JPH0959657A - 低温液体及びそのボイルオフガスの処理方法及び装置 - Google Patents
低温液体及びそのボイルオフガスの処理方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 貯槽内に収容されたＬＮＧ等の低温液体及び
そのＢＯＧ（ボイルオフガス）を、蓄冷容器を用いるこ
となく、しかも少ない動力で昇圧処理する。 【解決手段】 ＬＮＧ貯槽１０内のＢＯＧを第１圧縮機
１６で第１の圧力まで圧縮し、上記ＬＮＧ貯槽１０から
圧送されるＬＮＧと混合器１７で混合して、少なくとも
一部のＢＯＧを液化する。この混合流体を気液分離器２
０で気液分離し、ガス成分を第２圧縮機２６で上記第１
の圧力よりも高い第２の圧力まで圧縮する一方、液体成
分を第２ポンプ２２及び気化器２４によって圧縮、気化
する。
そのＢＯＧ（ボイルオフガス）を、蓄冷容器を用いるこ
となく、しかも少ない動力で昇圧処理する。 【解決手段】 ＬＮＧ貯槽１０内のＢＯＧを第１圧縮機
１６で第１の圧力まで圧縮し、上記ＬＮＧ貯槽１０から
圧送されるＬＮＧと混合器１７で混合して、少なくとも
一部のＢＯＧを液化する。この混合流体を気液分離器２
０で気液分離し、ガス成分を第２圧縮機２６で上記第１
の圧力よりも高い第２の圧力まで圧縮する一方、液体成
分を第２ポンプ２２及び気化器２４によって圧縮、気化
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液化天然ガス（以
下、ＬＮＧと称する。）をはじめとする低温液体と、こ
の低温液体が収容された貯槽内で発生したボイルオフガ
ス（以下、ＢＯＧと称する。）とを効率良く処理するた
めの方法及び装置に関するものである。
下、ＬＮＧと称する。）をはじめとする低温液体と、こ
の低温液体が収容された貯槽内で発生したボイルオフガ
ス（以下、ＢＯＧと称する。）とを効率良く処理するた
めの方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＬＮＧ基地に貯蔵されたＬＮＧ
は、ＬＮＧ昇圧ポンプで昇圧された後、ＬＮＧ気化器で
気化され、天然ガス（以下、ＮＧと称する。）として需
要地へ供給される。
は、ＬＮＧ昇圧ポンプで昇圧された後、ＬＮＧ気化器で
気化され、天然ガス（以下、ＮＧと称する。）として需
要地へ供給される。
【０００３】このＬＮＧ供給システムにおいて、上記Ｌ
ＮＧの貯蔵タンク内でＬＮＧから蒸発したメタンガスを
主成分とするＢＯＧについては、このＢＯＧをそのまま
圧縮機で昇圧してＮＧに混合することが可能である。し
かし、この場合、上記ＢＯＧを略大気圧から相当な圧力
（ガスタービン火力発電の場合で最高30kg/cm2程度、都
市ガス送出の場合で最高70kg/cm2程度）まで昇圧しなけ
ればならず、圧縮機の必要動力は非常に大きくなる。
ＮＧの貯蔵タンク内でＬＮＧから蒸発したメタンガスを
主成分とするＢＯＧについては、このＢＯＧをそのまま
圧縮機で昇圧してＮＧに混合することが可能である。し
かし、この場合、上記ＢＯＧを略大気圧から相当な圧力
（ガスタービン火力発電の場合で最高30kg/cm2程度、都
市ガス送出の場合で最高70kg/cm2程度）まで昇圧しなけ
ればならず、圧縮機の必要動力は非常に大きくなる。
【０００４】そこで従来は、ＢＯＧを先にＬＮＧと混合
して再液化してから昇圧する方法が提案されるに至って
いる。例えば、特開平５−２６３９９７号公報には、Ｌ
ＮＧ消費量の多い昼間にＬＮＧの冷熱を蓄冷容器に蓄
え、ＬＮＧ消費量の少ない夜間に上記蓄冷容器に蓄えら
れた冷熱を利用してＢＯＧを液化する方法が開示されて
いる。この方法によれば、昼間及び夜間に例えば図４に
示す装置が次のように運転される。
して再液化してから昇圧する方法が提案されるに至って
いる。例えば、特開平５−２６３９９７号公報には、Ｌ
ＮＧ消費量の多い昼間にＬＮＧの冷熱を蓄冷容器に蓄
え、ＬＮＧ消費量の少ない夜間に上記蓄冷容器に蓄えら
れた冷熱を利用してＢＯＧを液化する方法が開示されて
いる。この方法によれば、昼間及び夜間に例えば図４に
示す装置が次のように運転される。
【０００５】Ａ）昼間：ＬＮＧ貯槽８０から配管８４を
通じてＢＯＧを導出し、ＢＯＧ圧縮機８６により昇圧
し、熱交換器８８で予備冷却した後、上記ＬＮＧ貯槽８
０から第１ポンプ８２により圧送されてきたＬＮＧに混
合する。この昼間では、ＬＮＧの消費量が多いため、上
記ＢＯＧが混合されるＬＮＧの量は全ＢＯＧを液化する
のに十分であり、この混合によってＬＮＧ単相流を形成
できる。この混合液体を蓄冷容器配管８３を通じて蓄冷
容器９０に導入し、この蓄冷容器９０内の蓄冷剤を凍結
させることにより、ＬＮＧの冷熱を蓄える。その後、上
記ＬＮＧ単相流を第２ポンプ９２で送出圧まで昇圧し、
上記熱交換器８８で加温した後、ＬＮＧ気化器９４で気
化して使用に供する。
通じてＢＯＧを導出し、ＢＯＧ圧縮機８６により昇圧
し、熱交換器８８で予備冷却した後、上記ＬＮＧ貯槽８
０から第１ポンプ８２により圧送されてきたＬＮＧに混
合する。この昼間では、ＬＮＧの消費量が多いため、上
記ＢＯＧが混合されるＬＮＧの量は全ＢＯＧを液化する
のに十分であり、この混合によってＬＮＧ単相流を形成
できる。この混合液体を蓄冷容器配管８３を通じて蓄冷
容器９０に導入し、この蓄冷容器９０内の蓄冷剤を凍結
させることにより、ＬＮＧの冷熱を蓄える。その後、上
記ＬＮＧ単相流を第２ポンプ９２で送出圧まで昇圧し、
上記熱交換器８８で加温した後、ＬＮＧ気化器９４で気
化して使用に供する。
【０００６】Ｂ）夜間：上記と同様に昇圧、予備冷却し
たＢＯＧをＬＮＧに混合するが、この夜間ではＬＮＧ消
費量が少ないため、ＬＮＧの量は全ＢＯＧを液化するに
は不十分であり、よって上記混合により気液二相流が生
じる。この混合流体を上記蓄冷容器９０に導入し、この
蓄冷容器９０内に蓄えられた冷熱を利用して上記ＢＯＧ
を液化し、ＬＮＧ単相流とする。その後の操作は昼間と
同様である。
たＢＯＧをＬＮＧに混合するが、この夜間ではＬＮＧ消
費量が少ないため、ＬＮＧの量は全ＢＯＧを液化するに
は不十分であり、よって上記混合により気液二相流が生
じる。この混合流体を上記蓄冷容器９０に導入し、この
蓄冷容器９０内に蓄えられた冷熱を利用して上記ＢＯＧ
を液化し、ＬＮＧ単相流とする。その後の操作は昼間と
同様である。
【０００７】この方法では、昼間、多量に使用されるＬ
ＮＧの冷熱を蓄え、この冷熱を夜間でのＢＯＧの液化に
用いるので、ＬＮＧ消費量が昼夜間で変動しても安定し
てＢＯＧを液化できる。
ＮＧの冷熱を蓄え、この冷熱を夜間でのＢＯＧの液化に
用いるので、ＬＮＧ消費量が昼夜間で変動しても安定し
てＢＯＧを液化できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記方法では、ＢＯＧ
を液化するのに十分なだけの冷熱を蓄える必要があり、
この必要蓄冷量に見合う規模の蓄冷容器を使用しなけれ
ばならない。特に、夜間の送出ＬＮＧ量が極端に少ない
場合（例えばＢＯＧ量よりも少ない場合）には、ＢＯＧ
を液化するのに極めて多くの蓄冷量を要するため、この
場合には上記蓄冷容器９０としてかなり大規模のものを
用いなければならず、その分設置スペースが増え、設備
コストも大幅に増大する。
を液化するのに十分なだけの冷熱を蓄える必要があり、
この必要蓄冷量に見合う規模の蓄冷容器を使用しなけれ
ばならない。特に、夜間の送出ＬＮＧ量が極端に少ない
場合（例えばＢＯＧ量よりも少ない場合）には、ＢＯＧ
を液化するのに極めて多くの蓄冷量を要するため、この
場合には上記蓄冷容器９０としてかなり大規模のものを
用いなければならず、その分設置スペースが増え、設備
コストも大幅に増大する。
【０００９】本発明は、このような事情に鑑み、蓄冷容
器を用いることなく、しかも少ない動力で、ＬＮＧ等の
低温液体及びそのＢＯＧを処理できる方法及び装置を提
供することを目的とする。
器を用いることなく、しかも少ない動力で、ＬＮＧ等の
低温液体及びそのＢＯＧを処理できる方法及び装置を提
供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、貯槽内に収容
された低温液体及び上記貯槽内で発生したＢＯＧを処理
するための低温液体及びそのＢＯＧの処理方法におい
て、上記貯槽内より上記ＢＯＧを抜き出してこれを第１
の圧力まで圧縮し、この圧縮ＢＯＧを上記貯槽内から導
出した低温液体に混合して上記圧縮ＢＯＧの少なくとも
一部を液化し、この混合流体を気液分離してそのうちの
液体成分を圧縮しかつ気化し、ガス成分を上記第１の圧
力よりも高い第２の圧力まで圧縮するものである（請求
項１）。
された低温液体及び上記貯槽内で発生したＢＯＧを処理
するための低温液体及びそのＢＯＧの処理方法におい
て、上記貯槽内より上記ＢＯＧを抜き出してこれを第１
の圧力まで圧縮し、この圧縮ＢＯＧを上記貯槽内から導
出した低温液体に混合して上記圧縮ＢＯＧの少なくとも
一部を液化し、この混合流体を気液分離してそのうちの
液体成分を圧縮しかつ気化し、ガス成分を上記第１の圧
力よりも高い第２の圧力まで圧縮するものである（請求
項１）。
【００１１】この方法では、上記圧縮ＢＯＧを上記低温
液体に混合する前に上記液体成分と熱交換させて予冷す
るのが、より好ましい（請求項２）。
液体に混合する前に上記液体成分と熱交換させて予冷す
るのが、より好ましい（請求項２）。
【００１２】この場合、上記圧縮ＢＯＧとの熱交換によ
り上記液体成分をその中に含まれる上記ＢＯＧが気化す
る温度よりも低い温度まで加温し、この液体成分から一
部を抜き出して上記圧縮ＢＯＧとさらに熱交換させるこ
とにより完全気化する一方、残りの液体成分を気化器で
気化することが、なお好ましい（請求項３）。
り上記液体成分をその中に含まれる上記ＢＯＧが気化す
る温度よりも低い温度まで加温し、この液体成分から一
部を抜き出して上記圧縮ＢＯＧとさらに熱交換させるこ
とにより完全気化する一方、残りの液体成分を気化器で
気化することが、なお好ましい（請求項３）。
【００１３】また、上記液体成分の圧縮にポンプを使用
するとともに、上記液体成分に上記貯槽から導出した低
温液体を混合してこの液体成分を予冷してから上記ポン
プに導入することにより、後述のようなより優れた効果
が得られる（請求項４）。
するとともに、上記液体成分に上記貯槽から導出した低
温液体を混合してこの液体成分を予冷してから上記ポン
プに導入することにより、後述のようなより優れた効果
が得られる（請求項４）。
【００１４】また本発明は、貯槽内に収容された低温液
体及び上記貯槽内で発生したＢＯＧを処理するための低
温液体及びそのＢＯＧの処理装置において、上記貯槽内
から外部へ低温液体を圧送する圧送手段と、上記貯槽内
からＢＯＧを抜き出してこれを第１の圧力まで圧縮する
第１ガス圧縮手段と、この第１ガス圧縮手段で圧縮され
たＢＯＧと上記圧送手段により圧送される低温液体とを
混合する混合部と、この混合部で混合された混合流体を
ガス成分と液体成分とに分離する気液分離部と、この気
液分離部で分離された液体成分を圧縮する液体圧縮手段
と、この圧縮された液体成分を気化する気化手段と、上
記気液分離部で分離されたガス成分を上記第１の圧力よ
りも高い第２の圧力まで圧縮する第２ガス圧縮手段とを
備えたものである（請求項５）。
体及び上記貯槽内で発生したＢＯＧを処理するための低
温液体及びそのＢＯＧの処理装置において、上記貯槽内
から外部へ低温液体を圧送する圧送手段と、上記貯槽内
からＢＯＧを抜き出してこれを第１の圧力まで圧縮する
第１ガス圧縮手段と、この第１ガス圧縮手段で圧縮され
たＢＯＧと上記圧送手段により圧送される低温液体とを
混合する混合部と、この混合部で混合された混合流体を
ガス成分と液体成分とに分離する気液分離部と、この気
液分離部で分離された液体成分を圧縮する液体圧縮手段
と、この圧縮された液体成分を気化する気化手段と、上
記気液分離部で分離されたガス成分を上記第１の圧力よ
りも高い第２の圧力まで圧縮する第２ガス圧縮手段とを
備えたものである（請求項５）。
【００１５】この装置では、上記混合部に送られる圧縮
ＢＯＧと上記気液分離部から導出された上記液体成分と
を熱交換させる熱交換器を備えるのが、より好ましい
（請求項６）。
ＢＯＧと上記気液分離部から導出された上記液体成分と
を熱交換させる熱交換器を備えるのが、より好ましい
（請求項６）。
【００１６】この場合、上記熱交換器として、上記圧縮
ＢＯＧとの熱交換により上記液体成分をその中に含まれ
る上記ＢＯＧが気化する温度よりも低い温度まで加温す
る低温側熱交換器と、この液体成分の一部を上記圧縮Ｂ
ＯＧとの熱交換によりさらに加温して完全気化させる高
温側熱交換器とを備え、上記液体成分の残りを上記気化
手段へ導くように配管することにより、さらに好ましい
ものとなる（請求項７）。
ＢＯＧとの熱交換により上記液体成分をその中に含まれ
る上記ＢＯＧが気化する温度よりも低い温度まで加温す
る低温側熱交換器と、この液体成分の一部を上記圧縮Ｂ
ＯＧとの熱交換によりさらに加温して完全気化させる高
温側熱交換器とを備え、上記液体成分の残りを上記気化
手段へ導くように配管することにより、さらに好ましい
ものとなる（請求項７）。
【００１７】また、上記液体圧縮手段をポンプで構成す
るとともに、上記貯槽から圧送される低温液体の一部を
抜き出して上記ポンプ上流側の液体成分に直接合流させ
るバイパス配管を備えることにより、後述のようなより
優れた効果が得られる（請求項８）。
るとともに、上記貯槽から圧送される低温液体の一部を
抜き出して上記ポンプ上流側の液体成分に直接合流させ
るバイパス配管を備えることにより、後述のようなより
優れた効果が得られる（請求項８）。
【００１８】請求項１，５記載の方法及び装置によれ
ば、第１の圧力まで圧縮した圧縮ＢＯＧを低温液体との
混合で少なくとも一部液化し、残りのガス成分のみを第
２の圧力まで圧縮するので、全ＢＯＧをガス状態のまま
上記第２の圧力まで圧縮する場合に比べ、この圧縮に必
要な動力は大幅に少なくなる。特に、貯槽からの低温液
体の圧送量が多くてこの低温液体との混合で全圧縮ＢＯ
Ｇが液化される場合には、ガス成分の圧縮が全く不要に
なる。また、このガス成分を圧縮させる場合でも、この
ガス成分は前工程における低温液体との混合で温度が下
がっているため、この温度降下の分だけ必要動力はさら
に低減される。
ば、第１の圧力まで圧縮した圧縮ＢＯＧを低温液体との
混合で少なくとも一部液化し、残りのガス成分のみを第
２の圧力まで圧縮するので、全ＢＯＧをガス状態のまま
上記第２の圧力まで圧縮する場合に比べ、この圧縮に必
要な動力は大幅に少なくなる。特に、貯槽からの低温液
体の圧送量が多くてこの低温液体との混合で全圧縮ＢＯ
Ｇが液化される場合には、ガス成分の圧縮が全く不要に
なる。また、このガス成分を圧縮させる場合でも、この
ガス成分は前工程における低温液体との混合で温度が下
がっているため、この温度降下の分だけ必要動力はさら
に低減される。
【００１９】なお、上記液体成分には上記低温液体の他
にＢＯＧの液化分が含まれているため、従来のように低
温液体のみ圧縮する場合に比べて上記液体成分の圧縮に
必要な動力は大きくなっているが、この液体増量に伴う
必要動力の増加分は、上記のようなガス成分の減量に伴
う必要動力の低減分に比べてはるかに小さい。よって、
総合必要動力は従来と比べて大幅に削減される。
にＢＯＧの液化分が含まれているため、従来のように低
温液体のみ圧縮する場合に比べて上記液体成分の圧縮に
必要な動力は大きくなっているが、この液体増量に伴う
必要動力の増加分は、上記のようなガス成分の減量に伴
う必要動力の低減分に比べてはるかに小さい。よって、
総合必要動力は従来と比べて大幅に削減される。
【００２０】ここで、請求項２，６記載の方法及び装置
では、上記圧縮ＢＯＧを上記低温液体との混合前に上記
液体成分との熱交換で予冷しているので、その分、上記
低温液体との混合時の圧縮ＢＯＧの液化量が増え、気液
分離後のガス成分は少なくなる。従って、このガス成分
を第２の圧力まで圧縮するための必要動力はさらに少な
くなる。
では、上記圧縮ＢＯＧを上記低温液体との混合前に上記
液体成分との熱交換で予冷しているので、その分、上記
低温液体との混合時の圧縮ＢＯＧの液化量が増え、気液
分離後のガス成分は少なくなる。従って、このガス成分
を第２の圧力まで圧縮するための必要動力はさらに少な
くなる。
【００２１】なお、上記予冷により液体成分の一部のみ
が気化して気液二相流になってしまうと、気化器内に偏
流が生じ、気化器本来の性能が発揮されなくなるおそれ
があるが、請求項３，７記載のように、上記液体成分
を、まず、上記圧縮ＢＯＧとの熱交換でこの液体成分中
に含まれる上記ＢＯＧが気化する温度よりも低い温度ま
で加温するにとどめ、この段階で液体成分から一部を抜
き出してこの抜き取り分だけさらに上記圧縮ＢＯＧと熱
交換させて完全気化し、残りの液体成分を単相流で気化
器に送るようにすれば、この気化器での偏流発生を防止
できる。
が気化して気液二相流になってしまうと、気化器内に偏
流が生じ、気化器本来の性能が発揮されなくなるおそれ
があるが、請求項３，７記載のように、上記液体成分
を、まず、上記圧縮ＢＯＧとの熱交換でこの液体成分中
に含まれる上記ＢＯＧが気化する温度よりも低い温度ま
で加温するにとどめ、この段階で液体成分から一部を抜
き出してこの抜き取り分だけさらに上記圧縮ＢＯＧと熱
交換させて完全気化し、残りの液体成分を単相流で気化
器に送るようにすれば、この気化器での偏流発生を防止
できる。
【００２２】また、上記液体成分の圧縮にポンプを使用
する際、請求項４，８記載のように、上記液体成分に上
記貯槽から導出した低温液体を混合して液体成分を予冷
してから上記ポンプに導入するようにすれば、上記予冷
分だけ上記ポンプの有効吸込みヘッドを高めてキャビテ
ーションを予防することができる。
する際、請求項４，８記載のように、上記液体成分に上
記貯槽から導出した低温液体を混合して液体成分を予冷
してから上記ポンプに導入するようにすれば、上記予冷
分だけ上記ポンプの有効吸込みヘッドを高めてキャビテ
ーションを予防することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態を図１に基
づいて説明する。なお、以下の実施形態では低温液体と
してＬＮＧを処理する場合について説明するが、本発明
の処理対象となる低温液体は、そのＢＯＧとともに処理
されるものであればよく、例えば液化石油ガス（ＬＰ
Ｇ）の処理にも応用できるものである。
づいて説明する。なお、以下の実施形態では低温液体と
してＬＮＧを処理する場合について説明するが、本発明
の処理対象となる低温液体は、そのＢＯＧとともに処理
されるものであればよく、例えば液化石油ガス（ＬＰ
Ｇ）の処理にも応用できるものである。
【００２４】図１において、ＬＮＧ貯槽１０内には第１
ポンプ（圧送手段）１２が設けられており、この第１ポ
ンプ１２の吐出口がＬＮＧ用配管１３を介して気液分離
器２０に接続され、このＬＮＧ用配管１３の途中に混合
器（混合部）１７が設けられている。ＬＮＧ貯槽１０の
頂部にはＢＯＧ用配管１４の一端が接続され、他端が上
記混合器１７に接続されており、このＢＯＧ用配管１４
の途中に第１圧縮機（第１ガス圧縮手段）１６及び熱交
換器１８が設けられている。第１圧縮機１６は、上記Ｂ
ＯＧを最終送出圧力（後述の第２の圧力）よりは低い第
１の圧力まで昇圧させるものである。
ポンプ（圧送手段）１２が設けられており、この第１ポ
ンプ１２の吐出口がＬＮＧ用配管１３を介して気液分離
器２０に接続され、このＬＮＧ用配管１３の途中に混合
器（混合部）１７が設けられている。ＬＮＧ貯槽１０の
頂部にはＢＯＧ用配管１４の一端が接続され、他端が上
記混合器１７に接続されており、このＢＯＧ用配管１４
の途中に第１圧縮機（第１ガス圧縮手段）１６及び熱交
換器１８が設けられている。第１圧縮機１６は、上記Ｂ
ＯＧを最終送出圧力（後述の第２の圧力）よりは低い第
１の圧力まで昇圧させるものである。
【００２５】上記気液分離器２０の頂部には第２圧縮機
（第２ガス圧縮手段）２６が接続され、上記気液分離器
２０の底部には、第２ポンプ（液体圧縮手段）２２、上
記熱交換器１８、及び気化器２４が順に接続されてい
る。上記第２圧縮機２６は、上記気液分離器２０から導
出されたガス成分を上記第１の圧力よりも高い第２の圧
力まで昇圧するものであり、上記第２ポンプ２２は、上
記気液分離器２０から導出された液体成分を圧縮するも
のである。熱交換器１８は、上記第２ポンプ２２から吐
出された液体成分と上記第１圧縮機１６から吐出された
ＢＯＧとを熱交換させるものであり、気化器２４は上記
熱交換器１８を通過した液体成分を気化するものであ
る。そして、この気化器２４から排出されたガスと上記
第２圧縮機２６から吐出されたガスとが合流して天然ガ
ス（ＮＧ）として送出されるように、配管がなされてい
る。
（第２ガス圧縮手段）２６が接続され、上記気液分離器
２０の底部には、第２ポンプ（液体圧縮手段）２２、上
記熱交換器１８、及び気化器２４が順に接続されてい
る。上記第２圧縮機２６は、上記気液分離器２０から導
出されたガス成分を上記第１の圧力よりも高い第２の圧
力まで昇圧するものであり、上記第２ポンプ２２は、上
記気液分離器２０から導出された液体成分を圧縮するも
のである。熱交換器１８は、上記第２ポンプ２２から吐
出された液体成分と上記第１圧縮機１６から吐出された
ＢＯＧとを熱交換させるものであり、気化器２４は上記
熱交換器１８を通過した液体成分を気化するものであ
る。そして、この気化器２４から排出されたガスと上記
第２圧縮機２６から吐出されたガスとが合流して天然ガ
ス（ＮＧ）として送出されるように、配管がなされてい
る。
【００２６】次に、この装置において行われるＬＮＧ及
びそのＢＯＧの処理方法を説明する。
びそのＢＯＧの処理方法を説明する。
【００２７】ＬＮＧ貯槽１０内のＬＮＧは、第１ポンプ
１２の作動でＬＮＧ配管１３内を流れ、上記ＬＮＧ貯槽
１０内でＬＮＧから蒸発したＢＯＧは、配管１４の途中
に設けられた第１圧縮機１６で第１の圧力（約7.0〜9.9
kg／cm2G）まで昇圧され、熱交換器１８で予冷された
後、混合器１７で上記ＬＮＧと混合される。この混合に
より、上記ＢＯＧは冷却されてその一部が液化する。こ
の混合流体は気液分離器２０に送られ、ガス成分と液体
成分とに分離される。
１２の作動でＬＮＧ配管１３内を流れ、上記ＬＮＧ貯槽
１０内でＬＮＧから蒸発したＢＯＧは、配管１４の途中
に設けられた第１圧縮機１６で第１の圧力（約7.0〜9.9
kg／cm2G）まで昇圧され、熱交換器１８で予冷された
後、混合器１７で上記ＬＮＧと混合される。この混合に
より、上記ＢＯＧは冷却されてその一部が液化する。こ
の混合流体は気液分離器２０に送られ、ガス成分と液体
成分とに分離される。
【００２８】このうち、頂部のガス成分は第２圧縮機２
６で第２の圧力まで昇圧され、底部の液体成分は第２ポ
ンプ２２で圧縮される。この圧縮液体は上記熱交換器１
８で圧縮ＢＯＧと熱交換することにより加温され、気化
器２４で完全気化される。そして、この気化器２４で生
成されたガスと上記第２圧縮機２６から吐出されたガス
とが合流し、ＮＧとして所定の場所へ送出される。
６で第２の圧力まで昇圧され、底部の液体成分は第２ポ
ンプ２２で圧縮される。この圧縮液体は上記熱交換器１
８で圧縮ＢＯＧと熱交換することにより加温され、気化
器２４で完全気化される。そして、この気化器２４で生
成されたガスと上記第２圧縮機２６から吐出されたガス
とが合流し、ＮＧとして所定の場所へ送出される。
【００２９】＊実験データ 従来方法（全ＢＯＧをガス状態のまま第２の圧力まで昇
圧する方法）と、本実施形態方法とについて実験を行っ
た結果、次のような動力データを得ることができた。
圧する方法）と、本実施形態方法とについて実験を行っ
た結果、次のような動力データを得ることができた。
【００３０】
【表１】
【００３１】この表から明らかなように、本実施形態方
法では、第１圧縮機１６でひとまず圧縮したＢＯＧの少
なくとも一部を液化して残りのガス成分のみを第２圧縮
機２６で圧縮するようにしているので、全ＢＯＧを第２
圧縮機２６で圧縮する従来方法に比べ、第２圧縮機２６
の必要動力は桁はずれに小さくなっており、特に、ＬＮ
Ｇ消費量が多い昼間では、第２圧縮機２６の運転が不要
となっている。これは、処理ガス量の大幅な削減に起因
することは勿論、第２圧縮機２６上流側でのＬＮＧとの
混合で、第２圧縮機２６に送られるガス成分の温度が大
幅に下げられていることにも起因している。
法では、第１圧縮機１６でひとまず圧縮したＢＯＧの少
なくとも一部を液化して残りのガス成分のみを第２圧縮
機２６で圧縮するようにしているので、全ＢＯＧを第２
圧縮機２６で圧縮する従来方法に比べ、第２圧縮機２６
の必要動力は桁はずれに小さくなっており、特に、ＬＮ
Ｇ消費量が多い昼間では、第２圧縮機２６の運転が不要
となっている。これは、処理ガス量の大幅な削減に起因
することは勿論、第２圧縮機２６上流側でのＬＮＧとの
混合で、第２圧縮機２６に送られるガス成分の温度が大
幅に下げられていることにも起因している。
【００３２】また、この第１実施形態では、第１圧縮機
１６から吐出された圧縮ＢＯＧを混合器１７に導入する
前に熱交換器１８で予冷しているので、その分圧縮ＢＯ
Ｇの液化量を増やし、第２圧縮機２６で圧縮が必要なガ
ス成分量をさらに削減することが可能となっている。し
かも、上記熱交換器１８で上記圧縮ＢＯＧと熱交換され
る液体成分（第２ポンプ２２から吐出された液体成分）
は、その後昇温して気化すべきものであるので、この液
体成分を圧縮ＢＯＧの冷却源として利用することによ
り、効率の高い運転ができる。
１６から吐出された圧縮ＢＯＧを混合器１７に導入する
前に熱交換器１８で予冷しているので、その分圧縮ＢＯ
Ｇの液化量を増やし、第２圧縮機２６で圧縮が必要なガ
ス成分量をさらに削減することが可能となっている。し
かも、上記熱交換器１８で上記圧縮ＢＯＧと熱交換され
る液体成分（第２ポンプ２２から吐出された液体成分）
は、その後昇温して気化すべきものであるので、この液
体成分を圧縮ＢＯＧの冷却源として利用することによ
り、効率の高い運転ができる。
【００３３】なお、本実施形態では、第２ポンプ２６で
ＬＮＧに加えて圧縮ＢＯＧの液化分も圧縮しなければな
らないため、その分従来方法よりも第２ポンプ２６の必
要動力は増えているが、この必要動力の増加量は上記第
２圧縮機２６の動力削減量に比べると微々たるものにす
ぎない。従って、年間の総合動力としては約100万kWhも
の動力を節減することが可能となっている。
ＬＮＧに加えて圧縮ＢＯＧの液化分も圧縮しなければな
らないため、その分従来方法よりも第２ポンプ２６の必
要動力は増えているが、この必要動力の増加量は上記第
２圧縮機２６の動力削減量に比べると微々たるものにす
ぎない。従って、年間の総合動力としては約100万kWhも
の動力を節減することが可能となっている。
【００３４】次に、第２実施形態を図２に基づいて説明
する。前記第１実施形態において、第２ポンプ２２から
吐出された液体成分と熱交換器１８における圧縮ＢＯＧ
との熱交換で上記液体成分の一部のみが気化されると、
この熱交換器１８の下流は気液二相流となり、気化器２
４に偏流が生じて気化器２４本来の性能が失われるおそ
れがある。
する。前記第１実施形態において、第２ポンプ２２から
吐出された液体成分と熱交換器１８における圧縮ＢＯＧ
との熱交換で上記液体成分の一部のみが気化されると、
この熱交換器１８の下流は気液二相流となり、気化器２
４に偏流が生じて気化器２４本来の性能が失われるおそ
れがある。
【００３５】そこでこの実施形態では、上記熱交換器を
低温側熱交換器１８Ｌと高温側熱交換器１８Ｈとに分割
し、低温側熱交換器１８Ｌでは、圧縮ＢＯＧとの熱交換
による液体成分の昇温をこの液体成分中のＢＯＧが気化
しない程度にとどめ、この液体成分のうちの一部のみを
高温側熱交換器１８Ｈでさらに圧縮ＢＯＧと熱交換して
完全気化し、残りの液体成分を気化器２４で気化するよ
うに、両熱交換器１８Ｈ，１８Ｌを設計している。
低温側熱交換器１８Ｌと高温側熱交換器１８Ｈとに分割
し、低温側熱交換器１８Ｌでは、圧縮ＢＯＧとの熱交換
による液体成分の昇温をこの液体成分中のＢＯＧが気化
しない程度にとどめ、この液体成分のうちの一部のみを
高温側熱交換器１８Ｈでさらに圧縮ＢＯＧと熱交換して
完全気化し、残りの液体成分を気化器２４で気化するよ
うに、両熱交換器１８Ｈ，１８Ｌを設計している。
【００３６】この方法及び装置によれば、気化器２４に
は常に単相流（液相流）を流すことができ、偏流発生を
防止できる。なお、低温側熱交換器１８Ｌを出た液体成
分が高温側熱交換器１８Ｈと気化器２４とに流れる比率
は、高温側熱交換器１８Ｈの下流側の弁２８の操作で調
節可能であり、この比率は、高温側熱交換器１８Ｈに対
してはこの高温側熱交換器１８Ｈでの熱交換で完全気化
できるだけの量を流し、残りの液体成分を全て気化器２
４に流すように、設定すればよい。
は常に単相流（液相流）を流すことができ、偏流発生を
防止できる。なお、低温側熱交換器１８Ｌを出た液体成
分が高温側熱交換器１８Ｈと気化器２４とに流れる比率
は、高温側熱交換器１８Ｈの下流側の弁２８の操作で調
節可能であり、この比率は、高温側熱交換器１８Ｈに対
してはこの高温側熱交換器１８Ｈでの熱交換で完全気化
できるだけの量を流し、残りの液体成分を全て気化器２
４に流すように、設定すればよい。
【００３７】次に、第３実施形態を図３に基づいて説明
する。前記第１実施形態のように、液体成分の圧縮にポ
ンプ（第２ポンプ２２）を使用する場合、この第２ポン
プ２２におけるキャビテーションを防ぐには、有効吸込
ヘッドｈsvを十分に高めておく必要がある。この有効吸
込みヘッドｈsvは、次式により表される。
する。前記第１実施形態のように、液体成分の圧縮にポ
ンプ（第２ポンプ２２）を使用する場合、この第２ポン
プ２２におけるキャビテーションを防ぐには、有効吸込
ヘッドｈsvを十分に高めておく必要がある。この有効吸
込みヘッドｈsvは、次式により表される。
【００３８】
【数１】ｈsv＝（Ｐs−Ｐv)／ρｇ （ｍ） ここに、Ｐsはポンプ入口全圧（Pa）、Ｐvは運転温度に
おける液体の飽和蒸気圧（Pa)、ρは液体の密度（kg/
m3）、ｇは重力加速度である。
おける液体の飽和蒸気圧（Pa)、ρは液体の密度（kg/
m3）、ｇは重力加速度である。
【００３９】ところが、上記第１実施形態装置におい
て、気液分離器２０から導出される液体成分はほぼ飽和
状態であり、上記有効吸込みヘッドｈsvはほぼ０である
ため、この液体成分がそのまま第２ポンプ２２に導入さ
れると、キャビテーションが発生するおそれがある。
て、気液分離器２０から導出される液体成分はほぼ飽和
状態であり、上記有効吸込みヘッドｈsvはほぼ０である
ため、この液体成分がそのまま第２ポンプ２２に導入さ
れると、キャビテーションが発生するおそれがある。
【００４０】そこで、この実施形態では、ＬＮＧ配管１
３の途中（混合器１７の上流側）と第２ポンプ２２の上
流側とをバイパス配管３０で結び、ＬＮＧ貯槽１０から
導出されるＬＮＧの一部を気液分離器２０から導出され
る液体成分に混合してこれを予冷するようにしている。
こうすることにより、数１における飽和蒸気圧Ｐvを下
げて有効吸込みヘッドｈsvを高めることができ、確実に
キャビテーションを予防することができる。
３の途中（混合器１７の上流側）と第２ポンプ２２の上
流側とをバイパス配管３０で結び、ＬＮＧ貯槽１０から
導出されるＬＮＧの一部を気液分離器２０から導出され
る液体成分に混合してこれを予冷するようにしている。
こうすることにより、数１における飽和蒸気圧Ｐvを下
げて有効吸込みヘッドｈsvを高めることができ、確実に
キャビテーションを予防することができる。
【００４１】なお、ＬＮＧの分岐量は、上記バイパス配
管３０に設けた弁３２の操作により、運転状態に応じて
適宜調節すればよい。
管３０に設けた弁３２の操作により、運転状態に応じて
適宜調節すればよい。
【００４２】
【発明の効果】以上のように本発明は、第１の圧力まで
圧縮した圧縮ＢＯＧを低温液体との混合で少なくとも一
部液化し、残りのガス成分のみを第２の圧力まで圧縮す
るようにしたものであるので、従来のように大規模な蓄
冷容器を用いることなく、全ＢＯＧをガス状態のまま上
記第２の圧力まで昇圧する場合に比べて低温液体及びそ
のＢＯＧの処理に必要な動力を大幅に削減できる効果が
ある。
圧縮した圧縮ＢＯＧを低温液体との混合で少なくとも一
部液化し、残りのガス成分のみを第２の圧力まで圧縮す
るようにしたものであるので、従来のように大規模な蓄
冷容器を用いることなく、全ＢＯＧをガス状態のまま上
記第２の圧力まで昇圧する場合に比べて低温液体及びそ
のＢＯＧの処理に必要な動力を大幅に削減できる効果が
ある。
【００４３】さらに、請求項２，６記載の方法及び装置
は、上記圧縮ＢＯＧを上記低温液体との混合前に上記液
体成分との熱交換で予冷するものであるので、上記低温
液体との混合時の圧縮ＢＯＧの液化量を増やして気液分
離後のガス成分を減らすことができ、このガス成分を第
２の圧力まで圧縮するのに要する動力をさらに低減でき
る効果がある。
は、上記圧縮ＢＯＧを上記低温液体との混合前に上記液
体成分との熱交換で予冷するものであるので、上記低温
液体との混合時の圧縮ＢＯＧの液化量を増やして気液分
離後のガス成分を減らすことができ、このガス成分を第
２の圧力まで圧縮するのに要する動力をさらに低減でき
る効果がある。
【００４４】ここで、請求項３，７記載の方法及び装置
では、上記熱交換工程を分割し、まず、上記圧縮ＢＯＧ
との熱交換で液体成分をその中に含まれる上記ＢＯＧが
気化する温度よりも低い温度まで加温し、この段階で液
体成分から一部を抜き出してこの抜き取り分だけさらに
上記圧縮ＢＯＧと熱交換させて完全気化し、残りの液体
成分を気化器で気化するようにしているので、この気化
器には単相流を流すことができる。従って、気化器内で
の偏流発生を防ぎ、気化器本来の性能を確保できる効果
がある。
では、上記熱交換工程を分割し、まず、上記圧縮ＢＯＧ
との熱交換で液体成分をその中に含まれる上記ＢＯＧが
気化する温度よりも低い温度まで加温し、この段階で液
体成分から一部を抜き出してこの抜き取り分だけさらに
上記圧縮ＢＯＧと熱交換させて完全気化し、残りの液体
成分を気化器で気化するようにしているので、この気化
器には単相流を流すことができる。従って、気化器内で
の偏流発生を防ぎ、気化器本来の性能を確保できる効果
がある。
【００４５】また、請求項４，８記載の方法及び装置で
は、上記液体成分の圧縮にポンプを用いるにあたり、こ
のポンプの上流側で上記液体成分に上記貯槽から導出し
た低温液体を混合して上記液体成分を予冷するようにし
ているので、この予冷によって上記ポンプの有効吸込ヘ
ッドを高めることにより、キャビテーションを予防でき
る効果がある。
は、上記液体成分の圧縮にポンプを用いるにあたり、こ
のポンプの上流側で上記液体成分に上記貯槽から導出し
た低温液体を混合して上記液体成分を予冷するようにし
ているので、この予冷によって上記ポンプの有効吸込ヘ
ッドを高めることにより、キャビテーションを予防でき
る効果がある。
【図１】本発明の第１実施形態におけるＬＮＧ及びその
ＢＯＧの処理装置を示すフローシートである。
ＢＯＧの処理装置を示すフローシートである。
【図２】本発明の第２実施形態におけるＬＮＧ及びその
ＢＯＧの処理装置を示すフローシートである。
ＢＯＧの処理装置を示すフローシートである。
【図３】本発明の第３実施形態におけるＬＮＧ及びその
ＢＯＧの処理装置を示すフローシートである。
ＢＯＧの処理装置を示すフローシートである。
【図４】従来のＬＮＧ及びそのＢＯＧの処理装置の一例
を示すフローシートである。
を示すフローシートである。
１０ ＬＮＧ貯槽 １２ 第１ポンプ（圧送手段） １３ ＬＮＧ用配管 １４ ＢＯＧ用配管 １６ 第１圧縮機（第１ガス圧縮手段） １７ 混合器（混合部） １８ 熱交換器 １８Ｌ 低温側熱交換器 １８Ｈ 高温側熱交換器 ２０ 気液分離器 ２２ 第２ポンプ（液体圧縮手段） ２４ 気化器 ２６ 第２圧縮機（第２ガス圧縮手段） ３０ バイパス配管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山根 政美 神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号 株式 会社神戸製鋼所神戸本社内 (72)発明者 岩田 幸雄 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 山下 義彦 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 山崎 恭士 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 貯槽内に収容された低温液体及び上記貯
槽内で発生したボイルオフガスを処理するための低温液
体及びそのボイルオフガスの処理方法において、上記貯
槽内より上記ボイルオフガスを抜き出してこれを第１の
圧力まで圧縮し、この圧縮ボイルオフガスを上記貯槽内
から導出した低温液体に混合して上記圧縮ボイルオフガ
スの少なくとも一部を液化し、この混合流体を気液分離
してそのうちの液体成分を圧縮しかつ気化し、ガス成分
を上記第１の圧力よりも高い第２の圧力まで圧縮するこ
とを特徴とする低温液体及びそのボイルオフガスの処理
方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の低温液体及びそのボイル
オフガスの処理方法において、上記圧縮ボイルオフガス
を上記低温液体に混合する前に上記液体成分と熱交換さ
せて予冷することを特徴とする低温液体及びそのボイル
オフガスの処理方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の低温液体及びそのボイル
オフガスの処理方法において、上記圧縮ボイルオフガス
との熱交換により上記液体成分をその中に含まれる上記
ボイルオフガスが気化する温度よりも低い温度まで加温
し、この液体成分から一部を抜き出して上記圧縮ボイル
オフガスとさらに熱交換させることにより完全気化する
一方、残りの液体成分を気化器で気化することを特徴と
する低温液体及びそのボイルオフガスの処理方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の低温液
体及びそのボイルオフガスの処理方法において、上記液
体成分の圧縮にポンプを使用するとともに、上記液体成
分に上記貯槽から導出した低温液体を混合してこの液体
成分を予冷してから上記ポンプに導入することを特徴と
する低温液体及びそのボイルオフガスの処理方法。 - 【請求項５】 貯槽内に収容された低温液体及び上記貯
槽内で発生したボイルオフガスを処理するための低温液
体及びそのボイルオフガスの処理装置において、上記貯
槽内から外部へ低温液体を圧送する圧送手段と、上記貯
槽内からボイルオフガスを抜き出してこれを第１の圧力
まで圧縮する第１ガス圧縮手段と、この第１ガス圧縮手
段で圧縮されたボイルオフガスと上記圧送手段により圧
送される低温液体とを混合する混合部と、この混合部で
混合された混合流体をガス成分と液体成分とに分離する
気液分離部と、この気液分離部で分離された液体成分を
圧縮する液体圧縮手段と、この圧縮された液体成分を気
化する気化手段と、上記気液分離部で分離されたガス成
分を上記第１の圧力よりも高い第２の圧力まで圧縮する
第２ガス圧縮手段とを備えたことを特徴とする低温液体
及びそのボイルオフガスの処理装置。 - 【請求項６】 請求項５記載の低温液体及びそのボイル
オフガスの処理装置において、上記混合部に送られる圧
縮ボイルオフガスと上記気液分離部から導出された上記
液体成分とを熱交換させる熱交換器を備えたことを特徴
とする低温液体及びそのボイルオフガスの処理装置。 - 【請求項７】 請求項６記載の低温液体及びそのボイル
オフガスの処理装置において、上記熱交換器として、上
記圧縮ボイルオフガスとの熱交換により上記液体成分を
その中に含まれる上記ボイルオフガスが気化する温度よ
りも低い温度まで加温する低温側熱交換器と、この液体
成分の一部を上記圧縮ボイルオフガスとの熱交換により
さらに加温して完全気化させる高温側熱交換器とを備
え、上記液体成分の残りを上記気化手段へ導くように配
管したことを特徴とする低温液体及びそのボイルオフガ
スの処理装置。 - 【請求項８】 請求項５〜７のいずれかに記載の低温液
体及びそのボイルオフガスの処理装置において、上記液
体圧縮手段をポンプで構成するとともに、上記貯槽から
圧送される低温液体の一部を抜き出して上記ポンプ上流
側の液体成分に直接合流させるバイパス配管を備えたこ
とを特徴とする低温液体及びそのボイルオフガスの処理
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21687595A JP3586501B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 低温液体及びそのボイルオフガスの処理方法及び装置 |
| KR1019960034579A KR970011763A (ko) | 1995-08-25 | 1996-08-21 | 저온액체 및 그 보일오프가스의 처리방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21687595A JP3586501B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 低温液体及びそのボイルオフガスの処理方法及び装置 |
Publications (2)
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