JPH02229998A - 液化ガスの寒冷エネルギー回収装置 - Google Patents
液化ガスの寒冷エネルギー回収装置Info
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- JPH02229998A JPH02229998A JP5070889A JP5070889A JPH02229998A JP H02229998 A JPH02229998 A JP H02229998A JP 5070889 A JP5070889 A JP 5070889A JP 5070889 A JP5070889 A JP 5070889A JP H02229998 A JPH02229998 A JP H02229998A
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- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
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Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は液化ガスの寒冷エネルギー回収８ｉ置に係り、
詳しくは、液化ガスの気化する際に発生する寒冷エネル
ギーを効率よく回収する装置に係る。
詳しくは、液化ガスの気化する際に発生する寒冷エネル
ギーを効率よく回収する装置に係る。
従 来 の 技 術
液化ガスを気化送給する方法としては例えば液化窒素の
状態で加圧し、これを蒸気等の熱源で加温して気化送給
するのが一般的である。この場合、窒素ガスの気化の為
の寒冷エネルギーのほとんどが回収ざれないまま送給ざ
れるという問題がある。また、他の方法として熱交換器
で例えば液化窒素ガスと他のガス例えばＲ素ガス又は空
気分離装置用の原料空気等と熱交換させて液化窒素の寒
冷エネルギーを回収する方法も考えられるが、回収可能
な寒冷エネルギーは少ない。
状態で加圧し、これを蒸気等の熱源で加温して気化送給
するのが一般的である。この場合、窒素ガスの気化の為
の寒冷エネルギーのほとんどが回収ざれないまま送給ざ
れるという問題がある。また、他の方法として熱交換器
で例えば液化窒素ガスと他のガス例えばＲ素ガス又は空
気分離装置用の原料空気等と熱交換させて液化窒素の寒
冷エネルギーを回収する方法も考えられるが、回収可能
な寒冷エネルギーは少ない。
発明が解決しようとする課題
本発明は上記問題の解決を目的とするもので、具体的に
は、液化ガスを気化送給する際に、液化ガスの持つ寒冷
エネルギーを最大限回収できる装置を提案することを目
的とする。
は、液化ガスを気化送給する際に、液化ガスの持つ寒冷
エネルギーを最大限回収できる装置を提案することを目
的とする。
ｉｎを解決するための
手段ならびにぞの作用
すなわち、本発明は、液化ガスを気化する際に発生する
エネルギーを回収するｉ置において、液化ガスを昇圧後
被冷却ガスと熱交換するＫＭと，Ｒ化ガスを断熱ＭＩｒ
ＩＸさせ、タービンを回転した債、被冷却ガスと熱交換
する装置とを具えて成ることを特徴とする。
エネルギーを回収するｉ置において、液化ガスを昇圧後
被冷却ガスと熱交換するＫＭと，Ｒ化ガスを断熱ＭＩｒ
ＩＸさせ、タービンを回転した債、被冷却ガスと熱交換
する装置とを具えて成ることを特徴とする。
本発明は従来例のように液化ガスの昇圧勤力とガスの昇
圧助力の差を利用し、ただ単に熱交換により液化ガスの
寒冷エネルギーを回収するのではなく、一旦、液化ガス
状態でポンプにより昇圧し、熱交換器で熱交換した後、
さらにタービン例えば中圧膨脹タービン及び低圧膨脹タ
ービン等により電力回収し、断熱ＷＪ服によって得られ
た寒冷エネルギーを再度熱交換器で熱交換するものであ
る。このように液で昇圧しガスでＩｉ熱ｍ壕させ電力回
収する万ａｔ付加することにより単に熱交換を行なうの
に比べ塞冷の回収エネルギー量は著しく大となる。
圧助力の差を利用し、ただ単に熱交換により液化ガスの
寒冷エネルギーを回収するのではなく、一旦、液化ガス
状態でポンプにより昇圧し、熱交換器で熱交換した後、
さらにタービン例えば中圧膨脹タービン及び低圧膨脹タ
ービン等により電力回収し、断熱ＷＪ服によって得られ
た寒冷エネルギーを再度熱交換器で熱交換するものであ
る。このように液で昇圧しガスでＩｉ熱ｍ壕させ電力回
収する万ａｔ付加することにより単に熱交換を行なうの
に比べ塞冷の回収エネルギー量は著しく大となる。
以下、図面に従って本発明を説明する。
第１図は本発明に係る一つの実施例の装置の配置図であ
り、第２図ならびに第３図はそれぞれ第１図の各部の窒
素ならびに酸素の［一Ｓ線上の動きを示すグラフである
。
り、第２図ならびに第３図はそれぞれ第１図の各部の窒
素ならびに酸素の［一Ｓ線上の動きを示すグラフである
。
なお、以下において、液化ガスとして液化窒素ガス、被
冷却ガスとして酸素ガスの例で説明するが、本発明はこ
れらに限られるものではなく、液化ガスとしては液化ざ
れるガスであれば全て含まれ、また、被冷却ガスとして
は液化ガスと熱交換できるガスであれば全て含まれる。
冷却ガスとして酸素ガスの例で説明するが、本発明はこ
れらに限られるものではなく、液化ガスとしては液化ざ
れるガスであれば全て含まれ、また、被冷却ガスとして
は液化ガスと熱交換できるガスであれば全て含まれる。
符号Ａは液化窒素ガスタンク、Ｂは液化窒累ガスポンプ
、Ｃは熱交換器、０は中圧１ｋｉｌｌｌｌｉタービン、
Ｅは発電機、Ｆは低圧ｈｊ＠タービン、Ｇは発電磯、■
は液化酸素ガスタンク， ＧＯ２は酸化ガス、ＧＮ２は
窒素ガス、ＬＯ２は液化Ｍ素ガス、ＬＮ２は液化窒素ガ
ス、Ｍ−ＥＴは中圧１脹タービン、［・ＥＴは低圧膨脹
タービンを示す。
、Ｃは熱交換器、０は中圧１ｋｉｌｌｌｌｉタービン、
Ｅは発電機、Ｆは低圧ｈｊ＠タービン、Ｇは発電磯、■
は液化酸素ガスタンク， ＧＯ２は酸化ガス、ＧＮ２は
窒素ガス、ＬＯ２は液化Ｍ素ガス、ＬＮ２は液化窒素ガ
ス、Ｍ−ＥＴは中圧１脹タービン、［・ＥＴは低圧膨脹
タービンを示す。
まず、第１図に示す装置は液化窒素ガスタンク八より抜
き出した液化窒素ガスＬＮ２をボンプＢにより昇圧した
後熱交換器Ｃで酸素ガスＧＯ２と熱交換し気鳴させた後
これを中圧膨脹タービン（ｊｌ ， ＥＴ）Ｄで断熱膨
脹させこのタービンに連結された発電＠ （ＧＭ）Ｅを
回して発電し電力として回収し、再び熱交換器Ｃで酸素
ガスＧＯ２と熱交換（膨脹タービンでの液化を防ぐため
の熱交換冫し気化させた後これを低圧Ｉｉｌ服タービン
（Ｌ−ＥＴ）Ｆで断熱ｍ服させ、このタービンに連結さ
れた発電機（ＧＬ）Ｇを回して発電し電力として回収し
、再び熱交換Ｈｃでｍ累ガスＧＯｚと熱交換し常温窒素
ガスＧＮ？となって排出ざれる。この後、この窒素ガス
ＧＮ２は必要に応じ窒ぶ圧ｍ機で必要圧力まで昇圧し液
化窒素ガスタンクＡに送給される。一方、酸素ガスＧＯ
２は常温で熱交換器Ｃに入り液化窒素ガスＬＮ？と熱交
換ざれ、液化酸素ガス１０２どなって液化酸素タンクＨ
に入る。
き出した液化窒素ガスＬＮ２をボンプＢにより昇圧した
後熱交換器Ｃで酸素ガスＧＯ２と熱交換し気鳴させた後
これを中圧膨脹タービン（ｊｌ ， ＥＴ）Ｄで断熱膨
脹させこのタービンに連結された発電＠ （ＧＭ）Ｅを
回して発電し電力として回収し、再び熱交換器Ｃで酸素
ガスＧＯ２と熱交換（膨脹タービンでの液化を防ぐため
の熱交換冫し気化させた後これを低圧Ｉｉｌ服タービン
（Ｌ−ＥＴ）Ｆで断熱ｍ服させ、このタービンに連結さ
れた発電機（ＧＬ）Ｇを回して発電し電力として回収し
、再び熱交換Ｈｃでｍ累ガスＧＯｚと熱交換し常温窒素
ガスＧＮ？となって排出ざれる。この後、この窒素ガス
ＧＮ２は必要に応じ窒ぶ圧ｍ機で必要圧力まで昇圧し液
化窒素ガスタンクＡに送給される。一方、酸素ガスＧＯ
２は常温で熱交換器Ｃに入り液化窒素ガスＬＮ？と熱交
換ざれ、液化酸素ガス１０２どなって液化酸素タンクＨ
に入る。
実施例
次に、実施例によりざらに具体的に説明する。
第２図ならびに第３図はそれぞれ窒素ガスの第１図１〜
７の各部の状態ならびに酸素ガスの第１図の８〜９の各
部の状態をＴ−Ｓ線図上に示したものである。
７の各部の状態ならびに酸素ガスの第１図の８〜９の各
部の状態をＴ−Ｓ線図上に示したものである。
なお、１は液化窒素タンクＡ内の完全飽和液、１→２は
液化窒素ボンプＢにより昇圧過程、２→３は熱交換器Ｃ
内での熱交換過程、３→４は中圧膨脹タービンＤ内での
断熱膨服過程、４→５は熱交換器Ｃ内での熱交換過程、
５→６は低圧膨脹タビンＦ内での断熱膨脹過程、６→ｔ
は熱交換器Ｃ内での熱交換過程を示す。
液化窒素ボンプＢにより昇圧過程、２→３は熱交換器Ｃ
内での熱交換過程、３→４は中圧膨脹タービンＤ内での
断熱膨服過程、４→５は熱交換器Ｃ内での熱交換過程、
５→６は低圧膨脹タビンＦ内での断熱膨脹過程、６→ｔ
は熱交換器Ｃ内での熱交換過程を示す。
次に、第１図の各部の状！１１〜９の與体例（概略値）
は第１表に示す通りである。
は第１表に示す通りである。
第１表
第１表に示す各部の状態の概略値に基づいて、（１）熱
交バランス、（２）ポンプ動力、（３）夕−じン発電！
１等について概略計算を示すと次の通りである。
交バランス、（２）ポンプ動力、（３）夕−じン発電！
１等について概略計算を示すと次の通りである。
ここで、ＯＮは窒素流司Ｎｌ）／Ｈ ， Ｑδは酸素流
ＩＮＩ３／Ｈを示す。
ＩＮＩ３／Ｈを示す。
（１）熱交バランス
１＝エンタルビ 数字は第１図のラインを示す。
Δｉ（， ｉｌｌ−ｉ９＝１５９−１９＝１４０とな
る。
る。
（２）ボンブ昇圧勤ノノ
９．８ ０ＮＮ
Ｌ＝ ［Ｋ盲］η
但し、［一水の昇圧助力
Ｏ＝流１ ｔ ｌ３／ｓ）
■ −揚程（一》
η＝ポンプ効率０．６
０Ｎ一窒素流１ｔＮｍｆｆ／Ｈ＋
０δ Ｘ△ｉ５ ＝ＱＮ ｘΔＬ
Ｗ４累窒素流虐比約１：１の比｛Ｑろ〉０、の場合）で
ｃｏｏ２＜Ｍ累ガスンの液化可能である。
ｃｏｏ２＜Ｍ累ガスンの液化可能である。
（注》熱交換のみであればΔｉＮ＝ｉ，−ｉ， ＝１６
０ − ３３ ＝ １２９にしかならない。
０ − ３３ ＝ １２９にしかならない。
従って， Ｑ５ ＝ ＝ ＯＮとなり、０σ〈ＯＮ＝３
．４７５ Ｅ−７ ＯＮ ←水に換稈 ＝２．８４ Ｅ−３ ｘＱＮ［κＷ］（３》タービン
発電黴 タービン発電量は次式によって求められる。
．４７５ Ｅ−７ ＯＮ ←水に換稈 ＝２．８４ Ｅ−３ ｘＱＮ［κＷ］（３》タービン
発電黴 タービン発電量は次式によって求められる。
なお、上記式中の記号は次のものを示す。
Ｗ＝理解動力［ＫＷ］
Ｐ１ 一膨服慢圧力（ｋｌＪ／！ｌ３１Ｐ２一膨服前圧
力（ｋＱ／ｌｌｌ’１ ｖＩ＝膨脹後容積（１’／Ｓ） ＋ａ） Ｍ − ＥＨ中圧タービン）発電１１Ｗ’Ｍ−
ＦＴＰ， ＝６．５ｋｌＪ／ｌ］２−６５０００ｋｑｌ
２Ｐ２ −５１ｋｑ／ｃｌ２＝５１００００ｋｑ／ａＩ
２Ｘ９，８Ｘ１０−’ ［κ會Ｊ ＝０，０３１７８Ｘ
ＱＮ［κ盲］璽’ Ｍ − ＥＴ＝ ｙ７Ｗ−０．６
５ｘＯ，０３１７８ｘＱＮ ＝０。０２０６ＸＱＮ ［
κ曹］（ｂ）［・ＥＴ（低圧タービン》発電［’ Ｌ・
ＥＴ−Ｐ，−１，４１ａｇ／ｒｆ＝１４０００ｋｑ／ｍ
２７， ＝−１８３℃Ｐ２ −６．５ｋｇ／＋ｙ＝６
５０００ｋｇ／ｌ１２Ｗ’ Ｌ−ＥＴ＝ｙ７Ｗ＝０．６
５ｘＯ，０１７８７ｘａｔ．−０．０１１６ＸＱＮ［Ｋ
ＩＪ但し、η一効率 ＴＯＴＡＬ発電ｍｙ − ＋ａ） ＋ （ｂ）曹−Ｖｌ
’ Ｍ− ＥＴ＋ｌ’ Ｌ − ＥＴ＝０，０２０
６ＸＱＮ＋０，ＯＨ６ｘＱＮ干（０．０２０６＋０．０
１１６１０Ｎ−０．０３２２ ＱＮ ［κ簀］＋０１
回収電力合計一タービン発電畿一ボンブ昇圧勤力−０．
０３２２０Ｎ＝０．００２８４０Ｎ− ０． ０２９４
０Ｎ ＯＮ＝１００００Ｎｌ’／Ｈとすると２９４κＷの発電
が得られる。
力（ｋＱ／ｌｌｌ’１ ｖＩ＝膨脹後容積（１’／Ｓ） ＋ａ） Ｍ − ＥＨ中圧タービン）発電１１Ｗ’Ｍ−
ＦＴＰ， ＝６．５ｋｌＪ／ｌ］２−６５０００ｋｑｌ
２Ｐ２ −５１ｋｑ／ｃｌ２＝５１００００ｋｑ／ａＩ
２Ｘ９，８Ｘ１０−’ ［κ會Ｊ ＝０，０３１７８Ｘ
ＱＮ［κ盲］璽’ Ｍ − ＥＴ＝ ｙ７Ｗ−０．６
５ｘＯ，０３１７８ｘＱＮ ＝０。０２０６ＸＱＮ ［
κ曹］（ｂ）［・ＥＴ（低圧タービン》発電［’ Ｌ・
ＥＴ−Ｐ，−１，４１ａｇ／ｒｆ＝１４０００ｋｑ／ｍ
２７， ＝−１８３℃Ｐ２ −６．５ｋｇ／＋ｙ＝６
５０００ｋｇ／ｌ１２Ｗ’ Ｌ−ＥＴ＝ｙ７Ｗ＝０．６
５ｘＯ，０１７８７ｘａｔ．−０．０１１６ＸＱＮ［Ｋ
ＩＪ但し、η一効率 ＴＯＴＡＬ発電ｍｙ − ＋ａ） ＋ （ｂ）曹−Ｖｌ
’ Ｍ− ＥＴ＋ｌ’ Ｌ − ＥＴ＝０，０２０
６ＸＱＮ＋０，ＯＨ６ｘＱＮ干（０．０２０６＋０．０
１１６１０Ｎ−０．０３２２ ＱＮ ［κ簀］＋０１
回収電力合計一タービン発電畿一ボンブ昇圧勤力−０．
０３２２０Ｎ＝０．００２８４０Ｎ− ０． ０２９４
０Ｎ ＯＮ＝１００００Ｎｌ’／Ｈとすると２９４κＷの発電
が得られる。
寅施例によ・れば本発明は従来例のものに比べ、寒冷エ
ネルギー回収が効率よく行なわれることは明らかである
。
ネルギー回収が効率よく行なわれることは明らかである
。
く発明の効果〉
以上詳しく説明したように、本発明は、液化ガスを気化
する際に発生するエネルギーを回収する装置において、
液化ガスを昇圧後被冷却ガスと熱交換する装置と、液化
ガスを断熱ｍ服させ、夕一ごンを回転した後、被冷却ガ
スと熱交換する装置とを具えて成ることを特徴とする。
する際に発生するエネルギーを回収する装置において、
液化ガスを昇圧後被冷却ガスと熱交換する装置と、液化
ガスを断熱ｍ服させ、夕一ごンを回転した後、被冷却ガ
スと熱交換する装置とを具えて成ることを特徴とする。
ｘ９．８ｘｌＯ−） ［ＫＩｌ］ −０．０１７８
７ｘＱＮ ［ κ盲］従って、本発明は例えば窒素ガス
を間欠使用する工場を有する製鉄所等において、この工
場が窒素ガスを使用する時に空気分離装置の窒素ガスの
生産量を増量し、酸素ガスを故敗し、窒素ガス不使用時
はｌｌｌ！索ガス確保の為に窒素ガスを放散しているよ
うな場合に有効である。すなわら、酸素放敗ＩＩ（窒素
ガス使用工場稼動時）は液化窒素ガスを使用しながら余
ＩＩＩＲ素ガスを液化し、逆にＮ素ガス放敢Ｒ（窒素ガ
ス使用工場停止時》には窒素ガスを液化貯蔵し、液体酸
素ガスを気化使用するような運用における液化ガスの寒
冷エネルギーの回収方法として有用である。
７ｘＱＮ ［ κ盲］従って、本発明は例えば窒素ガス
を間欠使用する工場を有する製鉄所等において、この工
場が窒素ガスを使用する時に空気分離装置の窒素ガスの
生産量を増量し、酸素ガスを故敗し、窒素ガス不使用時
はｌｌｌ！索ガス確保の為に窒素ガスを放散しているよ
うな場合に有効である。すなわら、酸素放敗ＩＩ（窒素
ガス使用工場稼動時）は液化窒素ガスを使用しながら余
ＩＩＩＲ素ガスを液化し、逆にＮ素ガス放敢Ｒ（窒素ガ
ス使用工場停止時》には窒素ガスを液化貯蔵し、液体酸
素ガスを気化使用するような運用における液化ガスの寒
冷エネルギーの回収方法として有用である。
第１図は本発明に係る一つの実施例のＢｌｌＩの配置図
、第２図ならびに第３図はそれぞれ第１図の各部の窒素
ならびに酸素の丁一Ｓ線上の動きを示すグラフである。 符号Ａ・・・・・・液化窒素ガスタンクト・・・・・液
化窒素ガスボンブ Ｃ・・・・・・熱交換器 ０・・・・・・中圧ｍ服タービン Ｅ・・・・・・発電機 Ｆ・・・・・・低圧ｍ服タービン Ｇ・・・・・・発電機 １ト・・・・・液化酸素ガスタンク
、第２図ならびに第３図はそれぞれ第１図の各部の窒素
ならびに酸素の丁一Ｓ線上の動きを示すグラフである。 符号Ａ・・・・・・液化窒素ガスタンクト・・・・・液
化窒素ガスボンブ Ｃ・・・・・・熱交換器 ０・・・・・・中圧ｍ服タービン Ｅ・・・・・・発電機 Ｆ・・・・・・低圧ｍ服タービン Ｇ・・・・・・発電機 １ト・・・・・液化酸素ガスタンク
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）液化ガスを気化する際に発生するエネルギーを回収
する装置において、液化ガスを昇圧後被冷却ガスと熱交
換する装置と、液化ガスを断熱膨脹させ、タービンを回
転した後、被冷却ガスと熱交換する装置とを具えて成る
ことを特徴とする液化ガスの寒冷エネルギー回収装置。 ２）前記液化ガスが液体窒素である請求項１記載の液化
ガスの寒冷エネルギー回収装置。 ３）前記被冷却ガスが酸素ガスである請求項１又は２記
載の液化ガスの寒冷エネルギー回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5070889A JPH02229998A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 液化ガスの寒冷エネルギー回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5070889A JPH02229998A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 液化ガスの寒冷エネルギー回収装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02229998A true JPH02229998A (ja) | 1990-09-12 |
Family
ID=12866399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5070889A Pending JPH02229998A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 液化ガスの寒冷エネルギー回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02229998A (ja) |
-
1989
- 1989-02-28 JP JP5070889A patent/JPH02229998A/ja active Pending
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