JP6904272B2 - Liquefied fuel gas component regulator for lorry shipment - Google Patents
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Description
本発明は、例えば天然ガスを液化したLNGのような液化燃料ガスの成分調整装置に関し、特に液化天然ガス(LNG)基地からローリーによって都市ガス会社に出荷するローリー出荷向け液化燃料ガスの成分調整装置に関する。 The present invention relates to a component adjusting device for liquefied fuel gas such as LNG, which is a liquefied natural gas, and particularly a component adjusting device for liquefied fuel gas for lorry shipping, which is shipped from a liquefied natural gas (LNG) terminal to a city gas company by lorry. Regarding.
液化天然ガス(LNG)基地においては、LNGを気化させて都市ガス向けの原料ガス、及び発電向けの燃料ガスが製造されている。また、気化前のLNGの一部はローリーに搭載されたタンク(ローリータンク)へと供給され、LNG基地を持たない都市ガス会社へと出荷されている。
発電向けの燃料ガスは、熱量範囲が規定されているわけではなく、通常は熱量調整を行わずに供給されている。
他方、都市ガスは規定の性状を満足するように、都市ガス向け燃料ガスの熱量が規定値より低い場合は増熱剤(LPG等)を混合して熱量調整する必要があり、そのコストが都市ガス会社の負担となっている。とりわけLNGをローリーで受け入れ、都市ガスとして供給しているサテライト基地では熱量調整装置の増熱能力が小さいところが多く、予め熱量を高めたLNGのローリー出荷ニーズがある。
At the liquefied natural gas (LNG) terminal, LNG is vaporized to produce raw material gas for city gas and fuel gas for power generation. In addition, a part of LNG before vaporization is supplied to a tank (lorry tank) mounted on a lorry and shipped to a city gas company that does not have an LNG base.
The fuel gas for power generation does not have a specified calorific value range, and is usually supplied without calorific value adjustment.
On the other hand, in order to satisfy the specified properties of city gas, if the calorific value of the fuel gas for city gas is lower than the specified value, it is necessary to mix a heating agent (LPG, etc.) to adjust the calorific value, and the cost is urban. It is a burden on the gas company. In particular, satellite bases that accept LNG by lorry and supply it as city gas often have a small heat increasing capacity of the heat quantity adjusting device, and there is a need for LNG lorry shipment in which the amount of heat is increased in advance.
ローリータンクへ供給されるLNGの熱量を高める方法として、熱量調整が要求されない発電向け液化燃料ガスからプロパン、ブタン等の重質成分を多く含む液相を分離回収し、液-液混合により増熱するものが例えば特許文献1に開示されている。
特許文献1においては、LNGを気化させた天然ガス(NG)から重質成分を分離回収する分離回収装置として蒸留装置、ガス分離装置、吸着装置が実施の形態に開示されている。
また、炭化水素混合ガスから重質成分を多く含むガスを分離し、気-気混合によって重質成分を濃縮する技術が例えば特許文献2に開示されている。
As a method of increasing the calorific value of LNG supplied to the lorry tank, a liquid phase containing a large amount of heavy components such as propane and butane is separated and recovered from the liquefied fuel gas for power generation that does not require calorific value adjustment, and the heat is increased by liquid-liquid mixing. For example,
In
Further, for example, Patent Document 2 discloses a technique of separating a gas containing a large amount of heavy components from a hydrocarbon mixed gas and concentrating the heavy components by air-air mixing.
特許文献1に開示された蒸留装置は設備構成が複雑でありコストが高くなるし、吸着装置はバッチ式であるため、連続処理を行うには複数の吸着装置を組み合わせる必要があり構成が複雑でコストが高くなるという問題がある。
The distillation apparatus disclosed in
他方、ガス分離装置は装置構造が単純でコストが低いという利点がある。なお、ガス分離装置に使用される分離膜は、ガスの種類によって透過しやすさが異なる性質を利用して多成分系ガスから特定成分のガスを分離するものであり、例えばゴム状高分子膜やガラス状高分子膜などがある。膜を透過して流出してくるガス(透過ガス)には、透過しやすいガス成分が濃縮されている。一方、膜を透過しないで流出してくるガス(非透過ガス)には、逆に透過しにくいガス成分が濃縮されている。膜を透過する際には圧力損失が生じ、透過ガスの圧力は、分離膜に供給される供給ガスの圧力より低下することになる。非透過ガスも多少の圧力低下は生じるが、その程度は透過ガスの圧力低下に比較して非常に小さい。 On the other hand, the gas separation device has an advantage that the device structure is simple and the cost is low. The separation membrane used in the gas separation device separates a gas having a specific component from a multi-component gas by utilizing the property that the permeability differs depending on the type of gas. For example, a rubber-like polymer membrane. And glassy polymer membranes. The gas that easily permeates is concentrated in the gas that permeates the membrane and flows out (permeated gas). On the other hand, the gas that flows out without penetrating the membrane (non-permeable gas) is concentrated with a gas component that is difficult to permeate. When permeating through the membrane, a pressure loss occurs, and the pressure of the permeated gas becomes lower than the pressure of the supply gas supplied to the separation membrane. The non-permeated gas also causes a slight pressure drop, but the degree of the pressure drop is very small as compared with the pressure drop of the permeated gas.
ガス分離装置を用いたローリー出荷向け液化燃料ガスの熱量調整方法として、特許文献1の図5に開示されたガス分離装置を用いた熱量調整プロセスの応用が考えられるが、このプロセスは、LNGを完全に気化させた気化ガスに対して、重質成分を多く含むガスを混合して熱量調整を行っているため、熱量調整後は同様にガスの状態である。このためローリーにLNGとして供給するには、熱量調整したガスを再液化させることが必須であり、液化のために大きな消費動力がかかる。
As a method for adjusting the calorific value of liquefied fuel gas for lorry shipment using a gas separator, an application of the calorific value adjusting process using the gas separator disclosed in FIG. 5 of
また、分離膜を用いたガス分離装置は、分離するために透過側の圧力を装置入口より低くする、すなわち差圧を確保する必要がある。膜透過の差圧を確保する手段として、もともと圧力の低い昇圧装置の吸込側に透過ガスを戻すことが考えられ、そのようなプロセスの例が特許文献2に開示されている(特許文献2の図2参照)。
しかし、特許文献2に開示されているような気-気混合ではローリー出荷するためにガスの液化を行う必要があり、大きな消費動力がかかる。
Further, in the gas separation device using the separation membrane, it is necessary to lower the pressure on the permeation side from the device inlet, that is, to secure the differential pressure in order to separate. As a means for ensuring the differential pressure permeating the membrane, it is conceivable to return the permeated gas to the suction side of the booster having a low pressure originally, and an example of such a process is disclosed in Patent Document 2 (Patent Document 2). (See FIG. 2).
However, in the air-air mixture as disclosed in Patent Document 2, it is necessary to liquefy the gas in order to ship the lorry, which requires a large consumption power.
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、液化燃料ガスから重質成分を膜分離装置で分離し、分離された重質成分を混合することで成分調整するに際して消費動力が大きくなることなく効率的に重質成分を分離して混合調整することができるローリー出荷向け液化燃料ガスの成分調整装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such a problem, and a large amount of power is consumed when the heavy components are separated from the liquefied fuel gas by a membrane separation device and the separated heavy components are mixed to adjust the components. It is an object of the present invention to provide a component adjusting device for liquefied fuel gas for lorry shipment, which can efficiently separate and mix and adjust heavy components without becoming.
(1)本発明に係るローリー出荷向け液化燃料ガスの成分調整装置は、液化燃料タンクから送出された液化燃料ガスが流れる液化燃料ガスラインと、該液化燃料ガスラインが分岐した、重質成分が希薄となった低発熱量ガスを供給するための第一ラインと、重質成分が濃縮された高発熱量液化燃料ガスをローリーに搭載されたローリータンクへ供給するための第二ラインとを備え、
前記第一ラインは、液化燃料ガスを昇圧する昇圧ポンプと、昇圧された液化燃料ガスを気化する気化器と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置とを有し、
前記第二ラインは、前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記液化燃料ガスに混合する気液混合装置と、該気液混合装置で混合された混合液を前記ローリータンクの耐圧以下の圧力に減圧する減圧装置とを有し、
前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記気液混合装置に供給する濃縮ガス供給ラインとを備えたことを特徴とするものである。
(1) The liquefied fuel gas component adjusting device for lorry shipment according to the present invention has a liquefied fuel gas line through which the liquefied fuel gas sent from the liquefied fuel tank flows and a heavy component obtained by branching the liquefied fuel gas line. It has a first line for supplying diluted low calorific value gas and a second line for supplying high calorific value liquefied fuel gas with concentrated heavy components to the lorry tank mounted on the lorry. ,
The first line has a booster pump for boosting the liquefied fuel gas, a vaporizer for vaporizing the boosted liquefied fuel gas, and a membrane separator for separating heavy components from the vaporized gas.
The second line includes a gas-liquid mixing device that mixes a concentrated gas in which a heavy component separated by the membrane separation device is concentrated with the liquefied fuel gas, and a mixed solution mixed by the gas-liquid mixing device. It has a decompression device that depressurizes the pressure below the withstand voltage of the lorry tank.
It is characterized by including a concentrated gas supply line for supplying the concentrated gas in which the heavy components separated by the membrane separation device are concentrated to the gas-liquid mixing device.
(2)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記第一ラインにおける前記昇圧ポンプの下流側に熱交換器を設け、前記濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスを前記熱交換器によって前記第一ラインを流れる液化燃料ガスの冷熱で冷却して前記気液混合装置に供給するようにしたことを特徴とするものである。 (2) Further, in the above (1), a heat exchanger is provided on the downstream side of the booster pump in the first line, and the concentrated gas flowing through the concentrated gas supply line is subjected to the heat exchanger by the heat exchanger. It is characterized in that it is cooled by the cold heat of the liquefied fuel gas flowing through one line and supplied to the gas-liquid mixing device.
(3)また、上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
前記ローリータンク内の液化燃料ガスの熱量が予め定めた熱量を超えないように前記濃縮ガス制御弁を制御する制御装置とを備えたことを特徴とするものである。
(3) Further, in the above-mentioned (1) or (2), a concentrated gas control valve provided in the concentrated gas supply line and adjusting the amount of concentrated gas flowing through the concentrated gas supply line.
It is characterized by being provided with a control device for controlling the concentrated gas control valve so that the calorific value of the liquefied fuel gas in the lorry tank does not exceed a predetermined calorific value.
(4)また、上記(3)に記載のものにおいて、前記制御装置は、前記気液混合装置に供給される前記液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記濃縮ガス供給ラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成に基づいて前記気液混合装置に供給される前記濃縮ガスの全量が前記気液混合装置で液化するように前記濃縮ガス制御弁を制御する機能をさらに備えていることを特徴とするものである。 (4) Further, in the device described in (3) above, the control device flows through the pressure, temperature, flow rate and composition of the liquefied fuel gas supplied to the gas-liquid mixing device and the concentrated gas supply line. Further, a function of controlling the concentrated gas control valve so that the total amount of the concentrated gas supplied to the gas-liquid mixing device based on the pressure, temperature, flow rate and composition of the concentrated gas is liquefied by the gas-liquid mixing device is further provided. It is characterized by having.
(5)また、上記(3)に記載のものにおいて、前記制御装置は、前記気液混合装置の下流側において該気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成に基づいて該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記濃縮ガス制御弁を制御する機能をさらに備えていることを特徴とするものである。 (5) Further, in the above-described (3), the control device is based on the pressure, temperature and composition of the mixed liquid discharged from the gas-liquid mixing device on the downstream side of the gas-liquid mixing device. It is characterized in that it further has a function of determining the phase state of the mixed liquid and controlling the concentrated gas control valve so that the mixed liquid is in the liquid phase state.
(6)本発明に係るローリー出荷向け液化燃料ガスの成分調整装置は、液化燃料タンクから送出された液化燃料ガスが流れる液化燃料ガスラインと、該液化燃料ガスラインが分岐した、重質成分が希薄となった低発熱量ガスを供給するための第一ラインと、重質成分が濃縮された高発熱量液化燃料ガスをローリーに搭載されたローリータンクへ供給するための第二ラインと、前記第一ラインを流れる液化燃料ガスの重質成分が濃縮された濃縮ガスを気液分離装置で気液分離して、分離された分離液を前記第二ラインに供給する濃縮ガス分離供給ラインとを備え、
前記第一ラインは、液化燃料を昇圧する昇圧ポンプと、昇圧された液化燃料ガスを気化する気化器と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置とを有し、
前記濃縮ガス分離供給ラインは、前記膜分離装置で分離された濃縮ガスを前記気液分離装置に供給する濃縮ガス供給ラインと、該濃縮ガス供給ラインに設けられて前記第一ラインを流れる液化燃料ガスの冷熱で前記濃縮ガスを冷却する熱交換器と、前記気液分離装置で分離された分離液を前記第二ラインに供給する分離液供給ラインとを有し、
前記第二ラインは、前記分離液が混合された混合液を前記ローリータンクの耐圧以下の圧力に減圧する減圧装置とを有することを特徴とするものである。
(6) The component adjusting device for the liquefied fuel gas for lorry shipment according to the present invention has a liquefied fuel gas line through which the liquefied fuel gas sent from the liquefied fuel tank flows and a heavy component obtained by branching the liquefied fuel gas line. The first line for supplying the diluted low calorific value gas, the second line for supplying the high calorific value liquefied fuel gas enriched with heavy components to the lorry tank mounted on the lorry, and the above. A concentrated gas separation supply line in which the concentrated gas in which the heavy components of the liquefied fuel gas flowing through the first line are concentrated is gas-liquid separated by a gas-liquid separator, and the separated separated liquid is supplied to the second line. Prepare,
The first line has a booster pump that boosts the liquefied fuel, a vaporizer that vaporizes the boosted liquefied fuel gas, and a membrane separation device that separates heavy components from the vaporized gas.
The concentrated gas separation and supply line includes a concentrated gas supply line that supplies the concentrated gas separated by the membrane separation device to the gas-liquid separation device, and a liquefied fuel that is provided in the concentrated gas supply line and flows through the first line. It has a heat exchanger that cools the concentrated gas with the cold heat of the gas, and a separation liquid supply line that supplies the separation liquid separated by the gas-liquid separation device to the second line.
The second line is characterized by having a pressure reducing device for reducing the pressure of the mixed liquid mixed with the separated liquid to a pressure equal to or lower than the pressure resistance of the lorry tank.
(7)また、上記(6)に記載のものにおいて、前記濃縮ガス分離供給ラインは、前記気液分離装置で分離された分離ガスを前記第一ラインに供給する分離ガス供給ラインを有し、
前記第一ラインは、前記昇圧ポンプの上流側に、第一ラインを流れる液化燃料ガスに前記分離ガスを混合する気液混合装置を有することを特徴とするものである。
(7) Further, in the above (6), the concentrated gas separation and supply line has a separation gas supply line that supplies the separation gas separated by the gas-liquid separation device to the first line.
The first line is characterized by having a gas-liquid mixing device that mixes the separated gas with the liquefied fuel gas flowing through the first line on the upstream side of the booster pump.
(8)また、上記(6)に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインにおいて熱交換器を設ける代わりに、前記第一ラインを流れる液化燃料ガスの一部を前記昇圧ポンプの下流側から前記気液分離装置に供給する液化燃料ガス供給ラインを設けたことを特徴とするものである。 (8) Further, in the above-described item (6), instead of providing a heat exchanger in the concentrated gas supply line, a part of the liquefied fuel gas flowing through the first line is discharged from the downstream side of the booster pump. It is characterized by providing a liquefied fuel gas supply line for supplying to the gas-liquid separator.
(9)また、上記(7)に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインにおいて熱交換器を設ける代わりに、前記第一ラインを流れる液化燃料ガスの一部を前記昇圧ポンプの下流側から前記気液分離装置に供給する液化燃料ガス供給ラインを設けたことを特徴とするものである。 (9) Further, in the above-described item (7), instead of providing a heat exchanger in the concentrated gas supply line, a part of the liquefied fuel gas flowing through the first line is discharged from the downstream side of the booster pump. It is characterized by providing a liquefied fuel gas supply line for supplying to the gas-liquid separator.
(10)また、上記(7)に記載のものにおいて、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記気液混合装置に供給される分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給される濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、
前記分離ガス供給ラインに供給される前記分離ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記第一ラインを流れる液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルをそれぞれ検出して、前記気液混合装置に供給される分離ガスの全量が前記気液混合装置で液化するように前記分離ガス制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になり、かつ前記ローリータンク内の液化燃料ガスの熱量が予め定めた熱量を超えないように前記濃縮ガス制御弁及び前記分離液制御弁を制御する制御装置を備えたことを特徴とするものである。
(10) Further, in the above (7), the separation gas control valve provided in the separation gas supply line and adjusting the amount of the separation gas supplied to the gas-liquid mixing device, and the concentrated gas supply. A concentrated gas control valve provided on the line to adjust the amount of concentrated gas supplied to the gas-liquid separation device and an amount of separation liquid provided on the separation liquid supply line to adjust the amount of the separated liquid supplied to the second line are adjusted. Separation liquid control valve and
The pressure, temperature, flow rate and composition of the separation gas supplied to the separation gas supply line, the pressure, temperature, flow rate and composition of the liquefied fuel gas flowing through the first line, and the pressure in the gas-liquid separation device. The temperature and the liquid level are detected, respectively, and the separation gas control valve is controlled so that the total amount of the separation gas supplied to the gas-liquid mixing device is liquefied by the gas-liquid mixing device. Control to control the concentrated gas control valve and the separation liquid control valve so that the pressure and the liquid level of the above are within a predetermined range and the calorific value of the liquefied fuel gas in the lorry tank does not exceed a predetermined calorific value. It is characterized by being equipped with a device.
(11)また、上記(9)に記載のものにおいて、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記気液混合装置に供給される分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給される濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、前記液化燃料ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する液化燃料ガスの量を調整する液化燃料ガス制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、
前記分離ガス供給ラインに供給される前記分離ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記第一ラインを流れる液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルをそれぞれ検出して、前記気液混合装置に供給される分離ガスの全量が前記気液混合装置で液化するように前記分離ガス制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になり、かつ前記ローリータンク内の液化燃料ガスの熱量が予め定めた熱量を超えないように前記濃縮ガス制御弁、前記液化燃料ガス制御弁及び前記分離液制御弁を制御する制御装置を備えたことを特徴とするものである。
(11) Further, in the above (9), a separation gas control valve provided in the separation gas supply line and adjusting the amount of separation gas supplied to the gas-liquid mixing device, and the concentrated gas supply. A concentrated gas control valve provided on the line to adjust the amount of concentrated gas supplied to the gas-liquid separator, and an amount of liquefied fuel gas provided on the liquefied fuel gas supply line to supply the gas-liquid separator. A liquefied fuel gas control valve that adjusts the amount of the separation liquid, and a separation liquid control valve that is provided in the separation liquid supply line and adjusts the amount of the separation liquid supplied to the second line.
The pressure, temperature, flow rate and composition of the separation gas supplied to the separation gas supply line, the pressure, temperature, flow rate and composition of the liquefied fuel gas flowing through the first line, and the pressure in the gas-liquid separation device. The temperature and the liquid level are detected, respectively, and the separation gas control valve is controlled so that the total amount of the separation gas supplied to the gas-liquid mixing device is liquefied by the gas-liquid mixing device. The concentrated gas control valve, the liquefied fuel gas control valve, and the separation so that the pressure and the liquid level of the liquefied fuel gas in the lorry tank do not exceed a predetermined calorific value. It is characterized by being provided with a control device for controlling a liquid control valve.
本発明においては、第一ラインの液化燃料ガスを昇圧ポンプで昇圧して気化した燃料ガスを膜分離装置に供給し、分離された濃縮ガスを昇圧されていない第二ラインの液化燃料ガスに供給するようにしたことで、膜分離装置における供給側と透過側で差圧を十分とることができ、膜分離圧力差が十分に確保され、分離効率を向上することができる。しかも、第一ラインによる昇圧ポンプでの昇圧は液状態での昇圧であり、流体の昇圧動力はガス状態より液状態の方がはるかに小さいため、ガス圧縮機を用いる場合に比べてプロセスの消費動力を低く抑えられる。 In the present invention, the liquefied fuel gas of the first line is boosted by a booster pump to supply the vaporized fuel gas to the membrane separation device, and the separated concentrated gas is supplied to the liquefied fuel gas of the second line which is not pressurized. By doing so, it is possible to obtain a sufficient differential pressure between the supply side and the permeation side in the membrane separation device, a sufficient difference in the membrane separation pressure can be secured, and the separation efficiency can be improved. Moreover, the boosting by the booster pump by the first line is the boosting in the liquid state, and the boosting power of the fluid is much smaller in the liquid state than in the gas state, so the process consumption is much larger than when using a gas compressor. Power can be kept low.
[実施の形態1]
本発明のローリー出荷向け液化燃料ガスの成分調整装置1(以下、単に「成分調整装置1」という場合あり)を、貯留槽(LNGタンク3)に貯留されたLNGを液化燃料ガスとして送出するラインを例に挙げて説明する。
したがって、本実施の形態では、LNGが本発明の液化燃料ガスに相当する。LNGはメタンを主成分とし、この他に重質成分としてエタン、プロパン、ブタン等が含まれている。よって、重質成分が希薄となったガスが低発熱量ガスであり、逆に重質成分が濃縮されたものが高発熱量LNGである。
そして、第一ラインは重質成分が希薄となった低発熱量ガスを発電所等へ供給するラインであり、第二ラインは重質成分が濃縮された高発熱量LNGをローリータンクに供給するラインである。
[Embodiment 1]
A line for delivering the LNG stored in the storage tank (LNG tank 3) as the liquefied fuel gas to the
Therefore, in the present embodiment, LNG corresponds to the liquefied fuel gas of the present invention. LNG contains methane as a main component, and also contains ethane, propane, butane and the like as heavy components. Therefore, the gas in which the heavy component is diluted is the low calorific value gas, and conversely, the gas in which the heavy component is concentrated is the high calorific value LNG.
The first line is a line that supplies low calorific value gas with diluted heavy components to a power plant, etc., and the second line is a line that supplies high calorific value LNG with concentrated heavy components to a lorry tank. It is a line.
本実施の形態のローリー出荷向け液化燃料ガスの成分調整装置1は、図1に示すように、液化燃料タンクとしてのLNGタンク3からLNG送出ポンプ5によって例えば1.0MPaGに昇圧されて送出されたLNGが流れる液化燃料ガスライン7と、液化燃料ガスライン7が分岐した、低発熱量ガスを供給するための第一ライン9と、重質成分が濃縮された高発熱量LNGをローリー11に供給する第二ライン13とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
そして、第一ライン9にはLNGを昇圧する昇圧ポンプ15と、昇圧されたLNGを気化する気化器17と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置19とを設けている。
また、第二ライン13には、膜分離装置19で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスをLNGに混合する気液混合装置21と、気液混合装置21で混合された混合液をローリータンク23の耐圧以下の圧力に減圧する減圧装置25とを設けている。
さらに、膜分離装置19で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを気液混合装置21に供給する濃縮ガス供給ライン27と、ローリータンク23で気化したガスをLNGタンク3に戻すためのリターンガスライン29とを有している。
The
Further, in the
Further, a concentrated
またさらに、本実施の形態では、濃縮ガス供給ライン27に濃縮ガス制御弁31を設け、ローリータンク23内のLNGの熱量が、ローリー出荷先の都市ガスの規定する熱量範囲の上限を超えないように濃縮ガス制御弁31を制御する制御装置33を設けている。
なお、本実施の形態の例えば昇圧ポンプ15等の各機器類は制御装置33又は図示しない制御装置によって運転制御される。
以下、第一ライン9及び第二ライン13に設置される各機器を詳細に説明する。
Further, in the present embodiment, the concentrated
Each device such as the
Hereinafter, each device installed on the
<第一ラインに設置される機器>
《昇圧ポンプ》
昇圧ポンプ15は、第一ライン9を流れるLNGを発電所等に向けて送出するために昇圧するポンプである。昇圧ポンプ15によってLNGは例えば7.0MPaGに昇圧される。
<Equipment installed on the first line>
《Boost pump》
The
《気化器》
気化器17は、昇圧ポンプ15から送出されるLNGを完全に気化させる装置である。気化器17には、例えば海水を加熱媒体とするものが使用できるが、特にその形式は問わない。
《Vaporizer》
The
《膜分離装置》
本実施例では、LNGを構成する成分ガスのうち、エタン、プロパン、ブタン等の重質成分が透過しやすい膜を使用した場合を示す。
膜分離装置19は、気化器17で気化されたNG(天然ガス)を、ガス分離膜を介することで、非透過側で得られるメタンリッチの低発熱量ガスと、透過側で得られるエタン、プロパン、ブタン等の重質成分が濃縮された濃縮ガスとに分離する。分離されたメタンリッチの低発熱量ガスは発電所等へ供給され、濃縮ガスは、濃縮ガス供給ライン27に送られる。
<< Membrane separation device >>
In this example, a film is used in which heavy components such as ethane, propane, and butane are easily permeated among the component gases constituting LNG.
In the
<第二ラインに設置される機器>
《気液混合装置》
気液混合装置21は、膜分離装置19で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスをLNGに混合するものであり、前記液体に前記気体を混合、溶解、あるいは前記気体を液化させるものであればその形態は特に限定されない。
<Equipment installed on the second line>
<< Gas-liquid mixer >>
The gas-
気液混合装置21においては、被混合液の過冷度(顕熱)が、混合ガスである濃縮ガスの凝縮潜熱を上回っている場合に、濃縮ガスが完全に液化する。本実施の形態ではLNG送出ポンプ5によって混合前の第二ライン13のLNGの過冷度を増加させているが、LNGが予め十分な過冷度を持っている場合はLNG送出ポンプ5を省略してもよい。
また、気液混合装置21として、液化を促進するような機構の混合装置を用いてもよい。
In the gas-
Further, as the gas-
《減圧装置》
減圧装置25は、気液混合装置21で混合された混合液をローリータンク23の耐圧以下の圧力に減圧するものである。
<< Decompression device >>
The depressurizing
<濃縮ガス供給ラインに設置される機器>
《濃縮ガス制御弁》
濃縮ガス制御弁31は、濃縮ガス供給ライン27に設けられ、制御装置33に制御されて、気液混合装置21に供給する濃縮ガスの量を調整するものである。
<Equipment installed on the concentrated gas supply line>
《Concentrated gas control valve》
The concentrated
<制御装置>
制御装置33は、ローリータンク23内のLNGの熱量が、ローリー出荷先の都市ガスの規定する熱量範囲の上限を超えないように濃縮ガス制御弁31を制御するものであり、ローリータンク23内のLNGの組成を検知する組成検出器(A)の検出値を入力して、該検出値に基づいてローリータンク23内のLNGの熱量を演算する演算部35と、演算した熱量が上記上限を超えないように濃縮ガス制御弁31の開度等を制御する制御部37とを有している。
<Control device>
The
制御装置33による制御の具体例としては、例えば演算部35によって演算した熱量が予め設定した上限値以上の場合には、制御部37が濃縮ガス制御弁31の開度を小さくして気液混合装置21に供給する濃縮ガス量を少なくし、演算した熱量が予め設定した下限値以下の場合には、制御部37が濃縮ガス制御弁31の開度を大きくして気液混合装置21に供給する濃縮ガス量を多くする。
As a specific example of control by the
上記のように構成された本実施の形態の動作を、図1に基づいて説明する。
LNGタンク3からはLNG送出ポンプ5によってLNGが送出され、その一部が第一ライン9に流れ、残りが第二ライン13に流れる。
第一ライン9に流れたLNGには、昇圧ポンプ15で例えば7.0MPaGに昇圧され、気化器17に供給されて全量が気化される。気化器17で気化されたNGは膜分離装置19に供給されて、メタンリッチの低発熱量ガスと、エタン、プロパン、ブタン等の重質成分が濃縮された濃縮ガスに分離される。そして、低発熱量ガスは発電所等へ供給され、濃縮ガスは濃縮ガス供給ライン27に送られる。
The operation of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
LNG is sent from the
The LNG flowing through the
濃縮ガス供給ライン27に送られた濃縮ガスは、濃縮ガス制御弁31の開度に応じた量が第二ライン13の気液混合装置21に供給される。
第二ライン13では、LNGが気液混合装置21に供給されており、このLNGに濃縮ガス供給ライン27から送られた濃縮ガスが供給されて混合される。このとき、膜分離装置19に供給されるNGは昇圧ポンプ15でLNG送出ポンプ5の吐出圧より昇圧されており、他方、第二ライン13の気液混合装置21を流れるLNGはLNG送出ポンプ5の吐出圧である。このため、膜分離装置19の供給側と透過側で差圧を十分とることができ、膜分離効率を向上することができる。すなわち、昇圧ポンプ15による昇圧分の圧力差を膜分離に利用でき、従来技術より大きな膜分離圧力差を確保できるようになっている。
そして、膜分離は圧力差が大きいほど物質の透過速度が上昇するため、膜面積あたりの重質成分回収量の増大や透過ガス量あたりの必要膜面積の縮小が可能になる。
The amount of the concentrated gas sent to the concentrated
In the
In membrane separation, the larger the pressure difference, the higher the permeation rate of the substance, so that the amount of heavy components recovered per membrane area can be increased and the required membrane area per permeated gas can be reduced.
気液混合装置21でLNGに濃縮ガスが混合され、重質成分が増加した混合液は減圧装置25によってローリータンク23の耐圧以下の圧力に減圧されてローリータンク23に供給される。ローリータンク23内では混合液の一部が蒸発して気液分離され、低発熱量成分を多く含む蒸発ガスがリターンガスライン29によってLNGタンク3に戻される。このため、ローリータンク23内に残留するLNGがさらに高熱量となる。
ローリータンク23内に貯留された混合液の組成が組成検出器(A)で常時検出されており、検出結果が制御装置33に入力されている。制御装置33は組成検出器(A)の検出値を入力して、該検出値に基づいてローリータンク23内のLNGの熱量を演算し、演算結果に基づいて上述したように濃縮ガス制御弁31を制御する。
The concentrated gas is mixed with LNG in the gas-
The composition of the mixed liquid stored in the
以上のように、本実施の形態では、第一ライン9で昇圧して気化したNGを膜分離装置19に供給し、分離された濃縮ガスを昇圧されていない第二ライン13のLNGに供給するようにしたことで、膜分離装置19における供給側と透過側で差圧を十分とることができ、膜分離圧力差が十分に確保され、分離効率を向上することができる。
しかも、第一ライン9による昇圧ポンプ15での昇圧は液状態での昇圧であり、流体の昇圧動力はガス状態より液状態の方がはるかに小さいため、ガス圧縮機を用いる場合に比べてプロセスの消費動力を低く抑えられる。
As described above, in the present embodiment, the NG vaporized by increasing the pressure in the
Moreover, the boosting by the
なお、ローリー出荷向けのシステムでは減圧装置25を必ず設けるため、減圧装置25の下流側において濃縮ガスを混合するようにすれば、上述の昇圧ポンプ15による昇圧分に加えて減圧装置25での減圧分だけ更に差圧を確保できるようにも思えるが、このようなプロセスは成立しない。なぜなら、減圧装置25においてLNGは減圧されて沸点に達し、一部が蒸気となった気液二相状態になる。この時液相は飽和状態であり、ガスを凝縮する余地がない。そのため濃縮ガスを減圧装置25の下流で混合したとしても凝縮できず、LNGは増熱されない。
Since the
本実施の形態では、ローリータンク23内の熱量がローリー出荷先の都市ガスの規定する熱量範囲の上限を超えず、かつできるだけ高い熱量になるように制御しているので、ローリー出荷先での熱量調整を最小限にすることができる。
もっとも、本発明はローリータンク23内の熱量に基づいて濃縮ガス制御弁31を制御することを必須とするものではなく、濃縮ガス制御弁31のない場合を排除するものではない。
In the present embodiment, the amount of heat in the
However, the present invention does not require that the concentrated
なお、上記の説明では、ローリータンク23内のLNGの熱量を演算するのに際して、ローリータンク23内のLNGの組成を組成検出器(A)で検出するようにしていたが、例えば図2に示すように、減圧装置25の上流側に圧力検出器(P)、温度検出器(T)及び組成検出器(A)を、減圧装置25の下流側に圧力検出器(P)をそれぞれ設け、これらの検出器の検出値を制御装置33に入力して、制御装置33はこれらの検出値に基づいてローリータンク23内のLNGの熱量を演算するようにしてもよい。
In the above description, when calculating the calorific value of LNG in the
[実施の形態2]
実施の形態1では、気液混合装置21による混合後の相状態については特に問わないものであった。つまり、濃縮ガスの供給量が多い場合には混合液に気相が混じる場合もあった。
しかし、混合液に気相が混じって気液混相流となった場合には、減圧に伴う体積流量の変動が大きいために、減圧装置25としてこれに対応可能なものが限定される。
一方、液相流の場合には体積流量変動が小さく様々な減圧装置が使用可能である。
そこで、本実施の形態では、ローリータンク23内での熱量の制御に加えて、気液混合装置21において全量が液化できるように濃縮ガス制御弁31を制御するという機能を制御装置33に付加したものである。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, the phase state after mixing by the gas-
However, when a gas phase is mixed with the mixed liquid to form a gas-liquid mixed phase flow, the volume flow rate fluctuates greatly with decompression, so that the
On the other hand, in the case of liquid phase flow, the volume flow rate fluctuation is small and various decompression devices can be used.
Therefore, in the present embodiment, in addition to controlling the amount of heat in the
本実施の形態の成分調整装置39を図3に基づいて説明する。なお、図3において図1と同一部分及び対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施の形態では、第二ライン13における気液混合装置21の上流側及び濃縮ガス供給ライン27に、圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)をそれぞれ設けている。
そして、制御装置33における演算部35は、これらの圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)の検出値を入力してLNGの過冷度及び濃縮ガスの凝縮潜熱を求め、全量が液化する濃縮ガスの最大混合可能量を演算する。
そして、制御部37は、演算部35の演算結果に基づいて気液混合装置21に供給される濃縮ガス量が最大混合可能量以下になるように濃縮ガス制御弁31を制御する。
このとき、濃縮ガスの混合量は、混合液の熱量が都市ガスの規定する熱量範囲の上限を超えないように制御する。
The
In the present embodiment, the pressure detector (P), the temperature detector (T), the flow rate detector (F), and the composition detection are performed on the upstream side of the gas-
Then, the
Then, the
At this time, the mixing amount of the concentrated gas is controlled so that the calorific value of the mixed liquid does not exceed the upper limit of the calorific value range specified by the city gas.
なお、濃縮ガス供給ライン27の途中にバッファタンクを設けることで、濃縮ガスの分離量と混合量に差をつけられる緩衝作用を持たせるようにしてもよい。
By providing a buffer tank in the middle of the concentrated
本実施の形態では、気液混合装置21による混合後の流体に気相が混じらない液相のみの流体になるので、上述したように減圧装置25として様々な仕様のものが使用可能である。
In the present embodiment, since the fluid is only the liquid phase in which the gas phase is not mixed with the fluid after mixing by the gas-
なお、図3においては、気液混合装置21の上流側に圧力検出器(P)を設置しているが、気液混合装置21における圧力損失を考慮する場合には、気液混合装置21の下流側にも圧力検出器(P)を設置して検出値を制御装置33に入力するようにすればよい。
もっとも、気液混合装置21の圧力損失が推定できる場合には、圧力検出器(P)を設けることなく、推定値を制御装置33に入力してもよい。
In FIG. 3, the pressure detector (P) is installed on the upstream side of the gas-
However, if the pressure loss of the gas-
上記の制御装置33における制御方式は、濃縮ガス制御弁31の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、制御装置33による濃縮ガス制御弁31の制御はいわゆるフィードバック制御によって行ってもよい。
具体的には、図4に示すように、気液混合装置21の下流側に圧力検出器(P)、温度検出器(T)及び組成検出器(A)を設け、これら圧力検出器(P)、温度検出器(T)及び組成検出器(A)の検出値を演算部35に入力して混合後のLNGの相状態を判定し、演算部35の演算結果に基づいて制御部37が濃縮ガス制御弁31を制御するようにすればよい。
制御部37は、演算部35の判定結果によって気液混相、あるいは気相状態になるおそれがある場合には、濃縮ガス制御弁31を絞って気液混合装置21に供給される濃縮ガス量を少なくする。
The control method in the
Specifically, as shown in FIG. 4, a pressure detector (P), a temperature detector (T), and a composition detector (A) are provided on the downstream side of the gas-
When there is a possibility that a gas-liquid mixed phase or a gas phase state may occur depending on the determination result of the
また、濃縮ガス制御弁31の制御に関しては、フィードフォワード、フィードバックの他に両者を組み合わせて制御を行うようにしてよい。
Further, regarding the control of the concentrated
また、上記の例では、ローリータンク23内のLNGの熱量の調整に関しては、実施の形態1の図1に示したものと同様に、ローリータンク23内のLNGの組成を組成検出器(A)で検出して行うものであったが、組成検出器(A)に代えて全量液化の制御のために設置している検出器を利用してローリータンク23内のLNGの熱量を調整するようにしてもよい。
Further, in the above example, regarding the adjustment of the amount of heat of LNG in the
例えば、全量液化に関してフィードフォワード制御を行う場合には、図5に示すように、減圧装置25の上流側と下流側に圧力検出器(P)をそれぞれ追加して、減圧装置25の上流側に設置した圧力検出器(P)、気液混合装置21の上流側に設置した温度検出器(T)、組成検出器(A)及び減圧装置25の下流側に設置した圧力検出器(P)の検出値を制御装置33に入力して、演算部35においてこれらの検出値に基づいてローリータンク23内のLNGの熱量を演算するようにすればよい。
For example, when performing feed-forward control for total volume liquefaction, as shown in FIG. 5, pressure detectors (P) are added to the upstream side and the downstream side of the
また、全量液化に関してフィードバック制御を行う場合には、図6に示すように、新たな検出器を追加することなく、全量液化のために設置している減圧装置25の上流側の圧力検出器(P)、温度検出器(T)及び組成検出器(A)と、減圧装置25の下流側の圧力検出器(P)の検出値に基づいてローリータンク23内のLNGの熱量を演算するようにしてもよい。
Further, when feedback control is performed for total volume liquefaction, as shown in FIG. 6, a pressure detector on the upstream side of the
また、図7に示すように、第一ライン9における昇圧ポンプ15の下流側に熱交換器41を設置して、濃縮ガス供給ライン27を流れる濃縮ガスと、昇圧ポンプ15による昇圧後の第一ライン9を流れるLNGとの間で熱交換することで濃縮ガスを冷却し、濃縮ガスの凝縮に必要な熱量を低減することで気液混合装置21での濃縮ガスの最大混合可能量が増加するようにしてもよい。なお、図7においては、各検出器及び制御装置33の図示を省略しているが、熱交換器41による熱交換を行うことについては、上述したいずれの実施の形態においても適用可能である。
Further, as shown in FIG. 7, a
また他の態様として、濃縮ガスの一部のガス、又は膜分離装置19の下流に設けた膜分離装置19の濃縮ガスを昇圧ポンプ15の上流側に戻して混合するリサイクルラインを設け、第一ライン9のLNGの重質成分を濃縮するようにしてもよい。膜分離は分離する物質の入口分圧が高いほど透過速度が上昇するため、膜面積あたりの重質成分回収量の増加、重質成分回収率の向上、透過ガス量あたりの必要膜面積の縮小が可能になる。
As another embodiment, a recycling line is provided in which a part of the concentrated gas or the concentrated gas of the
[実施の形態3]
実施の形態3に係る成分調整装置43を図8に基づいて説明する。なお、図8において、実施の形態1、2を示した図1、図7と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態3に係る成分調整装置43が実施の形態1、2と異なる主な点は、第二ライン13に気液混合装置21を設けることに代えて、膜分離装置19で分離されて特定成分が濃縮された濃縮ガスを気液分離装置49で気液分離して、分離された分離液を第二ライン13に供給し、分離された分離ガスを第一ライン9に供給する濃縮ガス分離供給ライン45を設けた点、及び第一ライン9に濃縮ガス分離供給ライン45から供給される分離ガスをLNGに混合するための第一気液混合装置47を設けた点である。
[Embodiment 3]
The
The main difference between the
そして、濃縮ガス分離供給ライン45は、膜分離装置19で分離された濃縮ガスを気液分離装置49に供給する濃縮ガス供給ライン27と、濃縮ガス供給ライン27に設けられて第一ライン9を流れるLNGの冷熱で濃縮ガスを冷却する熱交換器41と、気液分離装置49で分離された分離液を第二ラインに供給する分離液供給ライン51と、気液分離装置49で分離された分離ガスを第一ライン9の第一気液混合装置47に供給する分離ガス供給ライン53とを有している。
The concentrated gas separation and
また、分離液供給ライン51には分離液制御弁55が、分離ガス供給ライン53には分離ガス制御弁57がそれぞれ設けられている。
さらに、気液分離装置49には、圧力検出器(P)、温度検出器(T)及び液面レベル検出器(L)が設けられ、分離ガス供給ライン53及び第一ライン9には、圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)がそれぞれ設けられている。
またさらに、本実施の形態では、分離液制御弁55、分離ガス制御弁57及び濃縮ガス制御弁31を制御して、第二ライン13に供給する分離液量、第一気液混合装置47に供給する分離ガス量及び気液分離装置49に供給する濃縮ガス量を制御する第2の制御装置59が設けられている。
Further, the separation
Further, the gas-
Furthermore, in the present embodiment, the separation
第2の制御装置59は、第2演算部61と第2制御部63を備えている。
昇圧ポンプ15は液ポンプであり、混合液に気相が残留しないことが望ましく、そのため第2演算部61は、第一ライン9及び分離ガス供給ライン53における第一気液混合装置47の上流側に設けられた、圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)の検出値を入力して、第一気液混合装置47で全量が液化する混合可能な分離ガスの最大混合可能量を演算する。
また、気液分離装置49では液面レベルをある一定範囲内に制御することが好ましく、またLNGの熱量が、ローリー出荷先の都市ガスの規定する熱量範囲の上限を超えないようにする必要がある。
このため、第2演算部は、気液分離装置49に設けられた、圧力検出器(P)、温度検出器(T)及び液面レベル検出器(L)の検出値、第一ライン9に設けられた、圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)の検出値及びローリータンク23内のLNGの組成を検出する組成検出器(A)の検出値を入力して、分離液供給ライン51を通じての分離液の第二ライン13への供給量を演算する。
そして、第2制御部63は、第2演算部61の演算結果に基づいて分離ガス制御弁57、濃縮ガス制御弁31及び分離液制御弁55を制御する。
The
The
Further, in the gas-
Therefore, the second calculation unit is on the
Then, the
上記のように構成された本実施の形態の動作に関し、図8に基づいて、特に気液分離装置49を設けたことに関連する点を中心に説明する。
LNGタンク3からはLNG送出ポンプ5によってLNGが送出され、その一部が第一ライン9に流れ、残りが第二ライン13に流れる。
第一ライン9に流れたLNGには、昇圧ポンプ15で例えば7.0MPaGに昇圧され、気化器17に供給されて全量が気化される。気化器17で気化されたNGは膜分離装置19に供給されて、メタンリッチの低発熱量ガスと、エタン、プロパン、ブタン等の重質成分が濃縮された濃縮ガスに分離される。そして、低発熱量ガスは発電所等へ供給され、濃縮ガスは濃縮ガス供給ライン27に送られる
Regarding the operation of the present embodiment configured as described above, the points related to the provision of the gas-
LNG is sent from the
The LNG flowing through the
濃縮ガス供給ライン27に送られた濃縮ガスは、濃縮ガス制御弁31の開度に応じた量が熱交換器41に供給される。熱交換器41では、低温のLNGと高温の濃縮ガスの間で熱交換がなされ、濃縮ガスが冷却されることで気液混合状態となり、気液分離装置49に送られる。
気液分離装置49では、ガスと液が分離される。ここで、元の濃縮ガス供給ライン27よりも分離液の熱量は更に高くなる。一方、分離ガスの熱量は濃縮ガス供給ライン27よりも低くなる。
気液分離装置49で分離された分離ガスは分離ガス制御弁57を通して第一気液混合装置47に送られ、更に熱量が高まった分離液は分離液制御弁55を通して第二ライン13に供給される。
本実施の形態では、第二ライン13に供給されるのは液体であるため、凝縮潜熱を必要とせず第二ライン13に流れる液体の温度が上がりにくいという利点がある。
The concentrated gas sent to the concentrated
In the gas-
The separated gas separated by the gas-
In the present embodiment, since the liquid is supplied to the
本実施の形態では実施の形態1、2の効果に加えて以下の効果を奏することができる。
第一気液混合装置47に供給される分離ガスの全量が液化して混合液には気相が残留しないようにしているので、昇圧ポンプ15で効率的に送液することができる。
また、気液分離装置49により、濃縮ガス供給ライン27の濃縮ガスよりも更に高い熱量をもつ分離液を第二ライン13に供給することが出来る。
In the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first and second embodiments.
Since the entire amount of the separated gas supplied to the first gas-
Further, the gas-
[実施の形態4]
実施の形態4に係る成分調整装置65を図9に基づいて説明する。なお、図9において、実施の形態3を示した図8と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態4に係る成分調整装置65は、実施の形態3における熱交換器41に代えて、第一ライン9における昇圧ポンプ15の下流側から気液分離装置49にLNGを供給するLNG供給ライン67を設けたものである。LNG供給ライン67には、LNG供給量を調整するためのLNG制御弁69が設けられている。
[Embodiment 4]
The
The
また、本実施の形態においても、実施の形態3と同様に、第一気液混合装置47において供給される分離ガスの全量が液化され、気液分離装置49では液面レベルをある一定範囲内に制御され、またLNGの熱量が、ローリー出荷先の都市ガスの規定する熱量範囲の上限を超えないようにする必要がある。
そのため、本実施の形態では、第3演算部73、第3制御部75を有する第3の制御装置71を備え、第3の制御装置71は、気液分離装置49に設けられた、圧力検出器(P)、温度検出器(T)及び液面レベル検出器(L)、第一ライン9及び分離ガス供給ライン53における第一気液混合装置47の上流側に設けられた、圧力検出器(P)、温度検出器(T)、流量検出器(F)及び組成検出器(A)の検出値及びローリータンク23内のLNGの組成を検出する組成検出器(A)の検出値を入力して、分離ガス制御弁57、濃縮ガス制御弁31、LNG制御弁69及び分離液制御弁55を制御する。
Further, also in the present embodiment, as in the third embodiment, the entire amount of the separated gas supplied in the first gas-
Therefore, in the present embodiment, the
上記のように構成された本実施の形態の動作を図9に基づいて説明する。
本実施の形態の動作は実施の形態3とほぼ同様であるが、実施の形態3では膜分離装置19で分離された濃縮ガスを、熱交換器41を介して第一ライン9のLNGで冷却していたのに対して、本実施の形態では第一ライン9のLNGの一部を気液分離装置49に供給することで冷却する点が異なるので、これに関連する点について以下説明する。
The operation of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
The operation of the present embodiment is almost the same as that of the third embodiment, but in the third embodiment, the concentrated gas separated by the
濃縮ガス供給ライン27に送られた濃縮ガスは、濃縮ガス制御弁31の開度に応じた量が気液分離装置49に送られる。また、昇圧ポンプ15から送られたLNGのうち一部は、LNG制御弁69の開度に応じた量が気液分離装置49に送られる。
気液分離装置49では、ガスと液が分離される。ここで、元の濃縮ガス供給ライン27の濃縮ガスよりも分離液の熱量は更に高くなる。一方、分離ガスの熱量は濃縮ガス供給ライン27の濃縮ガスよりも低くなる。
分離ガスは分離ガス制御弁57を通して第一気液混合装置47に送られ、更に熱量が高まった分離液は分離液制御弁55を通して第二ライン13に供給される。
The amount of the concentrated gas sent to the concentrated
In the gas-
The separation gas is sent to the first gas-
本実施の形態の作用効果については、実施の形態3と同様である。 The action and effect of the present embodiment are the same as those of the third embodiment.
なお、上記の実施の形態1〜4においては、ローリータンク23で気化したガスをLNGタンク3に戻すためのリターンガスライン29とを有している例を示したが、リターンガスライン29は必須ではなく、ローリータンク23で気化したガスはLNGタンク3に戻すことなく、ガス燃焼ボイラなどガスの熱量の制約が緩やかな機器に供給するようにしてもよい。
In the above-described first to fourth embodiments, an example having a
また、実施の形態3、4おいては、気液分離装置49によって気液分離された分離ガスを液化燃料ガスライン7の第一気液混合装置47に供給する例を示したが、本発明のローリー出荷向け液化燃料ガスの成分調整装置はこれに限定されるものではなく、分離ガスを第一気液混合装置47に供給しない態様も含む。この場合、分離ガスは例えばガス燃焼ボイラなどガスの熱量の制約が緩やかな機器に供給するようする。
Further, in the third and fourth embodiments, an example in which the separated gas separated by the gas-
1 成分調整装置
3 LNGタンク
5 LNG送出ポンプ
7 液化燃料ガスライン
9 第一ライン
11 ローリー
13 第二ライン
15 昇圧ポンプ
17 気化器
19 膜分離装置
21 気液混合装置
23 ローリータンク
25 減圧装置
27 濃縮ガス供給ライン
29 リターンガスライン
31 濃縮ガス制御弁
33 制御装置
35 演算部
37 制御部
39 成分調整装置(実施の形態2)
41 熱交換器
43 成分調整装置(実施の形態3)
45 濃縮ガス分離供給ライン
47 第一気液混合装置
49 気液分離装置
51 分離液供給ライン
53 分離ガス供給ライン
55 分離液制御弁
57 分離ガス制御弁
59 第2の制御装置
61 第2演算部
63 第2制御部
65 成分調整装置(実施の形態4)
67 LNG供給ライン
69 LNG制御弁
71 第3の制御装置
73 第3演算部
75 第3制御部
1
41
45 Concentrated gas
67
Claims (9)
前記第一ラインは、液化燃料ガスを昇圧する昇圧ポンプと、昇圧された液化燃料ガスを気化する気化器と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置とを有し、
前記第二ラインは、前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記液化燃料ガスに混合する気液混合装置と、該気液混合装置で混合された混合液を前記ローリータンクの耐圧以下の圧力に減圧する減圧装置とを有し、
前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記気液混合装置に供給する濃縮ガス供給ラインとを備え、
前記第一ラインにおける前記昇圧ポンプの下流側に熱交換器を設け、前記濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスを前記熱交換器によって前記第一ラインを流れる液化燃料ガスの冷熱で冷却して前記気液混合装置に供給するようにしたことを特徴とするローリー出荷向け液化燃料ガスの成分調整装置。 A liquefied fuel gas line through which the liquefied fuel gas sent from the liquefied fuel tank flows, and a first line for supplying a low calorific value gas in which heavy components are diluted, which is a branch of the liquefied fuel gas line, and a heavy weight. Equipped with a second line for supplying high calorific value liquefied fuel gas with concentrated quality components to the lorry tank mounted on the lorry.
The first line has a booster pump for boosting the liquefied fuel gas, a vaporizer for vaporizing the boosted liquefied fuel gas, and a membrane separator for separating heavy components from the vaporized gas.
The second line includes a gas-liquid mixing device that mixes a concentrated gas in which a heavy component separated by the membrane separation device is concentrated with the liquefied fuel gas, and a mixed solution mixed by the gas-liquid mixing device. It has a decompression device that depressurizes the pressure below the withstand voltage of the lorry tank.
It is provided with a concentrated gas supply line for supplying the concentrated gas in which the heavy components separated by the membrane separation device are concentrated to the gas-liquid mixing device .
A heat exchanger is provided on the downstream side of the booster pump in the first line, and the concentrated gas flowing through the concentrated gas supply line is cooled by the heat exchanger with the cold heat of the liquefied fuel gas flowing through the first line. A component adjusting device for liquefied fuel gas for lorry shipment, which is characterized by being supplied to a liquid mixing device.
前記第一ラインは、液化燃料ガスを昇圧する昇圧ポンプと、昇圧された液化燃料ガスを気化する気化器と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置とを有し、
前記第二ラインは、前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記液化燃料ガスに混合する気液混合装置と、該気液混合装置で混合された混合液を前記ローリータンクの耐圧以下の圧力に減圧する減圧装置とを有し、
前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記気液混合装置に供給する濃縮ガス供給ラインと、
前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
前記ローリータンク内の液化燃料ガスの熱量が予め定めた熱量を超えないように前記濃縮ガス制御弁を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、前記気液混合装置に供給される前記液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記濃縮ガス供給ラインを流れる前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成に基づいて前記気液混合装置に供給される前記濃縮ガスの全量が前記気液混合装置で液化するように前記濃縮ガス制御弁を制御する機能をさらに備えていることを特徴とするローリー出荷向け液化燃料ガスの成分調整装置。 A liquefied fuel gas line through which the liquefied fuel gas sent from the liquefied fuel tank flows, and a first line for supplying a low calorific value gas in which heavy components are diluted, which is a branch of the liquefied fuel gas line, and a heavy weight. Equipped with a second line for supplying high calorific value liquefied fuel gas with concentrated quality components to the lorry tank mounted on the lorry.
The first line has a booster pump for boosting the liquefied fuel gas, a vaporizer for vaporizing the boosted liquefied fuel gas, and a membrane separator for separating heavy components from the vaporized gas.
The second line includes a gas-liquid mixing device that mixes a concentrated gas in which a heavy component separated by the membrane separation device is concentrated with the liquefied fuel gas, and a mixed solution mixed by the gas-liquid mixing device. It has a decompression device that depressurizes the pressure below the withstand voltage of the lorry tank.
A concentrated gas supply line that supplies a concentrated gas in which the heavy components separated by the membrane separation device are concentrated to the gas-liquid mixer, and a concentrated gas supply line .
A concentrated gas control valve provided in the concentrated gas supply line and adjusting the amount of concentrated gas flowing through the concentrated gas supply line.
A control device for controlling the concentrated gas control valve so that the calorific value of the liquefied fuel gas in the lorry tank does not exceed a predetermined calorific value is provided .
The control device is based on the pressure, temperature, flow rate and composition of the liquefied fuel gas supplied to the gas-liquid mixing device and the pressure, temperature, flow rate and composition of the concentrated gas flowing through the concentrated gas supply line. A liquefied fuel gas for lorry shipment, which further has a function of controlling the concentrated gas control valve so that the entire amount of the concentrated gas supplied to the gas-liquid mixing device is liquefied by the gas-liquid mixing device. Ingredient adjustment device.
前記第一ラインは、液化燃料ガスを昇圧する昇圧ポンプと、昇圧された液化燃料ガスを気化する気化器と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置とを有し、
前記第二ラインは、前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記液化燃料ガスに混合する気液混合装置と、該気液混合装置で混合された混合液を前記ローリータンクの耐圧以下の圧力に減圧する減圧装置とを有し、
前記膜分離装置で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを前記気液混合装置に供給する濃縮ガス供給ラインと、
前記濃縮ガス供給ラインに設けられて該濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスの量を調整する濃縮ガス制御弁と、
前記ローリータンク内の液化燃料ガスの熱量が予め定めた熱量を超えないように前記濃縮ガス制御弁を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、前記気液混合装置の下流側において該気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成に基づいて該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記濃縮ガス制御弁を制御する機能をさらに備えていることを特徴とするローリー出荷向け液化燃料ガスの成分調整装置。 A liquefied fuel gas line through which the liquefied fuel gas sent from the liquefied fuel tank flows, and a first line for supplying a low calorific value gas in which heavy components are diluted, which is a branch of the liquefied fuel gas line, and a heavy weight. Equipped with a second line for supplying high calorific value liquefied fuel gas with concentrated quality components to the lorry tank mounted on the lorry.
The first line has a booster pump for boosting the liquefied fuel gas, a vaporizer for vaporizing the boosted liquefied fuel gas, and a membrane separator for separating heavy components from the vaporized gas.
In the second line, a gas-liquid mixing device that mixes a concentrated gas in which a heavy component separated by the membrane separating device is concentrated with the liquefied fuel gas, and a mixed solution mixed by the gas-liquid mixing device are described. It has a decompression device that depressurizes the pressure below the withstand voltage of the lorry tank.
A concentrated gas supply line that supplies a concentrated gas in which the heavy components separated by the membrane separation device are concentrated to the gas-liquid mixing device, and a concentrated gas supply line .
A concentrated gas control valve provided in the concentrated gas supply line and adjusting the amount of concentrated gas flowing through the concentrated gas supply line.
A control device for controlling the concentrated gas control valve so that the calorific value of the liquefied fuel gas in the lorry tank does not exceed a predetermined calorific value is provided .
The control device determines the phase state of the mixed liquid based on the pressure, temperature and composition of the mixed liquid discharged from the gas-liquid mixing device on the downstream side of the gas-liquid mixing device, and the mixed liquid is a liquid. A component adjusting device for liquefied fuel gas for lorry shipment, which further has a function of controlling the concentrated gas control valve so as to be in a phase state.
前記第一ラインは、液化燃料を昇圧する昇圧ポンプと、昇圧された液化燃料ガスを気化する気化器と、気化されたガスから重質成分を分離する膜分離装置とを有し、
前記濃縮ガス分離供給ラインは、前記膜分離装置で分離された濃縮ガスを前記気液分離装置に供給する濃縮ガス供給ラインと、該濃縮ガス供給ラインに設けられて前記第一ラインを流れる液化燃料ガスの冷熱で前記濃縮ガスを冷却する熱交換器と、前記気液分離装置で分離された分離液を前記第二ラインに供給する分離液供給ラインとを有し、
前記第二ラインは、前記分離液が混合された混合液を前記ローリータンクの耐圧以下の圧力に減圧する減圧装置とを有することを特徴とするローリー出荷向け液化燃料ガスの成分調整装置。 A liquefied fuel gas line through which the liquefied fuel gas sent from the liquefied fuel tank flows, and a first line for supplying a low calorific value gas in which heavy components are diluted, which is a branch of the liquefied fuel gas line, and a heavy weight. The second line for supplying the high calorific value liquefied fuel gas with concentrated quality components to the lorry tank mounted on the lorry, and the concentrated gas with concentrated heavy components of the liquefied fuel gas flowing through the first line. It is provided with a concentrated gas separation supply line that separates gas and liquid with a gas and liquid separation device and supplies the separated separated liquid to the second line.
The first line has a booster pump that boosts the liquefied fuel, a vaporizer that vaporizes the boosted liquefied fuel gas, and a membrane separation device that separates heavy components from the vaporized gas.
The concentrated gas separation and supply line includes a concentrated gas supply line that supplies the concentrated gas separated by the membrane separation device to the gas-liquid separation device, and a liquefied fuel that is provided in the concentrated gas supply line and flows through the first line. It has a heat exchanger that cools the concentrated gas with the cold heat of the gas, and a separation liquid supply line that supplies the separation liquid separated by the gas-liquid separation device to the second line.
The second line is a component adjusting device for liquefied fuel gas for lorry shipment, which comprises a decompression device for reducing the pressure of the mixed liquid mixed with the separated liquid to a pressure equal to or lower than the pressure resistance of the lorry tank.
前記第一ラインは、前記昇圧ポンプの上流側に、第一ラインを流れる液化燃料ガスに前記分離ガスを混合する気液混合装置を有することを特徴とする請求項4記載のローリー出荷向け液化燃料ガスの成分調整装置。 The concentrated gas separation supply line has a separation gas supply line that supplies the separation gas separated by the gas-liquid separation device to the first line.
The liquefied fuel for lorry shipment according to claim 4 , wherein the first line has a gas-liquid mixing device that mixes the separated gas with the liquefied fuel gas flowing through the first line on the upstream side of the booster pump. Gas component regulator.
前記分離ガス供給ラインに供給される前記分離ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記第一ラインを流れる液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルをそれぞれ検出して、前記気液混合装置に供給される分離ガスの全量が前記気液混合装置で液化するように前記分離ガス制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になり、かつ前記ローリータンク内の液化燃料ガスの熱量が予め定めた熱量を超えないように前記濃縮ガス制御弁及び前記分離液制御弁を制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項5記載のローリー出荷向け液化燃料ガスの成分調整装置。 A separation gas control valve provided in the separation gas supply line for adjusting the amount of separation gas supplied to the gas-liquid mixing device, and a concentration provided in the concentration gas supply line and supplied to the gas-liquid separation device. A concentrated gas control valve that adjusts the amount of gas, and a separation liquid control valve that is provided in the separation liquid supply line and adjusts the amount of the separation liquid supplied to the second line.
The pressure, temperature, flow rate and composition of the separation gas supplied to the separation gas supply line, the pressure, temperature, flow rate and composition of the liquefied fuel gas flowing through the first line, and the pressure in the gas-liquid separation device. The temperature and the liquid level are detected, respectively, and the separation gas control valve is controlled so that the total amount of the separation gas supplied to the gas-liquid mixing device is liquefied by the gas-liquid mixing device. Control to control the concentrated gas control valve and the separation liquid control valve so that the pressure and the liquid level of the above are within a predetermined range and the calorific value of the liquefied fuel gas in the lorry tank does not exceed a predetermined calorific value. The component adjusting device for liquefied fuel gas for lorry shipment according to claim 5, further comprising the device.
前記分離ガス供給ラインに供給される前記分離ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記第一ラインを流れる液化燃料ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルをそれぞれ検出して、前記気液混合装置に供給される分離ガスの全量が前記気液混合装置で液化するように前記分離ガス制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になり、かつ前記ローリータンク内の液化燃料ガスの熱量が予め定めた熱量を超えないように前記濃縮ガス制御弁、前記液化燃料ガス制御弁及び前記分離液制御弁を制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項7記載のローリー出荷向け液化燃料ガスの成分調整装置。 A separation gas control valve provided in the separation gas supply line to adjust the amount of separation gas supplied to the gas-liquid mixing device, and a concentration provided in the concentration gas supply line and supplied to the gas-liquid separation device. A concentrated gas control valve that adjusts the amount of gas, a liquefied fuel gas control valve that is provided in the liquefied fuel gas supply line and adjusts the amount of liquefied fuel gas supplied to the gas-liquid separation device, and the separation liquid supply line. A separation liquid control valve that is provided in the above and adjusts the amount of separation liquid supplied to the second line.
The pressure, temperature, flow rate and composition of the separation gas supplied to the separation gas supply line, the pressure, temperature, flow rate and composition of the liquefied fuel gas flowing through the first line, and the pressure in the gas-liquid separation device. The temperature and the liquid level are detected, respectively, and the separation gas control valve is controlled so that the total amount of the separation gas supplied to the gas-liquid mixing device is liquefied by the gas-liquid mixing device. The concentrated gas control valve, the liquefied fuel gas control valve, and the separation so that the pressure and the liquid level of the liquefied fuel gas in the lorry tank do not exceed a predetermined calorific value. The component adjusting device for liquefied fuel gas for lorry shipment according to claim 7, further comprising a control device for controlling a liquid control valve.
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