(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素を不純物として含む液化ガスの貯槽から発生するボイルオフガスを、液化手段にて液化した後に気液分離を行い、ここで得られた液を前記貯槽に戻すボイルオフガスの再液化方法であって、
前記気液分離により得られた液を、前記貯槽から前記液化手段に向かうボイルオフガスを流通させるドラムに環流し、ここで液中に含まれる窒素を減圧によりボイルオフガス中にフラッシュさせた上で、その液を当該ドラムから引き抜いて前記貯槽に戻し、前記ドラムに環流された液が当該ドラムにおいてボイルオフガスと接触することにより、ボイルオフガスの温度を前記液化手段の入口で一定に保持するようにしたことを特徴とするボイルオフガスの再液化方法。
【請求項２】
前記液中の窒素をフラッシュさせるためのドラムが、前記貯槽からのボイルオフガスに同伴する液滴を除去するために前記液化手段の上流に設けられるミスト分離用のドラムであることを特徴とする請求項１に記載のボイルオフガスの再液化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液化ガスの貯蔵・運搬において貯槽から発生するボイルオフガスを再液化するための再液化方法に関し、特に液化手段にて液化した後に気液分離を行い、ここで得られた液のみを貯槽に戻すようにした再液化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＮＧの貯槽から発生するボイルオフガス（以下、ＢＯＧと呼称する）の再液化を行う際に、ＢＯＧを熱交換器で飽和状態まで冷却して液化した後、一旦気液分離ドラムに導き、ここで分離された液のみを貯槽に戻す方法が知られている（特開平７−１５７７８２号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この方法では、気液分離ドラム内のガス体に、メタン等の炭化水素の未凝縮分と、不純物としての窒素を主体とした非凝縮分とが含まれ、その取り扱いが問題となる。すなわち、単に廃ガスとしてボイラー等で処理したのでは、有用な炭化水素を放出することになり、経済性の面で望ましくなく、他方、炭化水素の回収を優先させて圧縮機の上流等へ合流させるようにすると、不純物としての窒素により圧縮機や冷却器での処理量を徒に増加させる不都合が生じる。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、メタン等の有用分の排出を抑えつつ、不純物としての窒素を効率的に除去することが可能なＢＯＧの再液化方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明においては、窒素を不純物として含む液化ガスの貯槽から発生するＢＯＧを、液化手段にて液化した後に気液分離を行い、ここで得られた液を貯槽に戻すようにしたＢＯＧの再液化方法において、気液分離により得られた液を、貯槽から液化手段に向かうＢＯＧを流通させるドラムに環流し、ここで液中に含まれる窒素を減圧によりＢＯＧ中にフラッシュさせた上で、その液を当該ドラムから引き抜いて貯槽に戻し、ドラムに環流された液が当該ドラムにおいてＢＯＧと接触することにより、ＢＯＧの温度を液化手段の入口で一定に保持するようにしたものとした。
【０００６】
これによると、ＢＯＧ中にフラッシュした窒素は、ＢＯＧと共に圧縮機や冷却器等からなる液化手段に送られ、この液化手段や気液分離用のドラムとこれらの連絡配管等で構成される再液化装置内に窒素が濃縮される。そして、気液分離により得られたガス体はボイラーで燃焼させることによって系外に排出され、これによりメタン等の有用分の排出を抑えつつ、不純物としての窒素を効率的に除去することが可能となる。しかも、液化手段上流のドラムに環流された液が貯槽からのＢＯＧと接触することにより、ＢＯＧ温度を液化手段の入口で一定に保持することができるため、ＢＯＧ発生量の増減による負荷変動に対するＢＯＧ液化装置内の温度制御が容易になる。なお、窒素分をフラッシュさせるためのドラムは、貯槽からのＢＯＧに同伴する液滴を除去するために液化手段上流に設けられるミスト分離用ドラムと兼用することが構成を簡略化する上で望ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明の構成を詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明が適用されたＢＯＧの再液化を行う冷却システムの概略構成を示している。ここでは、液化ガスとしてのＬＮＧの貯蔵・運搬においてＬＮＧタンク１から発生するＢＯＧが、ＢＯＧコンプレッサ２により圧縮された後、熱交換器３により冷却されて再液化するようになっている。
【０００９】
ＢＯＧコンプレッサ２の上流には、ドラム内にデミスタを備えた構造のミスト分離用ドラム５が設けられており、ＬＮＧタンク１から送られてくるＢＯＧに含まれる液滴が除去され、これによりＢＯＧコンプレッサ２への液滴の同伴を防止している。
【００１０】
熱交換器３の下流側には、気液分離用ドラム６が設けられている。この気液分離用ドラム６では、熱交換器３にてＢＯＧを飽和状態まで冷却して得られた液から、炭化水素の未凝縮分、並びに不純物としての窒素を主体とした非凝縮分を含むガス体が分離され、適宜にバルブ７を開放させることでガス体を抜き出すことができる。
【００１１】
他方、気液分離用ドラム６内の飽和状態の液は、バルブ８を開放させてＬＮＧタンク１に戻される他、制御バルブ１０にて気液分離用ドラム６内の液面を一定に保持しながら連絡配管９を経てミスト分離用ドラム５に環流される。ここで、飽和液は減圧され、その中に含まれる窒素が、ＬＮＧタンク１から送られてきたＢＯＧ中にフラッシュして液から分離される。ＢＯＧ中にフラッシュした窒素は、ＢＯＧと共にＢＯＧコンプレッサ２に送られる。ミスト分離用ドラム５に残留する液は、返送ポンプ１１により引き抜かれてＬＮＧタンク１へ圧送される。
【００１２】
これにより、ＢＯＧコンプレッサ２、熱交換器３、ミスト分離用ドラム５、気液分離用ドラム６、並びにこれらの連絡配管で構成される再液化装置内に窒素分が濃縮され、気液分離用ドラム６内のガス体をバルブ７の開放によりボイラーで燃焼させて系外に排出することで、メタン等の有用分の排出を抑えつつ、不純物としての窒素を効率的に除去することができる。他方、液体は不純物量が減少して濃縮された状態でＬＮＧタンク１ヘ戻される。そして、ミスト分離用ドラム５に環流された液がＬＮＧタンク１からのＢＯＧと接触することにより、ＢＯＧ温度をＢＯＧコンプレッサ２の入口で一定に保持することができるため、ＢＯＧ発生量の増減による負荷変動に対してＢＯＧ再液化装置内の温度制御が容易になる。
【００１３】
熱交換器３においてＢＯＧを液化するための冷熱は、窒素を冷媒としたクローズドエキスパンダサイクルによる窒素冷凍サイクル１３により供給される。この窒素冷凍サイクル１３では、熱交換器３を出た冷媒窒素が、窒素コンプレッサ１４〜１６、並びにインタクーラ１７・１８及びアフタクーラ１９により冷却されながら圧縮される。
【００１４】
アフタクーラ１９を出た冷媒窒素は、さらにブースタコンプレッサ２０で圧縮され、ついでアフタクーラ２１で冷却された後、熱交換器３へ送られる。熱交換器３では、窒素冷却部２２において冷媒窒素が低温窒素との熱交換により冷却される。熱交換器３を出た冷媒窒素は、エキスパンダ２３に送られ、ここで減圧により膨張してＢＯＧ再液化に要する冷熱を生成し、熱交換器３に送られる。エキスパンダ２３での冷媒窒素を減圧する際の仕事でブースタコンプレッサ２０が駆動される。
【００１５】
なお、本実施形態においては、ＬＮＧを例に説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、この他の液化ガス、例えばＬＰＧにも適用することができる。
【００１６】
【実施例】
以下に、本発明による方法をＬＮＧのボイルオフガスの再液化に適用した際の非凝縮ガス中の窒素含有量に関する算出結果を示す。また比較のために従来の方法による値も併記する。なお、ここでは、ボイルオフガス中の窒素濃度を２．５％、５％、１０％とした３ケースに分け、各ケース毎に非凝縮ガス量を５０ｋｇｍｏｌ／ｈ、１００ｋｇｍｏｌ／ｈ、１５０ｋｇｍｏｌ／ｈとした例を示す。
【００１７】
まず、ボイルオフガス中の窒素濃度が２．５％の場合の例を次の表１、表２及び表３に示す。
【００１８】
【表１】
0003673127.tif 000002
【００１９】
【表２】
0003673127.tif 000003
【００２０】
【表３】
0003673127.tif 000004
【００２１】
次に、ボイルオフガス中の窒素濃度が５％の場合の例を、次の表４、表５及び表６に示す。
【００２２】
【表４】
0003673127.tif 000005
【００２３】
【表５】
0003673127.tif 000006
【００２４】
【表６】
0003673127.tif 000007
【００２５】
さらに、ボイルオフガス中の窒素濃度が１０％の場合の例を、次の表７、表８及び表９に示す。
【００２６】
【表７】
0003673127.tif 000008
【００２７】
【表８】
0003673127.tif 000009
【００２８】
【表９】
0003673127.tif 000010
【００２９】
以上の例から明らかなように、本発明による方法によれば、従来方法に比較して非凝縮ガス中の窒素濃度が高まり、本発明の有効性が確認された。
【００３０】
【発明の効果】
このように本発明によれば、ＢＯＧを液化した後に気液分離を行って得られた液中の窒素分を液化手段上流のドラムでフラッシュさせることにより、再液化装置内に窒素分を濃縮させることができ、これによりメタン等の有用分の排出を抑えつつ、不純物としての窒素を効率的に除去することが可能となる。しかも、ＢＯＧ温度を液化手段の入口で一定に保持することができるため、ＢＯＧ液化装置内の温度制御が容易になるので、制御システムを簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたボイルオフガスの再液化システムの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  ＬＮＧタンク
２  ＢＯＧコンプレッサ
３  熱交換器
５  ミスト分離用ドラム
６  気液分離用ドラム
７・８  バルブ
９  連絡配管
１０  制御バルブ
１１  返送ポンプ
１３  窒素冷凍サイクル
１４〜１６  窒素コンプレッサ
１７・１８  インタクーラ
１９  アフタクーラ
２０  ブースタコンプレッサ
２１  アフタクーラ
２２  窒素冷却部
２３  エキスパンダ
【図１】
0003673127.tif 000011