(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＮＧから得られる−１２０℃以下の冷熱を蓄冷して有効利用する方法であって、
（１）昼間においては、（ａ）ＬＮＧ貯槽から発生するボイルオフガスを昇圧させ、次いで予備冷却した後、ＬＮＧ貯槽から送り出されて来るボイルオフガスを液化させるに十分な量のＬＮＧに混合してＬＮＧ単層流を形成させ、（ｂ）形成されたＬＮＧ単層流を、蓄冷剤としてｎ−ペンタンを内蔵する蓄冷容器に導入してこれを冷却凝固させ、（ｃ）次いで、ＬＮＧ単層流をポンプで送出圧まで昇圧し、次いで上記のボイルオフガスの予備冷却に使用した後、ＬＮＧ気化器に送って気化させ、
（２）夜間においては、（ａ）ＬＮＧ貯槽から発生するボイルオフガスを昇圧させ、次いで予備冷却した後、ＬＮＧ貯槽から送り出されて来るボイルオフガスを液化させるには不十分な量のＬＮＧと混合してＬＮＧとボイルオフガスとからなる気液二層流を形成させ、（ｂ）形成された気液二層流を凝固させた蓄冷剤を内蔵する蓄冷容器に導入して、蓄冷剤からの潜熱および顕熱によりボイルオフガスを液化させ、（ｃ）蓄冷容器通過後のＬＮＧ単層流をＬＮＧ貯槽に戻すか、或いはポンプで送出圧まで昇圧し、次いで上記のボイルオフガスの予備冷却に使用した後ＬＮＧ気化器に送って気化させることを特徴とするＬＮＧ冷熱の蓄冷および有効利用方法。
【請求項２】
ＬＮＧ貯槽とＬＮＧポンプを備えたＬＮＧ送出装置において、ＬＮＧ貯槽の下流側に、（イ）ＬＮＧ貯槽からのボイルオフガスを圧縮機により昇圧し、ＬＮＧ流通ラインに戻してＬＮＧとボイルオフガスとの混合物を形成させるためのライン、（ロ）ＬＮＧとボイルオフガスとの混合物から冷熱を回収するための蓄冷剤としてｎ−ペンタンを収容した蓄冷装置、および（ハ）蓄冷容器通過後のＬＮＧ単層流と昇圧したボイルオフガスとの間で熱交換を行なわせて、ボイルオフガスの予備冷却を行なうための熱交換器を備えたことを特徴とするＬＮＧから得られる−１２０℃以下の冷熱の蓄冷および有効利用を行なうＬＮＧ送出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＬＮＧ冷熱の蓄冷および有効利用方法ならびにそのための装置に関する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】
ＬＮＧの冷熱は、ＬＮＧ基地を中心にして幅広く行なわれている。しかるに、都市ガス原料或いは火力発電燃料として使用されているＬＮＧに関しては、昼夜間の大きなＬＮＧ負荷格差を生ずることは避けられない。そのため、一定の冷熱量を利用することを前提とする冷熱利用装置では、夜間の最低ＬＮＧ負荷によってその最大冷熱利用量が制約されざるを得ない。このことが、ＬＮＧ全取扱い量に比して、冷熱利用率が頭打ちとなっている原因の一つである。一般に、冷熱利用においては、その冷熱利用温度が低い程、利用効率が高くなり、同時に経済効率も高くなる。
【０００３】
しかしながら、例えば、−１２０℃以下での冷熱利用が可能となるならば、低圧（１０ｋｇ／ｃｍ2 ・Ｇ未満）の天然ガスを直接液化することができるが、この様な低温で冷熱を利用し得るシステムは、未だ実用化されていない。これは、この様な条件下で使用される適当な蓄冷剤が見出されていないからである。即ち、凝固点、共晶点などが知られている物質であっても、凝固点以下の温度までそのまま冷却すると、アモルファスとなって、潜熱が得られない場合が多い。また、蓄冷剤としては、熱的特性だけではなく、毒性および安全性の観点から問題がないこと、価格が安く、供給が安定していることなどが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、ＬＮＧから得られる−１２０℃以下の冷熱の利用を可能とするシステムを提供することを主な目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の様な技術の現状に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、蓄冷剤として、例えば、ｎ−ペンタンを使用する場合には、ＬＮＧから得られる−１２０℃以下の冷熱の利用が可能となることを見出した。
【０００６】
即ち、本発明は、以下の方法および装置を提供するものである：
１．ＬＮＧの冷熱を蓄冷して有効利用する方法であって、
（１）昼間においては、
（ａ）ＬＮＧ貯槽から発生するボイルオフガスを昇圧させ、次いで予備冷却した後、ＬＮＧ貯槽から送り出されて来るボイルオフガスを液化させるに十分な量のＬＮＧに混合してＬＮＧ単層流を形成させ、
（ｂ）形成されたＬＮＧ単層流を蓄冷剤を内蔵する蓄冷容器に導入してこれを冷却凝固させ、
（ｃ）次いで、ＬＮＧ単層流をポンプで送出圧まで昇圧し、次いで上記のボイルオフガスの予備冷却に使用した後、ＬＮＧ気化器に送って気化させ、
（２）夜間においては、
（ａ）ＬＮＧ貯槽から発生するボイルオフガスを昇圧させ、次いで予備冷却した後、ＬＮＧ貯槽から送り出されて来るボイルオフガスを液化させるには不十分な量のＬＮＧと混合してＬＮＧとボイルオフガスとからなる気液二層流を形成させ、
（ｂ）形成された気液二層流を凝固させた蓄冷剤を内蔵する蓄冷容器に導入して、蓄冷剤からの潜熱および顕熱によりボイルオフガスを液化させ、
（ｃ）蓄冷容器通過後のＬＮＧ単層流をＬＮＧ貯槽に戻すか、或いはポンプで送出圧まで昇圧し、次いで上記のボイルオフガスの予備冷却に使用した後ＬＮＧ気化器に送って気化させる
ことを特徴とするＬＮＧ冷熱の蓄冷および有効利用方法。
【０００７】
２．ＬＮＧ貯槽とＬＮＧポンプを備えたＬＮＧ送出装置において、ＬＮＧ貯槽の下流側に、
（イ）ＬＮＧ貯槽からのボイルオフガスを圧縮機により昇圧し、ＬＮＧ流通ラインに戻してＬＮＧとボイルオフガスとの混合物を形成させるためのライン、
（ロ）ＬＮＧとボイルオフガスとの混合物から冷熱を回収するための蓄冷剤を収容した蓄冷装置、および
（ハ）蓄冷容器通過後のＬＮＧ単層流と昇圧したボイルオフガスとの間で熱交換を行なわせて、ボイルオフガスの予備冷却を行なうための熱交換器
を備えたことを特徴とするＬＮＧ冷熱の蓄冷および有効利用を行なうＬＮＧ送出装置。
【０００８】
以下図面を参照しつつ、本発明をさらに詳細に説明する。
【０００９】
図１および図２は、本発明方法およびこれに使用する装置の概要を示すフロー−チャートである。
【００１０】
図１は、昼間乃至ＬＮＧ多需要時間帯（以下単に昼間という）における本発明装置の作動状況を示す。ＬＮＧ貯槽から常時発生するボイルオフガス（以下ＢＯＧという）は、ＢＯＧ圧縮機により中圧（７．０〜９．９ｋｇ／ｃｍ2 ・Ｇ程度）に昇圧され、次いで予備冷却された後（この予備冷却については、後で詳しく説明する）、貯槽から送り出されてくる高圧（例えば４０〜７０ｋｇ／ｃｍ2 ・Ｇ程度）のＬＮＧと混合される。昼間には、大きな需要に応じて多量のＬＮＧが送り出されてくるので、相対的に量の少ないＢＯＧは、多量のＬＮＧとの混合により、液化される。従って、混合物は、単層流となる。次いで、このＬＮＧ単層流は、ｎ−ペンタンなどを蓄冷剤とする蓄冷装置に送られて、蓄冷剤を冷却して、凝固させる。蓄冷装置を出たＬＮＧ単層流は、ポンプで高圧まで昇圧され、次いで熱交換器において、前述の如く昇圧されたＢＯＧを予備冷却したのち、ＬＮＧ気化器に送られ、気化天然ガスとして、都市ガス原料、火力発電所燃料などの所定の目的に使用される。
【００１１】
図２は、夜間乃至ＬＮＧ少需要時間帯（以下単に夜間という）における本発明装置の作動状況を示す。ＬＮＧ貯槽から発生するＢＯＧは、やはりＢＯＧ圧縮機により中圧に昇圧され、次いで上記と同じ様に予備冷却された後、貯槽から送り出されてくる高圧（例えば４０〜７０ｋｇ／ｃｍ2 ・Ｇ程度）のＬＮＧと混合される。夜間には、小さい需要に対応して少量のＬＮＧが送り出されてくるのみなので、相対的に量の多いＢＯＧは、ＬＮＧとの混合によっても、ほとんど液化されない。従って、混合物は、気体と液体とからなる二層流となる。次いで、この二層流は、凝固した蓄冷剤を収容した蓄冷装置に送られて、蓄冷剤から潜熱と顕熱とを得て、ＢＯＧ成分が液化され、ＬＮＧ単層流となる。かくして蓄冷装置を通過したＬＮＧは、ポンプで高圧まで昇圧された後、ＬＮＧ貯槽に返送されるか、或いはポンプで高圧まで昇圧され、次いで熱交換器において、前述の如く熱交換器において気体と液体とからなる二層流を予備冷却した後、ＬＮＧ気化器に送られて気化される。
【００１２】
【発明の効果】
従来、昼夜を通じてほぼ一定量発生するＢＯＧを都市ガスとして利用するために、高圧のコンプレッサーで送出していた。この場合、送出圧力が高くなると、コンプレッサーの動力費用が著しく大きくなるという問題点がある。一方、ＬＮＧの冷熱は、通常気化器における海水などの熱源物質との熱交換により、捨てられており、利用率が低かった。
【００１３】
しかるに、本発明によれば、都市ガス需要の多い昼間にＬＮＧの冷熱を蓄熱剤に蓄えておき、都市ガス需要の少ない夜間に蓄冷剤に蓄えられた冷熱により、ＢＯＧを液化することができるので、液化後昇圧させるために必要な動力は、大幅に低減される。１例として、払い出し圧力４５ｋｇ／ｃｍ2 ・Ｇで１５ton/hrのＢＯＧが発生した場合、従来法（ＢＯＧの圧縮機による昇圧送出）では、必要動力が３２．３×１０6 ＫＷＨ／年であるのに対し、本発明方法によれば、必要動力は、１６．７×１０6 ＫＷＨ／年にほぼ半減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】昼間乃至ＬＮＧ多需要時間帯における本発明装置の作動状況を示すフローチャートである。
【図２】夜間乃至ＬＮＧ少需要時間帯における本発明装置の作動状況を示すフローチャートである。
【図１】
0003656128.tif 000002
【図２】
0003656128.tif 000003