(57)【要約】【技術課題】液−液熱調を採用したＬＮＧの気化方法及び装置において、負荷変動があり、原料ＬＮＧの液密度が変化した場合、低コストによりこの液密度の変化を液−液熱調時の原料ＬＮＧの流量と昇温比率の演算に反映させてＬＰＧ中から不純物が析出する温度以上、飽和温度以下に原料ＬＮＧの温度を制御する。【解決手段】原料ＬＮＧライン２に温度計１７を取り付け、この温度計１７で検出される液温度は、液密度と一定の関係にあることから、この温度計１７で検出された温度を流量計１５で測定された原料ＬＮＧの流量及び昇温比率の計算において、補正値として用いる。このようにすることで、高価な液密度計によらないで、原料ＬＮＧの密度変化に基づく原料ＬＮＧの流量及び昇温比率の補正を行うことができる。この結果、冷熱利用設備等において負荷変動があった場合でも、温度以上、飽和温度以下に原料ＬＮＧの温度を制御することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ＬＮＧに増熱用のＬＰＧを液体のまま混合して熱量調整を行い、かつこの液−液で原料ＬＮＧとＬＰＧを混合する際に、原料ＬＮＧの液温度をＬＰＧからメタノール等の不純物が析出する限界温度以上、かつ飽和温度以下に昇温調整するために、原料ＬＮＧの一部を一定の割合いでとり出して加熱し、これを再度原料ＬＮＧに混合することによって原料ＬＮＧの液温を昇温する熱調方式を採用したＬＮＧの気化方法において、原料ＬＮＧの液温度を検出すると共に、この液温度に基づいて流量計で測定された原料ＬＮＧの流量を補正し、併せて昇温比率の計算においてこの計算値を補正するＬＮＧの気化方法。
【請求項２】
請求項１に記載の原料ＬＮＧは、払い出し後冷熱利用設備の冷熱源にその一部が利用され、その後原料ＬＮＧに混合されたため、液成分及び液温度が変化し、併せて液密度が変化していることを特徴とするＬＮＧの気化方法。
【請求項３】
請求項２に記載の冷熱利用設備は、ＬＮＧタンク内又は増熱用ＬＰＧタンク内に発生したＢＯＧを再液化又は冷却する設備であることを特徴とするＬＮＧの気化方法。
【請求項４】
請求項２に記載の冷熱利用設備は、原料ＬＮＧの冷熱を冷熱源として用いる冷凍設備であることを特徴とするＬＮＧの気化方法。
【請求項５】
ＬＮＧタンクと気化器間を結ぶ原料ＬＮＧラインに、順に冷熱利用設備、原料ＬＮＧの昇温装置、原料ＬＮＧにＬＰＧを液体のまま混合して熱量調整を行う液−液熱調器が取り付けられていると共に、前記昇温装置には、原料ＬＮＧの一部を一定の割合いでとり出して加熱し、再び原料ＬＮＧラインに戻すことで原料ＬＮＧの液温度を前記液−液熱調器で混合されるＬＰＧ中からメタノール等の不純物が析出する限界温度以上、かつ飽和温度以下に調整する昇温比率演算器が具えられていると共に、前記昇温装置より上流側の原料ＬＮＧラインに温度計を取り付け、この温度計で検出される原料ＬＮＧの液温度に基づいて流量計で測定された原料ＬＮＧの流量を補正し、併せて前記昇温比率演算器で行う昇温比率の計算値を補正する補正回路が付加されていることを特徴とするＬＮＧの気化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液化天然ガス（以下「ＬＮＧ」と云う）を原料とする燃料ガスの熱量調整を、ＬＮＧよりカロリーの高い液化石油ガス（以下「ＬＰＧ」と云う）を液体のまま混合して行う熱量調整方式を採用したＬＮＧの気化方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人が供給している都市ガスの場合、その熱量は４６．０５ＭＪ／ｍ３Ｎに設定されている。このような熱量を有する都市ガスをＬＮＧを原料として製造する場合には、産地により多少異なるが、ＬＮＧの熱量は４０〜４５ＭＪ／ｍ３Ｎであることから、これを４６．０５ＭＪ／ｍ３Ｎに増熱するために１００ＭＪ／ｍ３Ｎの熱量を有するＬＰＧを液のまま直接混合している。この熱量調整方式は、液−液熱調方式と称されているが、ＬＮＧの液温は約−１６２℃であり、一方ＬＰＧの液温は約−４６℃であることから、これをそのまま混合した場合、ＬＰＧ（プロパン）は、ＬＮＧの冷熱によりメタノール等の不純物が析出する限界温度である−１３０℃以下に冷却されて不純物が析出するというトラブルが発生する。
【０００３】
この問題を解決するために、従来は、液−液熱調を行う前のＬＮＧの温度を、ＬＰＧからメタノール等の不純物が析出しない温度以上、飽和温度以下に昇温し、その上で液−液熱調（混合）すると云う熱調方式が採用されている（例えば、特開２０００−１９２０６０号公報図３参照）。
以上は、都市ガスを含む燃料ガスの熱量調整方式であるが、このようにして熱量調整を行ってガスを送出する工場には、隣接して原料となるＬＮＧを貯蔵するタンクがある。このＬＮＧタンクは、ほぼ大気圧程度に設計されていることから、外部からの入熱、あるいはタンカーからＬＮＧをタンク内に受け入れている際に、ＢＯＧと称される気化ガスが発生する。このＢＯＧを放置すると、タンク内の圧力が上昇し、危険となることから、一旦ＢＯＧをタンク外に引き出し、このＢＯＧを中圧圧縮し、隣接する火力発電所へ燃料として送出したり、ＢＯＧを高圧圧縮し、熱量調整後、都市ガス等として送出する等の方法が採られている。
あるいは、タンク内から引き出したＢＯＧを払い出し中のＬＮＧの冷熱で再液化を図ってタンク内に戻したり（特開２０００−１４６４３０号公報参照）、払い出した原料ＬＮＧに混合したりしている（特開平５−１０６７９３号、特開平５−１１８４９７号、特開平１１−１８２７９５号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記ＢＯＧの処理方法において、ＢＯＧを中圧圧縮して隣接の火力発電所等に供給する場合は問題とならないが、ＢＯＧを払い出した原料ＬＮＧの冷熱で再液化を図り、これを原料ＬＮＧに混合すると、原料ＬＮＧの液温度が上昇すると共に、液成分（密度）が変る。従来は、この時の温度上昇は無視し、ＬＮＧの流量のみから昇温比率を計算することで液−液熱調時のＬＰＧの温度が−１３０℃以下とならないように温度調節している。
【０００５】
しかし、このような昇温比率の決定は、その前提として、原料ＬＮＧの温度はほぼ一定、つまり−１６２℃近傍と云う前提に立っているが、前記のとおりＢＯＧの処理量により原料ＬＮＧの温度は−１６２℃以上に大きく変化することがある。特に、ＬＮＧの冷熱利用設備がＢＯＧの処理設備以外の設備を含むような場合には、原料ＬＮＧの温度変化は大きくなる。
【０００６】
したがって、液−液混合するときの原料ＬＮＧの温度変化は、ＬＰＧのメタノールの析出限界温度以上、かつ飽和温度以下でなければならないのに、この制御が不安定化すると云う問題がある。また、原料ＬＮＧの温度が変化すれば、その密度も変化するが、従来は、オリフィスでＬＮＧの流量を測定しており、このオリフィスは、液密度が一定と云う条件で設計がされていることから、原料ＬＮＧの液密度が変化した場合には、原料ＬＮＧの流量を液密度の変動に合わせて補正する必要があるにもかかわらず、この補正は行っていないことから、負荷変動により、液−液熱調時の原料ＬＮＧの温度が、ＬＰＧからメタノール等が析出する限界温度以下となったり、飽和温度以上となったりする危険があった。勿論、この原料ＬＮＧの密度の変動を密度計を用いて検出し、原料ＬＮＧの流量及び昇温比率を補正すれば良いが、密度計は高価なため、これを用いた補正には、コストがかかる。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みて提供されるものであって、ＢＯＧの処理量あるいはＬＮＧの冷熱利用設備の負荷変動により原料ＬＮＧの液温度及び液成分が変化し、液密度が変化した場合、密度計に依らないで原料ＬＮＧの流量と昇温比率を補正することにより、低コストでメタノール類の析出限界温度以上、飽和温度以下となるように液−液熱調時の原料ＬＮＧの液温度を制御する気化方法とその装置を提供するのが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、原料ＬＮＧに増熱用のＬＰＧを液体のまま混合して熱量調整を行い、かつこの液−液で原料ＬＮＧとＬＰＧを混合する際に、原料ＬＮＧの液温度をＬＰＧからメタノール等の不純物が析出する限界温度以上、かつ飽和温度以下に昇温調整するために、原料ＬＮＧの一部を一定の割合いでとり出して加熱し、これを再度原料ＬＮＧに混合することによって原料ＬＮＧの液温を昇温する熱調方式を採用したＬＮＧの気化方法において、原料ＬＮＧの液温度を検出すると共に、この液温度に基づいて流量計で測定された原料ＬＮＧの流量を補正し、併せて昇温比率の計算においてこの計算値を補正するＬＮＧの気化方法を特徴とするものである。
【０００９】
更に、請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の原料ＬＮＧは、払い出し後冷熱利用設備の冷熱源にその一部が利用され、その後原料ＬＮＧに混合されたため、液成分及び液温度が変化し、併せて液密度が変化していることを特徴とするものである。
【００１０】
更に、請求項３に記載の発明においては、請求項２に記載の冷熱利用設備は、ＬＮＧタンク内又は増熱用ＬＰＧタンク内に発生したＢＯＧを冷却又は再液化する設備であることを特徴とするものである。
【００１１】
更に、請求項４に記載の発明においては、請求項２に記載の冷熱利用設備は、原料ＬＮＧの冷熱を冷熱源として用いる冷凍設備であることを特徴とするものである。
【００１２】
更に、請求項５に記載の発明においては、ＬＮＧタンクと気化器間を結ぶ原料ＬＮＧラインに、順に冷熱利用設備、原料ＬＮＧの昇温装置、原料ＬＮＧにＬＰＧを液体のまま混合して熱量調整を行う液−液熱調器が取り付けられていると共に、前記昇温装置には、原料ＬＮＧの一部を一定の割合いでとり出して加熱し、再び原料ＬＮＧラインに戻すことで原料ＬＮＧの液温度を前記液−液熱調器で混合されるＬＰＧ中からメタノール等の不純物が析出する限界温度以上、かつ飽和温度以下に調整する昇温比率演算器が具えられていると共に、前記昇温装置より上流側の原料ＬＮＧラインに温度計を取り付け、この温度計で検出される原料ＬＮＧの液温度に基づいて流量計で測定された原料ＬＮＧの流量を補正し、併せて前記昇温比率演算器で行う昇温比率の計算値を補正する補正回路が付加されていることを特徴とするものである。
【００１３】
【作用】
上記液−液熱調方式を採用したＬＮＧの気化方法及び装置によると、原料ＬＮＧの温度変化は温度計により検出されて昇温比率演算器に入力される。昇温比率演算器は、前記温度計からの液温度に基づいて原料ＬＮＧの流量を補正し、併せて昇温比率を補正し、その上で昇温用ＬＮＧの流量を制御する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、ＬＮＧにＬＰＧを直接混合して燃料ガスの熱量を調整（増熱）する熱量調整方式を採用したＬＮＧの気化方法及びその装置に適用することができる。
また、本発明は、ＬＮＧタンク内に発生したＢＯＧを原料ＬＮＧで再冷却し、再びこの再液化したＢＯＧを原料ＬＮＧに混合する（戻す）再液化装置、あるいは冷凍設備のようなＬＮＧの冷熱利用設備を原料ＬＮＧラインに付設した設備におけるＬＮＧの気化方法及びその装置に適用される。
【００１５】
【実施例】
本実施例は、都市ガスを供給する基地において、本発明を実施した例であって、図１にその具体例を示し、図２にフロー上の熱バランスを示す。
図１及び図２において、符号の１はＬＮＧタンク、２はポンプ３により汲み上げられた原料ＬＮＧを気化器４まで送出するための原料ＬＮＧライン、５は前記ＬＮＧタンク１内に発生したＢＯＧを回収し、圧縮機６で加圧したのち、再液化熱交換器７を経由して戻しライン５ａから原料ＬＮＧライン２に戻すＢＯＧ回収再液化ラインである。
【００１６】
８は前記原料ＬＮＧライン２から分岐されて前記再液化熱交換器７内に入り、ここでＢＯＧに冷熱を与えて再液化を行い、戻しライン８ａから再び原料ＬＮＧライン２に戻る再液化ＬＮＧラインである。
【００１７】
９は原料ＬＮＧの冷熱を利用して例えば冷凍食品を製造する冷熱利用設備１０にＬＮＧを送出し、利用後のＬＮＧを戻しライン９ａから原料ＬＮＧライン２に戻す冷熱利用ＬＮＧラインである。
【００１８】
１１は原料ＬＮＧライン２内の原料ＬＮＧを加熱器１２に導いて加熱し、戻しライン１１ａから原料ＬＮＧライン２に戻すＬＮＧ昇温ラインであって、このＬＮＧ昇温ライン１１には、分岐側から順にオリフィス式流量計１３、流量調節弁１４が取り付けられている。
【００１９】
１５はＬＮＧ原料ライン２において、上記ＬＮＧ昇温ライン１１の分岐部分より上流側に取り付けられたオリフィス式流量計であって、ここで計測された原料ＬＮＧの流量は昇温比率演算器１６に入力され、ここで原料ＬＮＧの流量からＬＮＧ昇温ライン１１内に分流し、昇温すべき昇温用ＬＮＧの流量を演算して流量調節弁１４を制御するものである。
【００２０】
１７は上記再液化用ＬＮＧライン８の戻しライン８ａの合流部より下流側で、オリフィス式流量計１５より上流側の原料ＬＮＧライン２に取り付けられた原料ＬＮＧ温度測定用の温度計である。原料ＬＮＧにおいて、温度と密度との関係は、図１の矢印ａに示すように一定の関係にあることが判っている。そこで、本発明では、原料ＬＮＧの温度を測定し、これを前記昇温比率演算器１６に入力し、この温度を密度に代る補正値として先ず前記流量計１５で測定された原料ＬＮＧの流量を補正し、併せて昇温比率を補正し、調節弁１４の開度を制御することにより、原料ＬＮＧの温度（密度）変化により昇温比率の演算値が不適切になるのを防ぐことができる。
【００２１】
１９は増熱用のＬＰＧを貯蔵しているＬＰＧタンク、２０はこのＬＰＧタンク１９からポンプ２１によりＬＰＧを汲み出しているＬＰＧ供給ライン、２２はＬＮＧとＬＰＧを混合するためのミキサ（液−液熱調器）であって、このミキサ２２により、原料ＬＮＧに一定の割り合いでＬＰＧが混合されて原料ＬＮＧの熱量調整が行われたあと、本実施例ではＯＲＶと称される海水式気化器４で気化され、実施例の場合４６．０５ＭＪ／ｍ３Ｎの都市ガスとして送出ライン２３から送出される。
【００２２】
上記実施例において、ミキサ２２で原料ＬＮＧと増熱用のＬＰＧが混合されたときに、ＬＰＧ中からメタノール等の不純物が析出する限界温度は−１３０℃以下である。このため、実施例では、ミキサ２２に入る原料ＬＮＧの液温度を−１２５．５℃まで加熱している。この加熱は、昇温ＬＮＧライン１１から原料ＬＮＧの一部を分岐して取り出し、これを加熱器１２で加熱し、戻しライン１１ａから原料ＬＮＧラインに戻して混合することにより行っている。
【００２３】
以上に説明したＬＮＧの気化方法における熱バランスを図２に基づいて詳細に説明すると、原料ＬＮＧは、ＬＮＧタンク１から汲み出されたときは、−１５３．３℃であるが、途中にＢＯＧの再液化に利用されて−１３０．７℃となっており、この温度はＬＰＧから不純物が析出する温度以下である。そこで、これを上記したミキサ２２の入口温度の−１２５．５℃に昇温するため、昇温ＬＮＧライン１１から加熱器１２に入ったＬＮＧを２６．７℃に昇温し、これを原料ＬＮＧに混合することで−１２５．５℃に調整している。
【００２４】
そして、ＢＯＧの発生量或いは冷熱利用設備の負荷変動等により、原料ＬＮＧの液温は常時変化し、併せて液密度が変化することから、温度計１７で原料ＬＮＧの液温度を測定し、この値を補正値として昇温比率演算器１６に入力し、原料ＬＮＧの流量と昇温比率の計算時に補正を行い、その上で、調節弁１４を調節し、前記したミキサ２２の入口温度を−１２５．５℃のメタノール等の析出限界温度以上、かつ飽和温度以下に制御している。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は以上のように、増熱用ＬＰＧと原料ＬＮＧを混合するときに、ＬＰＧからの不純物の析出を防止するために、原料ＬＮＧを昇温しているが、このときの昇温比率の計算において、原料ＬＮＧの密度の変化を温度の変化として検出し、この温度を液密度に代る補正値として原料ＬＮＧの流量及び昇温比率の計算時に用いていることにより、本来であると、高価な液密度計を用いる必要があるのを、用いないで済む。
【００２６】
この結果、冷熱利用設備での負荷変動、あるいは再液化したＢＯＧの混合などにより原料ＬＮＧの液密度が変化しても、常時原料ＬＮＧの流量及び昇温比率の計算において液密度の変化を補正値で反映させることができるため、ミキサ入口の原料ＬＮＧの液温度を、ＬＰＧ中からメタノール等の不純物が析出する限界温度以上、かつ飽和温度以下に制御できると云う効果がある。
【００２７】
なお、本発明では、ＬＮＧ流量の液密度の補正を液温で実施しているが、これは、ＬＮＧの成分が大幅に変動しない（通常は大幅に変動しない）ことが条件となっており、ＬＮＧの成分が大幅に変動する場合には、液密度と液温度が一定の関係式で示されなくなるので、その時は、液密度計を使用してこの補正を行う必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の説明図
【図２】本発明を実施したフローにおける熱バランスの説明図
【符号の説明】
１．ＬＮＧタンク
２．原料ＬＮＧライン
４．気化器
５．ＢＯＧ再液化ライン
１１．昇温ＬＮＧライン
１２．加熱器
１５．流量計
１６．昇温比率演算器
１７．温度計
１９．ＬＰＧタンク
２２．ミキサ
【図１】
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【図２】
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