JP2010516975A - 環境に配慮した液化天然ガス（ｌｎｇ）気化システム - Google Patents

Abstract

【課題】 液化天然ガス（ＬＮＧ）を気化するための手法が提供される。
【解決手段】 周囲空気および廃熱源からの廃熱によって加温された熱伝達媒体の閉鎖循環系を利用するシステムにより、ＬＮＧを気化する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、周囲空気と少なくとも１つの廃熱源からの廃熱によって加温された熱伝達媒体の閉鎖循環系を利用して、液化天然ガス（ＬＮＧ）を気化するための手法に関する。

液化天然ガス（ＬＮＧ）は、近年のエネルギー市場で重要な役割を果たしている。２１世紀初頭から、主としてエネルギー的な問題から、僻地の天然ガス生産地で積極的に液化設備が開発されてきた。液化プラントが完成すれば早速、エネルギー消費地で、受け入れターミナルと再ガス化ターミナルが必要となる。北米には、３０箇所を超えるＬＮＧターミナルがある。これまで、こういったＬＮＧターミナルでのＬＮＧの気化にオープンラック気化器（ＯＲＶ）の使用が提唱されてきた。しかし、気化の熱伝達媒体として海水を使用することに対し環境的な懸念があるため、上記施設の導入を続行していくことはできない。

ＬＮＧの再ガス化は、製造過程における量的な面、運用的な面で窒素などの他の液化ガスと全く異なる。したがって、他の液化ガスの再ガス化のために設計された設備では、ＬＮＧの再ガス化に不十分である。

したがって、効率的で経済的、コンパクトで環境に対して無害な、ＬＮＧを再ガス化するためのシステムおよび方法が必要である。

本発明は上記およびその他の要求に取り組み、ＬＮＧを気化するためのシステムおよび方法を提供する。ＬＮＧを気化するためのシステムは、ＬＮＧを気化するために、既存の熱源によって加温される循環熱伝達媒体を含む。ＬＮＧを気化する方法は、ＬＮＧを気化するために、上記熱源を経由して熱伝達媒体を循環させるステップを含む。

本発明の一態様では、ＬＮＧを気化するためのシステムは、グリコール、水およびアルコールを含んだ熱伝達媒体を含む。このシステムはまた、熱伝達媒体の体積サージおよびポンプ吸引用の膨張タンクを備える。このシステムはさらに、熱伝達媒体を循環させるための少なくとも１つの循環ポンプを備える。このシステムはさらに、熱伝達媒体を周囲温度近くまで加温するための少なくとも１つのエア・ヒータを備える。このシステムはさらに、少なくとも１つの廃熱源から廃熱を回収するための少なくとも１つの熱回収ユニットを備える。このシステムはさらに、ＬＮＧを天然ガスに気化するための、少なくとも１つのシェルアンドチューブ式熱交換器を備える。

本発明の他の態様では、ＬＮＧを気化する方法が開示される。この方法は、グリコール、水およびアルコールを含んだ熱伝達媒体を、膨張タンクから少なくとも１つのエア・ヒータへ循環させるステップを含む。この方法はさらに、少なくとも１つのエア・ヒータを使用して、熱伝達媒体をおよそ周囲温度まで加温するステップを含む。この方法はさらに、熱伝達媒体を少なくとも１つのエア・ヒータから少なくとも１つの熱回収ユニットへ循環させ、少なくとも１つの熱回収ユニットが、少なくとも１つの廃熱源から廃熱を回収するステップを含む。この方法はさらに、少なくとも１つの熱回収ユニットを使用して、熱伝達媒体を加温するステップを含む。この方法は次いで、熱伝達媒体を、少なくとも１つの熱回収ユニットから、少なくとも１つのシェルアンドチューブ式熱交換器のシェル部分に循環させるステップを含む。この方法はさらに、ＬＮＧを天然ガスに気化するために、ＬＮＧをポンプで貯蔵タンクまたは取入口から少なくとも１つのシェルアンドチューブ式熱交換器のチューブ部分へ送るステップを含む。この方法はさらに、熱伝達媒体を循環させて、体積サージ用の膨張タンクに戻すステップを含む。

添付の図面は、本発明を、例として示すものであって限定するものではない。各図面の同じ参照番号は、同様の構成要素を示す。

本発明の一実施形態による、ＬＮＧを気化するためのシステムの図である。

ＬＮＧを気化するためのシステムおよび方法について説明する。以下の説明では、本発明を完全に理解するために、説明の目的で多数の具体的な詳細について述べる。しかし、そういった具体的な詳細がなくても、あるいは同等なシステムおよび方法を用いても、本発明を実施できることは当業者には明らかである。その他の事例においては、本発明が不必要に不明瞭にならないよう、周知の構造および装置はブロック図で示す。

図１は、本発明の実施形態による、ＬＮＧを気化するためのシステムの図である。膨張タンクＥＴ−１が、熱伝達媒体として、水、グリコールおよびアルコールの混合物を貯蔵する。膨張タンクＥＴ−１は、圧力約１０ｐｓｉｇにおける約３０°Ｆから約１５０°Ｆの温度に対する熱伝達媒体の体積膨張とポンプ吸引に対応するためのタンクであって、雰囲気ガスでガスシールされた炭素鋼からなる。膨張タンクＥＴ−１は、注入口／排気口、自動／手動充填ノズル、レベル表示／制御デバイス、および断熱材なしの人用保護ガードを備える。グリコールは、エチレン・グリコールを含む。アルコールは、メタノール／エタノールを含む。熱伝達媒体は、約−４０°Ｆより低い凝固温度を有するが、最低温度が約−２０°Ｆのシステム内で機能する。少なくとも１つの循環ポンプＣＰ−１が、膨張タンクＥＴ−１からの熱伝達媒体を循環させる。循環ポンプは、容量が大きく揚程が低いポンプからなる。

循環ポンプＣＰ−１は、熱伝達媒体を少なくとも１つのエア・ヒータＡＨ−１へ送る。エア・ヒータＡＨ−１は、フィン・ファン式熱交換器を備え、フィン・ファン式熱交換器は、エア・ヒータＡＨ−１のフィンに吹き込まれる周囲空気に含まれる熱を熱交換して、エア・ヒータＡＨ−１の中を流れる熱伝達媒体を加温する。エア・ヒータＡＨ−１は、圧力約１５０ｐｓｉｇにおいて、約−２０°Ｆから約１５０°Ｆの温度で動作する。熱伝達媒体は、エア・ヒータＡＨ−１によって、周囲温度より低い温度から周囲温度に近い温度まで加温される。熱伝達媒体がＬＮＧを気化させるのに必要な熱の約５０％から約８０％は、エア・ヒータＡＨ−１から得られる。

熱伝達媒体は、少なくとも１つのエア・ヒータＡＨ−１から、少なくとも１つの廃熱回収ユニットＷＲＵ−１へと循環される。廃熱回収ユニットは、少なくとも１つの廃熱源ＷＨＳ−１および／または少なくとも１つの燃焼式ヒータから、排出ガスの熱回収を行うための水管型廃熱回収ユニットを備える。熱伝達媒体がＬＮＧを気化するのに必要な熱の約２０％から約５０％が、廃熱回収ユニットＷＲＵ−１から得られる。より低温の周囲条件では、廃熱回収ユニットは補助ダクトの燃焼熱を回収することもできる。この時点まで、ＬＮＧ気化システムに、大気気化器（ＡＡＶ）やオープンラック気化器（ＯＲＶ）などの極低温設備は必要ない。

熱伝達媒体は、少なくとも１つの廃熱回収ユニットから少なくとも１つのシェルアンドチューブ式熱交換器ＬＥ−１のシェル側へ循環される。ＬＮＧは、ポンプで、取入口または貯蔵タンクＬＴ−１から、天然ガスに気化するための少なくとも１つのシェルアンドチューブ式熱交換器ＬＥ−１のチューブ側へと送られる。伝達媒体は、シェルアンドチューブ式熱交換器ＬＥ−１のシェル側を循環した後、体積サージ用の膨張タンクＥＴ−１に戻る。

以上、効率的で経済的、コンパクトで環境に対して無害な、ＬＮＧを気化するためのシステムおよび方法が開示される。

本発明をいくつかの実施形態および実装形態に関して説明したが、本発明はそれに限定されず、添付の特許請求の範囲内にある様々な明らかに改良されたかもしくは同等のシステムおよび方法を包含する。

Claims (20)

1. グリコール、水およびアルコールを含んだ熱伝達媒体と、
   熱伝達媒体の体積サージおよびポンプ吸引用の膨張タンクと、
   熱伝達媒体を循環させる少なくとも１つの循環ポンプと、
   前記熱伝達媒体を周囲温度近くまで加温する少なくとも１つのエア・ヒータと、
   少なくとも１つのタービン発電機から廃熱を回収する少なくとも１つの熱回収ユニットと、
   ＬＮＧを天然ガスに気化する少なくとも１つのシェルアンドチューブ式熱交換器とを備える、液化天然ガス（ＬＮＧ）を気化するシステム。
2. 前記熱伝達媒体は、エチレン・グリコールを含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記熱伝達媒体は、メタノール／エタノールを含む、請求項１に記載のシステム。
4. 前記熱伝達媒体は約−４０°Ｆより低い凝固温度を有する、請求項１に記載のシステム。
5. 前記熱伝達媒体の動作温度は、およそ−２０°Ｆである、請求項１に記載のシステム。
6. 前記膨張タンクは、圧力約１０ｐｓｉｇ、温度約−３０°Ｆ〜１５０°Ｆにおける前記熱伝達媒体の体積膨張に対応する炭素鋼からなる、請求項１に記載のシステム。
7. 前記膨張タンクは、雰囲気ガスでガスシールされ、注入口／排気口、自動／手動充填ノズル、レベル表示／制御デバイス、および断熱材なしの人用保護ガードを備える、請求項６に記載のシステム。
8. 前記少なくとも１つの循環ポンプは、容量が大きく揚程が低いポンプを備える、請求項１に記載のシステム。
9. 前記少なくとも１つの循環ポンプは、前記熱伝達媒体を前記膨張タンクから少なくとも１つのエア・ヒータへ循環させる、請求項１に記載のシステム。
10. 前記熱伝達媒体は、前記少なくとも１つのエア・ヒータによって、およそ周囲温度まで加温され、前記少なくとも１つのエア・ヒータは、周囲空気を使用するフィン・ファン式熱交換器である、請求項９に記載のシステム。
11. 前記熱伝達媒体はさらに、前記少なくとも１つのエア・ヒータから少なくとも１つの熱回収ユニットへ循環され、前記少なくとも１つの熱回収ユニットはさらに、前記熱伝達媒体を加温する、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記熱伝達媒体は、前記少なくとも１つのエア・ヒータによって、約５０％〜約１００％加温される、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記熱伝達媒体は、前記少なくとも１つの熱回収ユニットによって、約０％〜約５０％加温される、請求項１１に記載のシステム。
14. 前記少なくとも１つの熱回収ユニットは、少なくとも１つの廃熱源から廃熱を回収する、請求項１に記載のシステム。
    
15. 前記熱伝達媒体は、前記少なくとも１つの熱回収ユニットから少なくとも１つのシェルアンドチューブ式熱交換器のシェル側へ循環され、前記ＬＮＧは、ポンプで、天然ガスに気化する前記少なくとも１つのシェルアンドチューブ式熱交換器のチューブ側に送られる、請求項１１に記載のシステム。
16. グリコール、水およびアルコールを含んだ熱伝達媒体を、膨張タンクから少なくとも１つのエア・ヒータへ循環させるステップと、
    前記熱伝達媒体を、前記少なくとも１つのエア・ヒータを使用しておよそ周囲温度まで加温するステップと、
    前記熱伝達媒体を前記少なくとも１つのエア・ヒータから少なくとも１つの熱回収ユニットへ循環させ、前記少なくとも１つの熱回収ユニットが、少なくとも１つの廃熱源から廃熱を回収するステップと、
    前記少なくとも１つの熱回収ユニットを使用して前記熱伝達媒体を加温するステップと、
    前記熱伝達媒体を、前記少なくとも１つの熱回収ユニットから少なくとも１つのシェルアンドチューブ式熱交換器のシェル側へ循環させるステップと、
    ＬＮＧをポンプで貯蔵タンクから前記少なくとも１つのシェルアンドチューブ式熱交換器のチューブ側に送り、前記LNGを天然ガスに気化するステップと、
    前記熱伝達媒体を循環させて、体積サージ用の膨張タンクに戻す、液化天然ガス（ＬＮＧ）を気化する方法。
17. 前記熱伝達媒体は、メタノール／エタノールを含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記熱伝達媒体は、約−４０°Ｆより低い凝固温度になるように混合される、請求項１６に記載の方法
19. 前記熱伝達媒体は、前記少なくとも１つのエア・ヒータによって、約５０％〜約１００％加温される、請求項１６に記載の方法。
20. 前記熱伝達媒体は、前記少なくとも１つの熱回収ユニットによって、約０％〜約５０％加温される、請求項１６に記載の方法。
    

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