュール情報には、タンカーの入船日時及びタンカーの受入れタンクの容量などが含まれる。

制御装置７２は、上記データ及び情報に基づき液化炭酸ガスの受入れ完了から払出し開始までの時間Ｔ１を算出する（ステップＳ１２）。

次にステップＳ１３において、ステップＳ１２で算出した液化炭酸ガスの受入れ完了から払出し開始までの時間Ｔ１が予め定める設定時間Ｔ０以下か否か判断し、時間Ｔ１が設定時間Ｔ０以下であると判断すると、制御装置７２は、いずれか１の貯蔵タンク、例えば貯蔵タンク２０ａに集中的に液化炭酸ガスを受入れるように制御する（ステップＳ１４）。ここで予め定める設定時間Ｔ０は、液化炭酸ガスの受入れ完了から払出し開始までの時間の長短を決めるための時間であり、特定の時間に限定されるものではなく、液化炭酸ガス製造スケジュール及び払出しスケジュールにより適宜決定することができる。

制御装置７２は、第１実施形態に示す貯蔵タンク２０への受入れ要領と同様に、貯蔵タンク２０の圧力及び液レベルの経時変化を常時算出し、受入れ終了時点の貯蔵タンク２０ａの圧力がガス逃し弁３９の設定圧力よりも少し低い圧力となるように受入れを行う。貯蔵タンク２０ａの液レベルが所定の液レベルに達したと判断すると（ステップＳ１５）、貯蔵タンク２０ａへ受入れを停止し、貯蔵タンク２０ｂ又は貯蔵タンク２０ｃへの受入れを行うように制御する（ステップＳ１６）。液化装置からの液化炭酸ガスの送出が停止した時点で全ての受入れ操作を終了する（ステップＳ１７）。ここで、所定の液レベルは、受け入れ可能な最高液レベルよりも低く、少量の液化炭酸ガスを受入れ可能な液レベルである。これは後述するように受入れを停止した後も、少量の液化炭酸ガスの受入れがあることを見越したものであり、受入れを停止する液レベルを試運転等を通じて決定しておく。

制御装置７２は、貯蔵タンク２０ａへ受入れを停止し、貯蔵タンク２０ｂ又は貯蔵タンク２０ｃへ受入れを行っているとき、貯蔵タンク２０ａの圧力の経時変化から払出し開始時にタンク間差圧を利用した払出しに適した圧力に達しない、又はガス逃し弁３９の設定圧力を超えると判断すると、貯蔵タンク２０ｂ又は貯蔵タンク２０ｃの受入れと同時に、少量の液化炭酸ガスを貯蔵タンク２０ａに受入れ、貯蔵タンク２０ａの圧力が、払出し開始時にタンク間差圧を利用した払出しに適した圧力となるように制御することが好ましい。ステップＳ１５において、貯蔵タンク２０ａの受入れを、少量の液化炭酸ガスを受入れ可能な液レベルで停止しているので、貯蔵タンク２０ａは、少量の液化炭酸ガスの受入れが可能となる。

一方、ステップＳ１３において、ステップＳ１２で算出した液化炭酸ガスの受入れ完了から払出し開始までの時間Ｔ１が予め定める設定時間Ｔ０を越えると判断すると、特定の貯蔵タンクに集中的に受入れを行うのではなく、貯蔵タンク２０ａ、２０ｂ、２０ｃに均等に液化炭酸ガスを受入れるように制御する（ステップＳ１８）。このとき貯蔵タンク２０ａ、２０ｂ、２０ｃに同時に液化炭酸ガスを受入れるように制御してもよい。ここでは、受入れ完了から払出し開始までの時間が比較的長いので、受入れ終了時の貯蔵タンク２０ａ、２０ｂ、２０ｃの圧力は低目に設定して受入れを行う。

上記のように、液化炭酸ガスの受入れ完了から払出し開始までの時間が短いときは、特定の貯蔵タンク２０ａの液レベルが高くなるように受入れを行い、液化炭酸ガスの受入れ完了から払出し開始までの時間が長いときは、複数の貯蔵タンク２０ａ、２０ｂ、２０ｃに均等に液化炭酸ガスを受入れる。貯蔵タンク２０ａの液レベルが高いときは、少量のボイルオフガスの発生で貯蔵タンク２０ａの圧力を高めることができる。一方、貯蔵タンク２０ａ、２０ｂ、２０ｃの液レベルが低いときは、圧力を高めるために多くのボイルオフガスが必要となる。これらにより貯蔵する液化炭酸ガスから発生するボイルオフガスを大気中に放散させることなく、貯蔵タンク２０ａ、２０ｂ、２０ｃの加圧に有効に利用することができる。さらに払出しポンプ５７ａ、５７ｂ、５７ｃを使用することなく、タンク間差圧を利用した液化炭酸ガスの払出しが可能な程度まで貯蔵タンク２０ａ、２０ｂ、２０ｃの圧力を高める受入れを行うので、払出し操作を効率的に行うことができる。なお、第２実施形態において、貯蔵タンクの数は３基であるが、貯蔵タンクの数は複数であればよく、３基に限定されないことは言うまでもない。

１ 低温液化ガス受入れ装置
２ 低温液化ガス受入れ装置
９ 上部供給管
１１ 下部供給管
１３ スプレー管
１５ 流量調節弁
１７ 流量調節弁
２０ 貯蔵タンク
２１ 気相部
２５ 液レベル検出器
２７ 圧力検出器
５７ 払出しポンプ
７０ 制御装置
７２ 制御装置

Claims (4)

1. 貯蔵タンクを備え、液化装置から送出される低温液化ガスを受入れ、貯蔵し、受器に払出す低温液化ガス貯蔵設備の低温液化ガス受入れ装置であって、
   貯蔵タンク内の上部に設けられ貯蔵タンクの気相部に低温液化ガスを噴霧するスプレー管と、
   管路の途中に流量調節弁を備え前記スプレー管に接続し、前記スプレー管を介して貯蔵タンクに低温液化ガスを供給する上部供給管と、
   貯蔵タンクの下部に設けられ貯蔵タンクに低温液化ガスを供給する、管路の途中に流量調節弁を備える下部供給管と、
   前記二つの流量調節弁を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、払出し開始時に貯蔵タンクの圧力が、貯蔵する低温液化ガスを払出しポンプを使用することなく貯蔵タンクの圧力により受器に圧送可能な圧力となるように前記二つの流量調節弁を制御し、貯蔵タンクに低温液化ガスを受入れることを特徴とする低温液化ガス受入れ装置。
2. 前記制御装置は、前記貯蔵タンクの圧力が増加傾向であると判断すると、前記上部供給管からの供給量を増加及び／又は前記下部供給管からの供給量を減少させるように制御し、前記貯蔵タンクの圧力が低下傾向であると判断すると、前記上部供給管からの供給量を減少及び／又は前記下部供給管からの供給量を増加させるように制御することを特徴とする請求項１に記載の低温液化ガス受入れ装置。
3. 前記貯蔵タンクは、複数の貯蔵タンクからなり、
   各貯蔵タンクは、各々圧力検出器、液レベル検出器、前記スプレー管、前記流量調節弁を備える上部供給管、前記流量調節弁を備える下部供給管を有し、
   前記制御装置は、さらに液化装置の低温液化ガス製造スケジュール情報、受器に払出す払出しスケジュール情報に基づき、各貯蔵タンクに受入れる液レベルを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の低温液化ガス受入れ装置。
4. 前記制御装置は、払出し迄の時間が短いときは、特定の貯蔵タンクの液レベルを高くするように受入れを制御し、払出し迄の時間が長いときは、特定の貯蔵タンクの液レベルが高くならないように各貯蔵タンクに分散して受入れるように制御することを特徴とする請求項３に記載の低温液化ガス受入れ装置。

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