JP2011245995A

JP2011245995A - 液化ガス輸送船

Info

Publication number: JP2011245995A
Application number: JP2010121560A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Saigo; 一浩西郷
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2011-12-08

Abstract

【課題】液化ガス輸送船の排出ガス中から二酸化炭素を回収する。
【解決手段】液化ガスをタンク３に貯留して輸送する液化ガス輸送船１であって、輸送に伴なって生成される排ガスから二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離部７と、該二酸化炭素分離部７で分離された二酸化炭素を液化ガスの冷熱によって液体二酸化炭素または固体二酸化炭素とする冷却部５と、液体二酸化炭素または固体二酸化炭素を冷蔵する冷蔵部６とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液化ガス輸送船に関する。

燃焼時に窒素酸化物や硫黄酸化物等の排出の少ないクリーンなエネルギーとして、天然ガスが注目されている。天然ガスの生産地と消費地とは遠隔であるために、生産地で採掘された天然ガスは、液化プラント基地で極低温に冷却して液化天然ガス（以下、ＬＮＧと略記する。）とされて、ＬＮＧ輸送船で極低温状態で受入れ基地まで海上輸送された後に、再気化されて各消費先に供給される。ＬＮＧ輸送船のＬＮＧ貯留タンクは断熱処理が施されているものの、ＬＮＧが気化して蒸発ガス（以下、ＢＯＧと略記する。）が発生することは避けられない。例えば下記特許文献１には、このようなＬＮＧ輸送船（ＬＮＧ船）及び当該ＬＮＧ船におけるＢＯＧ（蒸発ガス）の処理（再液化）に関する技術が開示されている。

特開２００６−２００７３５号公報

ところで、近年、地球温暖化等の環境保全に対処する目的から、大気中への二酸化炭素の排出が問題視されている。ＬＮＧ輸送船では、燃料の一部がＢＯＧ、すなわち天然ガスなので窒素酸化物や硫黄酸化物の大気への排出は少ないが、二酸化炭素の排出については有効な対策を実施していないのが現状である。したがって、ＬＮＧ輸送船における二酸化炭素の排出量の削減に関する技術開発が切望されている。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ＬＮＧ輸送船等の液化ガス輸送船から大気中に排出される二酸化炭素の排出量を削減することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、液化ガス輸送船に係る第１の解決手段として、液化ガスをタンクに貯留して輸送する液化ガス輸送船であって、輸送に伴なって生成される排ガスから二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離部と、該二酸化炭素分離部で分離された二酸化炭素を液化ガスの冷熱によって液体二酸化炭素または固体二酸化炭素とする冷却部と、液体二酸化炭素または固体二酸化炭素を冷蔵する冷蔵部とを具備する、という手段を採用する。

液化ガス輸送船に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、二酸化炭素分離部は、液化ガスあるいは二酸化炭素を液体二酸化炭素または固体二酸化炭素とするために使用されて発生した気化ガスによって排ガスを冷却して二酸化炭素を分離する、という手段を採用する。

液化ガス輸送船に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、排ガスは航行用エンジンの排ガスである、という手段を採用する。

液化ガス輸送船に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、液化ガスは液化天然ガスである、という手段を採用する。

本発明によれば、輸送に伴って生成される排ガスから二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離部と、該二酸化炭素分離部で分離された二酸化炭素を液化ガスの冷熱によって液体二酸化炭素または固体二酸化炭素とする冷却部と、液体二酸化炭素または固体二酸化炭素を冷蔵する冷蔵部とを具備するので、気体として大気中に排出される二酸化炭素の排出量を削減することができる。
また、本発明によれば、冷蔵部で冷蔵した液体二酸化炭素または固体二酸化炭素を輸送目的地で陸揚げして冷媒や化学原料等として有効利用することができる。

本発明の一実施形態に係るＬＮＧ輸送船１の概略構成を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係るＬＮＧ輸送船１は、図１に示すように、船体２、タンク３、エンジン４、冷却部５、冷蔵部６及びＣＯ_２分離部７（二酸化炭素分離部）を主要構成要素とするものである。

ＬＮＧ輸送船１は、ＬＮＧの輸送専用に建造された船舶であり、天然ガス生産地の液化プラント基地から消費地の受入れ基地までＬＮＧを運搬する。ＬＮＧは周知のように−１６２℃の低温液体である。ＬＮＧ輸送船１の船体２は、このような低温液体の運搬に特化した構造を有する。タンク３は、ＬＮＧを−１６２℃、大気圧で貯留するものであって、船体２内に複数個、設置されている。エンジン４は、上記タンク３内で発生したＢＯＧを燃料として燃焼させてＬＮＧ輸送船１の航行動力を発生させるものであり、ジーゼルエンジンあるいは蒸気タービンである。

上記タンク３とエンジン４とはＢＯＧ供給路１０によって接続されている。ＬＮＧの輸送中にタンク３内のＬＮＧが気化して発生するＢＯＧは、ＢＯＧ供給路１０を介してエンジン４に供給され燃料として使用される。なお、エンジン４でのＢＯＧの燃焼熱量が必要とされる動力に対して不足する場合には、タンク３内のＬＮＧを強制気化させて得られる天然ガスがエンジン４の燃料として使用しても良いし、または船体２に別途搭載された燃料を使用しても良い。

ＣＯ_２分離部７は、エンジン４の排ガス中から二酸化炭素（ＣＯ_２）を分離するものであって、排ガス排出路１２を介してエンジン４から排出される排ガスが導入される。このＣＯ_２分離部７には排気路１６が別途接続されている。二酸化炭素が回収された排ガスの残部（主に水蒸気）は、排気路１６を介して大気中に排出される。

このようなＣＯ_２分離部７は、排ガス中から二酸化炭素を分離可能なものであれば特に限定されるものではなく、周知のアミン法、固体化学吸収法、膜分離法、物理吸着法、深冷分離法あるいはハイドレート分離法に基づく二酸化炭素分離装置であるが、タンク３に貯留されたＬＮＧの冷熱を有効利用することを考慮すると、深冷分離法あるいはハイドレート分離法に基づく二酸化炭素分離装置が好ましい。すなわち、深冷分離法は、排ガスを圧縮冷却した後に蒸留することによって二酸化炭素を分離・回収する手法であり、またハイドレート分離法は、二酸化炭素ハイドレートが生成しやすい環境下、つまり低温環境下に置くことでハイドレート化させて分離・回収する手法である。したがって、ＣＯ_２分離部７としては、ＬＮＧの冷熱を利用して排ガスを圧縮冷却した後に蒸留するもの、あるいはＬＮＧの冷熱を利用して排ガスを冷却することにより排ガス中の二酸化炭素をハイドレート化させるものが好ましい。

冷却部５は、二酸化炭素供給管１５によってＣＯ_２分離部７に接続されていると共にＬＮＧ供給管１１によってタンク３と接続される熱交換器である。この冷却部５は、二酸化炭素とＬＮＧとの間で熱交換を行い、ＬＮＧの冷熱により二酸化炭素を液化または固化させる。上記ＬＮＧ供給管１１の終端にはポンプ３０が備えられている。このポンプ３０は、タンク３内のＬＮＧを汲み上げて冷却部５に供給する。

また、冷却部５には天然ガス回収路１３が接続されている。二酸化炭素の冷却に使用されて気化した天然ガス（気化ガス）は、天然ガス回収路１３を介してＢＯＧ供給路１０に導入されてエンジン４の燃料として利用される。なお、上記気化ガスの冷熱をＣＯ_２分離部７における排ガスの冷却に利用しても良い。

冷蔵部６は、搬入路１４によって冷却部５と接続されている。この冷蔵部６は、搬入路１４を介して冷却部５から供給された液体二酸化炭素または固体二酸化炭素を冷蔵する。

次に、このように構成された液化天然ガス輸送船１を用いたＬＮＧの輸送方法について説明する。

ＬＮＧ出荷基地において、ＬＮＧ輸送船１のタンク３にＬＮＧが積み込まれ、ＬＮＧはタンク３内で−１６２℃、大気圧の冷却状態で輸送される。ＬＮＧ輸送船１は、タンク３から発生するＢＯＧをエンジン４で燃焼させることで動力を得て航海する一方、当該燃焼に伴って二酸化炭素と水とを主成分とする排ガスを排出する。この排ガスは、排ガス排出路１２を介してＣＯ_２分離部７に導入されてＬＮＧの冷熱で冷却されることにより、二酸化炭素が分離される。

このような排ガスから分離された二酸化炭素は、冷却部５に導入されてＬＮＧとの熱交換でさらに冷却される。二酸化炭素は、大気圧下においては−７９℃で固体化する性質を有するので、−１６２℃のＬＮＧとの熱交換でドライアイスとされる。なお、二酸化炭素は、冷却条件、つまり冷却温度と圧力との組み合わせに応じて液体または固体にすることができるが、加圧の必要性がない上に、より高密度の固体にすることで貯蔵空間を縮小できるため、二酸化炭素は液体化せずに固体化させることが好ましい。

二酸化炭素を冷却したＬＮＧは、冷熱を失って天然ガスとなるので、回収してＢＯＧと共にエンジン４で燃料として燃焼させる。また、気化した天然ガスは十分に低温であるので、ＣＯ_２分離部７の冷媒として使用した後、エンジン４に供給しても良い。このようにすることで、気化した天然ガス冷熱を有効利用することができる。

冷却部５で得られたドライアイスは、搬入路１４を経て冷蔵部６に輸送され、ＬＮＧ輸送船１の航海機関中、冷蔵部６で冷蔵される。そして、本ＬＮＧ輸送船１がＬＮＧ輸送目的地の受入れ基地に到着した際に、タンク３からＬＮＧを陸揚げすると共に、冷蔵部６に冷蔵されたドライアイスを陸揚げする。陸揚げされたドライアイスは、そのまま受入れ基地内で冷媒とされる他、必要に応じて精製されて化学原料等として使用に供される。

このように、本ＬＮＧ輸送船１によれば、航行中に発生する排ガス中の二酸化炭素をドライアイスとして回収するので、大気中への二酸化炭素排出量を大幅に削減できる。また、本ＬＮＧ輸送船１によれば、タンク３に貯留したＬＮＧの冷熱を利用して二酸化炭素をドライアイスとし、これによって気化した天然ガスはエンジン４の燃料として無駄なく使用するので、二酸化炭素を低コストで回収することができる。さらに、本ＬＮＧ輸送船１によれば、回収した二酸化炭素をドライアイスとして航海期間中、冷蔵部６で冷蔵しておき、ＬＮＧの受入れ基地で陸揚げするので、ドライアイスを冷媒や化学原料等として有効利用可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、ＬＮＧ輸送船１について説明したが、本発明はこれに限定されない。液化ガス輸送船としては、ＬＮＧ輸送船１に代えて、ＬＮＧ等同様な極低温液体であるＬＰＧ（液化石油ガス）を輸送する船舶であっても良い。

（２）上記実施形態では、ＬＮＧ輸送船１が航行するために搭載されたエンジン４の排ガスから二酸化炭素を回収したが、本発明はこれに限定されない。エンジン４の排ガスの他に、二酸化炭素を含むガスが発生する場合には、このようなガスも二酸化炭素の回収対象としても良い。
搭載された

１…ＬＮＧ輸送船、３…タンク、４…エンジン、５…冷却部、６…冷蔵部、７…ＣＯ_２分離部（二酸化炭素分離部）

Claims

液化ガスをタンクに貯留して輸送する液化ガス輸送船であって、
輸送に伴なって生成される排ガスから二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離部と、
該二酸化炭素分離部で分離された二酸化炭素を液化ガスの冷熱によって液体二酸化炭素または固体二酸化炭素とする冷却部と、
液体二酸化炭素または固体二酸化炭素を冷蔵する冷蔵部と
を具備することを特徴とする液化ガス輸送船。
二酸化炭素分離部は、液化ガスあるいは二酸化炭素を液体二酸化炭素または固体二酸化炭素とするために使用されて発生した気化ガスによって排ガスを冷却して二酸化炭素を分離することを特徴とする請求項１記載の液化ガス輸送船。
排ガスは、航行用エンジンの排ガスであることを特徴とする請求項１または２記載の液化ガス輸送船。
液化ガスは、液化天然ガスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液化ガス輸送船。