JP7608985B2 - Evaporative gas treatment method and evaporative gas treatment system - Google Patents
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Description
本発明は、液化天然ガスをはじめとする低温液体が貯留された貯槽内で発生する蒸発ガスを処理する蒸発ガス処理方法及び蒸発ガス処理システムに関するものである。 The present invention relates to an evaporation gas processing method and an evaporation gas processing system for processing evaporation gas generated in a storage tank that stores low-temperature liquids such as liquefied natural gas.
都市ガス製造の原料である天然ガス（ＮＧ）は、日本国内においては液化天然ガス（ＬＮＧ）として輸入、貯蔵される。ＬＮＧを始めとする低温液体の貯蔵には断熱材等で断熱されたタンクが用いられるが、タンクへの入熱により低温液体の一部が蒸発し、タンク内に蒸発ガス（ＢＯＧ）が発生する。この蒸発ガスによってタンクの内圧が上昇すると、タンクの破損、及び、それに伴うガス漏れや爆発事故の危険性がある。これを防ぐため、蒸発ガスを何らかの方法によりタンク内から除去する必要がある。 Natural gas (NG), the raw material for producing city gas, is imported and stored in Japan as liquefied natural gas (LNG). Tanks insulated with insulating materials are used to store low-temperature liquids such as LNG, but when heat enters the tank, some of the low-temperature liquid evaporates, generating boil-off gas (BOG) inside the tank. If this boil-off gas increases the internal pressure of the tank, there is a risk of the tank being damaged and resulting gas leaks and explosions. To prevent this, it is necessary to remove the boil-off gas from the tank in some way.
蒸発ガスをタンク内から除去する方法として、もっとも簡単な方法はタンク外への放出であるが、天然ガスのように蒸発ガスが可燃性や有毒性を有する場合、大気中に放出することは好ましくない。また、蒸発ガスが可燃性を有する場合にはフレアパージという手段もあるが、これも原料の有効利用や大気汚染の観点から好ましくない。
そのため、蒸発ガスを有効利用する処理方法として、タンクから回収した蒸発ガスをガス送出パイプラインのガスに導入する、あるいは、ガス送出パイプラインにおける気化前のＬＮＧに導入して再液化させるといった処理が一般的に行われている。この場合、貯蔵タンクの蒸発ガスの圧力はガス送出パイプラインの圧力よりも低いので、ガス送出パイプラインに導入する前にガスコンプレッサーなどを用いて蒸発ガスを昇圧する必要がある。
The simplest method for removing evaporated gas from inside a tank is to release it outside the tank, but if the evaporated gas is flammable or toxic, such as in the case of natural gas, it is not desirable to release it into the atmosphere. In addition, if the evaporated gas is flammable, there is also a method called flare purging, but this is also undesirable from the viewpoint of efficient use of raw materials and air pollution.
Therefore, as a method for effectively utilizing the evaporated gas, the evaporated gas recovered from the tank is generally introduced into the gas in the gas delivery pipeline, or into the LNG before vaporization in the gas delivery pipeline to be re-liquefied. In this case, since the pressure of the evaporated gas in the storage tank is lower than the pressure in the gas delivery pipeline, it is necessary to increase the pressure of the evaporated gas using a gas compressor or the like before introducing it into the gas delivery pipeline.
特許文献１には、蒸発ガスを効率よく処理する方法として、タンク内の液化ガスの一部を別のタンク内（以下、「冷却タンク」という）に補給し、その冷却タンク内に吸着材を充填した容器（以下、「吸着容器」という）を沈めることで吸着材を冷却し、その冷却された吸着材に蒸発ガスを吸着させた後、吸着容器を加熱して蒸発ガスを脱離・昇圧してガス送出パイプラインへ導入する、という技術が開示されている。
特許文献１の方法は、吸着材が低温になるほどガス吸着量が増大するという性質を利用したものであり、低温状態で蒸発ガスを吸着させた後に吸着容器を加熱して、蒸発ガスを脱離させると共に容器内の圧力を上昇させ、ガスコンプレッサー等で昇圧することなく蒸発ガスをガス送出パイプラインへ送出できるようにしている。
The method of
上述のように、特許文献１の方法は、吸着容器を冷却して蒸発ガスを吸着回収し、その後吸着容器を加熱することで蒸発ガスを脱着し、脱着によって昇圧した蒸発ガス（以下、「脱着ガス」という）をガス送出パイプラインへ導入するものであった。この場合、脱着が進行して吸着容器内の蒸発ガス量が減少すると、それに伴って脱着ガスの圧力が徐々に低下する。脱着ガスの圧力がガス送出パイプラインの圧力以下になると、ガス送出パイプラインに脱着ガスを導入できなくなるので、所定量排出したところで、脱着ガスの排出を停止する。
As described above, the method of
脱着ガスの排出を停止した吸着容器には、ガス送出パイプラインの圧力と同程度の圧力の蒸発ガスが残存しているので（以下、これを「残ガス」という）、新たにＬＮＧタンクから蒸発ガスを回収するためには、吸着容器内の残ガスを処理してＬＮＧタンクの内圧と同程度になるまで減圧する必要がある。 When the discharge of desorbed gas has stopped, evaporated gas remains in the adsorption vessel at a pressure equivalent to that of the gas delivery pipeline (hereinafter referred to as "residual gas"). In order to recover evaporated gas from the LNG tank again, it is necessary to process the remaining gas in the adsorption vessel and reduce the pressure to the same level as the internal pressure of the LNG tank.
この点、特許文献１は、冷却タンクにＬＮＧを再補給することで吸着容器が再冷却されるので、残ガスが吸着材に吸着して減圧されるものの、吸着容器の再冷却の際には冷却タンクに補給されたＬＮＧが蒸発して新たな蒸発ガスが冷却タンク内で発生するので、蒸発ガスの処理効率が低下するという問題があった。
In this regard, in
本発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、蒸発ガスの処理効率を低下させることなく残ガスを処理することができ、効率的に蒸発ガスを処理できる蒸発ガス処理方法及び蒸発ガス処理システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide an evaporated gas processing method and evaporated gas processing system that can process residual gas without reducing the efficiency of evaporative gas processing and can efficiently process evaporated gas.
（１）本発明に係る蒸発ガス処理方法は、低温液体が貯留された貯槽から発生する蒸発ガスを抜き出す抜き出しラインと、前記蒸発ガスを吸着する吸着材が収容された二つの吸着容器と、前記貯槽から低温液体を送出する送出ポンプと、該送出ポンプによって送出された低温液体が流れる低温液体送出ラインと、該低温液体送出ラインに設けられて前記低温液体の冷熱を利用して熱交換する熱交換器と、該熱交換器及び前記二つの吸着容器と接続され、前記抜き出しラインから抜き出された蒸発ガスを導入して前記二つの吸着容器のうち一つと前記熱交換器との間で循環させる循環ラインとを備えた蒸発ガス処理システムを用いて前記蒸発ガスを処理する方法であって、前記吸着容器のそれぞれにおいて、前記循環ラインを通流する蒸発ガスを前記吸着材に吸着させる吸着処理と、該吸着処理で吸着した蒸発ガスを加熱して前記吸着材から脱着させ、該脱着により昇圧した蒸発ガスを前記低温液体送出ライン又は前記貯槽内の圧力よりも高圧の系に導入する脱着処理と、該脱着処理の後、吸着容器に残った残ガスを前記循環ラインに排出して吸着容器内を減圧する残ガス処理とを行うこととし、前記二つの吸着容器で前記吸着処理を交互に行うことで前記貯槽から連続的に蒸発ガスを抜き出し、かつ、一方の吸着容器で前記吸着処理を行う間に他方の吸着容器で前記脱着処理及び前記残ガス処理を行うことで前記他方の吸着容器の残ガスを吸着処理中の前記一方の吸着容器に前記循環ラインを介して導入するようにしたことを特徴とするものである。 (1) The evaporative gas treatment method of the present invention is a method for treating the evaporative gas using an evaporative gas treatment system including an extraction line for extracting the evaporative gas generated from a storage tank in which a cryogenic liquid is stored, two adsorption vessels containing an adsorbent that adsorbs the evaporative gas, an output pump for sending out the cryogenic liquid from the storage tank, a cryogenic liquid output line through which the cryogenic liquid sent out by the output pump flows, a heat exchanger provided in the cryogenic liquid output line for heat exchange using the cold heat of the cryogenic liquid, and a circulation line connected to the heat exchanger and the two adsorption vessels, which introduces the evaporative gas extracted from the extraction line and circulates it between one of the two adsorption vessels and the heat exchanger, and in each of the adsorption vessels, The system includes an adsorption process in which the evaporative gas flowing through the adsorbent is adsorbed, a desorption process in which the evaporative gas adsorbed in the adsorption process is heated to desorb from the adsorbent and the evaporative gas pressurized by the desorption is introduced into a system having a higher pressure than the low-temperature liquid delivery line or the pressure in the storage tank, and a residual gas process in which the residual gas remaining in the adsorption vessel after the desorption process is discharged into the circulation line to reduce the pressure inside the adsorption vessel. The system is characterized in that the adsorption process is alternately performed in the two adsorption vessels to continuously extract the evaporative gas from the storage tank, and while the adsorption process is being performed in one adsorption vessel, the desorption process and the residual gas process are performed in the other adsorption vessel, so that the residual gas in the other adsorption vessel is introduced through the circulation line into the one adsorption vessel undergoing the adsorption process.
（２）また、本発明に係る蒸発ガス処理システムは、低温液体が貯留された貯槽から発生する蒸発ガスを処理するものであって、前記貯槽から発生する蒸発ガスを抜き出す抜き出しラインと、前記蒸発ガスを吸着する吸着材が収容された三つ以上の吸着容器と、前記貯槽から低温液体を送出する送出ポンプと、該送出ポンプによって送出された低温液体が流れる低温液体送出ラインと、該低温液体送出ラインに設けられて前記低温液体の冷熱を利用して熱交換する熱交換器と、該熱交換器及び前記三つ以上の吸着容器と接続され、前記抜き出しラインから抜き出された蒸発ガスを導入して前記三つ以上の吸着容器のうち少なくとも一つと前記熱交換器との間で循環させる循環ラインと、を備えたことを特徴とするものである。 (2) The evaporative gas processing system according to the present invention processes evaporative gas generated from a storage tank in which a cryogenic liquid is stored, and is characterized in that it comprises an extraction line for extracting the evaporative gas generated from the storage tank, three or more adsorption vessels containing an adsorbent for adsorbing the evaporative gas, a delivery pump for delivering the cryogenic liquid from the storage tank, a cryogenic liquid delivery line through which the cryogenic liquid delivered by the delivery pump flows, a heat exchanger provided in the cryogenic liquid delivery line for heat exchange using the cold heat of the cryogenic liquid, and a circulation line connected to the heat exchanger and the three or more adsorption vessels, which introduces the evaporative gas extracted from the extraction line and circulates it between at least one of the three or more adsorption vessels and the heat exchanger.
（３）また、本発明に係る蒸発ガス処理方法は、上記（２）に記載の蒸発ガス処理システムを用いて蒸発ガスを処理する方法であって、前記吸着容器のそれぞれにおいて、前記循環ラインを通流する蒸発ガスを前記吸着材に吸着させる吸着処理と、該吸着処理で吸着した蒸発ガスを加熱して前記吸着材から脱着させ、該脱着により昇圧した蒸発ガスを前記低温液体送出ライン又は前記貯槽内の圧力よりも高圧の系に導入する脱着処理と、該脱着処理の後、吸着容器に残った残ガスを前記循環ラインに排出して吸着容器内を減圧する残ガス処理とを行うこととし、前記三つ以上の吸着容器で前記吸着処理を順次行うことで前記貯槽から連続的に蒸発ガスを抜き出し、かつ、少なくとも一つの吸着容器で前記残ガス処理を行う間に残りの吸着容器のいずれかで前記吸着処理を行うことで前記一つの吸着容器の残ガスを吸着処理中の前記二つ以上の吸着容器のいずれかに前記循環ラインを介して導入するようにしたことを特徴とするものである。 (3) The evaporative gas processing method according to the present invention is a method for processing evaporative gas using the evaporative gas processing system described in (2) above, and in each of the adsorption vessels, an adsorption process is performed in which the evaporative gas flowing through the circulation line is adsorbed by the adsorbent, a desorption process is performed in which the evaporative gas adsorbed in the adsorption process is heated to desorb from the adsorbent and the evaporative gas pressurized by the desorption is introduced into the low-temperature liquid delivery line or into a system having a higher pressure than the pressure in the storage tank, and a residual gas process is performed in which the residual gas remaining in the adsorption vessel after the desorption process is discharged into the circulation line to reduce the pressure inside the adsorption vessel. The adsorption process is performed sequentially in the three or more adsorption vessels to continuously extract the evaporative gas from the storage tank, and while the residual gas process is performed in at least one adsorption vessel, the adsorption process is performed in one of the remaining adsorption vessels, so that the residual gas in one of the adsorption vessels is introduced through the circulation line into one of the two or more adsorption vessels undergoing the adsorption process.
本発明においては、二つの吸着容器で吸着処理を交互に行うことで貯槽から連続的に蒸発ガスを抜き出し、かつ、一方の吸着容器で吸着処理を行う間に他方の吸着容器で脱着処理及び残ガス処理を行うことで他方の吸着容器の残ガスを吸着処理中の一方の吸着容器に循環ラインを介して導入するようにしたことにより、蒸発ガスの処理効率を低下させることなく残ガスを処理することができ、効率的に蒸発ガスを処理できる。 In the present invention, the adsorption process is alternately performed in two adsorption vessels to continuously extract evaporated gas from the storage tank, and while the adsorption process is being performed in one adsorption vessel, the desorption process and residual gas process are performed in the other adsorption vessel, so that the residual gas in the other adsorption vessel is introduced via a circulation line into the one adsorption vessel undergoing the adsorption process. This makes it possible to process the residual gas without reducing the efficiency of the evaporation gas processing, and thus allows for efficient evaporation gas processing.
［実施の形態１］
本実施の形態に係る蒸発ガス処理方法は、図２に示すような蒸発ガス処理システム１を用いて低温液体が貯留された貯槽から発生する蒸発ガスを処理する方法である。本実施の形態の蒸発ガス処理方法を説明するのに先立ち、まずは、本実施の形態に係る蒸発ガス処理システム１を図２に基づいて以下具体的に説明する。
[First embodiment]
The evaporative gas processing method according to this embodiment is a method for processing evaporative gas generated from a storage tank in which a cryogenic liquid is stored, using an evaporative
蒸発ガス処理システム１は、ＬＮＧ等の低温液体３が貯留された貯槽５から発生する蒸発ガスを抜き出す抜き出しライン７と、蒸発ガスを吸着する吸着材が収容された二つの吸着容器９と、貯槽５から低温液体３を送出する送出ポンプ１１と、送出ポンプ１１によって送出された低温液体３が流れる低温液体送出ライン１３と、低温液体送出ライン１３に設けられて低温液体３の冷熱を利用して熱交換する熱交換器１５と、熱交換器１５及び二つの吸着容器９と接続され、抜き出しライン７から抜き出された蒸発ガスを導入して二つの吸着容器９のうち一つと熱交換器１５との間で循環させる循環ライン１７とを備えている。
The evaporative
＜抜き出しライン＞
抜き出しライン７は、貯槽５に貯留された低温液体３が蒸発して発生する蒸発ガス（一般的に、「ボイルオフガス」、「ＢＯＧ」ともいう）を、貯槽５から抜き出すラインであり、一端が貯槽５、他端が循環ライン１７に接続されている。抜き出しライン７に設けられた開閉弁Ｖ１を開放することで、貯槽５から抜き出された蒸発ガスが循環ライン１７に導入される。
<Extraction line>
The extraction line 7 is a line for extracting from the storage tank 5 the evaporated gas (generally also referred to as "boil-off gas" or "BOG") generated by evaporation of the
＜吸着容器＞
吸着容器９は、抜き出しライン７から抜き出された蒸発ガスを吸着するための吸着材が収容されたものである。
吸着容器９に収容される吸着材（例えば活性炭など）の吸着能力は、低温ほど大きくなるので、吸着材を低温状態に保つことで、吸着材の吸着量が増大し、大量の蒸発ガスを吸着することができる。また、大量の蒸発ガスを保持した吸着材に熱源を与えて温度を上げることで、吸着材の吸着能力が低下し、吸着していた蒸発ガスを放出（脱着）させることができる。以下、吸着していた蒸発ガスが脱着したものを脱着ガスという。
なお、本実施の形態の蒸発ガス処理システム１は吸着容器９を二つ備えているので、以下、特定のため、それぞれの吸着容器９を、吸着容器Ａ、吸着容器Ｂとする。
<Adsorption vessel>
The
The adsorption capacity of the adsorbent (such as activated carbon) contained in the
In addition, since the evaporative
＜低温液体送出ライン＞
低温液体送出ライン１３は、貯槽５から送出される低温液体３を気化してガス幹線へ送出するラインであり、貯槽５内に設けられた送出ポンプ１１と、気液混合器１９と、昇圧ポンプ２１と、熱交換器１５と、気化器２３と、圧調弁２５が設けられている。
送出ポンプ１１によって貯槽５から払い出された低温液体３は、気液混合器１９を介して昇圧ポンプ２１に導入され、昇圧ポンプ２１によって昇圧された後、熱交換器１５を介して気化器２３に導入され、気化器２３によって加熱気化され、その後圧調弁２５を介してガス幹線に送出される。気化器２３の熱源としては、例えば海水があげられる。
<Cryogenic liquid delivery line>
The low-temperature
The
送出ポンプ１１と昇圧ポンプ２１の間に設けられた気液混合器１９は、吸着容器９から脱着したガスを低温液体３に気液混合して凝縮させるものである。気液混合器１９には、気液混合器１９に脱着したガスを導入する第２脱着ガス供給ライン３１ｂが接続されている。第２脱着ガス供給ライン３１ｂについては後述する。
貯槽５から払い出された低温液体３は、気液混合器１９によって第２脱着ガス供給ライン３１ｂから供給される脱着ガスと気液混合されて脱着ガスが凝縮したのち、昇圧ポンプ２１に導入される。
The gas-
The
昇圧ポンプ２１と気化器２３の間に設けられた熱交換器１５は、低温液体３の冷熱を利用して熱交換するものであり、熱交換器１５には、循環ライン１７が接続されている。
昇圧ポンプ２１で昇圧されて過冷度の上がった低温液体３は、熱交換器１５に導入され、低温液体３の冷熱によって、循環ライン１７を流れる蒸発ガスを冷却する。
The
The
気化器２３の下流に設けられた圧調弁２５は、低温液体送出ライン１３における気化器２３の下流のガス（以下、「気化ガス」という）の圧力を調整するものである。
詳しくは後述するが、本実施の形態は、低温液体送出ライン１３における気化器２３の下流の気化ガスを用いて、気化ガスと同程度の圧力に昇圧された蒸発ガス（脱着ガス）を低温液体送出ライン１３の低温液体３及び気化ガスに導入するものである。
脱着ガスは気化ガスと同程度の圧力に昇圧されるものの、吸着容器９や配管の圧力損失によって圧力が低下して低温液体送出ライン１３の気化ガスよりも低圧になるので、気化ガスに脱着ガスを導入できない場合がある。そのため、圧調弁２５によって気化ガスを減圧して、脱着ガスを気化ガスに導入できるようにしている。
The
As will be described in more detail later, this embodiment uses the vaporized gas downstream of the
Although the desorbed gas is pressurized to the same level as the vaporized gas, the pressure of the desorbed gas decreases due to pressure loss in the
もっとも、ガス幹線には所定の要求圧力があるので、それを下回るような減圧を行うことは難しい。したがって、上記圧力損失を考慮して、ガス幹線の要求圧力より高めに低温液体３を昇圧ポンプ２１で昇圧し、圧調弁２５で減圧してもガス幹線の要求圧力を満たすようにすればよい。
また、脱着ガス供給ライン３１に昇圧装置を設けるなどして、脱着ガスを昇圧するようにしてもよい。その場合、圧調弁２５を省略してもよい。
However, since the gas main line has a predetermined required pressure, it is difficult to reduce the pressure below that pressure. Therefore, taking the above pressure loss into consideration, the
Moreover, the desorption gas may be pressurized by providing a pressure booster in the desorption
＜循環ライン＞
循環ライン１７は、抜き出しライン７から導入される蒸発ガスを、吸着容器Ａ又は吸着容器Ｂのいずれか一つと熱交換器１５との間で循環させるものである。
循環ライン１７は分岐して、吸着容器Ａ、Ｂとそれぞれ接続されており、吸着容器Ａ側に接続している循環ライン１７には開閉弁Ｖ２、Ｖ３、吸着容器Ｂ側に接続している循環ライン１７には開閉弁Ｖ４、Ｖ５が設けられている。
<Circulation Line>
The
The
吸着容器Ａと熱交換器１５との間で蒸発ガスを循環させる場合には、開閉弁Ｖ２、Ｖ３を開放すると共に開閉弁Ｖ４、Ｖ５を閉止する。
同様に、吸着容器Ｂと熱交換器１５との間で蒸発ガスを循環させる場合には、開閉弁Ｖ４、Ｖ５を開放すると共に開閉弁Ｖ２、Ｖ３を閉止する。
When circulating the evaporated gas between the adsorption vessel A and the
Similarly, when circulating the evaporated gas between the adsorption vessel B and the
抜き出しライン７から抜き出された蒸発ガスは、循環ライン１７に設けられた循環ブロワ２７の上流に導入され、循環ブロワ２７によって熱交換器１５へ供給される。蒸発ガスは熱交換器１５で低温液体送出ライン１３を流れる低温液体３の冷熱によって冷却され、吸着容器９のいずれか一つ（吸着容器Ａ又は吸着容器Ｂ）に導入される。
The evaporated gas extracted from the extraction line 7 is introduced upstream of the
吸着容器９に導入された蒸発ガスは、吸着容器９に収容された吸着材に吸着される。蒸発ガスは吸着容器９に導入される前に熱交換器１５によって冷却されているので、蒸発ガスの冷熱によって吸着材が冷却され、蒸発ガスの吸着が促進される。
The evaporated gas introduced into the
吸着材が蒸発ガスを吸着すると、吸着熱が発生する。吸着熱とは、空間中を飛び回っていた気体の分子が吸着材表面に固定化される際に、気体の持っていた運動エネルギーが熱となって発現されるものである。吸着が進むと、この吸着熱によって、容器内の温度が上昇し、吸着量が低下する。 When the adsorbent adsorbs evaporated gas, heat of adsorption is generated. Heat of adsorption is the kinetic energy of the gas that is expressed as heat when the gas molecules flying around in space are fixed on the surface of the adsorbent. As adsorption progresses, this heat of adsorption causes the temperature inside the container to rise and the amount of adsorption to decrease.
ある程度吸着量が低下すると、吸着容器９に導入した蒸発ガスの全量を吸着することができなくなるので、吸着されない蒸発ガスは再度循環ライン１７に払い出される。吸着容器９から循環ライン１７に払い出された蒸発ガスは、抜き出しライン７から導入される蒸発ガスと混合されて、熱交換器１５で再冷却されてから吸着容器９に戻される。再冷却された蒸発ガスの冷熱により、吸着材が冷却されて、再び蒸発ガスの吸着が促進される。
When the amount of adsorption decreases to a certain extent, it becomes impossible to adsorb the entire amount of evaporated gas introduced into the
このように、循環ライン１７があることで吸着容器９内を冷却し続けることができるので、高い吸着量を保つことができ、大量の蒸発ガスを吸着することができる。
また、蒸発ガスを低温液体３の冷熱を用いて吸着材の冷却をするための冷媒として用いているので、吸着材との直接接触により熱輸送が行われ、温度変化の応答性が良い。これにより、吸着工程の処理時間を短く抑えることができる。
In this way, the presence of the
In addition, since the evaporated gas is used as a refrigerant to cool the adsorbent using the cold energy of the low-
吸着材によって所定の量まで蒸発ガスを吸着すると、吸着処理を停止して、脱着処理に移行する。前述したように、吸着材に吸着された蒸発ガスの脱着は吸着材を加熱することで行う。加熱のための熱源として、本実施の形態の蒸発ガス処理システム１では、図２に示すようなガス供給ライン２９を設けて、低温液体３が気化したガス（気化ガス）を吸着容器９に導入するようにしている。
When the adsorbent has adsorbed a predetermined amount of evaporated gas, the adsorption process is stopped and the process moves to the desorption process. As described above, the evaporated gas adsorbed by the adsorbent is desorbed by heating the adsorbent. In the evaporated
＜ガス供給ライン＞
ガス供給ライン２９は、低温液体３が気化したガスを吸着容器９のいずれか一つに供給するものであり、一端側は低温液体送出ライン１３における気化器２３の下流側、他端側は分岐して吸着容器Ａ、Ｂにそれぞれ接続されている。ガス供給ライン２９における低温液体送出ライン１３側には開閉弁Ｖ６が設けられており、分岐している部分の吸着容器Ａ側には開閉弁Ｖ７、吸着容器Ｂ側には開閉弁Ｖ８が設けられている。
<Gas supply line>
The
吸着容器Ａに気化ガスを導入する場合には、開閉弁Ｖ６、Ｖ７を開放すると共に開閉弁Ｖ８を閉止する。
同様に、吸着容器Ｂに気化ガスを導入する場合には、開閉弁Ｖ６、Ｖ８を開放すると共に開閉弁Ｖ７を閉止する。
When vaporized gas is introduced into the adsorption vessel A, the on-off valves V6 and V7 are opened and the on-off valve V8 is closed.
Similarly, when vaporized gas is introduced into the adsorption vessel B, the on-off valves V6 and V8 are opened and the on-off valve V7 is closed.
気化器２３の下流側の気化ガスは、高温のガス（例えば５℃）であるので、ガス供給ライン２９から気化ガスが吸着容器９に導入されることで、容器内の温度が上がり、吸着材に吸着された蒸発ガスの脱着が行われる。吸着容器９内は、蒸発ガスを冷却しながら循環させたことで、大量の蒸発ガスを保持した状態であり、そこに、高温の気化ガスを導入することで、吸着されていた大量の蒸発ガスが脱着され、高い圧力の脱着ガスを得ることができる。
また、熱源である気化ガスを直接吸着容器９内に導入するので、吸着材と直接接触して熱輸送が行われるため温度変化の応答性が良く、脱着工程の処理時間を短く抑えることができる。
The vaporized gas downstream of the
In addition, since the vaporized gas serving as the heat source is directly introduced into the
吸着材を加熱することによって得られた脱着ガスを有効利用するため、本実施の形態の蒸発ガス処理システム１では、脱着ガス供給ライン３１を設けて、脱着ガスを低温液体送出ライン１３に導入するようにしている。
In order to effectively utilize the desorbed gas obtained by heating the adsorbent, the evaporative
＜脱着ガス供給ライン＞
脱着ガス供給ライン３１は、吸着容器９から払い出された脱着ガスを低温液体送出ライン１３に導入するものであり、一端側が分岐して吸着容器Ａ、Ｂとそれぞれ接続している。また、他端側も分岐して、一方が低温液体送出ライン１３における気化器２３の下流側、他方が気液混合器１９に接続している。気化器２３の下流側に接続している部分を第１脱着ガス供給ライン３１ａ、気液混合器１９に接続している部分を第２脱着ガス供給ライン３１ｂとする。
脱着ガス供給ライン３１における吸着容器Ａに接続する部分には開閉弁Ｖ９、吸着容器Ｂに接続する部分には開閉弁Ｖ１０が設けられている。また、第１脱着ガス供給ライン３１ａには開閉弁Ｖ１１、第２脱着ガス供給ライン３１ｂには開閉弁Ｖ１２が設けられている。
<Desorption gas supply line>
The desorption
An on-off valve V9 is provided in the desorption
例えば、吸着容器Ａの脱着ガスを低温液体送出ライン１３における気化器２３の下流の気化ガスに導入する場合には、開閉弁Ｖ９、Ｖ１１を開放すると共に開閉弁Ｖ１０、Ｖ１２を閉止する。また、吸着容器Ａの脱着ガスを低温液体送出ライン１３における気液混合器１９に導入する場合には、開閉弁Ｖ９、Ｖ１２を開放すると共に開閉弁Ｖ１０、Ｖ１１を閉止する。このように、開閉弁Ｖ１１、Ｖ１２の開閉状態を切り替えることにより、吸着容器Ａから払いだされる脱着ガスを気化器２３の下流の気体状態の低温液化ガス３（気化ガス）に導入するか、気化器２３の上流の液体状態の低温液化ガス３に導入するかを切り替えることができる。開閉弁Ｖ９に代えて開閉弁Ｖ１０を操作すれば、吸着容器Ｂの脱着ガスを上記と同様に低温液体送出ライン１３に導入することができる。
For example, when the desorbed gas of the adsorption vessel A is introduced into the vaporized gas downstream of the
脱着ガスを気化器２３の下流に導入するか、上流に導入するかは、脱着ガスの圧力に応じて選択する。本実施の形態のように、吸着容器９に気化ガスを導入して蒸発ガスを脱着させた場合、脱着ガスは気化ガスと同程度の圧力まで昇圧されるので、まずは第１脱着ガス供給ライン３１ａを介して気化器２３の下流の気化ガスに脱着ガスを導入する。
Whether the desorption gas is introduced downstream or upstream of the
前述のように吸着容器９内に吸着している蒸発ガス量が減少するのに伴って脱着ガスの圧力も低下するので、脱着ガスが気化ガスよりも低圧になった場合には、気化ガスへの導入を停止し、気液混合器１９へ脱着ガスを導入する。この時の脱着ガスは気液混合器１９を通流する低温液体３よりも高圧なので、昇圧装置等を必要とすることなく低温液体３に気液混合することができる。
As described above, the pressure of the desorbed gas decreases as the amount of evaporated gas adsorbed in the
上記のように構成された蒸発ガス処理システム１を用いて行う本実施の形態の蒸発ガス処理方法について、図１を用いて説明する。
本実施の形態に係る蒸発ガス処理方法は、図１に示すように、二つの吸着容器９のそれぞれにおいて、循環ライン１７を通流する蒸発ガスを吸着材に吸着させる吸着処理と、該吸着処理で吸着した蒸発ガスを加熱して吸着材から脱着させ、該脱着により昇圧した蒸発ガス（脱着ガス）を低温液体送出ライン１３に導入する脱着処理と、該脱着処理の後、吸着容器９に残った残ガスを循環ライン１７に排出して吸着容器９内を減圧する残ガス処理とを行うこととし、二つの吸着容器９で吸着処理を交互に行うことで貯槽５から連続的に蒸発ガスを抜き出し、かつ、一方の吸着容器９で吸着処理を行う間に他方の吸着容器９で脱着処理及び残ガス処理を行うことで他方の吸着容器９の残ガスを吸着処理中の一方の吸着容器９に循環ライン１７を介して導入するようにしたものである。
以下、図１の蒸発ガス処理方法について、その過程における図２の蒸発ガス処理システム１の開閉弁Ｖ１～Ｖ１２の開閉状態を図３～図７に例示して説明する。なお、図３～図７の開閉弁Ｖ１～Ｖ１２は、開状態の場合には白抜き、閉状態の場合には黒塗りで示している。さらに、低温液体３及び各ガス（気化ガス、蒸発ガス、脱着ガス）が通流している導管のみ、流れの方向を示すと共に太線にしている。
また、下記の説明における温度及び圧力は一例を示すものであり、実際の運用時にはこの限りではない。
The evaporative gas processing method according to this embodiment, which is carried out using the evaporative
As shown in FIG. 1 , the evaporative gas processing method according to this embodiment performs the following steps in each of the two adsorption vessels 9: an adsorption process in which the evaporative gas flowing through the
The evaporative gas processing method of Fig. 1 will be described below with reference to Fig. 3 to Fig. 7 showing the open and closed states of the on-off valves V1 to V12 of the evaporative
Furthermore, the temperatures and pressures in the following description are merely examples and are not limited to those used in actual operation.
まず、図３に示すように、開閉弁Ｖ１～Ｖ３を開放し、吸着容器Ａを用いて吸着処理を開始する（状態１）。
貯槽５内のＬＮＧ等の低温液体（例えば-163℃）は、送出ポンプ１１によって例えば0.5～1.5MPa程度の圧力で低温液体送出ライン１３に送出されて気液混合器１９に導入される。状態１では気液混合器１９に脱着ガスは供給されないので、低温液体３は気液混合器１９を通過し、昇圧ポンプ２１で4MPa～7MPaに昇圧されて、熱交換器１５に導入される。
また、貯槽５内の蒸発ガス（-120℃～-150℃、約0.1MPa）は、抜き出しライン７から抜き出されて、循環ライン１７に導入される。循環ライン１７に導入された蒸発ガスは、循環ブロワ２７によって熱交換器１５に送出され、低温液体３と熱交換して、例えば-160℃に冷却される。
蒸発ガスと熱交換した低温液体３は、気化器２３によって気化してガス（気化ガス）となり、ガス幹線に送出される。
First, as shown in FIG. 3, the on-off valves V1 to V3 are opened, and the adsorption process is started using the adsorption vessel A (state 1).
A low-temperature liquid (e.g., −163° C.) such as LNG in the storage tank 5 is delivered to the low-temperature
The evaporated gas (-120°C to -150°C, approximately 0.1 MPa) in the storage tank 5 is extracted through an extraction line 7 and introduced into a
The
冷却された蒸発ガスは、吸着容器Ａに導入され、吸着容器Ａに収容された吸着材と直接接触することで、蒸発ガスが吸着材に吸着すると共に吸着材が冷却される。冷却によって吸着能力が向上するが、一定量吸着が進むと吸着熱によって吸着容器Ａ内の温度が上昇するとともに容器内の蒸発ガスの温度も上昇して冷却効率が低下し、吸着能力の向上が次第に鈍化する。
吸着材が吸着しきれなかった蒸発ガスは、再度循環ライン１７に送出され、抜き出しライン７から導入される蒸発ガスと合流して再び熱交換器１５で冷却される。冷却された蒸発ガスは吸着容器Ａに導入され、吸着材を冷却し吸着が再び促進される。
The cooled evaporated gas is introduced into adsorption vessel A and comes into direct contact with the adsorbent contained in adsorption vessel A, where the evaporated gas is adsorbed onto the adsorbent and the adsorbent is cooled. The adsorption capacity improves by cooling, but after a certain amount of adsorption has progressed, the temperature inside adsorption vessel A rises due to the heat of adsorption, and the temperature of the evaporated gas inside the vessel also rises, reducing the cooling efficiency and gradually slowing down the improvement in adsorption capacity.
The evaporated gas that has not been completely adsorbed by the adsorbent is sent back to the
上記のように、発生した吸着熱を熱交換器１５で除去しながら吸着材を冷却し続けることにより、吸着容器Ａ内の吸着量が増大する。吸着容器Ａによる吸着処理は、吸着容器Ａの吸着量が規定量に到達するまで行う。吸着量は、吸着容器Ａ内の圧力及び温度の初期状態からの変化量、または、吸着容器Ａの導入側および払出側に設けた積算流量計値の差などから計算することができる。
As described above, the amount of adsorption in adsorption vessel A increases by continuing to cool the adsorbent while removing the generated heat of adsorption in
吸着容器Ａの吸着量が規定量に到達したら、図４に示すように、開閉弁Ｖ２、Ｖ３を閉止して吸着容器Ａの吸着処理を終了すると共に、開閉弁Ｖ４、Ｖ５を開放して吸着容器Ｂの吸着処理を開始する（吸着容器Ａと同様であるので説明を省略）。また、吸着処理を終了した吸着容器Ａの脱着処理を開始する（状態２）。図４において、吸着容器Ａの脱着処理に用いる開閉弁Ｖ６、Ｖ７、Ｖ９、Ｖ１１、Ｖ１２を全て開状態（白抜き）で示しているが、脱着処理における各開閉弁の操作は下記のように行う。 When the adsorption amount in adsorption vessel A reaches a specified amount, as shown in FIG. 4, on-off valves V2 and V3 are closed to end the adsorption process in adsorption vessel A, and on-off valves V4 and V5 are opened to start the adsorption process in adsorption vessel B (similar to adsorption vessel A, so explanation is omitted). In addition, the desorption process of adsorption vessel A, which has finished the adsorption process, is started (state 2). In FIG. 4, on-off valves V6, V7, V9, V11, and V12 used in the desorption process of adsorption vessel A are all shown in the open state (white), but the operation of each on-off valve in the desorption process is performed as follows.
まず、開閉弁Ｖ６、Ｖ７を開放し、ガス供給ライン２９より、気化ガス（5℃、4MPa～7MPa）を吸着容器Ａに導入する。気化ガスを導入することで、蒸発ガスを吸着した吸着材と温度が高い気化ガスが直接接触して吸着材が加熱される。加熱によって、吸着材に吸着されていた蒸発ガスが脱着し、容器内で脱着を進行させることで容器内の脱着ガスの圧力が昇圧される。脱着ガスの昇圧は、必要に応じて任意の値に調整可能であるが、例えば7MPa程度（導入する気化ガスと同程度）まで昇圧することができる。
First, on-off valves V6 and V7 are opened, and vaporized gas (5°C, 4 MPa to 7 MPa) is introduced into adsorption vessel A through
吸着容器Ａ内の脱着ガスの圧力が所定の圧力（例えばガス幹線の要求圧力以上）まで上昇したら、開閉弁Ｖ９、Ｖ１１を開放して、脱着ガスを低温液体送出ライン１３における気化器２３の下流側へ導入する。脱着ガスは、吸着容器Ａ内で昇圧されているが、吸着容器Ａや配管の圧力損失により低温液体送出ライン１３を通流する気化ガスの圧力（4MPa～7MPa）より低圧になるので、低温液体送出ライン１３に設けられた圧調弁２５によって気化ガスをガス幹線の要求圧力の範囲で減圧してから脱着ガスを低温液体送出ライン１３に導入する。
When the pressure of the desorbed gas in the adsorption vessel A rises to a predetermined pressure (for example, equal to or higher than the required pressure of the gas main line), the on-off valves V9 and V11 are opened to introduce the desorbed gas into the cryogenic
吸着材から脱着した脱着ガスの量（脱着量）が増えるにつれて、吸着容器Ａ内のガスの量が減っていくので、脱着ガス供給ライン３１を通流する脱着ガスの圧力は徐々に低下する。脱着量が規定量（例えば脱着ガスの圧力がガス幹線の要求圧力以下になると判断される値）に達したら、開閉弁Ｖ１１を閉止すると共に開閉弁Ｖ１２を開放して、脱着ガスを昇圧ポンプ２１の上流に設けられた気液混合器１９へ導入する。この時の脱着ガスの圧力は、ガス幹線の要求圧力を下回ってはいるが、気液混合器１９を通流する低温液体３の圧力（0.5～1.5MPa）を上回っているので、圧縮機等を必要とすることなく、低温液体３に気液混合することができる。
As the amount of desorbed gas desorbed from the adsorbent (desorption amount) increases, the amount of gas in the adsorption vessel A decreases, so the pressure of the desorbed gas flowing through the desorption
上記は吸着処理終了後、直ちに脱着処理を開始する例であるが、脱着処理はガス幹線の需要状況などに応じて任意のタイミングで行ってもよい。 The above is an example in which the desorption process starts immediately after the adsorption process is completed, but the desorption process may be performed at any time depending on factors such as the demand situation in the gas main line.
吸着容器Ａの脱着量が規定量（例えば脱着ガスの圧力が気液混合器１９を通流する低温液体３の圧力以下になると判断される値）に到達したら、図５に示すように、開閉弁Ｖ６、Ｖ７、Ｖ９、Ｖ１２を閉止して脱着処理を終了すると共に開閉弁Ｖ３を開放して残ガス処理を開始する（状態３）。
When the desorption amount in adsorption vessel A reaches a specified amount (for example, a value at which it is determined that the pressure of the desorbed gas is equal to or lower than the pressure of the low-
脱着処理が終了した時点では、吸着容器Ａには0.5～1.5MPa程度の圧力の脱着ガスが残存している。そこで開閉弁Ｖ３を開放することにより、高圧（0.5～1.5MPa）の吸着容器Ａから低圧（およそ0.1MPa）の循環ラインに残ガスが排出され、吸着容器Ａ内が減圧される。
この時、吸着容器Ｂは循環ライン１７を介して吸着処理を行っているので、循環ライン１７に排出された吸着容器Ａの残ガスは、循環ライン１７を循環する蒸発ガスと共に吸着容器Ｂに移送され、吸着容器Ｂの吸着材に吸着される。
At the time when the desorption process is completed, desorbed gas at a pressure of about 0.5 to 1.5 MPa remains in the adsorption vessel A. Then, by opening the on-off valve V3, the remaining gas is discharged from the high-pressure (0.5 to 1.5 MPa) adsorption vessel A to the low-pressure (approximately 0.1 MPa) circulation line, and the pressure inside the adsorption vessel A is reduced.
At this time, since adsorption vessel B is performing adsorption processing via
吸着容器Ａ内の圧力が循環ラインの圧力と同程度まで下がったら、開閉弁Ｖ３を閉止して残ガス処理を終了する。その後、吸着容器Ｂの吸着量が規定量に到達したら、図６に示すように、開閉弁Ｖ４、Ｖ５を閉止して吸着容器Ｂの吸着処理を終了すると共に、開閉弁Ｖ２、Ｖ３を開放して吸着容器Ａの吸着処理を開始する。また、吸着処理を終了した吸着容器Ｂの脱着処理を開始する（状態４）。吸着容器Ｂの脱着処理は開閉弁Ｖ６、Ｖ８、Ｖ１０～Ｖ１２を操作して行うが、各操作については吸着容器Ａと同様であるため説明を省略する。 When the pressure inside adsorption vessel A drops to approximately the same level as the pressure in the circulation line, on-off valve V3 is closed to end the remaining gas processing. Thereafter, when the adsorption amount in adsorption vessel B reaches a specified amount, on-off valves V4 and V5 are closed to end the adsorption process in adsorption vessel B, as shown in FIG. 6, and on-off valves V2 and V3 are opened to start the adsorption process in adsorption vessel A. In addition, the desorption process of adsorption vessel B, which has completed the adsorption process, is started (state 4). The desorption process in adsorption vessel B is performed by operating on-off valves V6, V8, and V10 to V12, but as each operation is similar to that in adsorption vessel A, a description will be omitted.
吸着容器Ｂの脱着処理が終了したら、図７に示すように、開閉弁Ｖ５を開放して残ガス処理を開始する（状態５）。吸着容器Ａの残ガス処理と同様に、開閉弁Ｖ５を開放することで、高圧（0.5～1.5MPa）の吸着容器Ｂから低圧（およそ0.1MPa）の循環ラインに残ガスが排出され、吸着容器Ｂ内が減圧される。
この時、吸着容器Ａは循環ライン１７を介して吸着処理を行っているので、循環ライン１７に排出された吸着容器Ｂの残ガスは、循環ライン１７を循環する蒸発ガスと共に吸着容器Ａに移送され、吸着容器Ａの吸着材に吸着される。
7, when the desorption process in the adsorption vessel B is completed, the on-off valve V5 is opened to start the process of the remaining gas (state 5). As in the process of the remaining gas in the adsorption vessel A, by opening the on-off valve V5, the remaining gas is discharged from the high-pressure (0.5 to 1.5 MPa) adsorption vessel B to the low-pressure (approximately 0.1 MPa) circulation line, and the pressure inside the adsorption vessel B is reduced.
At this time, since adsorption vessel A is performing adsorption processing via
以降、状態２～状態５を繰り返すことにより、二つの吸着容器９で吸着処理を交互に行い、貯槽５から連続的に蒸発ガスを抜き出すことができる。
また、一方の吸着容器９で吸着処理を行う間に他方の吸着容器９で脱着処理と残ガス処理を行うので、他方の吸着容器９の残ガスを吸着処理中の一方の吸着容器９に循環ラインを介して導入できる。
Thereafter, by repeating states 2 to 5, the adsorption process is alternately performed in the two
In addition, while adsorption treatment is being performed in one
上記のように、本実施の形態においては、従来例のように残ガス処理において新たな蒸発ガスが発生することがないので、蒸発ガスの処理効率を低下させることなく残ガスを処理することができ、効率的に蒸発ガスを処理できる。 As described above, in this embodiment, no new evaporated gas is generated during residual gas processing as in the conventional example, so the residual gas can be processed without reducing the efficiency of the evaporated gas processing, and the evaporated gas can be processed efficiently.
［実施の形態２］
上述した実施の形態１は、図２の蒸発ガス処理システム１を用いて蒸発ガスを処理する方法であり、吸着容器９の残ガス処理方法として、他方の吸着容器９の残ガスを吸着処理中の一方の吸着容器９に循環ラインを介して導入するものであった。
図２の蒸発ガス処理システム１を用いて、蒸発ガスを連続的に処理するためには、一方の吸着容器９で吸着処理を行う間に他方の吸着容器９で脱着処理と残ガス処理を完了する必要があるが、脱着処理の開始タイミングや各処理の所要時間によって、蒸発ガスの連続処理が困難な場合がある。この点について、以下、図８を用いて説明する。
[Embodiment 2]
The above-described
In order to continuously treat the evaporative gas using the evaporative
図８（ａ）は、吸着容器Ａにおいて、吸着処理完了後に直ちに脱着処理を行わない場合の例である。
前述したように、脱着処理は、ガス幹線の需要等に応じて任意のタイミングで開始するものである。したがって、図８（ａ）に示すように、吸着容器Ａの吸着処理完了後、待機時間を経てから脱着処理を開始する場合がある。
図８（ａ）に示した例の吸着処理、脱着処理、残ガス処理に要する時間は、図１に示した例と同じであるが、脱着処理の開始がずれたことにより、吸着容器Ａの残ガス処理が完了する前に、吸着容器Ｂの吸着処理が完了する。
吸着容器Ｂの吸着処理が完了すると、吸着容器Ａの残ガスを循環ライン１７を介して吸着容器Ｂに移送することができなくなり、吸着容器Ａ内を十分に減圧することができない。
FIG. 8(a) shows an example in which the desorption process is not performed immediately after the adsorption process is completed in the adsorption vessel A.
As described above, the desorption process is started at any timing depending on the demand of the gas main line, etc. Therefore, as shown in Fig. 8(a) , after the adsorption process of the adsorption vessel A is completed, the desorption process may be started after a waiting time has elapsed.
The times required for the adsorption process, desorption process, and residual gas processing in the example shown in Figure 8(a) are the same as those in the example shown in Figure 1. However, because the start of the desorption process is delayed, the adsorption process in adsorption vessel B is completed before the residual gas processing in adsorption vessel A is completed.
When the adsorption treatment in adsorption vessel B is completed, the residual gas in adsorption vessel A cannot be transferred to adsorption vessel B via
前述したように、吸着処理を行うためには、吸着容器内が十分に減圧されている必要がある。したがって、図８（ａ）に示した例では、吸着容器Ａは吸着処理を行うことができないので、蒸発ガスを連続処理することができない。 As mentioned above, in order to perform the adsorption process, the pressure inside the adsorption vessel must be sufficiently reduced. Therefore, in the example shown in Figure 8 (a), adsorption vessel A cannot perform the adsorption process, and therefore cannot continuously process the evaporated gas.
また、吸着処理完了後、直ちに脱着処理を行っても、各処理に要する時間によって上記と同様の問題が生じる場合がある。
図８（ｂ）は、吸着処理の所要時間＜（脱着処理の所要時間＋残ガス処理の所要時間）となっている例である。
図８（ｂ）の例においても図８（ａ）の例と同様に、吸着容器Ａの残ガス処理が完了する前に、吸着容器Ｂの吸着処理が完了するので、吸着容器Ａ内を十分に減圧することができない。
Even if the desorption process is carried out immediately after the adsorption process is completed, the same problem as described above may occur depending on the time required for each process.
FIG. 8B shows an example in which the time required for the adsorption process is less than (the time required for the desorption process+the time required for the remaining gas process).
In the example of Figure 8(b), as in the example of Figure 8(a), the adsorption process in adsorption vessel B is completed before the residual gas process in adsorption vessel A is completed, so the pressure inside adsorption vessel A cannot be sufficiently reduced.
そこで、本実施の形態では、脱着処理の開始タイミングや、各処理の所要時間に関わらずに蒸発ガスを処理可能な蒸発ガス処理システム及び蒸発ガス処理方法について説明する。まず、本実施の形態の蒸発ガス処理システム３３を図９に示すと共に、その特徴について以下に説明する。
In this embodiment, therefore, an evaporative gas processing system and an evaporative gas processing method capable of processing evaporative gas regardless of the start timing of the desorption process or the time required for each process will be described. First, the evaporative
図２の蒸発ガス処理システム１は吸着容器９が二つ設けられているものであったが、図９に示す蒸発ガス処理システム３３は、吸着容器９が三つ設けられている。本実施の形態において新たに追加された吸着容器９を、吸着容器Ｃとする。
The evaporative
また、循環ライン１７における吸着容器Ｃ側に分岐した部分には開閉弁Ｖ１３、Ｖ１４が設けられており、ガス供給ライン２９及び脱着ガス供給ライン３１における吸着容器Ｃ側に分岐した部分には開閉弁Ｖ１５、Ｖ１６がそれぞれ設けられている。
上記以外の部分は、図２の蒸発ガス処理システム１と同様であるため、図２と同一の符号を付して説明を省略する。
In addition, on-off valves V13 and V14 are provided at the portion of the
The other parts are similar to those of the evaporative
上記のように構成された蒸発ガス処理システム３３を用いて行う本実施の形態の蒸発ガス処理方法について、図１０を用いて説明する。
本実施の形態に係る蒸発ガス処理方法は、図１０に示すように、三つの吸着容器９のそれぞれにおいて、循環ライン１７を通流する蒸発ガスを吸着材に吸着させる吸着処理と、該吸着処理で吸着した蒸発ガスを加熱して吸着材から脱着させ、該脱着により昇圧した蒸発ガス（脱着ガス）を低温液体送出ライン１３に導入する脱着処理と、該脱着処理の後、吸着容器９に残った残ガスを循環ライン１７に排出して吸着容器９内を減圧する残ガス処理とを行うこととし、三つの吸着容器９で吸着処理を順次行うことで貯槽５から連続的に蒸発ガスを抜き出し、かつ、一つの吸着容器９で残ガス処理を行う間に他の二つの吸着容器９のいずれかで吸着処理を行うことで一つの吸着容器９の残ガスを吸着処理中の二つの吸着容器９のいずれかに循環ライン１７を介して導入するようにしたものである。
以下、図１０の蒸発ガス処理方法について、その過程における図９の蒸発ガス処理システム３３の開閉弁Ｖ１～Ｖ１６の開閉状態を図１１～図１８に例示して説明する。なお、図３～図７と同様に、図１１～図１８の開閉弁Ｖ１～Ｖ１６は、開状態の場合には白抜き、閉状態の場合には黒塗りで示している。さらに、低温液体３及び各ガス（気化ガス、蒸発ガス、脱着ガス）が通流している導管のみ、流れの方向を示すと共に太線にしている。
The evaporative gas processing method according to this embodiment, which is carried out using the evaporative
As shown in FIG. 10 , the evaporative gas processing method according to this embodiment performs the following steps in each of the three adsorption vessels 9: adsorption process in which the evaporative gas flowing through the
The evaporative gas processing method of Fig. 10 will be described below with reference to Figs. 11 to 18 showing the open and closed states of the on-off valves V1 to V16 of the evaporative
まず、図１１に示すように、開閉弁Ｖ１～Ｖ３を開放し、吸着容器Ａを用いて吸着処理を開始する（状態１）。吸着処理については実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
First, as shown in FIG. 11, on-off valves V1 to V3 are opened and adsorption processing is started using adsorption vessel A (state 1). The adsorption processing is the same as in
吸着容器Ａの吸着量が規定量に到達したら、図１２に示すように、開閉弁Ｖ２、Ｖ３を閉止して吸着容器Ａの吸着処理を終了すると共に、開閉弁Ｖ４、Ｖ５を開放して吸着容器Ｂの吸着処理を開始する。また、吸着処理を終了した吸着容器Ａの脱着処理を開始する（状態２）。脱着処理についても実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
When the adsorption amount in adsorption vessel A reaches a specified amount, as shown in FIG. 12, on-off valves V2 and V3 are closed to end the adsorption process in adsorption vessel A, and on-off valves V4 and V5 are opened to start the adsorption process in adsorption vessel B. In addition, the desorption process of adsorption vessel A, which has completed the adsorption process, is started (state 2). The desorption process is also the same as in
吸着容器Ａの脱着量が規定量（例えば脱着ガスの圧力が気液混合器１９を通流する低温液体３の圧力以下になると判断される値）に到達したら、図１３に示すように、開閉弁Ｖ６、Ｖ７、Ｖ９、Ｖ１２を閉止して脱着処理を終了すると共に開閉弁Ｖ３を開放して残ガス処理を開始する（状態３）。
When the desorption amount in adsorption vessel A reaches a specified amount (for example, a value at which it is determined that the pressure of the desorbed gas is equal to or lower than the pressure of the low-
脱着処理が終了した時点では、吸着容器Ａには1MPa程度の圧力の脱着ガスが残存している。そこで開閉弁Ｖ３を開放することにより、高圧（1MPa）の吸着容器Ａから低圧（0.1MPa）の循環ラインに残ガスが排出され、吸着容器Ａ内が減圧される。
この時、吸着容器Ｂは循環ライン１７を介して吸着処理を行っているので、循環ライン１７に排出された吸着容器Ａの残ガスは、循環ライン１７を循環する蒸発ガスと共に吸着容器Ｂに移送され、吸着容器Ｂの吸着材に吸着される。
At the end of the desorption process, desorbed gas at a pressure of about 1 MPa remains in adsorption vessel A. By opening on-off valve V3, the remaining gas is discharged from the high-pressure (1 MPa) adsorption vessel A to the low-pressure (0.1 MPa) circulation line, and the pressure inside adsorption vessel A is reduced.
At this time, since adsorption vessel B is performing adsorption processing via
吸着容器Ｂの吸着量が規定量に到達したら、図１４に示すように、開閉弁Ｖ４、Ｖ５を閉止して吸着容器Ｂの吸着処理を終了すると共に、開閉弁Ｖ１３、Ｖ１４を開放して吸着容器Ｃの吸着処理を開始する。また、吸着処理を終了した吸着容器Ｂの脱着処理を開始する（状態４）。
吸着容器Ｂに代わって吸着容器Ｃが吸着処理を開始したことにより、循環ライン１７に排出された吸着容器Ａの残ガスは、循環ライン１７を循環する蒸発ガスと共に吸着容器Ｃに移送され、吸着容器Ｃの吸着材に吸着される。吸着容器Ａ内の圧力が循環ラインの圧力と同程度まで下がったら、開閉弁Ｖ３を閉止して残ガス処理を終了する。
14, when the adsorption amount in adsorption vessel B reaches a specified amount, the on-off valves V4 and V5 are closed to terminate the adsorption process in adsorption vessel B, and the on-off valves V13 and V14 are opened to start the adsorption process in adsorption vessel C. In addition, the desorption process is started for adsorption vessel B, which has completed the adsorption process (state 4).
As a result of adsorption vessel C starting the adsorption process instead of adsorption vessel B, the residual gas in adsorption vessel A discharged to the
本実施の形態は、図８（ｂ）の例と同様に、吸着容器Ｂの吸着処理の所要時間＜（吸着容器Ａの脱着処理の所要時間＋残ガス処理の所要時間）であるが、上記のように、吸着容器Ａで残ガス処理を行う間に吸着容器Ｂが吸着処理を完了しても、続いて吸着容器Ｃが吸着処理を行うので、吸着容器Ａの残ガス処理が問題なく完了できる。したがって、図８（ａ）、図８（ｂ）で説明したような問題が生じない。 In this embodiment, similar to the example in FIG. 8(b), the time required for the adsorption process in adsorption vessel B is less than (the time required for the desorption process in adsorption vessel A + the time required for the remaining gas process). However, as described above, even if adsorption vessel B completes its adsorption process while the remaining gas process is being carried out in adsorption vessel A, adsorption vessel C performs the adsorption process next, so the remaining gas process in adsorption vessel A can be completed without any problems. Therefore, the problems described in FIG. 8(a) and FIG. 8(b) do not occur.
吸着容器Ｂの脱着量が規定量（例えば脱着ガスの圧力が気液混合器１９を通流する低温液体３の圧力以下になると判断される値）に到達したら、図１５に示すように、脱着処理を終了し、開閉弁Ｖ５を開放して残ガス処理を開始する（状態５）。
この時、吸着容器Ｃが吸着処理を行っているので、循環ライン１７に排出された吸着容器Ｂの残ガスは、循環ライン１７を循環する蒸発ガスと共に吸着容器Ｃに移送され、吸着容器Ｃの吸着材に吸着される。
When the desorption amount in the adsorption vessel B reaches a specified amount (for example, a value at which it is determined that the pressure of the desorbed gas will be equal to or lower than the pressure of the
At this time, since adsorption vessel C is performing adsorption processing, the residual gas in adsorption vessel B discharged to
吸着容器Ｃの吸着量が規定量に到達したら、図１６に示すように、開閉弁Ｖ１３、Ｖ１４を閉止して吸着容器Ｃの吸着処理を終了すると共に、開閉弁Ｖ２、Ｖ３を開放して吸着容器Ａの吸着処理を開始する。また、吸着処理を終了した吸着容器Ｃの脱着処理を開始する（状態６）。
吸着容器Ｃに代わって吸着容器Ａが吸着処理を開始したことにより、循環ライン１７に排出された吸着容器Ｂの残ガスは、循環ライン１７を循環する蒸発ガスと共に吸着容器Ａに移送され、吸着容器Ａの吸着材に吸着される。吸着容器Ｂ内の圧力が循環ラインの圧力と同程度まで下がったら、開閉弁Ｖ５を閉止して残ガス処理を終了する。
16, when the adsorption amount in the adsorption vessel C reaches a specified amount, the on-off valves V13 and V14 are closed to terminate the adsorption process in the adsorption vessel C, and the on-off valves V2 and V3 are opened to start the adsorption process in the adsorption vessel A. In addition, the desorption process is started for the adsorption vessel C that has completed the adsorption process (state 6).
As a result of adsorption vessel A starting the adsorption process instead of adsorption vessel C, the residual gas in adsorption vessel B discharged to the
吸着容器Ｃの脱着量が規定量（例えば脱着ガスの圧力が気液混合器１９を通流する低温液体３の圧力以下になると判断される値）に到達したら、脱着処理を終了し、開閉弁Ｖ１４を開放して残ガス処理を開始する。
吸着容器Ｃの残ガス処理も吸着容器Ａ、Ｂと同様に行い、図１７、図１８に示すように、吸着容器Ｃの残ガスを循環ライン１７を介して吸着容器Ａ、Ｂに導入する（状態７、状態８）。
When the desorption amount in the adsorption vessel C reaches a specified amount (for example, a value at which it is determined that the pressure of the desorbed gas will be equal to or lower than the pressure of the low-
The residual gas in the adsorption vessel C is treated in the same manner as in the adsorption vessels A and B, and as shown in Figures 17 and 18, the residual gas in the adsorption vessel C is introduced into the adsorption vessels A and B via the circulation line 17 (state 7, state 8).
以降、状態３～状態８を繰り返すことにより、三つの吸着容器９で吸着処理が交互に行われるので、貯槽５から連続的に蒸発ガスを抜き出すことができる。
また、一つの吸着容器９で残ガス処理を行う間に他の二つの吸着容器９のいずれかで吸着処理を行うので、一つの吸着容器９の残ガスを吸着処理中の他の二つの吸着容器９のいずれかに問題なく導入することができる。
Thereafter, by repeating
In addition, while residual gas treatment is being performed in one of the
上記は三つの吸着容器９を有する蒸発ガス処理システム３３を用いたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、四つ以上の吸着容器９を有する蒸発ガス処理システムを用いたものであってもよい。吸着容器９の数を増やすことによって、各吸着容器９の吸着処理時間がさらに短い場合などにも、問題なく残ガス処理を行うことができる。
The above describes the use of an evaporative
また、蒸発ガス処理システム１、３３は、吸着処理の際に一つの吸着容器と熱交換器との間で蒸発ガスを循環させるものであったが、本発明はその限りではなく、二つ以上の吸着容器と熱交換器との間で蒸発ガスを循環させるものでもよい。これについて、図９の吸着容器Ａが二つの吸着容器Ａ1、Ａ2、吸着容器Ｂが二つの吸着容器Ｂ1、Ｂ2、吸着容器Ｃが二つの吸着容器Ｃ1、Ｃ2から構成される場合、即ち、蒸発ガス処理システム３３が合計で六つの吸着容器Ａ1、Ａ2、Ｂ1、Ｂ2、Ｃ1、Ｃ2を備えている場合を例にあげて以下説明する。
上記の例では、図１１に示した状態１のとき、二つの吸着容器Ａ1、Ａ2が同時に吸着処理を行うので、循環ライン１７を流れる蒸発ガスは二つの吸着容器Ａ1、Ａ2と熱交換器１５との間で循環する。同様に、図１２に示す状態２のときには、二つの吸着容器Ａ1、Ａ2が脱着処理を行う間に、循環ライン１７によって二つの吸着容器Ｂ1、Ｂ2と熱交換器１５との間で蒸発ガスが循環する。このように、二つ以上の吸着容器が同時に吸着処理を行うものも本発明に含まれる。
In addition, although the evaporative
In the above example, in
また、実施の形態１、２は、吸着材を加熱するための熱源として、気化ガスを用いる例であったが、例えば、海水やヒーターなどを用いて、吸着容器９を外部から加熱するようにしてもよく、その場合にも高い圧力の脱着ガスを得ることができる。
もっとも、前述したように、気化ガスを熱源として吸着容器９に導入することで、吸着材と直接接触して加熱することができるので、脱着工程の処理時間を短く抑えることができて好ましい。
In addition, while the first and second embodiments are examples in which vaporized gas is used as the heat source for heating the adsorbent, the
However, as described above, by introducing the vaporized gas as a heat source into the
また、実施の形態１、２は、昇圧した脱着ガスを低温液体送出ライン１３に導入する例であったが、脱着ガスの導入先はこれに限定されず、貯槽５内の圧力よりも高圧の他の系に脱着ガスを導入してもよい。低温液体送出ライン１３以外の前記高圧の系としては、例えば、蒸発ガス処理システムが複数設置されているような場合において、脱着ガスを排出する蒸発ガス処理システムではない他の蒸発ガス処理システムの低温液体送出ライン、工場内あるいは工場周辺に設置されているガスホルダー、あるいは液化ガスを工場外に搬送するタンクローリーへの給液ラインなどが挙げられる。
In addition, in the first and second embodiments, the pressurized desorption gas is introduced into the low-temperature
また、実施の形態１、２は、循環ライン１７における循環ブロワ２７の上流に抜き出しライン７を接続して蒸発ガスを導入する例であったが、例えば、抜き出しライン７を各吸着容器９にそれぞれ接続して、吸着容器９に直接蒸発ガスを導入するようにしてもよい。
もっとも、前述したように、吸着容器９に導入する前に蒸発ガスを熱交換器１５に通流させて冷却することで、より効率的に吸着材を冷却することができるので好ましい。
In addition, in the first and second embodiments, the extraction line 7 is connected to the
However, as described above, it is preferable to cool the evaporated gas by passing it through the
さらに、実施の形態１、２における吸着処理、脱着処理、残ガス処理の実施に伴う各開閉弁の開閉操作を自動制御によって行ってもよい。各開閉弁を自動制御する場合には、吸着容器の温度、圧力および各ラインにおける低温液体及びガスの温度、圧力及び流量を検知して制御演算装置に入力し、該入力値に基づいて、吸着量や脱着量等を算出し、算出した吸着量や脱着量及び各入力値に基づいて各開閉弁を自動制御するとよい。 Furthermore, the opening and closing operations of each on-off valve associated with the adsorption process, desorption process, and residual gas process in the first and second embodiments may be performed by automatic control. When each on-off valve is automatically controlled, the temperature and pressure of the adsorption vessel and the temperature, pressure, and flow rate of the cryogenic liquid and gas in each line are detected and input to a control and calculation device, the adsorption amount, desorption amount, etc. are calculated based on the input values, and each on-off valve is automatically controlled based on the calculated adsorption amount, desorption amount, and each input value.
また、開閉弁Ｖ１１は、例えばガス幹線の要求圧力以上の圧力で開く逆止弁としてもよい。その場合、設定圧力を境に開閉弁Ｖ１１が自動開閉するため、開閉制御を不要とすることができる。 Also, the on-off valve V11 may be a check valve that opens at a pressure equal to or greater than the required pressure of the gas main line. In that case, the on-off valve V11 automatically opens and closes at the set pressure, eliminating the need for on-off control.
１ 蒸発ガス処理システム（実施の形態１）
３ 低温液体
５ 貯槽
７ 抜き出しライン
９ 吸着容器
１１ 送出ポンプ
１３ 低温液体送出ライン
１５ 熱交換器
１７ 循環ライン
１９ 気液混合器
２１ 昇圧ポンプ
２３ 気化器
２５ 圧調弁
２７ 循環ブロワ
２９ ガス供給ライン
３１ 脱着ガス供給ライン
３１ａ 第１脱着ガス供給ライン
３１ｂ 第２脱着ガス供給ライン
３３ 蒸発ガス処理システム（実施の形態２）
Ｖ１～１６ 開閉弁
1 Evaporative gas processing system (Embodiment 1)
3 Cryogenic liquid 5 Storage tank 7
V1 to 16 On-off valve
Claims (3)
前記蒸発ガスを吸着する吸着材が収容された二つの吸着容器と、
前記貯槽から低温液体を送出する送出ポンプと、
該送出ポンプによって送出された低温液体が流れる低温液体送出ラインと、
該低温液体送出ラインに設けられて前記低温液体の冷熱を利用して熱交換する熱交換器と、
該熱交換器及び前記二つの吸着容器と接続され、前記抜き出しラインから抜き出された蒸発ガスを導入して前記二つの吸着容器のうち一つと前記熱交換器との間で循環させる循環ラインとを備えた蒸発ガス処理システムを用いて前記蒸発ガスを処理する蒸発ガス処理方法であって、
前記吸着容器のそれぞれにおいて、
前記循環ラインを通流する蒸発ガスを前記吸着材に吸着させる吸着処理と、
該吸着処理で吸着した蒸発ガスを加熱して前記吸着材から脱着させ、該脱着により昇圧した蒸発ガスを前記貯槽内の圧力よりも高圧の系又は前記低温液体送出ラインに導入する脱着処理と、
該脱着処理の後、吸着容器に残った残ガスを前記循環ラインに排出して吸着容器内を減圧する残ガス処理とを行うこととし、
前記二つの吸着容器で前記吸着処理を交互に行うことで前記貯槽から連続的に蒸発ガスを抜き出し、かつ、一方の吸着容器で前記吸着処理を行う間に他方の吸着容器で前記脱着処理及び前記残ガス処理を行うことで前記他方の吸着容器の残ガスを吸着処理中の前記一方の吸着容器に前記循環ラインを介して導入するようにしたことを特徴とする蒸発ガス処理方法。 an extraction line for extracting evaporated gas generated from a storage tank in which the cryogenic liquid is stored;
Two adsorption vessels each containing an adsorbent for adsorbing the evaporated gas;
a pump for pumping the cryogenic liquid from the storage tank;
a cryogenic liquid delivery line through which the cryogenic liquid delivered by the delivery pump flows;
a heat exchanger provided in the cryogenic liquid delivery line for exchanging heat by utilizing the cold of the cryogenic liquid;
an evaporation gas processing method for processing the evaporation gas using an evaporation gas processing system including a circulation line connected to the heat exchanger and the two adsorption vessels, the circulation line introducing the evaporation gas extracted from the extraction line and circulating the evaporation gas between one of the two adsorption vessels and the heat exchanger,
In each of the adsorption vessels,
an adsorption process in which the evaporated gas flowing through the circulation line is adsorbed by the adsorbent;
a desorption process in which the evaporated gas adsorbed in the adsorption process is heated to desorb it from the adsorbent, and the evaporated gas whose pressure has been increased by the desorption is introduced into a system having a higher pressure than the pressure in the storage tank or into the low-temperature liquid delivery line;
After the desorption process, a residual gas process is performed in which the residual gas remaining in the adsorption vessel is discharged to the circulation line and the inside of the adsorption vessel is depressurized,
The method for treating evaporated gas comprises alternately performing the adsorption process in the two adsorption vessels to continuously extract evaporated gas from the storage tank, and while the adsorption process is being performed in one adsorption vessel, the desorption process and the residual gas process are being performed in the other adsorption vessel, so that the residual gas in the other adsorption vessel is introduced via the circulation line into the one adsorption vessel undergoing the adsorption process.
前記貯槽から発生する蒸発ガスを抜き出す抜き出しラインと、
前記蒸発ガスを吸着する吸着材が収容された三つ以上の吸着容器と、
前記貯槽から低温液体を送出する送出ポンプと、
該送出ポンプによって送出された低温液体が流れる低温液体送出ラインと、
該低温液体送出ラインに設けられて前記低温液体の冷熱を利用して熱交換する前記吸着容器とは別の熱交換器と、
該熱交換器及び前記三つ以上の吸着容器と接続され、前記抜き出しラインから抜き出された蒸発ガスを導入して前記三つ以上の吸着容器のうち少なくとも一つと前記熱交換器との間で循環させる循環ラインと、を備え、
前記抜き出しラインから抜き出された蒸発ガスは、前記循環ラインにおける前記熱交換器に送出される側に導入され、前記熱交換器で冷却されてから前記吸着容器に導入されて前記吸着材を冷却すると共に前記吸着材で吸着されることを特徴とする蒸発ガス処理システム。 An evaporation gas processing system for processing evaporation gas generated from a storage tank in which a cryogenic liquid is stored,
an extraction line for extracting evaporated gas generated from the storage tank;
three or more adsorption vessels each containing an adsorbent for adsorbing the evaporated gas;
a pump for pumping the cryogenic liquid from the storage tank;
a cryogenic liquid delivery line through which the cryogenic liquid delivered by the delivery pump flows;
a heat exchanger provided in the cryogenic liquid delivery line and configured to exchange heat by utilizing the cold heat of the cryogenic liquid, the heat exchanger being separate from the adsorption vessel ;
a circulation line connected to the heat exchanger and the three or more adsorption vessels, for introducing the evaporated gas extracted from the extraction line and circulating the evaporated gas between at least one of the three or more adsorption vessels and the heat exchanger,
The evaporative gas treatment system is characterized in that the evaporative gas extracted from the extraction line is introduced into the side of the circulation line that is sent to the heat exchanger, cooled in the heat exchanger, and then introduced into the adsorption vessel to cool the adsorbent and be adsorbed by the adsorbent .
前記吸着容器のそれぞれにおいて、
前記循環ラインを通流する蒸発ガスを前記吸着材に吸着させる吸着処理と、
該吸着処理で吸着した蒸発ガスを加熱して前記吸着材から脱着させ、該脱着により昇圧した蒸発ガスを前記貯槽内の圧力よりも高圧の系又は前記低温液体送出ラインに導入する脱着処理と、
該脱着処理の後、吸着容器に残った残ガスを前記循環ラインに排出して吸着容器内を減圧する残ガス処理とを行うこととし、
前記三つ以上の吸着容器で前記吸着処理を順次行うことで前記貯槽から連続的に蒸発ガスを抜き出し、かつ、少なくとも一つの吸着容器で前記残ガス処理を行う間に残りの吸着容器のいずれかで前記吸着処理を行うことで前記一つの吸着容器の残ガスを吸着処理中の前記二つ以上の吸着容器のいずれかに前記循環ラインを介して導入するようにしたことを特徴とする蒸発ガス処理方法。 3. An evaporative gas processing method for processing evaporative gas using the evaporative gas processing system according to claim 2, comprising the steps of:
In each of the adsorption vessels,
an adsorption process in which the evaporated gas flowing through the circulation line is adsorbed by the adsorbent;
a desorption process in which the evaporated gas adsorbed in the adsorption process is heated to desorb it from the adsorbent, and the evaporated gas whose pressure has been increased by the desorption is introduced into a system having a higher pressure than the pressure in the storage tank or into the low-temperature liquid delivery line;
After the desorption process, a residual gas process is performed in which the residual gas remaining in the adsorption vessel is discharged to the circulation line and the inside of the adsorption vessel is depressurized,
An evaporative gas treatment method characterized in that the adsorption process is performed sequentially in the three or more adsorption vessels to continuously extract evaporative gas from the storage tank, and while the residual gas treatment is performed in at least one adsorption vessel, the adsorption process is performed in any of the remaining adsorption vessels, so that the residual gas in one of the adsorption vessels is introduced via the circulation line to any of the two or more adsorption vessels undergoing the adsorption process.
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