JP6852684B2 - 液化燃料ガスの成分調整装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば天然ガスを液化したLNGのような液化燃料ガスの成分調整装置に関する。
液化燃料ガスの例として、液化天然ガス(LNG)を例に挙げて説明する。
LNG基地においては、LNGを気化させて都市ガス向けの燃料ガス、および発電向けの燃料ガスが製造されている。
都市ガス向けの燃料ガスは、都市ガスとして規定された熱量範囲を満足するように熱量を調整して供給する必要がある。LNGを気化させたNG(天然ガス)の熱量は上述した規定熱量範囲より低い場合が多く、通常、増熱剤(LPG等)を混合して熱量調整する。
他方、発電向けの燃料ガスは、都市ガス向けのように熱量範囲が規定されているわけではなく、通常は熱量調整を行わずに供給されている。
都市ガス向けの燃料ガスに混合される増熱剤はLNGとは別途調達する必要があり、そのコスト削減には大きなニーズがある。混合する増熱剤量を低減するための一方策として、熱量調整が要求されない発電向け燃料ガスからプロパン、ブタン等の重質成分を分離回収し、熱量調整に用いる技術が例えば特許文献1に開示されている。
特許文献1においては、LNGを気化させたNGから重質成分を分離回収する分離回収装置として蒸留装置、ガス分離装置、吸着装置が実施の形態に開示されている。
しかし、蒸留装置は設備構成が複雑でありコストが高くなるし、吸着装置はバッチ式であるため、連続処理を行うには複数の吸着装置を組み合わせる必要があり構成が複雑でコストが高くなるという問題がある。
他方、ガス分離膜装置は装置構造が単純でコストが低いという利点がある。なお、ガス分離装置に使用される分離膜は、ガスの種類によって透過しやすさが異なる性質を利用して多成分系ガスから特定成分のガスを分離するものであり、例えばゴム状高分子膜やガラス状高分子膜などがある。膜を透過して流出してくるガス(透過ガス)には、透過しやすいガス成分が濃縮されている。一方、膜を透過しないで流出してくるガス(非透過ガス)には、逆に透過しにくいガス成分が濃縮されている。膜を透過する際には圧力損失が生じ、透過ガスの圧力は、分離膜に供給される供給ガスの圧力より低下することになる。非透過ガスも多少の圧力低下は生じるが、その程度は透過ガスの圧力低下に比較して非常に小さい。
ここで、特許文献1に記載された膜分離によるガス分離装置に関する第5実施の形態について検討する。
特許文献1の第5実施の形態では、特許文献1の図5に示されるように、気化器で気化したガスを分岐して、一方はガス分離装置に他方は熱量調整装置に流し、ガス分離装置で膜分離されたガスは一旦ガスタンクに貯留して熱量調整装置に増熱剤として供給するようになっている。
特許第5653563号公報 特表2009−532565号公報
特許文献1のガス分離装置を用いたプロセスは、特許文献1の図5に示されるようにガスの送出圧力において重質成分を分離し、概略同一圧力の送出ラインに混合している。ガス分離装置においてガスを膜分離するためには、透過側の圧力を装置入口より低くする必要がある。
メタンを透過しやすい分離膜を使用した場合、発電用ガスとして送出されるメタンガスは61のラインより必ず低圧である。発電用ガスとして要求される圧力を確保するためには、61のライン圧をその要求圧力より高くする必要がある。ここで、61のラインは、そのまま都市ガス向けラインに接続されている。一般に、発電用ガスと都市ガス向けガスの要求圧力は概略同じ場合が多い。都市ガス向けラインの圧力が、その要求圧力を満足するようにするためには、高圧状態の61のライン圧から減圧する必要があり、LNGポンプ17a、17bの昇圧動力の一部が無駄となり損失が生じていた。
逆に、プロパン、ブタン等の重質成分を透過しやすい分離膜を使用した場合、41のラインを通る透過ガスは61のラインより必ず低圧である。この透過ガスを特許文献1の図5の63に示される熱量調整装置にて61のラインを通る被混合ガスに混合して熱量調整に用いるには、透過ガスの圧力を被混合ガス以上にする必要があり、62に示される弁で61のラインを減圧せざるを得ず、損失が生じていた。
もっとも、57のガス分離装置の上流もしくは下流にコンプレッサーを設けることで、弁62における減圧操作無しに、膜分離に必要な圧力差を確保した上で透過ガスの圧力を被混合ガス以上にできるが、この場合にはガスの昇圧に伴う消費動力が大きいという問題がある。
なお、分離膜を用いたガス分離装置に関し、膜透過の差圧を確保する手段として、もともと圧力の低い昇圧装置のサクション側に透過ガスを戻すことが考えられ、そのようなプロセスの例が特許文献2に開示されている。
しかし、特許文献2に開示されているような気体の混合では昇圧装置(図2の7)としてコンプレッサーを用いる他無く、やはり大きな消費動力がかかる。
また、特許文献1においてBOG(ボイルオフガス)はBOGコンプレッサ53で昇圧されて発電所に送出されているが、この点でもガスの昇圧に伴う消費動力が大きいという問題がある。
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、液化燃料ガスから重質成分を膜分離装置で分離し、分離された重質成分を混合することで成分調整するに際して消費動力が大きくなることなく効率的に重質成分を分離して混合調整することができ、かつBOGの送出にかかる消費電力も低減できる液化燃料ガスの成分調整装置を提供することを目的としている。
(1)本発明に係る液化燃料ガスの成分調整装置は、液化燃料ガスにおける重質成分が希薄となった低発熱量ガスを供給するための第一ラインと、液化燃料ガスにおける重質成分が濃縮された都市ガス用の高発熱量ガスを供給するための第二ラインと、液化燃料タンクで発生したBOGを再液化するためのBOG再液化ラインとを備え、
前記第一ラインは、前記液化燃料ガスに前記BOG再液化ラインから供給されるBOGを混合する第一気液混合装置と、該第一気液混合装置で混合された第一混合液を昇圧する第一ポンプと、昇圧された液化燃料ガスを気化する第一気化器と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置とを有し、
前記第二ラインは、前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記液化燃料ガスに混合する第二気液混合装置と、該第二気液混合装置で混合された混合液を昇圧する第二ポンプと、昇圧された混合液を気化する第二気化器とを有し、
前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記第二気液混合装置に供給する濃縮ガス供給ラインとを備えたことを特徴とするものである。
(2)上記(1)に記載のものにおいて、前記第一ライン及び前記第二ラインは、液化燃料タンクから送出された液化燃料ガスが流れる液化燃料ガスラインが分岐したものであることを特徴とするものである。
(3)また、上記(2)に記載のものにおいて、前記膜分離装置の下流側に設けた第2膜分離装置と、該第2膜分離装置で分離されて重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記BOG再液化ライン又は前記第一気液混合装置に供給するリサイクルラインとを備えたことを特徴とするものである。
(4)本発明に係る液化燃料ガスの成分調整装置は、液化燃料タンクから送出された液化燃料ガスが流れる液化燃料ガスラインと、該液化燃料ガスラインが分岐した、重質成分が希薄となった低発熱量ガスを供給するための第一ラインと、重質成分が濃縮された都市ガス用の高発熱量ガスを供給するための第二ラインと、前記液化燃料タンクで発生したBOGを再液化するためのBOG再液化ラインとを備え、
前記液化燃料ガスラインは前記液化燃料ガスに前記BOG再液化ラインから供給されるBOGを混合する分岐前気液混合装置を有し、
前記第一ラインは、前記分岐前気液混合装置で混合された混合液を昇圧する第一ポンプと、昇圧された液化燃料ガスを気化する第一気化器と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置とを有し、
前記第二ラインは、前記分岐前気液混合装置で混合された混合液を昇圧する第二ポンプと、昇圧された混合液を気化する第二気化器とを有し、
前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記BOG再液化ライン又は前記分岐前気液混合装置に供給する濃縮ガス供給ラインとを備えたことを特徴とするものである。
(5)また、上記(4)に記載のものにおいて、前記第一ラインは、前記第一ポンプの上流側に前記混合液に重質成分が濃縮された濃縮ガスを混合する第一気液混合装置と、前記膜分離装置の下流側に設けた第2膜分離装置と、該第2膜分離装置で分離されて重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記第一気液混合装置に供給するリサイクルラインとを備えたことを特徴とするものである。
(6)本発明に係る液化燃料ガスの成分調整装置は、液化燃料タンクから送出された液化燃料ガスが流れる液化燃料ガスラインと、該液化燃料ガスラインが分岐した、重質成分が希薄となった低発熱量ガスを供給するための第一ラインと、重質成分が濃縮された都市ガス用の高発熱量ガスを供給するための第二ラインと、前記液化燃料タンクで発生したBOGを再液化するためのBOG再液化ラインとを備え、
前記液化燃料ガスラインは前記液化燃料ガスに前記BOG再液化ラインから供給されるBOGを混合する分岐前気液混合装置を有し、
前記第一ラインは、前記分岐前気液混合装置で混合された混合液を昇圧する第一ポンプと、昇圧された液化燃料ガスを気化する第一気化器と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置と、該膜分離装置の下流側に設けられて前記膜分離装置を通過した重質成分が希薄となったガスから重質成分を分離する第2膜分離装置とを有し、
前記第二ラインは、前記分岐前気液混合装置で混合された混合液に前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを混合する第二気液混合装置と、第二気液混合装置で混合された混合液を昇圧する第二ポンプと、昇圧された混合液を気化する第二気化器とを有し、
前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記第二気液混合装置に供給する濃縮ガス供給ラインと、
前記第2膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記BOG再液化ライン又は前記分岐前気液混合装置に供給するリサイクルラインとを備えたことを特徴とするものである。
(7)また、上記(2)に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
前記液化燃料ガスラインを流れる前記液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記濃縮ガス供給ラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記BOG再液化ラインを流れるBOGの圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記第一気液混合装置に供給されるBOG及び前記第二気液混合装置に供給される濃縮ガスの全量が前記第一気液混合装置及び前記第二気液混合装置で液化するように前記濃縮ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御する第1の制御装置とを備えたことを特徴とするものである。
(8)また、上記(2)に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
前記第一気液混合装置及び前記第二気液混合装置の下流側において前記第一気液混合装置及び前記第二気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記濃縮ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御する第2の制御装置とを備えたことを特徴とするものである。
(9)また、上記(3)に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
前記リサイクルラインに設けられて該リサイクルラインを流れる濃縮ガスの量を調整するリサイクル制御弁と、
前記液化燃料ガスラインを流れる前記液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記濃縮ガス供給ラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記BOG再液化ラインを流れるBOGの圧力、温度、流量及び組成と、前記リサイクルラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記第一気液混合装置に供給されるBOG及び濃縮ガス、及び前記第二気液混合装置に供給される濃縮ガスの全量が前記第一気液混合装置及び前記第二気液混合装置で液化するように前記濃縮ガス制御弁、前記BOG制御弁及び前記リサイクル制御弁を制御する第3の制御装置とを備えたことを特徴とするものである。
(10)また、上記(3)に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
前記リサイクルラインに設けられて該リサイクルラインを流れる濃縮ガスの量を調整するリサイクル制御弁と、
前記第一気液混合装置及び前記第二気液混合装置の下流側において前記第一気液混合装置及び前記第二気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記濃縮ガス制御弁、前記BOG制御弁及び前記リサイクル制御弁を制御する第4の制御装置とを備えたことを特徴とするものである。
(11)また、上記(4)に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
前記液化燃料ガスラインを流れる前記液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記濃縮ガス供給ラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記BOG再液化ラインを流れるBOGの圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記分岐前気液混合装置に供給されるBOG及び濃縮ガスの全量が前記分岐前気液混合装置で液化するように前記濃縮ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御する第5の制御装置とを備えたことを特徴とするものである。
(12)また、上記(4)に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
前記分岐前気液混合装置の下流側において前記分岐前気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記濃縮ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御する第6の制御装置とを備えたことを特徴とするものである。
(13)また、上記(5)に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
前記リサイクルラインに設けられて該リサイクルラインを流れる濃縮ガスの量を調整するリサイクル制御弁と、
前記分岐前気液混合装置に供給される前記液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記濃縮ガス供給ラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記BOG再液化ラインを流れるBOGの圧力、温度、流量及び組成と、前記リサイクルラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記第一気液混合装置に供給される混合液の圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記分岐前気液混合装置に供給されるBOG及び濃縮ガス、及び前記第一気液混合装置に供給される濃縮ガスの全量が前記分岐前気液混合装置及び前記第一気液混合装置で液化するように前記濃縮ガス制御弁、前記BOG制御弁及び前記リサイクル制御弁を制御する第7の制御装置とを備えたことを特徴とするものである。
(14)また、上記(5)に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
前記リサイクルラインに設けられて該リサイクルラインを流れる濃縮ガスの量を調整するリサイクル制御弁と、
前記分岐前気液混合装置及び前記第一気液混合装置の下流側において前記分岐前気液混合装置及び前記第一気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記濃縮ガス制御弁、前記BOG制御弁及び前記リサイクル制御弁を制御する第8の制御装置とを備えたことを特徴とするものである。
(15)また、上記(6)に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
前記リサイクルラインに設けられて該リサイクルラインを流れる濃縮ガスの量を調整するリサイクル制御弁と、
前記分岐前気液混合装置に供給される前記液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記濃縮ガス供給ラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記BOG再液化ラインを流れるBOGの圧力、温度、流量及び組成と、前記リサイクルラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記第二気液混合装置に供給される混合液の圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記分岐前気液混合装置に供給されるBOG及び濃縮ガス、及び前記第二気液混合装置に供給される濃縮ガスの全量が前記分岐前気液混合装置及び前記第二気液混合装置で液化するように前記濃縮ガス制御弁、前記BOG制御弁及び前記リサイクル制御弁を制御する第9の制御装置とを備えたことを特徴とするものである。
(16)また、上記(6)に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
前記リサイクルラインに設けられて該リサイクルラインを流れる濃縮ガスの量を調整するリサイクル制御弁と、
前記分岐前気液混合装置及び前記第二気液混合装置の下流側において前記分岐前気液混合装置及び前記第二気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記濃縮ガス制御弁、前記BOG制御弁及び前記リサイクル制御弁を制御する第10の制御装置とを備えたことを特徴とするものである。
(17)また、上記(1)乃至(16)のいずれか一項に記載のものにおいて、濃縮ガス供給ラインにおいて、前記膜分離装置で分離された濃縮ガスを前記第一ライン又は前記第二ラインを流れる多成分系液化ガスの冷熱で冷却する熱交換器を設けたことを特徴とするものである。
(18)本発明に係る液化燃料ガスの成分調整装置は、液化燃料ガスにおける重質成分が希薄となった低発熱量ガスを供給するための第一ラインと、液化燃料ガスにおける重質成分が濃縮された都市ガス用の高発熱量ガスを供給するための第二ラインと、液化燃料タンクで発生したBOGを再液化するためのBOG再液化ラインと、前記第一ラインを流れる液化燃料ガスの特定成分が濃縮された濃縮ガスを気液分離装置で気液分離して、分離された分離液を前記第二ラインに供給し、分離された分離ガスを前記第一ラインに供給する濃縮ガス分離供給ラインとを備え、
前記第一ラインは、前記液化燃料ガスに前記BOG再液化ラインから供給されるBOGを混合する第一気液混合装置と、該第一気液混合装置で混合された第一混合液を昇圧する第一ポンプと、昇圧された液化燃料ガスを気化する第一気化器と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置とを有し、
濃縮ガス分離供給ラインは、前記膜分離装置で分離された濃縮ガスを前記気液分離装置に供給する濃縮ガス供給ラインと、該濃縮ガス供給ラインに設けられて第一ライン又は前記第二ラインを流れる液化燃料ガスの冷熱で前記濃縮ガスを冷却する熱交換器と、前記気液分離装置で分離された分離液を前記第二ラインに供給する分離液供給ラインと、前記気液分離装置で分離された分離ガスを前記第一ラインの第一気液混合装置に供給する分離ガス供給ラインとを有し、
前記第二ラインは、前記分離液供給ラインから供給された分離液が混合された混合液を昇圧する第二ポンプと、昇圧された混合液を気化する第二気化器と有することを特徴とするものである。
(19)また、上記(18)に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインにおいて熱交換器を設ける代わりに、前記第一ラインを流れる液化燃料ガスの一部を前記第一ポンプの下流側から前記気液分離装置に供給する第一液化燃料ガス供給ラインを設けたことを特徴とするものである。
(20)また、上記(18)に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインにおいて熱交換器を設ける代わりに、前記第二ラインを流れる液化燃料ガスの一部を第二ポンプの下流側から前記気液分離装置に供給する第二液化燃料ガス供給ラインと、第一ラインにおける第一ポンプの下流側から前記第二ラインの前記第二ポンプの上流側に液化燃料ガスを供給する第一液化燃料ガス分岐ラインを設けたことを特徴とするものである。
(21)本発明に係る液化燃料ガスの成分調整装置は、液化燃料タンクから送出された液化燃料ガスが流れる液化燃料ガスラインと、該液化燃料ガスラインが分岐した、重質成分が希薄となった低発熱量ガスを供給するための第一ラインと、重質成分が濃縮された都市ガス用の高発熱量ガスを供給するための第二ラインと、前記液化燃料タンクで発生したBOGを再液化するためのBOG再液化ラインと、前記第一ラインを流れる液化燃料ガスの特定成分が濃縮された濃縮ガスを気液分離装置で気液分離して、分離された分離液を前記第二ラインに供給し、分離された分離ガスを前記液化燃料ガスラインに供給する濃縮ガス分離供給ラインとを備え、
前記液化燃料ガスラインは前記液化燃料ガスに前記BOG再液化ラインから供給されるBOGと前記濃縮ガス分離供給ラインから供給される前記分離ガスを混合する分岐前気液混合装置を有し、
前記第一ラインは、前記分岐前気液混合装置で混合された混合液を昇圧する第一ポンプと、昇圧された液化燃料ガスを気化する第一気化器と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置とを有し、
濃縮ガス分離供給ラインは、前記膜分離装置で分離された濃縮ガスを前記気液分離装置に供給する濃縮ガス供給ラインと、該濃縮ガス供給ラインに設けられて第一ライン又は前記第二ラインを流れる液化燃料ガスの冷熱で前記濃縮ガスを冷却する熱交換器と、前記気液分離装置で分離された分離液を前記第二ラインに供給する分離液供給ラインと、前記気液分離装置で分離された分離ガスを前記分岐前気液混合装置に供給する分離ガス供給ラインとを有し、
前記第二ラインは、前記分離液供給ラインから供給された分離液が混合された混合液を昇圧する第二ポンプと、昇圧された混合液を気化する第二気化器とを有することを特徴とするものである。
(22)また、上記(21)に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインにおいて熱交換器を設ける代わりに、第二ラインを流れる液化燃料ガスの一部を前記第二ポンプの下流側から前記気液分離装置に供給する第二液化燃料ガス供給ラインを設けたことを特徴とするものである。
(23)また、上記(18)に記載のものにおいて、前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記第一気液混合装置に供給する分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、
前記第一気液混合装置に供給される液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記分離ガス供給ラインを流れる分離ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記BOG再液化ラインを流れるBOGの圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記第一気液混合装置に供給されるBOG及び前記分離ガスの全量が前記第一気液混合装置で液化するように前記分離ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルを検出して前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になるように前記濃縮ガス制御弁及び前記分離液制御弁を制御する第13の制御装置を備えたことを特徴とするものである。
(24)また、上記(18)に記載のものにおいて、前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記第一気液混合装置に供給する分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、
前記第一気液混合装置の下流側において前記第一気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記分離ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルを検出して前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になるように前記濃縮ガス制御弁及び前記分離液制御弁を制御する第14の制御装置を備えたことを特徴とするものである。
(25)また、上記(19)に記載のものにおいて、前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記第一気液混合装置に供給する分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、前記第一液化燃料ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する液化燃料ガス量を調整する第1液化燃料ガス制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、
前記第一気液混合装置に供給される液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記分離ガス供給ラインを流れる前記ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記BOG再液化ラインを流れるBOGの圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記第一気液混合装置に供給されるBOG及び前記分離ガスの全量が前記第一気液混合装置で液化するように前記分離ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルを検出して前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になるように前記濃縮ガス制御弁、前記第1液化燃料ガス制御弁及び前記分離液制御弁を制御する第15の制御装置を備えたことを特徴とするものである。
(26)また、上記(19)に記載のものにおいて、前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記第一気液混合装置に供給する分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、前記第一液化燃料ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する液化燃料ガス量を調整する第1液化燃料ガス制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、
前記第一気液混合装置の下流側において前記第一気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記分離ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルを検出して前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になるように前記濃縮ガス制御弁、前記第1液化燃料ガス制御弁及び前記分離液制御弁を制御する第16の制御装置を備えたことを特徴とするものである。
(27)また、上記(20)に記載のものにおいて、前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記第一気液混合装置に供給する分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、前記第二液化燃料ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する液化燃料ガス量を調整する第2液化燃料ガス制御弁と、前記第一液化燃料ガス分岐ラインに設けられて前記第二ラインに供給する液化燃料ガス量を調整する第3液化燃料ガス制御弁と、
前記第一気液混合装置に供給される液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記分離ガス供給ラインを流れる前記分離ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記BOG再液化ラインを流れるBOGの圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記第一気液混合装置に供給されるBOG及び前記分離ガスの全量が前記第一気液混合装置で液化するように前記分離ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルを検出して前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になるように前記濃縮ガス制御弁、前記第2液化燃料ガス制御弁及び前記分離液制御弁を制御し、前記第一液化燃料ガス分岐ラインを流れる液化燃料ガスの流量が前記第二液化燃料ガス供給ラインを流れる液化燃料ガスの流量以上になるように前記第3液化燃料ガス制御弁を制御する第17の制御装置を備えたことを特徴とするものである。
(28)また、上記(20)に記載のものにおいて、前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記第一気液混合装置に供給する分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、前記第二液化燃料ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する液化燃料ガス量を調整する第2液化燃料ガス制御弁と、前記第一液化燃料ガス分岐ラインに設けられて前記第二ラインに供給する液化燃料ガス量を調整する第3液化燃料ガス制御弁と、
前記第一気液混合装置の下流側において前記第一気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記分離ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルを検出して前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になるように前記濃縮ガス制御弁、前記第2液化燃料ガス制御弁及び前記分離液制御弁を制御し、前記第一液化燃料ガス分岐ラインを流れる液化燃料ガスの流量が前記第二液化燃料ガス供給ラインを流れる液化燃料ガスの流量以上になるように前記第3液化燃料ガス制御弁を制御する第18の制御装置を備えたことを特徴とするものである。
(29)また、上記(21)に記載のものにおいて、前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記分岐前気液混合装置に供給する分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、
前記液化燃料ガスラインを流れる前記液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記分離ガス供給ラインを流れる前記分離ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記BOG再液化ラインを流れるBOGの圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記分岐前気液混合装置に供給されるBOG及び分離ガスの全量が前記分岐前気液混合装置で液化するように前記分離ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルを検出して前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になるように前記濃縮ガス制御弁及び前記分離液制御弁を制御する第21の制御装置を備えたことを特徴とするものである。
(30)また、上記(21)に記載のものにおいて、前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記分岐前気液混合装置に供給する分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、
前記分岐前気液混合装置の下流側において前記分岐前気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記分離ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルを検出して前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になるように前記濃縮ガス制御弁及び前記分離液制御弁を制御する第22の制御装置を備えたことを特徴とするものである。
(31)また、上記(22)に記載のものにおいて、前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記分岐前気液混合装置に供給する分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、前記第二液化燃料供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する液化燃料ガス量を調整する第2液化燃料制御弁と、
前記液化燃料ガスラインを流れる前記液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記分離ガス供給ラインを流れる前記分離ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記BOG再液化ラインを流れるBOGの圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記分岐前気液混合装置に供給されるBOG及び分離ガスの全量が前記分岐前気液混合装置で液化するように前記分離ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルを検出して前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になるように前記濃縮ガス制御弁、前記第2液化燃料ガス制御弁及び前記分離液制御弁を制御する第23の制御装置を備えたことを特徴とするものである。
(32)また、上記(22)に記載のものにおいて、前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記分岐前気液混合装置に供給する分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、前記第二液化燃料供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する液化燃料ガス量を調整する第2液化燃料制御弁と、
前記分岐前気液混合装置の下流側において前記分岐前気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記分離ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルを検出して前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になるように前記濃縮ガス制御弁、前記第2液化燃料ガス制御弁及び前記分離液制御弁を制御する第24の制御装置を備えたことを特徴とするものである。
本発明においては、第一ラインの第一気液混合装置でBOGを液化燃料ガスに混合し、混合液を第一昇圧ポンプで昇圧して気化した燃料ガスを膜分離装置に供給し、分離された濃縮ガスを昇圧されていない第二ラインの液化燃料ガスに供給するようにしたことで、膜分離装置における供給側と透過側で差圧を十分とることができ、膜分離圧力差が十分に確保され、分離効率を向上することができる。しかも、第一ラインによる第一ポンプでの昇圧は液状態での昇圧であり、流体の昇圧動力はガス状態より液状態の方がはるかに小さいため、ガス圧縮機を用いる場合に比べてプロセスの消費動力を低く抑えられる。
また、BOGを第一ラインに設置した第一気液混合装置で液化してから第一ポンプによって昇圧して送出するようにしているので、BOGを圧縮する圧縮機が小型でよく、BOGの圧縮にかかる消費動力を低く抑えられている。
本発明の実施の形態1の液化燃料ガスの成分調整装置の説明図である。 本発明の実施の形態1の液化燃料ガスの成分調整装置の他の態様の説明図である。 本発明の実施の形態1の液化燃料ガスの成分調整装置による成分調整の一例の説明図である。 本発明の実施の形態2の液化燃料ガスの成分調整装置の説明図である。 本発明の実施の形態2の液化燃料ガスの成分調整装置の他の態様の説明図である。 本発明の実施の形態2の液化燃料ガスの成分調整装置による成分調整の一例の説明図である。 本発明の実施の形態3の液化燃料ガスの成分調整装置の説明図である。 本発明の実施の形態3の液化燃料ガスの成分調整装置の他の態様の説明図である。 本発明の実施の形態3の液化燃料ガスの成分調整装置による成分調整の一例の説明図である。 本発明の実施の形態4の液化燃料ガスの成分調整装置の説明図である。 本発明の実施の形態4の液化燃料ガスの成分調整装置の他の態様の説明図である。 本発明の実施の形態4の液化燃料ガスの成分調整装置による成分調整の一例の説明図である。 本発明の実施の形態5の液化燃料ガスの成分調整装置の説明図である。 本発明の実施の形態5の液化燃料ガスの成分調整装置の他の態様の説明図である。 本発明の実施の形態5の液化燃料ガスの成分調整装置による成分調整の一例の説明図である。 液化燃料ガスの成分調整の比較例の説明図である(その1)。 液化燃料ガスの成分調整の比較例の説明図である(その2)。 本発明の実施の形態6の液化燃料ガスの成分調整装置の説明図である。 本発明の実施の形態6の液化燃料ガスの成分調整装置の他の態様の説明図である。 本発明の実施の形態6の液化燃料ガスの成分調整装置による成分調整の一例の説明図である。 本発明の実施の形態7の液化燃料ガスの成分調整装置の説明図である。 本発明の実施の形態7の液化燃料ガスの成分調整装置の他の態様の説明図である。 本発明の実施の形態7の液化燃料ガスの成分調整装置による成分調整の一例の説明図である。 本発明の実施の形態8の液化燃料ガスの成分調整装置の説明図である。 本発明の実施の形態8の液化燃料ガスの成分調整装置の他の態様の説明図である。 本発明の実施の形態8の液化燃料ガスの成分調整装置による成分調整の一例の説明図である。 本発明の実施の形態9の液化燃料ガスの成分調整装置の説明図である。 本発明の実施の形態9の液化燃料ガスの成分調整装置の他の態様の説明図である。 本発明の実施の形態9の液化燃料ガスの成分調整装置による成分調整の一例の説明図である。 本発明の実施の形態10の液化燃料ガスの成分調整装置の説明図である。 本発明の実施の形態10の液化燃料ガスの成分調整装置の他の態様の説明図である。 本発明の実施の形態10の液化燃料ガスの成分調整装置による成分調整の一例の説明図である。 本発明の実施の形態11の液化燃料ガスの成分調整装置の説明図である。 本発明の実施の形態11の液化燃料ガスの成分調整装置の他の態様の説明図である。 本発明の実施の形態11の液化燃料ガスの成分調整装置による成分調整の一例の説明図である。 本発明の実施の形態12の液化燃料ガスの成分調整装置の説明図である。 本発明の実施の形態12の液化燃料ガスの成分調整装置の他の態様の説明図である。 本発明の実施の形態12の液化燃料ガスの成分調整装置による成分調整の一例の説明図である。
[実施の形態1]
本発明の液化燃料ガスの成分調整装置(以下、単に「成分調整装置」という場合あり)を、貯留槽(LNGタンク)に貯留されたLNGを液化燃料ガスとして送出するラインを例に挙げて説明する。
したがって、本実施の形態では、LNGが本発明の液化燃料ガスに相当する。LNGはメタンを主成分とし、この他に重質成分としてエタン、プロパン、ブタン等が含まれている。よって、重質成分が希薄となったガスが低発熱量ガスであり、逆に重質成分が濃縮されたものが都市ガス用の高発熱量ガスである。
そして、第一ラインは重質成分が希薄となった低発熱量ガスを発電所等へ供給するラインであり、第二ラインは重質成分が濃縮された都市ガス用の高発熱量ガスを供給するラインである。
本実施の形態の液化燃料ガスの成分調整装置1は、図1に示すように、液化燃料タンクとしてのLNGタンク3からLNG送出ポンプ5によって例えば1.0MPaGに昇圧されて送出されたLNGが流れる液化燃料ガスライン7と、液化燃料ガスライン7が分岐した、低発熱量ガスを供給する第一ライン9と、重質成分が濃縮された都市ガス用の高発熱量ガスを供給する第二ライン11と、LNGタンク3で発生したBOGを再液化するためのBOG再液化ライン13とを備えている。
そして、第一ライン9には、LNGにBOG再液化ライン13から供給されるBOGを混合する第一気液混合装置15と、第一気液混合装置15で混合された混合液を昇圧する第一ポンプ17と、昇圧された混合液を気化する第一気化器19と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置21とを設けている。
また、第二ライン11には、膜分離装置21で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを液化燃料ガスに混合する第二気液混合装置23と、第二気液混合装置23で混合された混合液を昇圧する第二ポンプ25と、昇圧された混合液を気化する第二気化器27とを設けている。
さらに、第一ライン9と第二ライン11との間において、膜分離装置21で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを第二気液混合装置23に供給する濃縮ガス供給ライン29を設けている。
またさらに、本実施の形態では、第一ポンプ17及び第二ポンプ25に供給される混合液に気相が存在しないことが好ましいことに鑑みて、BOG再液化ライン13にBOG制御弁31を、濃縮ガス供給ライン29に濃縮ガス制御弁33をそれぞれ設け、第一気液混合装置15に供給されるBOG及び第二気液混合装置23に供給される濃縮ガスがそれぞれ第一気液混合装置15及び第二気液混合装置23で全量液化するようにBOG制御弁31及び濃縮ガス制御弁33を制御する第1の制御装置35を設けている。
なお、本実施の形態の例えば第一ポンプ17等の各機器類は第1の制御装置35又は図示しない制御装置によって運転制御される。
以下、各機器を詳細に説明する。
<第一ラインに設置される機器>
《第一気液混合装置》
第一気液混合装置15は、第一ライン9のLNGにBOGを混合するものであり、液体に気体を直接接触させて前記液体に前記気体を混合、溶解、あるいは前記気体を液化させるものであればその形態は特に限定されない。
第一気液混合装置15においては、被混合液の過冷度(顕熱)が、混合ガスであるBOGの凝縮潜熱を上回っている場合に、BOGが完全に液化する。本実施の形態ではLNG送出ポンプ5によって混合前の第二ライン11のLNGの過冷度を増加させているが、LNGが予め十分な過冷度を持っている場合はLNG送出ポンプ5を省略してもよい。
また、第一気液混合装置15及び第二気液混合装置23として、液化を促進するような機構の混合装置を用いてもよい。
《第一ポンプ》
第一ポンプ17は、第一ライン9を流れるLNGを発電所等に向けて送出するために昇圧するポンプである。第一ポンプ17によってLNGは例えば7.0MPaGに昇圧される。
《第一気化器》
第一気化器19は、第一ポンプ17から送出されるLNGを完全に気化させる装置である。第一気化器19には、例えば海水を加熱媒体とするものが使用できるが、特にその形式は問われない。
《膜分離装置》
本実施例では、LNGを構成する成分ガスのうち、エタン、プロパン、ブタン等の重質成分が透過しやすい膜を使用した場合を示す。
膜分離装置21は、第一気化器19で気化されたNG(天然ガス)を、ガス分離膜を介することで、非透過側で得られるメタンリッチの低発熱量ガスと、透過側で得られるエタン、プロパン、ブタン等の重質成分が濃縮された濃縮ガスとに分離する。分離されたメタンリッチの低発熱量ガスは発電所等へ供給され、濃縮ガスは、濃縮ガス供給ライン29に送られる。
<第二ラインに設置される機器>
《第二気液混合装置》
第二気液混合装置23は、膜分離装置21で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスをLNGに混合するものであり、第一気液混合装置15と同様のものが適用できる。
《第二ポンプ》
第二ポンプ25は、混合液を昇圧して都市ガスの需要者に向けて送出するためのポンプである。
《第二気化器》
第二気化器27は混合液を気化するための装置であり、例えば第一気化器19と同様に海水を加熱媒体とするものが使用できるが、特にその形式は問わない。
<濃縮ガス供給ラインに設置される機器>
《濃縮ガス制御弁》
濃縮ガス制御弁33は、濃縮ガス供給ライン29に設けられ、第1の制御装置35に制御されて、第二気液混合装置23に供給する濃縮ガスの量を調整するものである。
<BOG再液化ラインに設置される機器>
《圧縮機》
BOG再液化ライン13には、LNGタンク3で発生したBOGを第一気液混合装置15に供給するために昇圧する圧縮機37が設けられている。この圧縮機37は、第一気液混合装置15に供給されるLNGと同等程度の圧力に昇圧できればよく、特許文献1のBOGコンプレッサーのように発電所に送出するためのものに比較して極めて小形のものでよく、そのため消費電力が低減されている。
<第1の制御装置>
第1の制御装置35は、BOG制御弁31及び濃縮ガス制御弁33を制御して、第一気液混合装置15に供給されるBOG及び第二気液混合装置23に供給される濃縮ガス量をそれぞれ第一気液混合装置15及び第二気液混合装置23で全量が液化する量に調整するものであり、濃縮ガス供給ライン29、BOG再液化ライン13及び液化燃料ガスライン7のそれぞれに設置された圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)の検出値を入力して全量が液化する混合可能なBOG及び濃縮ガスの最大混合可能量を演算する第1演算部39と、第1演算部39の演算結果に基づいて第一気液混合装置15に供給されるBOG及び第二気液混合装置23に供給される濃縮ガス量が最大混合可能量以下になるように濃縮ガス制御弁33を制御する第1制御部41とを備えている。
第1演算部39は、第一気液混合装置15に流入するLNGとBOGそれぞれの圧力、温度、流量、組成を基に、LNGの過冷度およびBOGの凝縮潜熱を求め、BOGの最大混合可能量を計算する。
また、第1演算部39は、第二気液混合装置23に流入するLNGと濃縮ガスそれぞれの圧力、温度、流量、組成を基に、LNGの過冷度および濃縮ガスの凝縮潜熱を求め、濃縮ガスの最大混合可能量を計算する。
なお、濃縮ガスの混合量は、混合液の熱量が都市ガスの規定する熱量範囲の上限を超えないように制御する。
濃縮ガスを混合可能な最大量混合したとしても混合液の熱量が都市ガスで要求される規定値よりも低い場合もあり得ることから、第二ライン11における第二気液混合装置23の下流に熱量調整装置を設けるようにしてもよい。この点は以下の実施の形態においても同様である。
また、濃縮ガス供給ライン29の途中にバッファタンクを設けることで、濃縮ガスの分離量と混合量に差をつけられる緩衝作用を持たせるようにしてもよい。
また、濃縮ガス供給ライン29を、第一ポンプ17昇圧後の第一ラインを流れるLNG及び/又は第二ポンプ25昇圧後の第二ラインを流れるLNGと熱交換させることで濃縮ガスを冷却し、濃縮ガスの凝縮に必要な熱量を低減することで第二気液混合装置23での濃縮ガスの最大混合可能量が増加するようにしてもよい。この点についても以下の実施の形態において同様である。
第一気液混合装置15及び第二気液混合装置23によって混合後の流体が液体になることで、混合後の昇圧に液ポンプ(第一ポンプ17及び第二ポンプ25)を用いることが可能になる。
なお、図1においては、第一気液混合装置15及び第二気液混合装置23の上流側に圧力検出器(P)を設置しているが、第一気液混合装置15及び第二気液混合装置23における圧力損失を考慮する場合には、第一気液混合装置15及び第二気液混合装置23の下流側にも圧力検出器(P)を設置して検出値を第1の制御装置35に入力するようにすればよい。もっとも、第一気液混合装置15及び第二気液混合装置23の圧力損失が推定できる場合には、圧力検出器(P)を設けることなく、推定値を第1の制御装置35に入力してもよい。
この点は、以下の実施の形態においても同様である。
上記のように構成された本実施の形態の動作を、図1に基づいて説明する。
LNGタンク3からはLNG送出ポンプ5によってLNGが送出され、またBOGがBOG再液化ライン13に抜き出されて圧縮機37で圧縮されて第一ライン9の第一気液混合装置15に供給される。前述したように、BOGの圧縮は第一気液混合装置15に供給されるLNGの圧力と同程度か少し高い程度でよいため、消費電力は従来例に比較すると大幅に低減されている。
また、BOGはメタンリッチな低発熱量ガスであり、低発熱量ガスを発電所等へ供給する第一ライン9側に供給することで、合理的なシステムとなっている。
LNGタンク3から送出されたLNGは、その一部が第一ライン9に流れ、残りが第二ライン11に流れる。第一ライン9に流れたLNGには、第一気液混合装置15によってBOGが混合される。BOGが混合された混合液は第一ポンプ17で例えば7.0MPaGに昇圧され、第一気化器19に供給されて全量が気化される。第一気化器19で気化されたNGは膜分離装置21に供給されて、メタンリッチの低発熱量ガスと、エタン、プロパン、ブタン等の重質成分が濃縮された濃縮ガスに分離される。そして、低発熱量ガスは発電所等へ供給され、濃縮ガスは濃縮ガス供給ライン29に送られる。
濃縮ガス供給ライン29に送られた濃縮ガスは、濃縮ガス制御弁33の開度に応じた量が第二ライン11の第二気液混合装置23に供給される。
第二ライン11では、LNGが第二気液混合装置23に供給されており、このLNGに濃縮ガス供給ライン29から送られた濃縮ガスが供給されて混合される。このとき、膜分離装置21に供給されるNGは第一ポンプ17でLNG送出ポンプ5の吐出圧より昇圧されており、他方、第二ライン11の第二気液混合装置23を流れるLNGはLNG送出ポンプ5の吐出圧である。このため、膜分離装置21の供給側と透過側で差圧を十分とることができ、膜分離効率を向上することができる。すなわち、第一ポンプ17による昇圧分の圧力差を膜分離に利用でき、従来技術より大きな膜分離圧力差を確保できるようになっている。
そして、膜分離は圧力差が大きいほど物質の透過速度が上昇するため、膜面積あたりの重質成分回収量の増大や透過ガス量あたりの必要膜面積の縮小が可能になる。
第二気液混合装置23でLNGに濃縮ガスが混合され、重質成分が増加した混合液は第二ポンプ25で昇圧され、第二気化器27で気化されて高発熱量ガスとして都市ガス需要者に供給される。
第一ポンプ17及び第二ポンプ25は液ポンプであり、混合液に気相が残留しないことが望ましく、そのため、本実施の形態では、前述したように第1の制御装置35によってBOG制御弁31及び濃縮ガス制御弁33が制御される。
以上のように、本実施の形態では、第一ライン9で昇圧して気化したNGを膜分離装置21に供給し、分離された濃縮ガスを昇圧されていない第二ライン11のLNGに供給するようにしたことで、膜分離装置21における供給側と透過側で差圧を十分とることができ、膜分離圧力差が十分に確保され、分離効率を向上することができる。
しかも、第一ライン9による第一ポンプ17での昇圧は液状態での昇圧であり、流体の昇圧動力はガス状態より液状態の方がはるかに小さいため、ガス圧縮機を用いる場合に比べてプロセスの消費動力を低く抑えられる。
また、第1の制御装置35によって、第二気液混合装置23に供給される濃縮ガスの全量が液化して混合液には気相が残留しないようにしているので、第二ポンプ25で効率的に送液することができる。
さらに、BOGを第一ライン9に設置した第一気液混合装置15で液化してから第一ポンプ17によって昇圧して送出するようにしているので、BOGを圧縮する圧縮機37が小型でよく、特許文献1に比較して消費動力を低く抑えられている。
上記の第1の制御装置35は、濃縮ガス制御弁33の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第1の制御装置35に代えて、図2に示すように、フィードバック制御によって濃縮ガス制御弁33の制御を行う第2の制御装置43を適用してもよい。
第2の制御装置43は、第一気液混合装置15及び第二気液混合装置23の下流側に設けた圧力検出器(P)、温度検出器(T)及び組成検出器(A)の検出値を入力して混合後の液化燃料ガスの相状態を判定する第2演算部45と、第2演算部45の演算結果に基づいてBOG制御弁31及び濃縮ガス制御弁33を制御する第2制御部47とを備えている。第2制御部47は、第2演算部45の判定結果によって気液混相、あるいは気相状態になるおそれがある場合には、BOG制御弁31及び濃縮ガス制御弁33を絞って第二気液混合装置23に供給される濃縮ガス量を少なくする。
また、BOG制御弁31及び濃縮ガス制御弁33の制御に関しては、フィードフォワード、フィードバックの他に両者を組み合わせて制御を行うようにしてよい。この点は、以下の実施の形態においても同様である。
実施の形態1による熱量調整の具体例について、図3に基づいて概説する。なお、図3は、図1から各検出器と第1の制御装置35の図示を省略すると共に、液化燃料ガスの成分調整装置1の各位置を流れる流体の流量、熱量及び含有成分量(物質量%)を付記している。図3におけるC1はメタン、C2はエタン、C3はプロパン、C4はブタンであるが、いずれも参考値である。
図3に示す例では、LNG送出ポンプ5によって182.0t/hのLNG(熱量:44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%)が送出され、7.6t/hのBOG(熱量:39.8MJ/Nm3、C1:100.0%)が抜き出される。
LNG送出ポンプ5によって送出されたLNGは、53.6t/hが第一ライン9に流れて、第一気液混合装置15によってBOGが混合された混合液(熱量:43.6MJ/Nm3、C1:91.4%,C2:5.2%,C3:2.6%,C4:0.8%)となり、膜分離装置21によって分離され、50t/hの低発熱量ガス(熱量:43.1MJ/Nm3、C1:92.3%,C2:4.9%,C3:2.2%,C4:0.6%)が発電所等へ供給される。
膜分離装置21で分離された11.2t/hの濃縮ガス(熱量:46.0MJ/Nm3、C1:87.2%,C2:6.5%,C3:4.3%,C4:2.0%)が第二気液混合装置23に供給され、混合液(熱量:44.3MJ/Nm3、C1:89.9%,C2:6.0%,C3:3.1%,C4:1.0%)となって、第二ポンプ25で昇圧されて第二気化器27で気化され、さらに熱量調整のために熱量調整器48によって10.4t/hのLPG(熱量:102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%)が添加され、150t/hの高発熱量ガス(熱量:46.0MJ/Nm3、C1:87.1%,C2:5.9%,C3:5.6%,C4:1.4%)として都市ガス需要者に供給される。
比較例として、膜分離装置21を用いないで、熱量調整器48のみによって熱量調整した場合の具体例を図16に示す。この場合には、熱量調整器48によって11.1t/hのLPGの添加が必要であり、本実施の形態の10.4t/hに比較してLPGの添加量が増加する。
このことから、本実施の形態によれば、膜分離装置21を一つ追加するだけのシンプルな構成によってLPGの添加量を少なくできるという効果が得られていることが分かる。
なお、上記の例では、膜分離装置21を一つ用いているが、膜分離装置を複数並列に配置する構成も考えられ、そのようにすれば膜分離装置のメンテナンスの際、一基を停止しても他の装置を運転することでプロセスを停止せずにメンテナンスを行うことが可能となるという効果が得られる。
また、上記の実施の形態1においては、第一ライン9及び第二ライン11は、LNGが流れる液化燃料ガスライン7が分岐したものである場合について説明した。
しかし、本発明においては、第一ライン及び第二ラインは液化燃料ガスラインが分岐したものである場合に限定されるものではなく、例えば第一ラインとび第二ラインがそれぞれ別々のLNGタンクに接続されているような場合であってもよい。
なお、この点は、後述する実施の形態6〜9においても同様である。
[実施の形態2]
実施の形態2に係る液化燃料ガスの成分調整装置49を図4に基づいて説明する。なお、図4において、実施の形態1を示した図1と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態2に係る液化燃料ガスの成分調整装置49は、実施の形態1のものに、膜分離装置21の下流側に設けられて膜分離装置21を通過した重質成分が希薄となったガスから重質成分を分離する第2膜分離装置51と、第2膜分離装置51で分離されて重質成分が濃縮された濃縮ガスをBOG再液化ライン13に供給するリサイクルライン53とをさらに備えている。
リサイクルライン53にはリサイクル制御弁55が設けられ、リサイクル制御弁55の下流側に圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)が設けられている。
なお、本実施の形態の膜分離装置21及び第2膜分離装置51は共に実施の形態1で用いた膜分離装置21と同一の構造であるが、サイズが小さいものである。
また、本実施の形態では、BOGに加えてリサイクルライン53からBOG再液化ライン13を介して濃縮ガスが第一気液混合装置15に供給されるので、第一気液混合装置15に供給されるBOG及び濃縮ガスの全量が液化できる量に調整するために、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55が第3の制御装置57によって制御される。
第3の制御装置57は、液化燃料ガスライン7、濃縮ガス供給ライン29、BOG再液化ライン13及びリサイクルライン53のそれぞれに設置された圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)の検出値を入力して、第一気液混合装置15で全量が液化する混合可能な濃縮ガス、BOGの最大混合可能量及び第二気液混合装置23で全量が液化する混合可能な濃縮ガスの最大混合可能量を演算する第3演算部59と、第3演算部59の演算結果に基づいて第一気液混合装置15及び第二気液混合装置23に供給されるBOG及び濃縮ガス量が最大混合可能量以下になるように濃縮ガス制御弁33、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55を制御する第3制御部61とを備えている。
上記のように構成された本実施の形態が、実施の形態1と異なる点は、膜分離装置21の下流側に膜分離装置21を通過した重質成分が希薄となったガスから重質成分を分離する第2膜分離装置51を設け、第2膜分離装置51で分離された濃縮ガスがBOG再液化ライン13を介して第一気液混合装置15に供給される点である。このように、リサイクルライン53およびBOG再液化ライン13を経て濃縮ガスを第一ポンプ17昇圧前のLNGに混合することにより、実施の形態1と比較して膜分離装置21に供給するNGの重質成分を濃くすることができる。膜分離は分離する物質の入口分圧が高いほど透過速度が上昇するため、膜面積あたりの重質成分回収量の増加、重質成分回収率の向上、透過ガス量あたりの必要膜面積の縮小が可能になる。
本実施の形態によれば、実施の形態1の効果に加えて、膜分離装置21を直列に2台配置したことにより、膜分離装置21による膜面積あたりの重質成分回収量の増加、重質成分回収率の向上、透過ガス量あたりの必要膜面積の縮小が可能になる。
また、膜分離装置21に供給するNGの重質成分を濃くする効果は、実施の形態1において濃縮ガス供給ライン29の一部を分岐させて、BOG再液化ライン13に接続されるリサイクルラインを設け、膜分離装置21で分離された濃縮ガスが該ラインを介して第一気液混合装置15に供給されることでも達成できる。この場合、膜分離装置21のサイズは装置を直列に2台配置した場合に比べて大きくなるが、膜分離装置の設置数が1台で済む。
リサイクルライン53を、第一ポンプ17昇圧後の第一ラインを流れるLNG及び/又は第二ポンプ25昇圧後の第二ラインを流れるLNGと熱交換させることで濃縮ガスを冷却し、濃縮ガスの凝縮に必要な熱量を低減することで第一気液混合装置15での濃縮ガスの最大混合可能量が増加するようにしてもよい。
上記の第3の制御装置57は、濃縮ガス制御弁33、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第3の制御装置57に代えて、図5に示すように、フィードバック制御によって濃縮ガス制御弁33、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55の制御を行う第4の制御装置63を適用してもよい。
第4の制御装置63は、第一気液混合装置15及び第二気液混合装置23の下流側にそれぞれ設けた圧力検出器(P)、温度検出器(T)及び組成検出器(A)の検出値を入力してそれぞれの混合後の液化燃料ガスの相状態を判定する第4演算部65と、第4演算部65の演算結果に基づいて濃縮ガス制御弁33、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55を制御する第4制御部67とを備えている。第4制御部67は、第4演算部65の判定結果によって気液混相、あるいは気相状態になるおそれがある場合には、濃縮ガス制御弁33、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55を絞って第一気液混合装置15及び第二気液混合装置23に供給されるBOG量及び濃縮ガス量を少なくする。
実施の形態2による熱量調整の具体例について図6に基づいて概説する。
図6に示す例では、LNG送出ポンプ5によって182.3t/hのLNG(熱量:44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%)が送出され、7.6t/hのBOG(熱量:39.8MJ/Nm3、C1:100%)が抜き出される。
LNG送出ポンプ5によって送出されたLNGは、52.6t/hが第一ライン9に流れて、第一気液混合装置15によってBOGが混合された混合液(熱量:43.6MJ/Nm3、C1:91.4%,C2:5.2%,C3:2.6%,C4:0.8%)となり、膜分離装置21及び第2膜分離装置51によって分離され、50t/hの低発熱量ガス(熱量:43.1MJ/Nm3、C1:92.3%,C2:4.9%,C3:2.2%,C4:0.6%)が発電所等へ供給される。
第2膜分離装置51によって分離された1.7t/hの濃縮ガス(熱量:45.6MJ/Nm3、C1:87.8%,C2:6.4%,C3:4.0%,C4:1.8%)はBOG再液化ライン13に戻され、BOGと共に第一気液混合装置15に供給される。
膜分離装置21で分離された10.2t/hの濃縮ガス(熱量:46.1MJ/Nm3、C1:87.2%,C2:6.5%,C3:4.3%,C4:2.0%)が第二気液混合装置23に供給され、混合液(熱量:44.4MJ/Nm3、C1:89.9%,C2:6.0%,C3:3.1%,C4:1.0%)となって、第二ポンプ25で昇圧されて第二気化器27で気化され、さらに熱量調整のために熱量調整器48によって10.1t/hのLPG(熱量:102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%)が添加され、150t/hの高発熱量ガス(熱量:46.0MJ/Nm3、C1:87.2%,C2:5.9%,C3:5.5%,C4:1.4%)として都市ガス需要者に供給される。
実施の形態1では熱量調整のために熱量調整器48によって添加したLPGの量が10.4t/hであったが、実施の形態2では、10.1t/hとなっており、添加量が減少している。これは、リサイクルライン53を設けたことにより、第一ライン9の重質成分が濃縮され、膜分離装置21で分離された濃縮ガスの熱量が増加したことによる。
もっとも、実施の形態1では1基の膜分離装置21で膜分離を行っていたが、本実施の形態2では実施の形態1の膜分離装置21よりもサイズの小さな膜分離装置21を2台使用したものであり、膜分離装置21の小型化を図っている。
なお、リサイクルライン53によって戻される濃縮ガスを第一気液混合装置15に直接供給するようにしてもよい。
[実施の形態3]
LNG基地には、BOGを処理するために、液化燃料ガスラインに既に気液混合装置が設置され、BOGを液化して送出することが行われている施設がある。
このような施設において、既に設置されている気液混合装置を利用して成分調整を行うようにすれば、気液混合装置を新たに設置する必要がなく合理的である。
そこで、本実施の形態は、液化燃料ガスラインに気液混合装置が既に設置されている場合に好適な液化燃料ガスの成分調整装置を提供するものである。
実施の形態3に係る液化燃料ガスの成分調整装置69を図7に基づいて説明する。なお、図7において、実施の形態1を示した図1と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施の形態では、液化燃料ガスライン7にのみ分岐前気液混合装置71を設け、膜分離装置21で分離された濃縮ガスを、濃縮ガス供給ライン72を介してBOG再液化ライン13に戻している点が実施の形態1と異なる点である。
なお、分岐前気液混合装置71は上述した液化燃料ガスライン7にBOGの液化のために既に設置されている気液混合装置を適用することができる。
また、本実施の形態では、分岐前気液混合装置71に供給されるBOG及び濃縮ガスの全量が液化できる量に調整するために、BOG制御弁31及び濃縮ガス制御弁33が第5の制御装置73によって制御される。
第5の制御装置73は、液化燃料ガスライン7における分岐前気液混合装置71の上流側、濃縮ガス供給ライン72及びBOG再液化ライン13のそれぞれに設置された圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)の検出値を入力して分岐前気液混合装置71で全量が液化する混合可能な濃縮ガス、BOGの最大混合可能量を演算する第5演算部75と、第5演算部75の演算結果に基づいて分岐前気液混合装置71に供給される濃縮ガス量、BOG量が最大混合可能量以下になるように濃縮ガス制御弁33及びBOG制御弁31を制御する第5制御部77とを備えている。
上記のように構成された本実施の形態の動作を図7に基づいて説明する。
本実施の形態では、分岐前の液化燃料ガスライン7に設けた分岐前気液混合装置71によってBOG及び濃縮ガスを液化燃料ガスに混合している。すなわち、分岐前気液混合装置71は、BOGの再液化に加えて液化燃料ガスの混合を行っており、実施の形態1の第一気液混合装置15と第二気液混合装置23の役割を担っている。
もっとも、BOGはメタンが主成分な低発熱量ガスであるため、液化燃料ガスに重質成分を添加して熱量を増加させるための成分調整という目的からは逆行するものであるが、BOGの供給量を考慮して濃縮ガスの供給量を増やすことで、目的とする成分調整を実現できる。
そして、本実施の形態によれば、気液混合装置を1台にすることができ、特にBOGの再液化のために既設の気液混合装置がある場合にはそれを分岐前気液混合装置71として利用することで設備費用を低減できるという効果がある。
上記の第5の制御装置73は、濃縮ガス制御弁33及びBOG制御弁31の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第5の制御装置73に代えて、図8に示すように、フィードバック制御によって濃縮ガス制御弁33及びBOG制御弁31の制御を行う第6の制御装置79を適用してもよい。
第6の制御装置79は、分岐前気液混合装置71の下流側に設けた圧力検出器(P)、温度検出器(T)及び組成検出器(A)の検出値を入力して混合後の液化燃料ガスの相状態を判定する第6演算部81と、第6演算部81の演算結果に基づいて濃縮ガス制御弁33及びBOG制御弁31を制御する第6制御部83とを備えている。第6制御部83は、第6演算部81の判定結果によって気液混相、あるいは気相状態になるおそれがある場合には、濃縮ガス制御弁33及びBOG制御弁31を絞って分岐前気液混合装置71に供給される濃縮ガス量を少なくする。
実施の形態3による熱量調整の具体例について、図9に基づいて概説する。
図9に示す例では、LNG送出ポンプ5によって181.0t/hのLNG(熱量:44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%)が送出され、7.6t/hのBOG(熱量:39.8MJ/Nm3、C1:100%)が抜き出される。
LNG送出ポンプ5によって送出されたLNGには、分岐前気液混合装置71によって7.6t/hのBOG(熱量:39.8MJ/Nm3、C1:100%)と11.6t/hの濃縮ガス(熱量:46.9MJ/Nm3、C1:85.4%,C2:7.3%,C3:4.9%,C4:2.4%)が混合され、混合液(熱量:44.2MJ/Nm3、C1:90.2%,C2:5.8%,C3:3.0%,C4:1.0%)となりその一部である61.6t/hが第一ライン9に供給され、残りが第二ライン11に供給される。
第一ライン9に供給された混合液は、第一ポンプ17、第一気化器19、膜分離装置21に供給され、膜分離装置21によって分離され、50t/hの低発熱量ガス(熱量:43.6MJ/Nm3、C1:91.1%,C2:5.5%,C3:2.6%,C4:0.8%)が発電所等へ供給される。
膜分離装置21によって分離された11.6t/hの濃縮ガス(熱量:46.9MJ/Nm3、C1:85.4%,C2:7.3%,C3:4.9%,C4:2.4%)はBOG再液化ライン13に戻され、BOGと共に分岐前気液混合装置71に供給される。
一方、第二ライン11に供給された混合液は、第二ポンプ25で昇圧されて第二気化器27で気化され、さらに熱量調整のために熱量調整器48によって11.4t/hのLPG(熱量:102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%)が添加され、150t/hの高発熱量ガス(熱量:46.0MJ/Nm3、C1:87.3%,C2:5.6%,C3:5.7%,C4:1.4%)として都市ガス需要者に供給される。
比較例として、膜分離装置21を用いないで、熱量調整器48のみによって熱量調整した場合の具体例を図17に示す。この場合には、熱量調整器48によって12.3t/hのLPGの添加が必要であり、本実施の形態の11.4t/hに比較してLPGの添加量が増加する。
このことから、本実施の形態によれば、膜分離装置21を一つ追加するだけのシンプルな構成によってLPGの添加量を少なくできるという効果が得られていることが分かる。
なお、実施の形態1では熱量調整のために添加したLPGの量が10.4t/hであったが、実施の形態3では11.4t/hとなっており、添加量が増加している。これは、第二ライン11に供給する混合ガスにBOGを混合しているために、濃縮ガスによる濃縮の効果が低減したことによる。
しかし、本実施の形態では、前述したように気液混合装置として分岐前気液混合装置71を1台設置するだけでよく、しかもBOGを液化するために既設の気液混合装置がある場合にはこれを適用できるので設備費用を低減できるという効果がある。
なお、濃縮ガス供給ライン72によって戻される濃縮ガスを分岐前気液混合装置71に直接供給するようにしてもよい。この点は、後述の実施の形態4、5においても同様である。
また、濃縮ガス供給ライン72を、第一ポンプ17昇圧後の第一ラインを流れるLNG及び/又は第二ポンプ25昇圧後の第二ラインを流れるLNGと熱交換させることで濃縮ガスを冷却し、濃縮ガスの凝縮に必要な熱量を低減することで分岐前気液混合装置71での濃縮ガスの最大混合可能量が増加するようにしてもよい。
[実施の形態4]
実施の形態4に係る液化燃料ガスの成分調整装置85を図10に基づいて説明する。なお、図10において、実施の形態3を示した図7、実施の形態2を示した図4と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態4に係る液化燃料ガスの成分調整装置85は、実施の形態3のものに、第一ライン9における第一ポンプ17の上流側に設けた第一気液混合装置15と、膜分離装置21の下流側に設けた第2膜分離装置51と、第2膜分離装置51で分離されて重質成分が濃縮された濃縮ガスを第一気液混合装置15に供給するリサイクルライン87とをさらに備えている。
リサイクルライン87にはリサイクル制御弁55が設けられ、リサイクル制御弁55の下流側に圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)が設けられている。
また、第一ライン9における第一気液混合装置15の上流側には圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)が設けられている。
なお、本実施の形態の膜分離装置21及び第2膜分離装置51は共に実施の形態3で用いた膜分離装置21と同一の構造であるが、サイズが小さいものである。
また、本実施の形態では、分岐前気液混合装置71に供給されるBOG及び濃縮ガスの全量、及び第一気液混合装置15に供給される濃縮ガスの全量が液化できる量に調整するために、濃縮ガス制御弁33、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55が第7の制御装置89によって制御される。
第7の制御装置89は、液化燃料ガスライン7における分岐前気液混合装置71の上流側、濃縮ガス供給ライン72、BOG再液化ライン13、第一ライン9における第一気液混合装置15の上流側及びリサイクルライン87のそれぞれに設置された圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)の検出値を入力して分岐前気液混合装置71で全量が液化する混合可能な濃縮ガス、BOGの最大混合可能量、及び第一気液混合装置15で全量が液化する混合可能な濃縮ガスの最大混合可能量を演算する第7演算部91と、第7演算部91の演算結果に基づいて分岐前気液混合装置71に供給される濃縮ガス量、BOG量が最大混合可能量以下になるように濃縮ガス制御弁33、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55を制御する第7制御部93とを備えている。
本実施の形態が実施の形態3と異なる点は、第2膜分離装置51で分離された濃縮ガスが第一気液混合装置15に供給される点である。このように、リサイクルライン87を経て濃縮ガスを第一ポンプ17昇圧前のLNGに混合することにより、実施の形態3と比較して膜分離装置21に供給するNGの重質成分を濃くすることができる。膜分離は分離する物質の入口分圧が高いほど透過速度が上昇するため、膜面積あたりの重質成分回収量の増加、重質成分回収率の向上、透過ガス量あたりの必要膜面積の縮小が可能になる。
本実施の形態においては膜分離装置21、及び第2膜分離装置51を直列に2台配置したことにより、膜分離装置による膜面積あたりの重質成分回収量の増加、重質成分回収率の向上、透過ガス流量あたりの必要膜面積の縮小が可能になる。
このため、実施の形態3よりも膜分離装置で分離される濃縮ガスの重質成分の割合が増加し、その結果、第二ライン11において熱量調整のために添加するLPGの量を低減できる。
なお、本実施の形態でも実施の形態3と同様に燃料ガス供給ラインに分岐前気液混合装置71を設けているので、これを既設のBOG再液化に使用されている気液混合装置で代用することができ、設備費用の低減の効果もある。
また、膜分離装置21に供給するNGの重質成分を濃くする効果は、実施の形態3において濃縮ガス供給ライン72の一部を分岐させて、第一気液混合装置15に接続されるリサイクルラインを設け、膜分離装置21で分離された濃縮ガスが該ラインを介して第一気液混合装置15に供給されることでも達成できる。この場合、膜分離装置21のサイズは装置を直列に2台配置した場合に比べて大きくなるが、膜分離装置の設置数が1台で済む。
また、リサイクルライン87を、第一ポンプ17昇圧後の第一ラインを流れるLNG及び/又は第二ポンプ25昇圧後の第二ラインを流れるLNGと熱交換させることで濃縮ガスを冷却し、濃縮ガスの凝縮に必要な熱量を低減することで第一気液混合装置15での濃縮ガスの最大混合可能量が増加するようにしてもよい。
上記の第7の制御装置89は、濃縮ガス制御弁33、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第7の制御装置89に代えて、図11に示すように、フィードバック制御によって濃縮ガス制御弁33、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55の制御を行う第8の制御装置95を適用してもよい。
第8の制御装置95は、分岐前気液混合装置71及び第一気液混合装置15の下流側にそれぞれ設けた圧力検出器(P)、温度検出器(T)及び組成検出器(A)の検出値を入力して混合後の液化燃料ガスの相状態を判定する第8演算部97と、第8演算部97の演算結果に基づいて濃縮ガス制御弁33、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55を制御する第8制御部99とを備えている。第8制御部99は、第8演算部97の判定結果によって気液混相、あるいは気相状態になるおそれがある場合には、濃縮ガス制御弁33、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55を絞って分岐前気液混合装置71及び第一気液混合装置15に供給される濃縮ガス量を少なくする。
実施の形態4による熱量調整の具体例について、図12に基づいて概説する。
図12に示す例では、LNG送出ポンプ5によって181.2t/hのLNG(熱量:44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%)が送出され、7.6t/hのBOG(熱量:39.8MJ/Nm3、C1:100%)が抜き出される。
LNG送出ポンプ5によって送出されたLNGには、分岐前気液混合装置71によって7.6t/hのBOG(熱量:39.8MJ/Nm3、C1:100%)と11.8t/hの濃縮ガス(熱量:47.1MJ/Nm3、C1:85.3%,C2:7.3%,C3:5.0%,C4:2.4%)が混合され、混合液(熱量:44.2MJ/Nm3、C1:90.2%,C2:5.8%,C3:3.0%,C4:1.0%)となりその一部である61.8t/hが第一ライン9に供給され、残りが第二ライン11に供給される。
第一ライン9に供給された混合液には第一気液混合装置15において3.0t/hの濃縮ガス(熱量:46.4MJ/m3、C1:86.3%,C2:7.1%,C3:4.6%,C4:2.0%)が混合され、混合液は第一ポンプ17、第一気化器19に供給され、その後、膜分離装置21及び第2膜分離装置51によって分離され、50t/hの低発熱量ガス(熱量:43.6MJ/Nm3、C1:91.2%,C2:5.5%,C3:2.5%,C4:0.8%)が発電所等へ供給される。
第2膜分離装置51によって分離された3.0t/hの濃縮ガス(熱量:46.4MJ/Nm3、C1:86.3%,C2:7.1%,C3:4.6%,C4:2.0%)は第一気液混合装置15に供給される。
また、膜分離装置21によって分離された11.8t/hの濃縮ガス(熱量:47.1MJ/Nm3、C1:85.3%,C2:7.3%,C3:5.0%,C4:2.4%)はBOG再液化ライン13に戻されてBOGと共に分岐前気液混合装置71に供給される。
一方、第二ライン11に供給された混合液は、第二ポンプ25で昇圧されて第二気化器27で気化され、さらに熱量調整のために熱量調整器48によって11.2t/hのLPG(熱量:102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%)が添加され、150t/hの高発熱量ガス(熱量:46.0MJ/Nm3、C1:87.3%,C2:5.6%,C3:5.7%,C4:1.4%)として都市ガス需要者に供給される。
実施の形態3では熱量調整のために添加したLPGの量が11.4t/hであったが、実施の形態4では11.2t/hとなっており、添加量が減少している。これはリサイクルライン87を設けたことにより、第一ライン9の重質成分が濃縮され、膜分離装置21、及び第2膜分離装置51で分離された濃縮ガスの熱量が増加したことによる。もっとも、実施の形態3では1基の膜分離装置21で膜分離を行っていたが、本実施の形態4では実施の形態3の膜分離装置21よりもサイズの小さな膜分離装置21、及び第2膜分離装置51を2台使用したものであり、膜分離装置の小型化を図っている。
[実施の形態5]
実施の形態5に係る液化燃料ガスの成分調整装置101を図13に基づいて説明する。なお、図13において、実施の形態4を示した図10、実施の形態2を示した図4と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態5に係る液化燃料ガスの成分調整装置101は、実施の形態4において第一ライン9に設置していた第一気液混合装置15に代えて、第二ライン11に第二気液混合装置23を設置している。そして、第二気液混合装置23に膜分離装置21で分離された濃縮ガスを供給すると共に第2膜分離装置51で分離された濃縮ガスを、リサイクルライン53を介してBOG再液化ライン13に戻すようにしている。
また、第一気液混合装置15の上流側に代えて第二気液混合装置23の上流側に圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)が設けられている。
また、本実施の形態では、分岐前気液混合装置71に供給されるBOG及び濃縮ガスの全量、及び第二気液混合装置23に供給される濃縮ガスの全量が液化できる量に調整するために、濃縮ガス制御弁33、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55が第9の制御装置103によって制御される。
第9の制御装置103は、液化燃料ガスライン7における分岐前気液混合装置71の上流側、濃縮ガス供給ライン29、BOG再液化ライン13、第二ライン11における第二気液混合装置23の上流側及びリサイクルライン53のそれぞれに設置された圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)の検出値を入力して分岐前気液混合装置71で全量が液化する混合可能な濃縮ガス、BOGの最大混合可能量、及び第二気液混合装置23で全量が液化する混合可能な濃縮ガスの最大混合可能量を演算する第9演算部105と、第9演算部105の演算結果に基づいて分岐前気液混合装置71に供給される濃縮ガス量、BOG量が最大混合可能量以下になるように濃縮ガス制御弁33、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55を制御する第9制御部107とを備えている。
本実施の形態が実施の形態4と異なる点は、膜分離装置21で分離された濃縮ガスが第二気液混合装置23に供給される点と、第2膜分離装置51で分離された濃縮ガスがBOG再液化ライン13に戻される点である。
そして、膜分離装置21で分離された濃縮ガスを第二ライン11に設置された第二気液混合装置23に供給されるようにしたことで、第二ライン11の重質成分をより増加することができ、第二ライン11で添加するLPGの量をより低減することができる。
すなわち、本実施の形態によれば、実施の形態4の効果に加えて、第二ライン11で添加するLPGの量をより低減できるという効果が得られる。
また、本実施形態において第2膜分離装置51およびリサイクルライン53を無くし、その代わりに濃縮ガス供給ライン29の一部が分岐してBOG再液化ライン13に接続されるリサイクルラインを設ける実施例も考えられる。この場合、膜分離装置21のサイズは装置を直列に2台配置した場合に比べて大きくなるが、膜分離装置の設置数が1台で済む。
上記の第9の制御装置103は、濃縮ガス制御弁33、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第9の制御装置103に代えて、図14に示すように、フィードバック制御によって濃縮ガス制御弁33、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55の制御を行う第10の制御装置109を適用してもよい。
第10の制御装置109は、分岐前気液混合装置71及び第二気液混合装置23の下流側にそれぞれ設けた圧力検出器(P)、温度検出器(T)及び組成検出器(A)の検出値を入力して混合後の液化燃料ガスの相状態を判定する第10演算部111と、第10演算部111の演算結果に基づいて濃縮ガス制御弁33、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55を制御する第10制御部113とを備えている。第10制御部113は、第10演算部111の判定結果によって気液混相、あるいは気相状態になるおそれがある場合には、濃縮ガス制御弁33、BOG制御弁31及びリサイクル制御弁55を絞って分岐前気液混合装置71及び第二気液混合装置23に供給される濃縮ガス量を少なくする。
実施の形態5による熱量調整の具体例について、図15に基づいて概説する。
図15に示す例では、LNG送出ポンプ5によって181.4t/hのLNG(熱量:44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%)が送出され、7.6t/hのBOG(熱量:39.8MJ/Nm3、C1:100%)が抜き出される。
LNG送出ポンプ5によって送出されたLNGには、分岐前混合装置によって7.6t/hのBOG(熱量:39.8MJ/Nm3、C1: 100%)と4.4t/hの濃縮ガス(熱量:46.2MJ/Nm3、C1:86.5%,C2:7.0%,C3:4.5%,C4:2.0%)が混合され、混合液となりその一部である63.4t/hが第一ライン9に供給され、残りが第二ライン11に供給される。
第一ライン9に供給された混合液は第一ポンプ17、第一気化器19に供給され、その後、膜分離装置21及び第2膜分離装置51によって分離され、50t/hの低発熱量ガス(熱量:43.5MJ/Nm3、C1:91.5%,C2:5.4%,C3:2.5%,C4:0.6%)が発電所等へ供給される。
第2膜分離装置51によって分離された4.4t/hの濃縮ガス(熱量:46.2MJ/Nm3、C1:86.5%,C2:7.0%,C3:4.5%,C4:2.0%)はBOG再液化ライン13に戻されてBOGと共に分岐前気液混合装置71に供給される。
また、膜分離装置21によって分離された9.0t/hの濃縮ガス(熱量:46.8MJ/Nm3、C1:85.7%,C2:7.3%,C3:4.8%,C4:2.2%)は第二ライン11の第二気液混合装置23に供給される。
一方、第二ライン11に供給された混合液には、第二気液混合装置23によって濃縮ガスが混合され、第二ポンプ25で昇圧されて第二気化器27で気化され、さらに熱量調整のために熱量調整器48によって11.0t/hのLPG(熱量:102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%)が添加され、150t/hの高発熱量ガス(熱量:46.0MJ/Nm3、C1:87.2%,C2:5.7%,C3:5.7%,C4:1.4%)として都市ガス需要者に供給される。
実施の形態4では熱量調整のために添加したLPGの量が11.2t/hであったが、実施の形態5では11.0t/hとなっており、添加量が減少している。これは膜分離装置21によって分離した濃縮ガスを第二ライン11の第二気液混合装置23に供給するようにしたことにより、第二ライン11の重質成分が多くなったことによる。
[実施の形態6]
実施の形態6に係る液化燃料ガスの成分調整装置115を図18に基づいて説明する。なお、図18において、実施の形態1を示した図1と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態6に係る液化燃料ガスの成分調整装置115は、実施の形態1のものに、第二ポンプ25の下流側に熱交換器117を設け、濃縮ガス供給ライン29に送られた濃縮ガスを熱交換器117を通過させ、第二ライン11の低温のLNGと高温の濃縮ガスの間で熱交換して濃縮ガスを冷却するようにしている。
濃縮ガスが冷却されることで、気液混合装置23にて液化できるガス量がより多くなる。
なお、熱交換器117で冷却された濃縮ガスは、気液混合相になってもかまわない。
また、ここでは熱交換器117は第二ポンプ25の下流に配置されているが、第一ポンプ17の下流に配置して、第一ライン9のLNGの冷熱によって濃縮ガスを冷却するようにしてもよい。この点は、同様の熱交換器117を第二ライン11に設置している実施の形態7、10、11においても同様である。
また、本実施の形態では、第一ライン9における第一気液混合装置15の上流側及び第二ライン11における第二気液混合装置23の上流側に、圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)をそれぞれ設置している。
そして、これらの検出器の検出値に基づいてBOG制御弁31及び濃縮ガス制御弁33を制御する第11の制御装置119が設けられている。
第11の制御装置119は、実施の形態1の第1の制御装置35と同様に、BOG制御弁31及び濃縮ガス制御弁33を制御して、第一気液混合装置15に供給されるBOG及び第二気液混合装置23に供給される濃縮ガス量をそれぞれ第一気液混合装置15及び第二気液混合装置23で全量が液化する量に調整するものであり、濃縮ガス供給ライン29、BOG再液化ライン13、第一ライン9及び第二ライン11のそれぞれに設置された圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)の検出値を入力して全量が液化する混合可能なBOG及び濃縮ガスの最大混合可能量を演算する第11演算部121と、第11演算部121の演算結果に基づいて第一気液混合装置15に供給されるBOG及び第二気液混合装置23に供給される濃縮ガス量が最大混合可能量以下になるように濃縮ガス制御弁33を制御する第11制御部123とを備えている。
第11演算部121は、第一気液混合装置15に流入するLNGとBOGそれぞれの圧力、温度、流量、組成を基に、LNGの過冷度およびBOGの凝縮潜熱を求め、BOGの最大混合可能量を計算する。
また、第11演算部121は、第二気液混合装置23に流入するLNGと濃縮ガスそれぞれの圧力、温度、流量、組成を基に、LNGの過冷度および濃縮ガスの凝縮潜熱を求め、濃縮ガスの最大混合可能量を計算する。
なお、濃縮ガスの混合量は、混合液の熱量が都市ガスの規定する熱量範囲の上限を超えないように制御する。
本実施の形態においては、熱交換器117を設け、濃縮ガス供給ライン29に送られた濃縮ガスを熱交換器117で冷却して第二気液混合装置23に供給するようにしているので、第二気液混合装置23にて液化できるガス量がより多くなるという効果が得られる。
上記の第11の制御装置119は、濃縮ガス制御弁33の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第11の制御装置119に代えて、図19に示すように、フィードバック制御によって濃縮ガス制御弁33の制御を行う第12の制御装置125を適用してもよい。
なお、第12の制御装置125の機能については、図2に示した第2の制御装置43と同様である。
実施の形態6による熱量調整の具体例について図20に基づいて概説する。
図20に示す例では、LNG送出ポンプ5によって183.5t/hのLNG(熱量:44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%)が送出され、7.6t/hのBOG(熱量:39.8MJ/Nm3、C1:100.0%)が抜き出される。
LNG送出ポンプ5によって送出されたLNGは、79.6t/hが第一ライン9に流れ、第一気液混合装置15によってBOG再液化ライン13から送られるBOGが混合された混合液(熱量:43.8MJ/Nm3、C1:90.9%,C2:5.4%,C3:2.7%,C4:1.0%)となり、膜分離装置21によって分離され、50t/hの低発熱量ガス(熱量:42.6MJ/Nm3、C1:93.0%,C2:4.7%,C3:1.9%,C4:0.4%)が発電所等へ供給される。
膜分離装置21で分離された37.2t/hの濃縮ガス(熱量:45.6MJ/Nm3、C1:87.8%,C2:6.4%,C3:4.0%,C4:1.8%)は熱交換器117で冷却されたのち、第二気液混合装置23によって第二ライン11に流れる103.9t/hのLNGとの混合液(熱量:44.6MJ/Nm3、C1:89.5%,C2:6.1%,C3:3.2%,C4:1.2%)となり第二ポンプ25により昇圧される。その後第二気化器27で気化され、さらに熱量調整のために熱量調整器48によって8.9t/hのLPG(熱量:102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%)が添加され、150t/hの高発熱量ガス(熱量:46.0MJ/Nm3、C1:87.2%,C2:6.0%,C3:5.4%,C4:1.4%)として都市ガス需要者に供給される。
実施の形態1では熱量調整のために添加したLPGの量が10.4t/hであったが、実施の形態6では8.9t/hとなっており、添加量が減少している。これは、熱交換器117を設け、濃縮ガス供給ライン29に送られた濃縮ガスを熱交換器117で冷却して第二気液混合装置23に供給するようにしたことで、第二気液混合装置23にて液化できるガス量が増加したことによる。
本実施の形態によれば、実施の形態1に比較して、熱量調整に必要なLPGの量を少なくできるというさらなる効果が得られている。
[実施の形態7]
実施の形態7に係る多成分系液化ガスの成分調整装置131を図21に基づいて説明する。なお、図21において、実施の形態6を示した図18と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態7に係る多成分系液化ガスの成分調整装置131が実施の形態6と異なる主な点は、第一ライン9を流れるLNGの特定成分が濃縮された濃縮ガスを気液分離して、分離された分離液を第二ライン11に供給し、分離された分離ガスを第一ライン9に供給する濃縮ガス分離供給ライン132を設けた点である。
濃縮ガス分離供給ライン132を設けたことに伴い、実施の形態6の第二気液混合装置23に代えて気液分離装置133を設けると共に、濃縮ガス分離供給ライン132には、膜分離装置で分離された濃縮ガスを第二ライン11に設けた熱交換器117で冷却して気液分離装置133に供給する濃縮ガス供給ライン29と、気液分離装置133で分離された分離液を第二ライン11に供給する分離液供給ライン134と、気液分離装置133で分離された分離ガスを第一ライン9の第一気液混合装置15に供給する分離ガス供給ライン135とを設けている。
上記の構成により、膜分離装置21で分離された濃縮ガスは熱交換器117を通過して気液分離装置133に供給され、気液分離装置133で分離された分離液が分離液供給ライン134を介して第二ライン11の第二ポンプ25の上流側に供給される。
また、気液分離装置133で分離された分離ガスは、分離ガス供給ライン135を介して第一気液混合装置15に供給され、第一ライン9を流れるLNGに混合される。
第一気液混合装置15によって混合後の流体が液体になることで、混合後の昇圧に液ポンプ(第一ポンプ17)を用いることが可能になる。
そして、分離液供給ライン134には分離液制御弁136が、分離ガス供給ライン135には分離ガス制御弁137がそれぞれ設けられている。
また、気液分離装置133には、圧力検出器(P)、温度検出器(T)及び液面レベル検出器(L)が設けられ、第一ライン9、分離ガス供給ライン135及びBOG再液化ライン13における第一気液混合装置15の上流側には、圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)がそれぞれ設けられている。
さらに、本実施の形態では、分離液制御弁136、分離ガス制御弁137、BOG制御弁31及び濃縮ガス制御弁33を制御して、第二ライン11に供給する分離液量、第一気液混合装置15に供給する分離ガス量及びBOG量、気液分離装置133に供給する濃縮ガス量を制御する第13の制御装置139が設けられている。
第13の制御装置139は、第13演算部141と第13制御部143を備えている。
第一ポンプ17は液ポンプであり、混合液に気相が残留しないことが望ましく、そのため第13演算部141は、第一ライン9、分離ガス供給ライン135及びBOG再液化ライン13における第一気液混合装置15の上流側に設けられた、圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)の検出値を入力して、第一気液混合装置15で全量が液化する混合可能なガスの最大混合可能量を演算する。
そして、第13制御部143は、第13演算部141の演算結果に基づいて分離ガス制御弁137を制御する。
また、第13制御部143は、分離液制御弁136及び濃縮ガス制御弁33の制御を行う。以下、分離液制御弁136及び濃縮ガス制御弁33の制御について具体的に説明する。
気液分離装置133では、液面レベルをある一定範囲内に制御して運用するが、分離液制御弁136は液レベルを一定に保つように開度を調整する。すなわち、液面レベルが高くなりすぎる場合は分離液制御弁136の開度を大きくし、液面レベルが低くなりすぎる場合は分離液制御弁136の開度を小さくする調整を施す。
また、気液分離装置133では、圧力をある一定範囲内に制御して運用する。詳しくは、気液分離装置133の運用圧力はLNG送出ポンプ5の吐出圧よりわずかに高い程度で制御されるが、濃縮ガス制御弁33によりその圧力を制御する。すなわち、圧力が高くなりすぎる場合は濃縮ガス制御弁33の開度を小さくし、圧力が低くなりすぎる場合は濃縮ガス制御弁33の開度を大きくする調整を施す。
上記のように構成された本実施の形態の動作を図21に基づいて説明する。
LNGタンク3からはLNG送出ポンプ5によってLNGが送出され、またBOGがBOG再液化ライン13に抜き出されて圧縮機37で圧縮されて第一ライン9の第一気液混合装置15に供給される。
LNGタンク3から送出されたLNGは、その一部が第一ライン9に流れ、残りが第二ライン11に流れる。第一ライン9に流れたLNGには、第一気液混合装置15によってBOGが混合される。BOGが混合された混合液は第一ポンプ17で例えば7.0MPaGに昇圧され、第一気化器19に供給されて全量が気化される。第一気化器19で気化されたNGは膜分離装置21に供給されて、メタンリッチの低発熱量ガスと、エタン、プロパン、ブタン等の重質成分が濃縮された濃縮ガスに分離される。そして、低発熱量ガスは発電所等へ供給され、濃縮ガスは濃縮ガス供給ライン29に送られる。
濃縮ガス供給ライン29に送られた濃縮ガスは、濃縮ガス制御弁33の開度に応じた量が第二ライン11の熱交換器117に供給される。熱交換器117では、低温のLNGと高温の濃縮ガスの間で熱交換がなされ、濃縮ガスが冷却されることで気液混合状態となり、気液分離装置133に送られる。
気液分離装置133では、ガスと液が分離される。ここで、元の濃縮ガス供給ライン29よりも分離液の熱量は更に高くなる。一方、分離ガスの熱量は濃縮ガス供給ライン29よりも低くなる。
気液分離装置133で分離された分離ガスは分離ガス制御弁137を通して第一気液混合装置15に送られ、更に熱量が高まった分離液は分離液制御弁136を通して第二ライン11の第二ポンプ25の上流に送られる。
なお、気液分離装置133で分離された高熱量の分離液を最大混合可能量混合したとしても混合液の熱量が都市ガスで要求される規定値よりも低い場合もあり得ることから、第二気化器27の下流に熱量調整器48を設けるようにしてもよい。この点は、以下の実施の形態においても同様である。
また、濃縮ガス供給ライン29の途中にバッファタンクを設けることで、濃縮ガスの分離量と混合量に差をつけられる緩衝作用を持たせるようにしてもよい。この点は、以下の実施の形態においても同様である。
膜分離装置21に供給されるNGは第一ポンプ17でLNG送出ポンプ5の吐出圧より大幅に昇圧されており、気液分離装置133の運用圧力はLNG送出ポンプ5の吐出圧よりわずかに高い程度で制御される。また、熱交換器117の圧力損失は極わずかである。
このため、膜分離装置21の供給側と透過側で差圧を十分とることができ、膜分離効率を向上することができる。すなわち、第一ポンプ17による昇圧分の圧力差を膜分離に利用でき、従来技術より大きな膜分離圧力差を確保できるようになっている。
そして、膜分離は圧力差が大きいほど物質の透過速度が上昇するため、膜面積あたりの重質成分回収量の増大や透過ガス量あたりの必要膜面積の縮小が可能になる。
以上のように、本実施の形態では、膜分離装置21における供給側と透過側で差圧を十分とることができ、膜分離圧力差が十分に確保され、分離効率を向上することができる。
しかも、第一ライン9における第一ポンプ17での昇圧と第二ライン11における第二ポンプ25の昇圧はともに液状態での昇圧であり、昇圧動力はガス状態より液状態の方がはるかに小さいため、結果として膜を透過した濃縮ガスの昇圧を、圧縮機を用いる場合に比べて消費動力を低く抑えられる。
また、第13の制御装置139によって、第一気液混合装置15に供給される分離ガスの全量が液化して混合液には気相が残留しないようにしているので、第一ポンプ17で効率的に送液することができる。
また、気液分離装置133により、濃縮ガス供給ライン29の濃縮ガスよりも更に高い熱量をもつ分離液を第二ライン11に供給することが出来る。
また、上記の第13の制御装置139は、分離ガス制御弁137の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第13の制御装置139に代えて、図22に示すように、フィードバック制御によって分離ガス制御弁137の制御を行う第14の制御装置145を適用してもよい。
第14の制御装置145は、第一気液混合装置15の下流側に設けた圧力検出器(P)、温度検出器(T)及び組成検出器(A)の検出値を入力して混合後の液化燃料ガスの相状態を判定する第14演算部147と、第14演算部147の演算結果に基づいて分離ガス制御弁137を制御する第14制御部149とを備えている。第14制御部149は、第14演算部147の判定結果によって気液混相、あるいは気相状態になるおそれがある場合には、分離ガス制御弁137を絞って第一気液混合装置15に供給される分離ガス量を少なくする。
また、分離ガス制御弁137の制御に関しては、フィードフォワード、フィードバックの他に両者を組み合わせて制御を行うようにしてよい。この点は、以下の実施の形態でも同様である。
実施の形態7による熱量調整の具体例について図23に基づいて概説する。
図23に示す例では、LNG送出ポンプ5によって184.7t/hのLNG(熱量:44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%)が送出され、7.6t/hのBOG(熱量:39.8MJ/Nm3、C1:100.0%)が抜き出される。
LNG送出ポンプ5によって送出されたLNGは、78.8t/hが第一ライン9に流れ、第一気液混合装置15によってBOG再液化ライン13から送られるBOGと気液分離装置133によって分離された分離ガスが混合された混合液(熱量:43.3MJ/Nm3、C1:92.0%,C2:4.8%,C3:2.4%,C4:0.8%)となり、膜分離装置21によって分離され、50t/hの低発熱量ガス(熱量:42.0MJ/Nm3、C1:94.3%,C2:4.0%,C3:1.5%,C4:0.2%)が発電所等へ供給される。
膜分離装置21で分離された47.4t/hの濃縮ガス(熱量:44.7MJ/Nm3、C1:89.6%,C2:5.6%,C3:3.4%,C4:1.4%)は熱交換器117で冷却されたのち、気液分離装置133で気体と液体に分離される。
気液分離装置133で分離された11.0t/hの分離ガス(熱量:39.8MJ/Nm3、C1:99.8%,C2:0.2%,C3:0.0%,C4:0.0%)は第一気液混合装置15に供給され、36.4t/hの分離液(熱量:46.5MJ/Nm3、C1:85.8%,C2:7.6%,C3:4.6%,C4:2.0%)は第二ライン11に流れる105.9t/hのLNGに供給され濃縮液(熱量:44.7MJ/Nm3、C1:89.0%,C2:6.4%,C3:3.4%,C4:1.2%)となり第二ポンプ25により昇圧される。その後第二気化器27で気化され、さらに熱量調整のために熱量調整器48によって7.7t/hのLPG(熱量:102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%)が添加され、150t/hの高発熱量ガス(熱量:46.0MJ/Nm3、C1:87.2%,C2:6.2%,C3:5.2%,C4:1.4%)として都市ガス需要者に供給される。
実施の形態6では熱量調整のために添加したLPGの量が8.9t/hであったが、実施の形態7では7.7t/hとなっており、添加量が減少している。これは、第二気液混合装置23に代えて気液分離装置133を設けたことにより、膜分離装置21で分離された濃縮ガスの熱量が気液分離装置133を通過することで増加したことによる。つまり、この熱量が増加した分、第二ライン11で最後に熱量調整として加えるLPGの必要量が減少する。
本実施の形態によれば、実施の形態6に比較して、熱量調整に必要なLPGの量を少なくできるというさらなる効果が得られている。
[実施の形態8]
実施の形態8に係る多成分系液化ガスの成分調整装置151を図24に基づいて説明する。なお、図24において、実施の形態7を示した図21と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態8に係る多成分系液化ガスの成分調整装置151は、実施の形態7における熱交換器117に代えて、第一ライン9における第一ポンプ17の下流側から気液分離装置133にLNGを供給する第一LNG供給ライン152を設けたものである。第一LNG供給ライン152には、LNG供給量を調整するための第1LNG制御弁153が設けられている。
また、本実施の形態では、分離液制御弁136、分離ガス制御弁137、第1LNG制御弁153及び濃縮ガス制御弁33を制御して、第二ライン11に供給する分離液量、第一気液混合装置15に供給する分離ガス量、気液分離装置133に供給するLNG量及び気液分離装置133に供給する濃縮ガス量を制御する第15の制御装置155が設けられている。
第15の制御装置155は、第15演算部157と第15制御部159を備えており、第15演算部157の機能は第13演算部141と同様であり、第15制御部159は第13制御部143の機能に加えて第1LNG制御弁153を制御する機能を有している。
気液分離装置133では、温度をある一定範囲内に制御して運用するが、第15制御部159は温度を一定に保つように第1LNG制御弁153の開度を調整する。すなわち、温度が高くなりすぎる場合は第1LNG制御弁153の開度を大きくし、温度が低くなりすぎる場合は第1LNG制御弁153の開度を小さくする調整を施す。
上記のように構成された本実施の形態の動作を図24に基づいて説明する。
本実施の形態の動作は実施の形態7とほぼ同様であるが、実施の形態7では膜分離装置21で分離された濃縮ガスを、熱交換器117を介して第二ライン11のLNGで冷却していたのに対して、本実施の形態では第一ライン9のLNGの一部を気液分離装置133に供給することで冷却する点が異なるので、これに関連する点について以下説明する。
濃縮ガス供給ライン29に送られた濃縮ガスは、濃縮ガス制御弁33の開度に応じた量が気液分離装置133に送られる。また、第一ポンプ17から送られたLNGのうち一部は、第1LNG制御弁153の開度に応じた量が気液分離装置133に送られる。
気液分離装置133では、ガスと液が分離される。ここで、元の濃縮ガス供給ライン29よりも分離液の熱量は更に高くなる。一方、分離ガスの熱量は濃縮ガス供給ライン29よりも低くなる。
分離ガスは分離ガス制御弁137を通して第一気液混合装置15に送られ、更に熱量が高まった液は分離液制御弁136を通して第二ライン11の第二ポンプ25の上流に送られる。
本実施の形態の作用効果については、実施の形態7と同様である。
なお、上記の第15の制御装置155は、分離ガス制御弁137の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第15の制御装置155に代えて、図25に示すように、フィードバック制御によって分離ガス制御弁137の制御を行う第16の制御装置161を適用してもよい。
実施の形態8による熱量調整の具体例について図26に基づいて概説する。
図26に示す例では、LNG送出ポンプ5によって183.1t/hのLNG(熱量:44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%)が送出され、7.6t/hのBOG(熱量:39.8MJ/Nm3、C1:100.0%)が抜き出される。
LNG送出ポンプ5によって送出されたLNGは、122.2t/hが第一ライン9に流れ、第一気液混合装置15によってBOG再液化ライン13から送られるBOGと気液分離装置133によって分離された分離ガスが混合された混合液(熱量:43.2MJ/Nm3、C1:92.2%,C2:4.7%,C3:2.3%,C4:0.8%)となり、第一ポンプ17で昇圧されたのち90.0t/hは気液分離装置133に供給され、残りは膜分離装置21によって分離され、50t/hの低発熱量ガス(熱量:42.7MJ/Nm3、C1:93.2%,C2:4.4%,C3:2.0%,C4:0.4%)が発電所等へ供給される。
膜分離装置21で分離された13.7t/hの濃縮ガス(熱量:45.3MJ/Nm3、C1:88.8%,C2:5.7%,C3:3.7%,C4:1.8%)は気液分離装置133に供給される。気液分離装置133で分離された23.9t/hの分離ガス(熱量:39.8MJ/Nm3、C1:99.8%,C2:0.2%,C3:0.0%,C4:0.0%)は第一気液混合装置15に供給され、79.8t/hの分離液(熱量:44.7MJ/Nm3、C1:89.0%,C2:6.4%,C3:3.4%,C4:1.2%)は第二ライン11に供給される。第二ライン11に流れる60.9t/hのLNGは気液分離装置133より供給される分離液によって濃縮液(熱量:44.5MJ/Nm3、C1:89.4%,C2:6.2%,C3:3.2%,C4:1.2%)となり第二ポンプ25により昇圧される。その後第二気化器27で気化され、さらに熱量調整のために熱量調整器48によって9.3t/hのLPG(熱量:102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%)が添加され、150t/hの高発熱量ガス(熱量:46.0MJ/Nm3、C1:87.1%,C2:6.1%,C3:5.4%,C4:1.4%)として都市ガス需要者に供給される。
実施の形態1では熱量調整のために添加したLPGの量が10.4t/hであったが、実施の形態8では9.3t/hとなっており、LPGの添加量が減少している。これは、実施の形態7で述べたように、第二気液混合装置23に代えて気液分離装置133を設けたことにより、膜分離装置21で分離された濃縮ガスの熱量が気液分離装置133を通過することで増加したことによる。
したがって、本実施の形態によれば、実施の形態1に比較して、熱量調整に必要なLPGの量を少なくできるというさらなる効果が得られている。
[実施の形態9]
実施の形態9に係る多成分系液化ガスの成分調整装置167を図27に基づいて説明する。なお、図27において、実施の形態8を示した図24と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態8では気液分離装置133に第一LNG供給ライン152から第一ラインのLNGの一部を供給していたが、実施の形態9に係る多成分系液化ガスの成分調整装置167においては、第二ライン11の第二ポンプ25の下流側から第二LNG供給ライン168を介して第二ライン11のLNGの一部を気液分離装置133に供給するようにしている。これに伴い、第一ライン9の第一ポンプ17の下流側から第一ライン9のLNGの一部を第二ライン11の第二ポンプ25の上流側に供給する第一LNG分岐ライン169を設けている。
第二LNG供給ライン168には、LNG供給量を調整するための第2LNG制御弁170が設けられ、第一LNG分岐ライン169には第3LNG制御弁171が設けられている。
また、本実施の形態では、分離液制御弁136、分離ガス制御弁137、第2LNG制御弁170、第3LNG制御弁171及び濃縮ガス制御弁33を制御して、第二ライン11に供給する分離液量、第一気液混合装置15に供給する分離ガス量、気液分離装置133に供給するLNG量、第一ライン9から第二ライン11に供給するLNG量及び気液分離装置133に供給する濃縮ガス量を制御する第17の制御装置172が設けられている。
第17の制御装置172は、第17演算部173と第17制御部175を備えており、第17演算部173の機能は第15演算部157と同様であり、第17制御部175は第15制御部159の機能に加えて第2LNG制御弁170及び第3LNG制御弁171を制御する機能を有している。
気液分離装置133では、温度をある一定範囲内に制御して運用するが、第17制御部175は温度を一定に保つように第2LNG制御弁170の開度を調整する。すなわち、温度が高くなりすぎる場合は第2LNG制御弁170の開度を大きくし、温度が低くなりすぎる場合は第2LNG制御弁170の開度を小さくする調整を施す。
また、第17制御部175は、第一LNG分岐ライン169に流れるLNGの流量が、第二LNG供給ライン168に流れるLNGの流量と同じかやや大きくなるように、第3LNG制御弁171の開度を調整する。
上記のように構成された本実施の形態の動作を図27に基づいて説明する。
本実施の形態の動作は実施の形態8とほぼ同様であるが、実施の形態8では第一ライン9のLNGの一部を気液分離装置133に供給していたのに対して、本実施の形態では第二ライン11のLNGの一部を気液分離装置133に供給している点が異なるので、これに関連する点について以下説明する。
濃縮ガス供給ライン29に送られた濃縮ガスは、濃縮ガス制御弁33の開度に応じた量が気液分離装置133に送られる。また、第二ポンプ25から送られたLNGのうち一部は、第2LNG制御弁170の開度に応じた量が気液分離装置133に送られる。さらに、第一ポンプ17から送られたLNGのうち一部は、第3LNG制御弁171の開度に応じた量が第二ポンプ25の上流側に送られる。
本実施の形態の作用効果については、実施の形態7、8と同様である。
なお、上記の第17の制御装置172は、分離ガス制御弁137の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第17の制御装置172に代えて、図28に示すように、フィードバック制御によって分離ガス制御弁137の制御を行う第18の制御装置177を適用してもよい。
実施の形態9による熱量調整の具体例について図29に基づいて概説する。
図29に示す例では、LNG送出ポンプ5によって183.5t/hのLNG(熱量:44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%)が送出され、7.6t/hのBOG(熱量:39.8MJ/Nm3、C1:100.0%)が抜き出される。
LNG送出ポンプ5によって送出されたLNGは、124.7t/hが第一ライン9に流れ、第一気液混合装置15によってBOG再液化ライン13から送られるBOGと気液分離装置133によって分離された分離ガスが混合された混合液(熱量:43.2MJ/Nm3、C1:92.3%,C2:4.6%,C3:2.3%,C4:0.8%)となり、第一ポンプ17で昇圧されたのち90.0t/hは第二ライン11に供給され、残りは膜分離装置21によって分離され、50t/hの低発熱量ガス(熱量:42.5MJ/Nm3、C1:93.4%,C2:4.3%,C3:1.9%,C4:0.4%)が発電所等へ供給される。
膜分離装置21で分離された18.3t/hの濃縮ガス(熱量:45.1MJ/Nm3、C1:88.9%,C2:5.7%,C3:3.6%,C4:1.8%)は気液分離装置133に供給される。気液分離装置133で分離された26.0t/hの分離ガス(熱量:39.8MJ/Nm3、C1:99.8%,C2:0.2%,C3:0.0%,C4:0.0%)は第一気液混合装置15に供給され、62.3t/hの分離液(熱量:47.2MJ/Nm3、C1:83.8%,C2:9.2%,C3:5.0%,C4:2.0%)は第二ライン11に供給される。第二ライン11に流れる58.8t/hのLNGは第一ライン9より混合液が供給されたのち気液分離装置133より供給される分離液によって濃縮液(熱量:44.6MJ/Nm3、C1:89.3%,C2:6.3%,C3:3.2%,C4:1.2%)となり第二ポンプ25により昇圧される。その後70.0t/hが気液分離装置133に供給され、残りが第二気化器27で気化され、さらに熱量調整のために熱量調整器48によって8.9t/hのLPG(熱量:102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%)が添加され、150t/hの高発熱量ガス(熱量:46.0MJ/Nm3、C1:87.1%,C2:6.1%,C3:5.4%,C4:1.4%)として都市ガス需要者に供給される。
実施の形態1では熱量調整のために添加したLPGの量が10.4t/hであったが、実施の形態9では8.9t/hとなっており、添加量が減少している。この点は、実施の形態7で説明したように、第二気液混合装置23に代えて気液分離装置133を設けたことにより、膜分離装置21で分離された濃縮ガスの熱量が気液分離装置133を通過することで増加したことによるものであり、この熱量が増加した分、第二ライン11で最後に熱量調整として加えるLPGの必要量が減少する。
本実施の形態によれば、実施の形態1に比較して、熱量調整に必要なLPGの量を少なくできるというさらなる効果が得られている。
[実施の形態10]
実施の形態10に係る液化燃料ガスの成分調整装置183を図30に基づいて説明する。なお、図30において、実施の形態3を示した図7と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態10に係る液化燃料ガスの成分調整装置183は、実施の形態3のものに、第二ポンプ25の下流側に熱交換器117を設け、濃縮ガス供給ライン29に送られた濃縮ガスを熱交換器117を通過させ、第二ライン11の低温のLNGと高温の濃縮ガスの間で熱交換して濃縮ガスを冷却するようにしている。
濃縮ガスが冷却されることで、分岐前気液混合装置71にて液化できるガス量がより多くなる。
なお、熱交換器117で冷却された濃縮ガスは、気液混合相になってもかまわない。
また、ここでは熱交換器117は第二ポンプ25の下流に配置されているが、第一ポンプ17の下流に配置して、第一ラインのLNGの冷熱によって濃縮ガスを冷却するようにしてもよい。
本実施の形態10の液化燃料ガスの成分調整装置183は、分岐前気液混合装置71に供給されるBOG及び濃縮ガスの全量が液化できる量に調整するために、BOG制御弁31及び濃縮ガス制御弁33を制御する第19の制御装置185を備えている。そして、第19の制御装置185は、第19演算部187及び第19制御部189を備えているが、これらの機能は実施の形態3の第5演算部75及び第5制御部77と同様である。
なお、上記の第19の制御装置185は、BOG制御弁31及び濃縮ガス制御弁33の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第19の制御装置185に代えて、図31に示すように、フィードバック制御によってBOG制御弁31及び濃縮ガス制御弁33の制御を行う第20の制御装置191を適用してもよい。
なお、第20の制御装置191の機能については、図8に示した第6の制御装置79と同様である。
実施の形態10による熱量調整の具体例について図32に基づいて概説する。
図32に示す例では、LNG送出ポンプ5によって183.1t/hのLNG(熱量:44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%)が送出され、7.6t/hのBOG(熱量:39.8MJ/Nm3、C1:100%)が抜き出される。
LNG送出ポンプ5によって送出されたLNGには、分岐前気液混合装置71によってBOG再液化ライン13から送られるBOGと熱交換器117で冷却された濃縮ガスが混合され、混合液(熱量:44.5MJ/Nm3、C1:89.6%,C2:6.0%,C3:3.2%,C4:1.2%)となり、そのうち104.5t/hが第一ライン9に供給され、140.7t/hが第二ライン11に供給される。
第一ライン9に供給された混合液は、第一ポンプ17、第一気化器19、膜分離装置21に供給され、膜分離装置21によって分離され、50t/hの低発熱量ガス(熱量:42.7MJ/Nm3、C1:92.6%,C2:5.0%,C3:2.0%,C4:0.4%)が発電所等へ供給される。
膜分離装置21によって分離された54.5t/hの濃縮ガス(熱量:46.3MJ/Nm3、C1:86.5%,C2:7.0%,C3:4.5%,C4:2.0%)は熱交換器117で冷却されたのち、分岐前気液混合装置71に供給される。
一方、第二ライン11に供給された混合液は、第二ポンプ25で昇圧されて第二気化器27で気化され、さらに熱量調整のために熱量調整器48によって9.3t/hのLPG(熱量:102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%)が添加され、150t/hの高発熱量ガス(熱量:46.0MJ/Nm3、C1:87.4%,C2:5.8%,C3:5.4%,C4:1.4%)として都市ガス需要者に供給される。
実施の形態3では熱量調整のために添加したLPGの量が11.4t/hであったが、実施の形態10では9.3t/hとなっており、添加量が減少している。これは、熱交換器117を設け、濃縮ガス供給ライン29に送られた濃縮ガスを熱交換器117で冷却して分岐前気液混合装置71に供給するようにしたことで、分岐前気液混合装置71にて液化できるガス量が増加したことによる。
本実施の形態によれば、実施の形態3に比較して、熱量調整に必要なLPGの量を少なくできるというさらなる効果が得られている。
[実施の形態11]
実施の形態11に係る多成分系液化ガスの成分調整装置197を図33に基づいて説明する。なお、図33において、実施の形態10を示した図30及び実施の形態7を示した図21と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態11に係る多成分系液化ガスの成分調整装置197が実施の形態10と異なる主な点は、前述の実施の形態7が実施の形態6と異なる主な点として説明したのとほぼ同様であり、第一ライン9を流れるLNGの特定成分が濃縮された濃縮ガスを気液分離して、分離された分離液を第二ライン11に供給し、分離された分離ガスを分岐前気液混合装置71に供給する濃縮ガス分離供給ライン132を設けた点である。
濃縮ガス分離供給ライン132を設けたことに伴い気液分離装置133を新たに設け、濃縮ガス分離供給ライン132には、膜分離装置で分離された濃縮ガスを第二ライン11に設けた熱交換器117で冷却して気液分離装置133に供給する濃縮ガス供給ライン29と、気液分離装置133で分離された分離液を第二ライン11に供給する分離液供給ライン134と、気液分離装置133で分離された分離ガスを分岐前気液混合装置71に供給する分離ガス供給ライン135とを設けている。
本実施の形態11の液化燃料ガスの成分調整装置197は、分岐前気液混合装置71に供給されるBOG及び分離ガスの全量が液化できる量に調整するために、BOG制御弁31及び濃縮ガス制御弁33を制御する第21の制御装置199を備えている。そして、第21の制御装置199は、第21演算部201及び第21制御部203を備えているが、これらの機能は実施の形態7の第13演算部141及び第13制御部143と同様である。
なお、上記の第21の制御装置199は、BOG制御弁31及び分離ガス制御弁137の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第21の制御装置199に代えて、図34に示すように、フィードバック制御によってBOG制御弁31及び濃縮ガス制御弁33の制御を行う第22の制御装置205を適用してもよい。
なお、第22の制御装置205の機能については、図22に示した第14の制御装置145と同様である。
実施の形態11による熱量調整の具体例について図35に基づいて概説する。
図35に示す例では、LNG送出ポンプ5によって184.7t/hのLNG(熱量:44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%)が送出され、7.6t/hのBOG(熱量:39.8MJ/Nm3、C1:100%)が抜き出される。
LNG送出ポンプ5によって送出されたLNGには、分岐前気液混合装置71によってBOG再液化ライン13から送られるBOGと気液分離装置133で分離された分離ガスが混合され、混合液(熱量:43.4MJ/Nm3、C1:91.8%,C2:5.1%,C3:2.3%,C4:0.8%)となり、そのうち103.0t/hが第一ライン9に供給され、130.5t/hが第二ライン11に供給される。
第一ライン9に供給された混合液は、第一ポンプ17、第一気化器19、膜分離装置21に供給され、膜分離装置21によって分離され、50t/hの低発熱量ガス(熱量:42.0MJ/Nm3、C1:94.2%,C2:4.2%,C3:1.4%,C4:0.2%)が発電所等へ供給される。
膜分離装置21によって分離された53.0t/hの濃縮ガス(熱量:44.7MJ/Nm3、C1:89.3%,C2:6.0%,C3:3.3%,C4:1.4%)は熱交換器117で冷却されたのち、気液分離装置133で気体と液体に分離される。
気液分離装置133で分離された41.2t/hの分離ガス(熱量:40.5MJ/Nm3、C1:97.6%,C2:2.3%,C3:0.1%,C4:0.0%)は分岐前気液混合装置71に供給される。
一方、第二ライン11に供給された混合液は、気液分離装置133で分離された11.8t/hの分離液(熱量:69.5MJ/Nm3、C1:35.0%,C2:30.3%,C3:24.3%,C4:10.4%)が供給され濃縮液(熱量:44.8MJ/Nm3、C1:89.1%,C2:6.3%,C3:3.4%,C4:1.2%)となり第二ポンプ25で昇圧されて第二気化器27で気化され、さらに熱量調整のために熱量調整器48によって7.7t/hのLPG(熱量:102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%)が添加され、150t/hの高発熱量ガス(熱量:46.0MJ/Nm3、C1:87.1%,C2:6.2%,C3:5.3%,C4:1.4%)として都市ガス需要者に供給される。
実施の形態10では熱量調整のために添加したLPGの量が9.3t/hであったが、実施の形態11では7.7t/hとなっており、添加量が減少している。これは気液分離装置133を設けたことにより、膜分離装置21で分離された濃縮ガスの熱量が気液分離装置133を通過することで増加し、この熱量が増加した分、第二ライン11で最後に熱量調整として加えるLPGの必要量が減少することによる。
本実施の形態によれば、実施の形態10に比較して、熱量調整に必要なLPGの量を少なくできるというさらなる効果が得られている。
[実施の形態12]
実施の形態12に係る多成分系液化ガスの成分調整装置211を図36に基づいて説明する。なお、図36において、実施の形態11を示した図33と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態12に係る多成分系液化ガスの成分調整装置211は、実施の形態11における熱交換器117に代えて、第二ライン11における第二ポンプ25の下流側から気液分離装置133にLNGを供給する第二LNG供給ライン168を設けたものである。第二LNG供給ライン168には、LNG供給量を調整するための第2LNG制御弁170が設けられている。
本実施の形態の多成分系液化ガスの成分調整装置211は、BOG制御弁31、分離ガス制御弁137、分離液制御弁136、第2LNG制御弁170及び濃縮ガス制御弁33を制御して、分岐前気液混合装置71に供給するBOG量、分離ガス量、気液分離装置133から第二ライン11に供給する分離液量、第二ライン11から気液分離装置133に供給するLNG量及び濃縮ガス供給ライン29から気液分離装置133に供給する濃縮ガス量を制御する第23の制御装置213を備えている。
そして、第23の制御装置213は、第23演算部215を備えているが、この機能は実施の形態11の第21演算部201と同様である。また、第23の制御装置213は、第23制御部217を備えているが、この機能は実施の形態11の第21制御部203の機能に加えて第2LNG制御弁170を制御する機能を有している。
なお、図36に示している第23の制御装置213は、BOG制御弁31及び分離ガス制御弁137の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第23の制御装置213に代えて、図37に示すように、フィードバック制御によってBOG制御弁31及び分離ガス制御弁137の制御を行う第24の制御装置219を適用してもよい。
実施の形態12による熱量調整の具体例について図38に基づいて概説する。
図38に示す例では、LNG送出ポンプ5によって184.1t/hのLNG(熱量:44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%)が送出され、7.6t/hのBOG(熱量:39.8MJ/Nm3、C1:100%)が抜き出される。
LNG送出ポンプ5によって送出されたLNGには、分岐前気液混合装置71によってBOG再液化ライン13から送られるBOGと気液分離装置133で分離された分離ガスが混合され、混合液(熱量:43.1MJ/Nm3、C1:92.3%,C2:4.6%,C3:2.3%,C4:0.8%)となり、そのうち75.9t/hが第一ライン9に供給され、161.6t/hが第二ライン11に供給される。
第一ライン9に供給された混合液は、第一ポンプ17、第一気化器19、膜分離装置21に供給され、膜分離装置21によって分離され、50t/hの低発熱量ガス(熱量:42.3MJ/Nm3、C1:93.8%,C2:4.1%,C3:1.7%,C4:0.4%)が発電所等へ供給される。
膜分離装置21によって分離された25.9t/hの濃縮ガス(熱量:44.9MJ/Nm3、C1:89.5%,C2:5.5%,C3:3.4%,C4:1.6%)は気液分離装置133で気体と液体に分離される。
気液分離装置133で分離された45.8t/hの分離ガス(熱量:39.9MJ/Nm3、C1:99.7%,C2:0.3%,C3:0.0%,C4:0.0%)は分岐前気液混合装置71に供給される。
一方、第二ライン11に供給された混合液は、気液分離装置133で分離された70.1t/hの分離液(熱量:48.7MJ/Nm3、C1:80.5%,C2:11.0%,C3:6.1%,C4:2.4%)が供給され濃縮液(熱量:44.7MJ/Nm3、C1:89.2%,C2:6.3%,C3:3.3%,C4:1.2%)となり第二ポンプ25で昇圧される。その後90.0t/hが気液分離装置133に供給され、残りが第二気化器27で気化され、さらに熱量調整のために熱量調整器48によって8.3t/hのLPG(熱量:102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%)が添加され、150t/hの高発熱量ガス(熱量:46.0MJ/Nm3、C1:87.1%,C2:6.2%,C3:5.3%,C4:1.4%)として都市ガス需要者に供給される。
実施の形態10では熱量調整のために添加したLPGの量が9.3t/hであったが、実施の形態12では8.3t/hとなっており、添加量が減少している。これは気液分離装置133を設けたことにより、膜分離装置21で分離された濃縮ガスの熱量が気液分離装置133を通過することで増加し、この熱量が増加した分、第二ライン11で最後に熱量調整として加えるLPGの必要量が減少することによる。
本実施の形態によれば、実施の形態10に比較して、熱量調整に必要なLPGの量を少なくできるというさらなる効果が得られている。
1 成分調整装置(実施の形態1)
3 LNGタンク
5 LNG送出ポンプ
7 液化燃料ガスライン
9 第一ライン
11 第二ライン
13 BOG再液化ライン
15 第一気液混合装置
17 第一ポンプ
19 第一気化器
21 膜分離装置
23 第二気液混合装置
25 第二ポンプ
27 第二気化器
29 濃縮ガス供給ライン
31 BOG制御弁
33 濃縮ガス制御弁
35 第1の制御装置
37 圧縮機
39 第1演算部
41 第1制御部
43 第2の制御装置
45 第2演算部
47 第2制御部
48 熱量調整器
49 成分調整装置(実施の形態2)
51 第2膜分離装置
53 リサイクルライン
55 リサイクル制御弁
57 第3の制御装置
59 第3演算部
61 第3制御部
63 第4の制御装置
65 第4演算部
67 第4制御部
69 成分調整装置(実施の形態3)
71 分岐前気液混合装置
72 濃縮ガス供給ライン
73 第5の制御装置
75 第5演算部
77 第5制御部
79 第6の制御装置
81 第6演算部
83 第6制御部
85 成分調整装置(実施の形態4)
87 リサイクルライン
89 第7の制御装置
91 第7演算部
93 第7制御部
95 第8の制御装置
97 第8演算部
99 第8制御部
101 成分調整装置(実施の形態5)
103 第9の制御装置
105 第9演算部
107 第9制御部
109 第10の制御装置
111 第10演算部
113 第10制御部
115 成分調整装置(実施の形態6)
117 熱交換器
119 第11の制御装置
121 第11演算部
123 第11制御部
125 第12の制御装置
127 第12演算部
129 第12制御部
131 成分調整装置(実施の形態7)
132 濃縮ガス分離供給ライン
133 気液分離装置
134 分離液供給ライン
135 分離ガス供給ライン
136 分離液制御弁
137 分離ガス制御弁
139 第13の制御装置
141 第13演算部
143 第13制御部
145 第14の制御装置
147 第14演算部
149 第14制御部
151 成分調整装置(実施の形態8)
152 第一LNG供給ライン
153 第1LNG制御弁
155 第15の制御装置
157 第15演算部
159 第15制御部
161 第16の制御装置
163 第16演算部
165 第16制御部
167 成分調整装置(実施の形態9)
168 第二LNG供給ライン
169 第一LNG分岐ライン
170 第2LNG制御弁
171 第3LNG制御弁
172 第17の制御装置
173 第17演算部
175 第17制御部
177 第18の制御装置
179 第18演算部
181 第18制御部
183 成分調整装置(実施の形態10)
185 第19の制御装置
187 第19演算部
189 第19制御部
191 第20の制御装置
193 第20演算部
195 第20制御部
197 成分調整装置(実施の形態11)
199 第21の制御装置
201 第21演算部
203 第21制御部
205 第22の制御装置
207 第22演算部
209 第22制御部
211 成分調整装置(実施の形態12)
213 第23の制御装置
215 第23演算部
217 第23制御部
219 第24の制御装置
221 第24演算部
223 第24制御部

Claims (22)

  1. 液化燃料ガスにおける重質成分が希薄となった低発熱量ガスを供給するための第一ラインと、液化燃料ガスにおける重質成分が濃縮された都市ガス用の高発熱量ガスを供給するための第二ラインと、液化燃料タンクで発生したBOGを再液化するためのBOG再液化ラインとを備え、
    前記第一ラインは、前記液化燃料ガスに前記BOG再液化ラインから供給されるBOGを混合する第一気液混合装置と、該第一気液混合装置で混合された第一混合液を昇圧する第一ポンプと、昇圧された液化燃料ガスを気化する第一気化器と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置とを有し、
    前記第二ラインは、前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記液化燃料ガスに混合する第二気液混合装置と、該第二気液混合装置で混合された混合液を昇圧する第二ポンプと、昇圧された混合液を気化する第二気化器とを有し、
    前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記第二気液混合装置に供給する濃縮ガス供給ラインとを備えたことを特徴とする液化燃料ガスの成分調整装置。
  2. 前記第一ライン及び前記第二ラインは、液化燃料タンクから送出された液化燃料ガスが流れる液化燃料ガスラインが分岐したものであることを特徴とする請求項1記載の液化燃料ガスの成分調整装置。
  3. 前記膜分離装置の下流側に設けた第2膜分離装置と、該第2膜分離装置で分離されて重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記BOG再液化ライン又は前記第一気液混合装置に供給するリサイクルラインとを備えたことを特徴とする請求項2記載の液化燃料ガスの成分調整装置。
  4. 液化燃料タンクから送出された液化燃料ガスが流れる液化燃料ガスラインと、該液化燃料ガスラインが分岐した、重質成分が希薄となった低発熱量ガスを供給するための第一ラインと、重質成分が濃縮された都市ガス用の高発熱量ガスを供給するための第二ラインと、前記液化燃料タンクで発生したBOGを再液化するためのBOG再液化ラインとを備え、
    前記液化燃料ガスラインは前記液化燃料ガスに前記BOG再液化ラインから供給されるBOGを混合する分岐前気液混合装置を有し、
    前記第一ラインは、前記分岐前気液混合装置で混合された混合液を昇圧する第一ポンプと、昇圧された液化燃料ガスを気化する第一気化器と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置とを有し、
    前記第二ラインは、前記分岐前気液混合装置で混合された混合液を昇圧する第二ポンプと、昇圧された混合液を気化する第二気化器とを有し、
    前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記BOG再液化ライン又は前記分岐前気液混合装置に供給する濃縮ガス供給ラインとを備えたことを特徴とする液化燃料ガスの成分調整装置。
  5. 前記第一ラインは、前記第一ポンプの上流側に前記混合液に重質成分が濃縮された濃縮ガスを混合する第一気液混合装置と、前記膜分離装置の下流側に設けた第2膜分離装置と、該第2膜分離装置で分離されて重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記第一気液混合装置に供給するリサイクルラインとを備えたことを特徴とする請求項4記載の液化燃料ガスの成分調整装置。
  6. 液化燃料タンクから送出された液化燃料ガスが流れる液化燃料ガスラインと、該液化燃料ガスラインが分岐した、重質成分が希薄となった低発熱量ガスを供給するための第一ラインと、重質成分が濃縮された都市ガス用の高発熱量ガスを供給するための第二ラインと、前記液化燃料タンクで発生したBOGを再液化するためのBOG再液化ラインとを備え、
    前記液化燃料ガスラインは前記液化燃料ガスに前記BOG再液化ラインから供給されるBOGを混合する分岐前気液混合装置を有し、
    前記第一ラインは、前記分岐前気液混合装置で混合された混合液を昇圧する第一ポンプと、昇圧された液化燃料ガスを気化する第一気化器と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置と、該膜分離装置の下流側に設けられて前記膜分離装置を通過した重質成分が希薄となったガスから重質成分を分離する第2膜分離装置とを有し、
    前記第二ラインは、前記分岐前気液混合装置で混合された混合液に前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを混合する第二気液混合装置と、第二気液混合装置で混合された混合液を昇圧する第二ポンプと、昇圧された混合液を気化する第二気化器とを有し、
    前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記第二気液混合装置に供給する濃縮ガス供給ラインと、
    前記第2膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記BOG再液化ライン又は前記分岐前気液混合装置に供給するリサイクルラインとを備えたことを特徴とする液化燃料ガスの成分調整装置。
  7. 前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
    前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
    前記液化燃料ガスラインを流れる前記液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記濃縮ガス供給ラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記BOG再液化ラインを流れるBOGの圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記第一気液混合装置に供給されるBOG及び前記第二気液混合装置に供給される濃縮ガスの全量が前記第一気液混合装置及び前記第二気液混合装置で液化するように前記濃縮ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御する第1の制御装置とを備えたことを特徴とする請求項2記載の液化燃料ガスの成分調整装置。
  8. 前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
    前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
    前記第一気液混合装置及び前記第二気液混合装置の下流側において前記第一気液混合装置及び前記第二気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記濃縮ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御する第2の制御装置とを備えたことを特徴とする請求項2記載の液化燃料ガスの成分調整装置。
  9. 前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
    前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
    前記リサイクルラインに設けられて該リサイクルラインを流れる濃縮ガスの量を調整するリサイクル制御弁と、
    前記液化燃料ガスラインを流れる前記液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記濃縮ガス供給ラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記BOG再液化ラインを流れるBOGの圧力、温度、流量及び組成と、前記リサイクルラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記第一気液混合装置に供給されるBOG及び濃縮ガス、及び前記第二気液混合装置に供給される濃縮ガスの全量が前記第一気液混合装置及び前記第二気液混合装置で液化するように前記濃縮ガス制御弁、前記BOG制御弁及び前記リサイクル制御弁を制御する第3の制御装置とを備えたことを特徴とする請求項3記載の液化燃料ガスの成分調整装置。
  10. 前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
    前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
    前記リサイクルラインに設けられて該リサイクルラインを流れる濃縮ガスの量を調整するリサイクル制御弁と、
    前記第一気液混合装置及び前記第二気液混合装置の下流側において前記第一気液混合装置及び前記第二気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記濃縮ガス制御弁、前記BOG制御弁及び前記リサイクル制御弁を制御する第4の制御装置とを備えたことを特徴とする請求項3記載の液化燃料ガスの成分調整装置。
  11. 前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
    前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
    前記液化燃料ガスラインを流れる前記液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記濃縮ガス供給ラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記BOG再液化ラインを流れるBOGの圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記分岐前気液混合装置に供給されるBOG及び濃縮ガスの全量が前記分岐前気液混合装置で液化するように前記濃縮ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御する第5の制御装置とを備えたことを特徴とする請求項4記載の液化燃料ガスの成分調整装置。
  12. 前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
    前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
    前記分岐前気液混合装置の下流側において前記分岐前気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記濃縮ガス制御弁及び前記BOG制御弁を制御する第6の制御装置とを備えたことを特徴とする請求項4記載の液化燃料ガスの成分調整装置。
  13. 前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
    前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
    前記リサイクルラインに設けられて該リサイクルラインを流れる濃縮ガスの量を調整するリサイクル制御弁と、
    前記分岐前気液混合装置に供給される前記液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記濃縮ガス供給ラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記BOG再液化ラインを流れるBOGの圧力、温度、流量及び組成と、前記リサイクルラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記第一気液混合装置に供給される混合液の圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記分岐前気液混合装置に供給されるBOG及び濃縮ガス、及び前記第一気液混合装置に供給される濃縮ガスの全量が前記分岐前気液混合装置及び前記第一気液混合装置で液化するように前記濃縮ガス制御弁、前記BOG制御弁及び前記リサイクル制御弁を制御する第7の制御装置とを備えたことを特徴とする請求項5記載の液化燃料ガスの成分調整装置。
  14. 前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
    前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
    前記リサイクルラインに設けられて該リサイクルラインを流れる濃縮ガスの量を調整するリサイクル制御弁と、
    前記分岐前気液混合装置及び前記第一気液混合装置の下流側において前記分岐前気液混合装置及び前記第一気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記濃縮ガス制御弁、前記BOG制御弁及び前記リサイクル制御弁を制御する第8の制御装置とを備えたことを特徴とする請求項5記載の液化燃料ガスの成分調整装置。
  15. 前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
    前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
    前記リサイクルラインに設けられて該リサイクルラインを流れる濃縮ガスの量を調整するリサイクル制御弁と、
    前記分岐前気液混合装置に供給される前記液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記濃縮ガス供給ラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記BOG再液化ラインを流れるBOGの圧力、温度、流量及び組成と、前記リサイクルラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記第二気液混合装置に供給される混合液の圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記分岐前気液混合装置に供給されるBOG及び濃縮ガス、及び前記第二気液混合装置に供給される濃縮ガスの全量が前記分岐前気液混合装置及び前記第二気液混合装置で液化するように前記濃縮ガス制御弁、前記BOG制御弁及び前記リサイクル制御弁を制御する第9の制御装置とを備えたことを特徴とする請求項6記載の液化燃料ガスの成分調整装置。
  16. 前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
    前記BOG再液化ラインに設けられて該BOG再液化ラインを流れるBOGの量を調整するBOG制御弁と、
    前記リサイクルラインに設けられて該リサイクルラインを流れる濃縮ガスの量を調整するリサイクル制御弁と、
    前記分岐前気液混合装置及び前記第二気液混合装置の下流側において前記分岐前気液混合装置及び前記第二気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記濃縮ガス制御弁、前記BOG制御弁及び前記リサイクル制御弁を制御する第10の制御装置とを備えたことを特徴とする請求項6記載の液化燃料ガスの成分調整装置。
  17. 濃縮ガス供給ラインにおいて、前記膜分離装置で分離された濃縮ガスを前記第一ライン又は前記第二ラインを流れる多成分系液化ガスの冷熱で冷却する熱交換器を設けたことを特徴とする請求項1乃至16のいずれか一項に記載の液化燃料ガスの成分調整装置。
  18. 液化燃料ガスにおける重質成分が希薄となった低発熱量ガスを供給するための第一ラインと、液化燃料ガスにおける重質成分が濃縮された都市ガス用の高発熱量ガスを供給するための第二ラインと、液化燃料タンクで発生したBOGを再液化するためのBOG再液化ラインと、前記第一ラインを流れる液化燃料ガスの特定成分が濃縮された濃縮ガスを気液分離装置で気液分離して、分離された分離液を前記第二ラインに供給し、分離された分離ガスを前記第一ラインに供給する濃縮ガス分離供給ラインとを備え、
    前記第一ラインは、前記液化燃料ガスに前記BOG再液化ラインから供給されるBOGを混合する第一気液混合装置と、該第一気液混合装置で混合された第一混合液を昇圧する第一ポンプと、昇圧された液化燃料ガスを気化する第一気化器と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置とを有し、
    濃縮ガス分離供給ラインは、前記膜分離装置で分離された濃縮ガスを前記気液分離装置に供給する濃縮ガス供給ラインと、該濃縮ガス供給ラインに設けられて第一ライン又は前記第二ラインを流れる液化燃料ガスの冷熱で前記濃縮ガスを冷却する熱交換器と、前記気液分離装置で分離された分離液を前記第二ラインに供給する分離液供給ラインと、前記気液分離装置で分離された分離ガスを前記第一ラインの第一気液混合装置に供給する分離ガス供給ラインとを有し、
    前記第二ラインは、前記分離液供給ラインから供給された分離液が混合された混合液を昇圧する第二ポンプと、昇圧された混合液を気化する第二気化器と有することを特徴とする液化燃料ガスの成分調整装置。
  19. 前記濃縮ガス供給ラインにおいて熱交換器を設ける代わりに、前記第一ラインを流れる液化燃料ガスの一部を前記第一ポンプの下流側から前記気液分離装置に供給する第一液化燃料ガス供給ラインを設けたことを特徴とする請求項18記載の液化燃料ガスの成分調整装置。
  20. 前記濃縮ガス供給ラインにおいて熱交換器を設ける代わりに、前記第二ラインを流れる液化燃料ガスの一部を第二ポンプの下流側から前記気液分離装置に供給する第二液化燃料ガス供給ラインと、第一ラインにおける第一ポンプの下流側から前記第二ラインの前記第二ポンプの上流側に液化燃料ガスを供給する第一液化燃料ガス分岐ラインを設けたことを特徴とする請求項18記載の液化燃料ガスの成分調整装置。
  21. 液化燃料タンクから送出された液化燃料ガスが流れる液化燃料ガスラインと、該液化燃料ガスラインが分岐した、重質成分が希薄となった低発熱量ガスを供給するための第一ラインと、重質成分が濃縮された都市ガス用の高発熱量ガスを供給するための第二ラインと、前記液化燃料タンクで発生したBOGを再液化するためのBOG再液化ラインと、前記第一ラインを流れる液化燃料ガスの特定成分が濃縮された濃縮ガスを気液分離装置で気液分離して、分離された分離液を前記第二ラインに供給し、分離された分離ガスを前記液化燃料ガスラインに供給する濃縮ガス分離供給ラインとを備え、
    前記液化燃料ガスラインは前記液化燃料ガスに前記BOG再液化ラインから供給されるBOGと前記濃縮ガス分離供給ラインから供給される前記分離ガスを混合する分岐前気液混合装置を有し、
    前記第一ラインは、前記分岐前気液混合装置で混合された混合液を昇圧する第一ポンプと、昇圧された液化燃料ガスを気化する第一気化器と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置とを有し、
    濃縮ガス分離供給ラインは、前記膜分離装置で分離された濃縮ガスを前記気液分離装置に供給する濃縮ガス供給ラインと、該濃縮ガス供給ラインに設けられて第一ライン又は前記第二ラインを流れる液化燃料ガスの冷熱で前記濃縮ガスを冷却する熱交換器と、前記気液分離装置で分離された分離液を前記第二ラインに供給する分離液供給ラインと、前記気液分離装置で分離された分離ガスを前記分岐前気液混合装置に供給する分離ガス供給ラインとを有し、
    前記第二ラインは、前記分離液供給ラインから供給された分離液が混合された混合液を昇圧する第二ポンプと、昇圧された混合液を気化する第二気化器とを有することを特徴とする液化燃料ガスの成分調整装置。
  22. 前記濃縮ガス供給ラインにおいて熱交換器を設ける代わりに、第二ラインを流れる液化燃料ガスの一部を前記第二ポンプの下流側から前記気液分離装置に供給する第二液化燃料ガス供給ラインを設けたことを特徴とする請求項21記載の液化燃料ガスの成分調整装置。
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