(57)【要約】【課題】環境負荷を低減できるガスフリー方法を提供する。【解決手段】ＬＮＧタンク８０内を窒素ガスで置換し、次いで空気で置換するガスフリー方法である。ＬＮＧタンク８０内に残存するＬＮＧ気化ガスをＬＮＧタンク８０外に排出するＬＮＧ気化ガス排出工程と、ＬＮＧ気化ガス排出工程にて排出されたＬＮＧ気化ガスと液体窒素とを熱交換させてＬＮＧ気化ガスを凝縮させるとともに液体窒素を気化する熱交換工程と、熱交換工程にて気化された窒素ガスをＬＮＧタンク８０に供給することによってＬＮＧタンク８０内を窒素ガスで置換する窒素ガス置換工程と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＮＧタンク内に残存するＬＮＧ気化ガスを該ＬＮＧタンク外に排出するＬＮＧ気化ガス排出工程と、
前記ＬＮＧ気化ガス排出工程にて排出されたＬＮＧ気化ガスと液体窒素とを熱交換させてＬＮＧ気化ガスを凝縮させるとともに液体窒素を気化する熱交換工程と、
前記熱交換工程にて気化された窒素ガスを前記ＬＮＧタンクに供給することによって該ＬＮＧタンク内を窒素ガスで置換する窒素ガス置換工程と、
を有するガスフリー方法。
【請求項２】
前記窒素ガス置換工程において、前記窒素ガスを前記ＬＮＧタンクの下方から供給するとともに、前記ＬＮＧ気化ガス排出工程において前記ＬＮＧタンクの上方からＬＮＧ気化ガスを排出する請求項１に記載のガスフリー方法。
【請求項３】
前記ＬＮＧ気化ガス排出工程において、前記ＬＮＧタンクの上方からＬＮＧ気化ガスを排出する請求項２に記載のガスフリー方法。
【請求項４】
前記ＬＮＧ気化ガス排出工程によって前記ＬＮＧタンク内のＬＮＧ気化ガスを排出した後の不活性ガス充填状態において、前記ＬＮＧタンクの上方から空気を供給することによって該ＬＮＧタンク内を空気で置換する空気置換工程を有する請求項１から３のいずれかに記載のガスフリー方法。
【請求項５】
前記空気置換工程を行う際に、前記ＬＮＧタンクの下方から窒素ガスを該ＬＮＧタンクの外部に排出する窒素ガス排出工程を有する請求項４に記載のガスフリー方法。
【請求項６】
前記熱交換工程において凝縮させたＬＮＧを貯留するＬＮＧ貯留工程と、
前記ＬＮＧ貯留工程にて貯留されたＬＮＧをＬＮＧタンクに供給するＬＮＧ供給工程と、
を有する請求項１から５のいずれかに記載のガスフリー方法。
【請求項７】
液体窒素を貯留する液体窒素タンクと、
ＬＮＧタンク内に残存するＬＮＧ気化ガスを導くＬＮＧ気化ガス導出配管と、
前記ＬＮＧ気化ガス導出配管から導かれたＬＮＧ気化ガスと前記液体窒素タンクから導かれた液体窒素とを熱交換させる熱交換器と、
前記熱交換器によって冷却されて凝縮したＬＮＧを回収するＬＮＧ回収タンクと、
前記熱交換器によって加熱されて蒸発した窒素ガスを前記ＬＮＧタンクへ導く窒素ガス導出配管と、
を備えているガスフリー設備。
【請求項８】
前記熱交換器によって凝縮されたＬＮＧが供給されて気液を分離する気液分離器と、
前記気液分離器によって分離されたＬＮＧ気化ガスを燃焼させる燃焼器と、
を備えている請求項７に記載のガスフリー設備。
【請求項９】
船舶又は浮体に設けられている請求項７又は８に記載のガスフリー設備。
【請求項１０】
前記液体窒素タンクは、前記ＬＮＧ回収タンクと分離可能な船舶又は浮体に設けられている請求項９に記載のガスフリー設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＮＧタンク内を空気雰囲気化するに至るガスフリー方法及びガスフリー設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧを運搬したり貯蔵したりする船舶や浮体には、ＬＮＧを貯蔵するＬＮＧタンクが設けられている。ＬＮＧタンクに対しては、内部の機器や配管等の保守のため、ＬＮＧタンク内に残存するＬＮＧ気化ガスを脱酸素されたイナートガス（不活性ガス）で置換し、次いでイナートガスを空気で置換するガスフリーが行われる（下記非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】恵美洋彦編著「改訂増補  ＬＮＧ船／ＬＰＧ船技術資料」、船舶技術協会、１９９１年、ｐ．２１−２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガスフリーを行う際に用いるイナートガスとしては、ＬＮＧ船等では一般に、燃料油を燃焼させた燃焼ガスを海水でスクラビングして冷却・清浄化し、水分を除去した後の乾燥燃焼ガスが用いられる。このため、燃料油のコストがかかるとともに大気や海洋への環境負荷への影響が懸念される。
【０００５】
ＬＮＧタンク内に残存したＬＮＧ気化ガスは、ＬＮＧタンク外に排出された際にボイラ等にて焼却処理されている。しかし、大型のＬＮＧ船では、焼却処理するＬＮＧ気化ガスは３００トンを上回る場合もあり、処理時間が長くなりガスフリーの期間が長くなる。また、大量のＬＮＧ気化ガスを焼却処理するので環境規制の対象となり得る。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、環境負荷を低減することができるガスフリー方法及びガスフリー設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係るガスフリー方法は、ＬＮＧタンク内に残存するＬＮＧ気化ガスを該ＬＮＧタンク外に排出するＬＮＧ気化ガス排出工程と、前記ＬＮＧ気化ガス排出工程にて排出されたＬＮＧ気化ガスと液体窒素とを熱交換させてＬＮＧ気化ガスを凝縮させるとともに液体窒素を気化する熱交換工程と、前記熱交換工程にて気化された窒素ガスを前記ＬＮＧタンクに供給することによって該ＬＮＧタンク内を窒素ガスで置換する窒素ガス置換工程と、を有する。
【０００８】
ＬＮＧタンクに残存するＬＮＧ気化ガスを液体窒素と熱交換してＬＮＧ気化ガスを凝縮させる。これにより、ＬＮＧ気化ガスを凝縮させたＬＮＧとして貯蔵可能となり、ＬＮＧタンクからＬＮＧ気化ガスを排出した際に焼却処理する必要がない。
また、ＬＮＧ気化ガスから凝縮熱を得て気化された窒素ガスをＬＮＧタンクに供給することで、ＬＮＧタンク内を窒素ガスで置換することとした。これにより、イナートガスとして燃焼ガスを用いる必要がない。
以上により、環境負荷を低減することができる。
【０００９】
さらに、本発明の一態様に係るガスフリー方法では、前記窒素ガス置換工程において、前記窒素ガスを前記ＬＮＧタンクの下方から供給するとともに、前記ＬＮＧ気化ガス排出工程において前記ＬＮＧタンクの上方からＬＮＧ気化ガスを排出する。
【００１０】
窒素ガスは、ＬＮＧ気化ガス（主としてメタンガス）よりも同程度の温度で比重が大きく、また気化後の窒素ガスで低温となっているため、ＬＮＧタンク内に残存するＬＮＧ気化ガスよりも重いので重力によって下方へ移動する。そこで、窒素ガスをＬＮＧタンクの下方に供給するようにして、ＬＮＧタンクの下方から窒素ガスを充填するようにした。これにより、ＬＮＧ気化ガスと窒素ガスとを分離させた状態で効率的に窒素ガス置換工程を行うことができる。
【００１１】
さらに、本発明の一態様に係るガスフリー方法では、前記ＬＮＧ気化ガス排出工程において、前記ＬＮＧタンクの上方からＬＮＧ気化ガスを排出する。
【００１２】
ＬＮＧ気化ガスは、窒素ガスよりも比重が小さいため、ＬＮＧタンク内の上方に集積する。そこで、ＬＮＧ気化ガスをＬＮＧタンクの上方から排出するようにした。これにより、ＬＮＧ気化ガスと窒素ガスとを分離させた状態で効率的にＬＮＧ気化ガス排出工程を行うことができる。
【００１３】
さらに、本発明の一態様に係るガスフリー方法では、前記ＬＮＧ気化ガス排出工程によって前記ＬＮＧタンク内のＬＮＧ気化ガスを排出した後の不活性ガス充填状態において、前記ＬＮＧタンクの上方から空気を供給することによって該ＬＮＧタンク内を空気で置換する空気置換工程を有する。
【００１４】
ＬＮＧタンク内からＬＮＧ気化ガスが排出された後に、ＬＮＧタンクに空気を供給することによってＬＮＧタンク内を空気で置換する。このときに、ＬＮＧタンクの上方から空気を供給することによって、窒素よりも分子量が小さく軽い空気をＬＮＧタンクの上部から充填するようにした。これにより、ＬＮＧタンク内で空気と窒素とを分離させた状態で効率良く置換することができる。
【００１５】
さらに、本発明の一態様に係るガスフリー方法では、前記空気置換工程を行う際に、前記ＬＮＧタンクの下方から窒素ガスを該ＬＮＧタンクの外部に排出する窒素ガス排出工程を有する。
【００１６】
窒素ガスは空気よりも比重を重くするように少々低温とすることで、ＬＮＧタンクの下方に集積させることができる。そこで、空気置換工程を行う際に、ＬＮＧタンクの下方から窒素ガスを排出することとした。これにより、ＬＮＧタンク内で空気と窒素ガスとを分離させた状態で効率良く窒素ガスを排出することができる。
【００１７】
さらに、本発明の一態様に係るガスフリー方法では、前記熱交換工程において凝縮させたＬＮＧを貯留するＬＮＧ貯留工程と、前記ＬＮＧ貯留工程にて貯留されたＬＮＧをＬＮＧタンクに供給するＬＮＧ供給工程と、を有する。
【００１８】
熱交換工程で凝縮させたＬＮＧを貯留する。貯留したＬＮＧは、ＬＮＧタンクに供給される。これにより、ガスフリーを行う際に回収したＬＮＧを再利用することができる。
好ましくは、ガスフリーを行ったＬＮＧタンクに逆工程によりＬＮＧを戻す。より好ましくは、ガスフリーを行ったＬＮＧ船のＬＮＧタンクに対して逆工程によりＬＮＧを戻す。
【００１９】
また、本発明の一態様に係るガスフリー設備は、液体窒素を貯留する液体窒素タンクと、ＬＮＧタンク内に残存するＬＮＧ気化ガスを導くＬＮＧ気化ガス導出配管と、前記ＬＮＧ気化ガス導出配管から導かれたＬＮＧ気化ガスと前記液体窒素タンクから導かれた液体窒素とを熱交換させる熱交換器と、前記熱交換器によって冷却されて凝縮したＬＮＧを回収するＬＮＧ回収タンクと、前記熱交換器によって加熱されて蒸発した窒素ガスを前記ＬＮＧタンクへ導く窒素ガス導出配管と、を備えている。
【００２０】
ＬＮＧタンクに残存するＬＮＧ気化ガスを液体窒素と熱交換してＬＮＧ気化ガスを凝縮させる。これにより、ＬＮＧ気化ガスを凝縮させたＬＮＧをＬＮＧ回収タンク内に貯蔵可能となり、ＬＮＧタンクからＬＮＧ気化ガスを排出した際に焼却処理する必要がない。
また、ＬＮＧ気化ガスから凝縮熱を得て気化された窒素ガスをＬＮＧタンクに窒素ガス導出配管を介して供給することで、ＬＮＧタンク内を窒素ガスで置換することができる。これにより、イナートガスとして燃焼ガスを用いる必要がない。
以上により、環境負荷を低減することができる。
【００２１】
さらに、本発明の一態様に係るガスフリー設備では、前記熱交換器によって凝縮されたＬＮＧが供給されて気液を分離する気液分離器と、前記気液分離器によって分離されたＬＮＧ気化ガスを燃焼させる燃焼器と、を備えている。
【００２２】
凝縮されたＬＮＧを気液分離器によって可燃性ガスと液体に分離する。気体として分離された可燃性ガスは、燃焼器によって燃焼され、焼却処理される。このように、気液分離器によって気化された可燃性ガスのみ（ただしＮ２分を多く含む）を焼却処理するだけなので、環境負荷を可及的に低減することができる。
【００２３】
さらに、本発明の一態様に係るガスフリー設備では、船舶又は浮体に設けられている。
【００２４】
ガスフリー設備を船舶又は浮体に設けることとしたので、港湾内においてガスフリーを行うことができる。
【００２５】
さらに、本発明の一態様に係るガスフリー設備では、前記液体窒素タンクは、前記ＬＮＧ回収タンクと分離可能な船舶又は浮体に設けられている。
【００２６】
液体窒素タンクを、ＬＮＧ回収タンクと分離可能な船舶又は浮体に設けることとしたので、タンクローリー等の液体窒素供給設備から液体窒素を受け取る場所まで液体窒素タンクを備えた船舶又は浮体のみを移動させることができる。これにより、可燃性ガスとして取扱い規制が要求されるＬＮＧ回収タンクとは別に移動させることができるので、液体窒素を受け取る際の自由度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
液体窒素を用いてＬＮＧ気化ガスを凝縮するとともに、ＬＮＧ気化ガスの凝縮熱によって気化した窒素ガスをイナートガスとして用いることとしたので、環境負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係るガスフリー設備を示した概略図である。
【図２】図１のガスフリー設備の機能的な構成を示した概略図である。
【図３】ガスフリー方法を示した工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明にかかる一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示したガスフリー設備１は、ＬＮＧ船等のＬＮＧタンク内に残存したＬＮＧ気化ガスを回収して窒素ガスで置換し、次いで乾燥空気で置換するものである。
【００３０】
ガスフリー設備１は、液体窒素を貯留する液体窒素タンク３を備えた液体窒素供給バージ（船舶）５と、ＬＮＧ（液化天然ガス）を回収して貯留するＬＮＧ回収タンク７を備えたＬＮＧ回収バージ（船舶）９とを備えている。
【００３１】
液体窒素供給バージ５とＬＮＧ回収バージ９とは、接続と分離が可能となっている。接続した際には、液体窒素供給バージ５からＬＮＧ回収バージ９へと液体窒素や乾燥空気が供給されるように配管接続が行われる。
【００３２】
液体窒素供給バージ５は、ＬＮＧ回収バージ９から分かれて航行することができ、タンクローリー等の液体窒素供給設備まで液体窒素を受け取りに行くことができる。
【００３３】
ＬＮＧ回収バージ９は、ＬＮＧ船等のＬＮＧタンク内に残存したＬＮＧ気化ガスを凝縮液化し、液化したＬＮＧをＬＮＧ回収タンク７内に貯留する。ＬＮＧ回収バージ９は、ＬＮＧ気化ガスを液化するＬＮＧ再凝縮用熱交換器１０と、気化したＬＮＧを焼却処理するオフガス燃焼炉（燃焼器）１１を備えている。
【００３４】
図２には、図１に示したガスフリー設備１の機能的な概略構成が示されている。
液体窒素供給バージ５は、液体窒素タンク３と、液体窒素タンク３に接続された液体窒素供給配管１３を備えている。なお、液体窒素タンク３は、本実施形態では２つとされているが、１つであっても３つ以上であっても良い。
【００３５】
液体窒素供給配管１３には、液体窒素供給ポンプ１５と、該ポンプ１５の吐出側に設けられた逆止弁１６とが設けられている。逆止弁１６の下流側には、仕切弁１７を介して液体窒素接続配管１８が設けられている。液体窒素接続配管１８は、液体窒素供給バージ５とＬＮＧ回収バージ９とを接続するときに用いられる。液体窒素接続配管１８は、ＬＮＧ回収バージ９側に設けられた仕切弁２５を介して液体窒素供給配管２６に接続されている。液体窒素供給配管２６の下流側は、液体窒素制御弁２７を介してＬＮＧ再凝縮用熱交換器（熱交換器）１０に接続されている。
【００３６】
液体窒素供給バージ５は、ＬＮＧタンクに空気を供給するための空気ブロワ２０を備えている。空気ブロワ２０の吐出側には乾燥空気を得るための空気除湿器２１が設けられている。空気除湿器２１の下流側には、気液分離器２２と、仕切弁２３とが設けられている。仕切弁２３の下流側には、乾燥空気接続配管２４が設けられている。乾燥空気接続配管２４は、液体窒素供給バージ５とＬＮＧ回収バージ９とを接続するときに用いられる。乾燥空気接続配管２４は、ＬＮＧ回収バージ９側に設けられた乾燥空気供給配管２９に接続されている。
【００３７】
ＬＮＧ回収バージ９は、２つのＬＮＧ回収タンク７を備えている。なお、ＬＮＧ回収タンク７は、本実施形態では２つとされているが、１つであっても３つ以上であっても良い。
【００３８】
ＬＮＧ回収タンク７には、ＬＮＧ回収配管３０が接続されている。ＬＮＧ回収配管３０の上流側には、ＬＮＧ移送ポンプ３２が設けられている。
【００３９】
ＬＮＧ移送ポンプ３２とＬＮＧ回収タンク７との間には、ＬＮＧ払い出し配管３４が設けられている。ＬＮＧ払い出し配管３４には、ＬＮＧ気化用熱交換器３５が設けられている。ＬＮＧ気化用熱交換器３５の加熱用熱源としては例えば清水や蒸気が用いられる。ＬＮＧ気化用熱交換器３５によって気化されたＬＮＧ気化ガスがＬＮＧ払い出し配管３４を介して例えば陸側へと供給されるようになっている。なお、ＬＮＧ払い出し配管３４とＬＮＧ気化用熱交換器３５は省略することができる。
【００４０】
ＬＮＧ回収配管３０の上流側は、ガスセパレータ（気液分離器）３８に接続されている。ガスセパレータ３８では、ＬＮＧ再凝縮用熱交換器１０にて凝縮液化する際に非凝縮性分としてＮ２を多く含む可燃性ガス（ＬＮＧ気化ガスを含む）を除去する。ＬＮＧから除去された可燃性ガスは、可燃性ガス排出管４０を介してオフガス燃焼炉１１へと導かれて焼却処理される。
【００４１】
可燃性ガス排出管４０には、可燃性ガス流れの上流側から順に、ガス熱交換器４２と、可燃性ガス加熱器４４と、可燃性ガス流量調整弁４６とが設けられている。可燃性ガス加熱器４４は、加熱用熱源として例えば清水や蒸気が用いられる。可燃性ガス加熱器４４によって燃焼に適した温度（例えば大気温度）まで昇温される。
【００４２】
ＬＮＧ船等のＬＮＧタンク内に残留したＬＮＧ気化ガスは、ＬＮＧ気化ガス流量調整弁５０を介してＬＮＧ気化ガス導出配管５２を通りＬＮＧ再凝縮用熱交換器１０へと導かれる。ＬＮＧ気化ガス導出配管５２の途中位置には、ガス熱交換器４２が設けられている。
【００４３】
ＬＮＧ再凝縮用熱交換器１０には、窒素ガス導出配管５４が設けられている。窒素ガス導出配管５４の途中位置には、ガス熱交換器４２が設けられている。
【００４４】
ガス熱交換器４２では、窒素ガス導出配管５４を通る窒素ガスが加熱されるとともに、ＬＮＧ気化ガス導出配管５２を通るＬＮＧ気化ガスが冷却され、かつ、可燃性ガス排出管４０を通る可燃性ガスが加熱される。
【００４５】
窒素ガス導出配管５４を通る窒素ガスは、窒素ガス加熱用熱交換器５６で加熱された後に、流量調整弁５８を通りＬＮＧ船等のＬＮＧタンクへと導かれる。窒素ガス加熱用熱交換器５６で窒素ガスを昇温した後にＬＮＧタンクへと送ることで、ＬＮＧタンクのホットアップを加勢する。窒素ガス加熱用熱交換器５６に対して並列に設けられた流量調整弁５９は、窒素ガス加熱用熱交換器５６へ流れる流量を調整するために用いられる。
【００４６】
オフガス燃焼炉１１には、燃焼空気ブロワ６１から燃焼用空気が供給される。オフガス燃焼炉１１にて生成させた燃焼ガスは、排ガス配管６３を通り煙突６５から大気へと放出される。
【００４７】
排ガス配管６３には、熱回収用熱交換器６７が設けられている。熱回収用熱交換器６７は、熱媒循環流路７０を通る熱媒（例えば水）と熱交換を行う。熱媒循環流路７０には、熱媒ポンプ７２と、熱利用側熱交換器７４とが設けられている。
【００４８】
熱利用側熱交換器７４は、熱回収ポンプ７５を備えた熱回収流路７６と接続されている。熱回収流路７６で回収された熱は、例えばＬＮＧタンクのヒートアップ等の加熱用熱源として用いられる。熱利用側熱交換器７４による加熱量は、三方弁７７の開度調整によって調整される。
【００４９】
上述した各仕切弁や各流量調整弁等の制御は、図示しない制御部によって行われる。制御部は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００５０】
次に、図３を用いて、上述したガスフリー設備１を用いたガスフリー方法について説明する。
図３には、ＬＮＧ船等に設けられたＬＮＧタンク８０に対して行うガスフリーの工程が示されている。同図の左から右に向かって（（Ａ）から（Ｈ）に向かって）各工程が進行する。ガスフリーを行う際には、図２で説明したＬＮＧ気化ガス導出配管５２とＬＮＧタンク８０とが接続され、また、窒素ガス導出配管５４及び乾燥空気供給配管２９とＬＮＧタンク８０とが接続される。
【００５１】
第１工程（Ａ）では、ＬＮＧタンク８０内に残存したＬＮＧ気化ガス（ＢＯＧ）をＬＮＧタンク８０の上方（より具体的には頂部）からブロワ８３を介して抜き出し、ＬＮＧ気化ガスホットアップ用熱交換器８２で加熱した後にＬＮＧ気化ガス（ＨＯＴ  ＧＡＳ）をＬＮＧタンク８０内に戻す。これにより、ＬＮＧタンク８０の底部に貯留したＬＮＧ（液体）を気化させる。ＬＮＧ気化ガスホットアップ用熱交換器８２に用いる加熱用熱源としては、図２で説明した熱回収流路７６で回収した熱を用いることができる。また、ＬＮＧ船内で供給される蒸気等の熱源を用いても良い。
【００５２】
第２工程（Ｂ）では、第１工程（Ａ）と同様にＬＮＧ気化ガスをＬＮＧタンク８０の頂部から抜き出してＬＮＧ気化ガスホットアップ用熱交換器８２で加熱してＬＮＧ気化ガスをＬＮＧタンク８０内に戻すと同時に、ブロワ８３の下流側のＬＮＧ気化ガスの一部を取り出してＬＮＧ再凝縮用熱交換器１０（図２参照）へと導く。ＬＮＧ再凝縮用熱交換器１０では、図２で説明したように、ＬＮＧ気化ガスと液体窒素とが熱交換を行う。これにより、ＬＮＧ気化ガスは液体窒素によって冷却されて凝縮液化してＬＮＧとなり、液体窒素はＬＮＧ気化ガスの凝縮熱によって加熱されて気化して窒素ガスとなる。
第１工程（Ａ）及び第２工程（Ｂ）によって、ＬＮＧタンク８０内に残留したＬＮＧの気化が行われる。
【００５３】
第３工程（Ｃ）では、ＬＮＧ再凝縮用熱交換器１０でＬＮＧタンク８０の頂部から抜き出し（ＬＮＧ気化ガス排出工程）、ＬＮＧ気化ガスを液体窒素で冷却して凝縮液化してＬＮＧを生成する（熱交換工程）。液化されたＬＮＧは、図２で示したＬＮＧ回収タンク７へと送られて貯留させる。そして、ＬＮＧ再凝縮用熱交換器１０でＬＮＧ気化ガスを冷却した液体窒素は、ＬＮＧ気化ガスの凝縮熱によって加熱されて気化し、窒素ガスとなる。この窒素ガスは、ＬＮＧタンク８０の下方へ向けて投入される。これにより、ＬＮＧ気化ガスよりも分子量が大きくかつ冷たい窒素ガスは、ＬＮＧ気化ガスよりも重いので、ＬＮＧタンク８０の底部側から充填されることになる。
【００５４】
第４工程（Ｄ）では、第３工程（Ｃ）の工程が継続して行われ、ＬＮＧタンク８０内に窒素ガスが充填されて置換される。ＬＮＧ気化ガスがＬＮＧタンク８０の頂部から排出されているか否かは、図示しないガス検知器によって検出することができる。ガス検出器の出力は、図示しない制御部へと送信され、窒素ガスによる置換が終了したか否かが判定される。窒素ガスによる置換の完了は、上述したガス検知器によってＬＮＧ気化ガスの検出値が所定値以下（例えばゼロ）となることによって制御部において判断される。
【００５５】
上述した第３工程（Ｃ）から第４工程（Ｄ）にかけて、窒素ガス置換工程が行われる。この時の窒素ガス温度は、約−１００℃〜−８０℃である。
また、第１工程（Ａ）から第４工程（Ｄ）にかけて、ＬＮＧタンク８０内のホットアップ＃１が行われる。これにより、ＬＮＧタンク８０内の温度は−１６０℃から約−８０℃までに加熱される。
【００５６】
第５工程（Ｅ）では、ＬＮＧタンク８０内を窒素ガスで置換した後に、ＬＮＧタンク８０内の窒素ガスを取り出して窒素ガスホットアップ用熱交換器８５を用いて窒素ガスを加熱し、ＬＮＧタンク８０内に窒素ガスを戻す。窒素ガスホットアップ用熱交換器８５に用いる加熱用熱源としては、図２で説明した熱回収流路７６で回収した熱を用いることができる。また、ＬＮＧ船内で供給される蒸気等の熱源を用いても良い。本工程（Ｅ）により、ＬＮＧタンク８０内の窒素ガスの温度を約−４５℃まで加熱する。
【００５７】
第６工程（Ｆ）では、ＬＮＧタンク８０の上方（より具体的には頂部）から乾燥空気を供給する。乾燥空気は、図２で示した乾燥空気供給配管２９から導かれる。なお、乾燥空気は、船内や他の設備から供給しても良い。
乾燥空気は、窒素ガスよりも分子量が小さく軽いので、ＬＮＧタンク８０の上方から充填される。窒素ガスは、ＬＮＧタンク８０の下方（より具体的には底部）から外部へと排出される。
【００５８】
第７工程（Ｇ）では、第６工程（Ｆ）が継続して行われ、ＬＮＧタンク８０内に乾燥空気が充填されて置換される。窒素ガスがＬＮＧタンク８０の底部から排出しているか否かは、図示しないガス検知器によって検出することができる。ガス検出器の出力は、図示しない制御部へと送信され、乾燥空気による置換が終了したか否かが判定される。乾燥空気による置換の完了は、上述したガス検知器によって酸素濃度が所定値（例えば大気成分相当の範囲）となることによって制御部において判断される。
【００５９】
そして、第８工程（Ｈ）において乾燥空気による置換が終了し、一連のガスフリーの工程が終了する。
上述した第６工程（Ｆ）から第８工程（Ｈ）にかけて、乾燥空気置換工程が行われる。この時の窒素ガス温度は、約−１００℃〜−８０℃である。
また、第５工程（Ｅ）から第８工程（Ｅ）にかけて、ＬＮＧタンク８０内のホットアップ＃２が行われる。これにより、ＬＮＧタンク８０内の温度は約−８０℃から大気温度まで加熱される。
【００６０】
以上の通り、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
ＬＮＧタンク８０に残存するＬＮＧ気化ガスを液体窒素と熱交換してＬＮＧ気化ガスを凝縮させる。これにより、ＬＮＧ気化ガスを凝縮させたＬＮＧとして貯蔵可能となり、ＬＮＧタンク８０からＬＮＧ気化ガスを排出した際に焼却処理する必要がない。
また、ＬＮＧ気化ガスから凝縮熱を得て気化された窒素ガスをＬＮＧタンク８０に供給することで、ＬＮＧタンク８０内を窒素ガスで置換することとした。これにより、イナートガスとして燃焼ガスを用いる必要がない。
以上により、環境負荷を低減することができる。
【００６１】
窒素ガスは、ＬＮＧ気化ガス（主としてメタンガス）よりも比重が大きく、また気化後の窒素ガスで低温となっているため、ＬＮＧタンク８０内に残存するＬＮＧ気化ガスよりも重いので重力によって下方へ移動する。そこで、窒素ガスをＬＮＧタンク８０の下方に供給するようにして、ＬＮＧタンク８０の下方から窒素ガスを充填するようにした。これにより、ＬＮＧ気化ガスと窒素ガスとを分離させた状態で効率的に窒素ガス置換工程を行うことができる。
【００６２】
ＬＮＧ気化ガスは、窒素ガスよりも分子量が小さく軽いため、ＬＮＧタンク８０内の上方に存在する。そこで、ＬＮＧ気化ガスをＬＮＧタンク８０の上方から排出するようにした。これにより、ＬＮＧ気化ガスと窒素ガスとを分離させた状態で効率的にＬＮＧ気化ガスの排出を行うことができる。
【００６３】
ＬＮＧタンク８０内からＬＮＧ気化ガスが排出された後に、ＬＮＧタンク８０に乾燥空気を供給することによってＬＮＧタンク８０内を空気で置換する。このときに、ＬＮＧタンク８０の上方から乾燥空気を供給することによって、窒素よりも分子量が小さく軽い乾燥空気をＬＮＧタンク８０の上部から充填するようにした。これにより、ＬＮＧタンク８０内で乾燥空気と低温の窒素とを分離させた状態で効率良く置換することができる。
【００６４】
窒素ガスは乾燥空気よりも分子量が大きく重いので、ＬＮＧタンク８０の下方に存在する。そこで、乾燥空気による置換を行う際に、ＬＮＧタンク８０の下方から窒素ガスを排出することとした。これにより、ＬＮＧタンク８０内で乾燥空気と窒素ガスとを分離させた状態で効率良く窒素ガスを排出することができる。
【００６５】
ＬＮＧ再凝縮用熱交換器１０で凝縮させたＬＮＧをＬＮＧ回収タンク７で貯留することとした。貯留したＬＮＧは、ＬＮＧタンク８０に供給することができる。これにより、ガスフリーを行う際に回収したＬＮＧを再利用することができる。好ましくは、ガスフリーを行った後のＬＮＧ船のＬＮＧタンク８０にＬＮＧを戻す。
【００６６】
凝縮されたＬＮＧをガスセパレータ３８によって可燃性ガスとＬＮＧに分離する。気体として分離された可燃性ガスは、オフガス燃焼炉１１によって燃焼され、焼却処理される。このように、ガスセパレータ３８によって気化された可燃性ガスのみを焼却処理するだけなので、環境負荷を可及的に低減することができる。
【００６７】
ガスフリー設備１としてバージ５，９を用いることとしたので、港湾内においてガスフリーを行うことができる。
【００６８】
液体窒素タンク３を、ＬＮＧ回収タンク７を備えたＬＮＧ回収バージ９と分離可能な液体窒素供給バージ５に設けることとしたので、タンクローリー等の液体窒素供給設備から液体窒素を受け取る場所まで液体窒素供給バージ５のみを移動させることができる。これにより、可燃性ガスとして取扱い規制が要求されるＬＮＧ回収タンク７を備えたＬＮＧ回収バージ９とは別に液体窒素供給バージ５を移動させることができるので、液体窒素を受け取る際の自由度を向上させることができる。
【００６９】
なお、上記実施形態では、ガスフリー設備１としてバージ５，９を一例として説明したが、他の船舶や浮体であっても良い。また、液体窒素供給バージ５とＬＮＧ回収バージ９とを分離せずに一体化した船舶や浮体としても良い。さらには、ガスフリー設備１を陸上に設置しても良い。
【００７０】
また、上記実施形態では、ＬＮＧタンク８０を備える設備としてＬＮＧ船を一例としてあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＬＮＧタンクを備えている設備であれば良く、例えば、大型ＬＮＧ船に限らず小型のＬＮＧ船である地域間輸送船、またはＬＮＧバンカー船や、ＬＮＧ燃料化された船舶であっても良い。
【符号の説明】
【００７１】
１  ガスフリー設備
３  液体窒素タンク
５  液体窒素供給バージ（浮体）
７  ＬＮＧ回収タンク
９  ＬＮＧ回収バージ（浮体）
１０  ＬＮＧ再凝縮用熱交換器（熱交換器）
１１  オフガス燃焼炉（燃焼器）
１３  液体窒素供給配管
１５  液体窒素供給ポンプ
１６  逆止弁
１７  仕切弁
１８  液体窒素接続配管
２０  空気ブロワ
２１  空気除湿器
２２  気液分離器
２３  仕切弁
２４  乾燥空気接続配管
２５  仕切弁
２６  液体窒素供給配管
２７  液体窒素制御弁
２９  乾燥空気供給配管
３０  ＬＮＧ回収配管
３２  ＬＮＧ移送ポンプ
３４  ＬＮＧ払い出し配管
３５  ＬＮＧ気化用熱交換器
３８  ガスセパレータ（気液分離器）
４０  可燃性ガス排出管
４２  ガス熱交換器
４４  可燃性ガス加熱器
４６  可燃性ガス流量調整弁
５０  ＬＮＧ気化ガス流量調整弁
５２  ＬＮＧ気化ガス導出配管
５４  窒素ガス導出配管
５６  窒素ガス加熱用熱交換器
５８  流量調整弁
５９  流量調整弁
６１  燃焼空気ブロワ
６３  排ガス配管
６５  煙突
６７  熱回収用熱交換器
７０  熱媒循環流路
７２  熱媒ポンプ
７４  熱利用側熱交換器
７５  熱回収ポンプ
７６  熱回収流路
７７  三方弁
８０  ＬＮＧタンク
８２  ＬＮＧ気化ガスホットアップ用熱交換器
８３  ブロワ
８５  窒素ガスホットアップ用熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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