特許 7392637 蒸発ガス処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-28

(45)【発行日】2023-12-06

(54)【発明の名称】蒸発ガス処理システム

(51)【国際特許分類】

   F17C 13/00 20060101AFI20231129BHJP

【ＦＩ】

F17C13/00 302A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020192209

(22)【出願日】2020-11-19

(65)【公開番号】P2022080972

(43)【公開日】2022-05-31

【審査請求日】2023-02-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000004123

【氏名又は名称】ＪＦＥエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100127845

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 壽彦

(72)【発明者】

【氏名】浦部 治貴

(72)【発明者】

【氏名】渋谷 佳樹

(72)【発明者】

【氏名】土居 真

【審査官】宮崎 基樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０３６７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１１８５３５３６（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００６－２４２３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２８５１９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１７Ｃ １／００－１３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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蒸発ガス処理システムであって、
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及び該低温液体が気化したガスが流れる低温液体・ガス送出ラインと、
該低温液体・ガス送出ラインに設けられて前記低温液体を気化する気化器と、
前記低温液体・ガス送出ラインにおける前記気化器の上流側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、
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、前記吸着容器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前記吸着容器に導入されることを特徴とする蒸発ガス処理システム。

【請求項2】

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蒸発ガス処理システムであって、
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及び該低温液体が気化したガスが流れる低温液体・ガス送出ラインと、
該低温液体・ガス送出ラインに設けられて前記低温液体を気化する気化器と、
前記低温液体・ガス送出ラインにおける前記気化器の上流側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、
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、前記吸着容器と前記熱交換器との間で循環させる循環ラインと、
前記低温液体・ガス送出ラインにおける前記気化器の上流側に設けられた気液混合器と、
前記吸着材から脱着した脱着ガスを前記気液混合器に供給する第１脱着ガス供給ラインと、を備えたことを特徴とする蒸発ガス処理システム。

【請求項3】

前記吸着材に吸着された蒸発ガスを脱着するための熱源として、前記低温液体・ガス送出ラインにおける前記気化器の下流側のガスを前記吸着容器に供給するガス供給ラインを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の蒸発ガス処理システム。

【請求項4】

前記吸着材から脱着した脱着ガスを前記低温液体・ガス送出ラインにおける前記気化器の下流側に供給する第２脱着ガス供給ラインを設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の蒸発ガス処理システム。

【請求項5】

前記第２脱着ガス供給ラインによって前記低温液体・ガス送出ラインに脱着ガスを戻す位置よりも上流側に低温液体・ガス送出ラインを流れるガスの圧力を調整する圧調弁を設けたことを特徴とする請求項４記載の蒸発ガス処理システム。

【請求項6】

前記第２脱着ガス供給ラインに、脱着ガスの圧力を昇圧するための昇圧装置を設けたことを特徴とする請求項４記載の蒸発ガス処理システム。

【請求項7】

前記吸着容器は、第１吸着容器と第２吸着容器の２個からなり、前記循環ラインを前記第１吸着容器と前記第２吸着容器に選択的に接続して、第１吸着容器と第２吸着容器によって前記蒸発ガスの吸着と脱着を交互に行えるようにしたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の蒸発ガス処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。そのため、蒸発ガスをガスコンプレッサーにより昇圧してガス送出パイプラインへ導入する、あるいは、都市ガス製造工場内を流れるＬＮＧ中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。

【0004】

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、コンプレッサーにより蒸発ガスを大気圧と都市ガス運用圧力（4MPa～7MPa）の間の圧力まで圧縮し、その圧縮ガスをタンクから送出された低温液体に混合して再液化するという技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１１－１１７５６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に開示される方法では、蒸発ガスが混合できるように低温液体を昇圧して過冷度を与える必要があり、その昇圧された低温液体に蒸発ガスを混合するため、蒸発ガスを圧縮するための圧縮機（コンプレッサー）が必須であり、圧縮機の動力消費が大きいという課題があった。
また、タンクから送出される低温液体の流量は供給先の需要によって増減するものであるので、低温液体の流量が少ない場合には、蒸発ガスの全量を低温液体に混合することができず、蒸発ガスを処理しきれないという課題もあった。

【0007】

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、圧縮機等の動力を必要とすることなく、かつ、低温液体の流量に関わらず蒸発ガスを処理することができる蒸発ガス処理システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）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及び該低温液体が気化したガスが流れる低温液体・ガス送出ラインと、該低温液体・ガス送出ラインに設けられて前記低温液体を気化する気化器と、前記低温液体・ガス送出ラインにおける前記気化器の上流側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、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、前記吸着容器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。

【0009】

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記吸着材に吸着された蒸発ガスを脱着するための熱源として、前記低温液体・ガス送出ラインにおける前記気化器の下流側のガスを前記吸着容器に供給するガス供給ラインを設けたことを特徴とするものである。

【0010】

（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記低温液体・ガス送出ラインにおける前記気化器の上流側に設けられた気液混合器と、前記吸着材から脱着した脱着ガスを前記気液混合器に供給する第１脱着ガス供給ラインと、を設けたことを特徴とするものである。

【0011】

（４）また、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、前記吸着材から脱着した脱着ガスを前記低温液体・ガス送出ラインにおける前記気化器の下流側に供給する第２脱着ガス供給ラインを設けたことを特徴とするものである。

【0012】

（５）また、上記（４）に記載のものにおいて、前記第２脱着ガス供給ラインによって前記低温液体・ガス送出ラインに脱着ガスを戻す位置よりも上流側に低温液体・ガス送出ラインを流れるガスの圧力を調整する圧調弁を設けたことを特徴とするものである。

【0013】

（６）また、上記（４）に記載のものにおいて、前記第２脱着ガス供給ラインに、脱着ガスの圧力を昇圧するための昇圧装置を設けたことを特徴とするものである。

【0014】

（７）また、上記（１）乃至（６）のいずれかに記載のものにおいて、前記吸着容器は、第１吸着容器と第２吸着容器の２個からなり、前記循環ラインを前記第１吸着容器と前記第２吸着容器に選択的に接続して、第１吸着容器と第２吸着容器によって前記蒸発ガスの吸着と脱着を交互に行えるようにしたことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0015】

本発明においては、蒸発ガスを抜き出す抜き出しラインと、蒸発ガスを吸着する吸着材が収容された吸着容器と、低温液体・ガス送出ラインにおける気化器の上流側に設けられて低温液体の冷熱を利用して熱交換する熱交換器と、貯槽から抜き出された蒸発ガスを抜き出しラインから導入して、吸着容器と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により、脱着の際に高圧のガスを得ることができるので圧縮機等を必要とすることがなく、貯槽から発生する蒸発ガスを低い消費電力で処理できる。
また、低温液体・ガス送出ラインの流量が少ないときには蒸発ガスを吸着容器内に保持し、流量が多くなった際に吸着容器から放出することで蒸発ガスを処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施の形態１に係る蒸発ガス処理システムの説明図である。

【図2】本発明の実施の形態２に係る蒸発ガス処理システムの説明図である。

【図3】本発明の実施の形態３に係る蒸発ガス処理システムの説明図である。

【図4】本発明の実施の形態４に係る蒸発ガス処理システムの説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

［実施の形態１］
本実施の形態に係る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処理するものであって、図１に示すように、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吸着容器９と、貯槽５から送出される低温液体３及び低温液体３が気化したガスが流れる低温液体・ガス送出ライン１１と、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、吸着容器９と低温液体・ガス送出ライン１１に設けられた熱交換器１３との間で循環させる循環ライン１５とを備えている。

【0018】

＜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（「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１５に接続されている。抜き出しライン７に設けられた第１開閉弁１７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１５に導入される。

【0019】

＜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。

【0020】

＜低温液体・ガス送出ライン＞
低温液体・ガス送出ライン１１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１９と、気液混合器２１と、昇圧ポンプ２３と、熱交換器１３と、気化器２５が設けられている。
送出ポンプ１９によって貯槽５から払い出された低温液体３は、昇圧ポンプ２３によって昇圧された後、気化器２５によって加熱気化されて、ガス幹線に送出される。気化器２５の熱源としては、例えば海水があげられる。

【0021】

本実施の形態では、気化器２５の上流側（図１における送出ポンプ１９と昇圧ポンプ２３の間）に気液混合器２１が設けられており、気液混合器２１には、後述する第１脱着ガス供給ライン３７が接続されている。気液混合器２１によって、貯槽５から払い出された低温液体３に第１脱着ガス供給ライン３７から供給されるガス（脱着ガス）が気液混合されて、昇圧ポンプ２３に導入される。

【0022】

また、昇圧ポンプ２３の下流側、かつ、気化器２５の上流側には、低温液体３の冷熱を利用して熱交換する熱交換器１３が設けられており、さらに熱交換器１３には、循環ライン１５が接続されている。昇圧ポンプ２３で昇圧されて過冷度の上がった低温液体３は、熱交換器１３に導入され、低温液体３の冷熱によって、循環ライン１５を流れる蒸発ガスを冷却する。

【0023】

＜循環ライン＞
循環ライン１５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９と熱交換器１３との間で循環させるラインであり、循環ブロワ２７と、第２開閉弁２９と、第３開閉弁３１が設けられている。
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１５における循環ブロワ２７の上流に導入され、循環ブロワ２７によって熱交換器１３へ供給される。蒸発ガスは熱交換器１３で低温液体・ガス送出ライン１１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に導入される。

【0024】

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１３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。

【0025】

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。

【0026】

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１５に払い出される。吸着容器９から循環ライン１５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１３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。

【0027】

このように、循環ライン１５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るため、温度変化の応答性が良い。したがって、吸着工程の処理時間を短く抑えることができる。

【0028】

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、脱着処理に切り替える。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１に示すようなガス供給ライン３３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。

【0029】

＜ガス供給ライン＞
ガス供給ライン３３は、低温液体３が気化したガスを吸着容器９に供給するラインであり、一端が低温液体・ガス送出ライン１１における気化器２５の下流側、他端が吸着容器９に接続されている。ガス供給ライン３３に設けられた第４開閉弁３５を開放することで、気化器２５の下流側の気化ガスを吸着容器９に導入することができる。

【0030】

気化器２５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３３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、高温高圧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内に導入しているので、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。

【0031】

吸着材を加熱することによって得られた脱着ガスを効率的に処理するため、本実施の形態の蒸発ガス処理システム１では、図１に示すような第１脱着ガス供給ライン３７を設けて、脱着ガスを低温液体３に気液混合して再液化するようにしている。

【0032】

＜第１脱着ガス供給ライン＞
第１脱着ガス供給ライン３７は、吸着材から脱着した脱着ガスを低温液体・ガス送出ライン１１に設けられた気液混合器２１に供給するものであり、一端が吸着容器９、他端が気液混合器２１に接続されている。第１脱着ガス供給ライン３７に設けられた第５開閉弁３９を開放することで、脱着ガスを気液混合器２１に導入することができる。

【0033】

上記のように構成された本実施の形態の蒸発ガス処理システム１の動作について、図１を用いて説明する。なお、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。

【0034】

＜吸着工程＞
貯槽５内のＬＮＧ等の低温液体（例えば-163℃）は、送出ポンプ１９によって例えば1MPa程度の圧力で低温液体・ガス送出ライン１１に送出されて気液混合器２１に導入される。吸着工程時には気液混合器２１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２１を通過し、昇圧ポンプ２３で4MPa～7MPaに昇圧されて、熱交換器１３に導入される。
また、貯槽５内の蒸発ガス（-120℃～-150℃）は、第１開閉弁１７を開放することで、抜き出しライン７から抜き出されて、循環ライン１５に導入される。循環ライン１５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１３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２５によって気化してガスとなり、ガス幹線に送出される。

【0035】

冷却された蒸発ガスは、吸着容器９に導入され（この時、第２開閉弁２９を開状態とする）、吸着容器９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９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、冷却効率が低下する。
吸着材が吸着しきれなかった蒸発ガスは、第３開閉弁３１を開放することで、再度循環ライン１５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１３で冷却される。冷却された蒸発ガスは再度吸着容器９に導入され、吸着材を冷却し吸着が再び促進される。

【0036】

上記のように、発生した吸着熱を熱交換器１３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９内の吸着量が増えていく。吸着量が所定の値に達したら、第１開閉弁１７を閉止して蒸発ガスの導入を停止する。なお、吸着量は、吸着容器９内の圧力および温度の初期状態からの変化量、または、吸着容器９の導入側および払出側に設けた積算流量計値の差から計算することができる。
蒸発ガスの導入を停止した後は、循環ブロワ２７をすぐに停止してもよいし、しばらく循環させることで吸着容器９内の温度を更に低下させてから停止してもよい。
循環ブロワ２７を停止した後、第２開閉弁２９、第３開閉弁３１を閉止して吸着工程を終了する。

【0037】

＜脱着工程＞
吸着工程終了後、任意のタイミング（工場の需給バランス等による）で第４開閉弁３５を開放し、ガス供給ライン３３より、気化ガス（5℃、4MPa～7MPa）を吸着容器９に導入する。温度が高い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程度まで昇圧することができる。

【0038】

吸着容器９内の脱着ガスの圧力が所定の圧力まで上昇したら、第１脱着ガス供給ライン３７の第５開閉弁３９を開放して、脱着ガスを低温液体・ガス送出ライン１１に設けられた気液混合器２１へ導入する。脱着ガスは、気液混合器２１を通流する低温液体３の圧力（1MPa）より高い圧力を有しているので、圧縮機等を必要とすることなく、低温液体３に気液混合して再液化することができる。

【0039】

脱着ガスの量（脱着量）が所定の値に達したら、第４開閉弁３５を閉止して気化ガスの導入を停止する。その後ライン内あるいは吸着容器９内の圧が減圧したら、第５開閉弁３９を閉止して脱着ガスの払い出しを停止し、脱着工程を終了する。脱着量は、吸着容器９内の圧力および温度の脱着操作開始時からの変化量、または、吸着容器９の気化ガス導入側（ガス供給ライン３３）および脱着ガス払出側（第１脱着ガス供給ライン３７）に設けた積算流量計値の差から計算することができる。

【0040】

吸着と脱着を繰り返して行う場合は、脱着工程終了後の任意のタイミング（工場の需給バランス等による）で前述した吸着工程を実施する。

【0041】

上述したように、従来、蒸発ガスを低温液体３に混合して再液化する場合には圧縮機（コンプレッサー）が必要であったのに対し、本実施の形態では、吸着材から蒸発ガスを脱着することで高圧の脱着ガスを得ることができるので、低消費電力で蒸発ガスを処理することができる。

【0042】

なお、本実施の形態では、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を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。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。

【0043】

また、本実施の形態では、循環ライン１５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を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、抜き出しライン７を吸着容器９に接続して、吸着容器９に直接蒸発ガスを導入してもよい。
もっとも、図１のように、吸着容器９に導入する前に蒸発ガスを熱交換器１３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。

【0044】

［実施の形態２］
実施の形態１では、吸着材から脱着した脱着ガスを貯槽５から払い出された低温液体３に気液混合して再液化する例を説明したが、本実施の形態では、脱着ガスを気化ガスに混合させて処理する例を説明する。

【0045】

本実施の形態に係る蒸発ガス処理システム４１は、図１に示した蒸発ガス処理システム１の第１脱着ガス供給ライン３７に代えて、図２に示すように、第２脱着ガス供給ライン４３を設けている。
また、本実施の形態における低温液体・ガス送出ライン１１には、第２脱着ガス供給ライン４３によって脱着ガスを戻す位置よりも上流側に、圧調弁４５が設けられている。
第２脱着ガス供給ライン４３と圧調弁４５について以下に説明する。
なお、図２において、図１と同一部分には同一の符号を付し、説明を省略する。

【0046】

＜第２脱着ガス供給ライン＞
第２脱着ガス供給ライン４３は、脱着ガスを低温液体・ガス送出ライン１１における気化器２５の下流側に供給するラインであり、一端が吸着容器９、他端が低温液体・ガス送出ライン１１における気化器２５の下流側に接続されている。第２脱着ガス供給ライン４３に設けられた第６開閉弁４７を開放することで、脱着ガスを気化器２５の下流側に導入することができる。

【0047】

＜圧調弁＞
圧調弁４５は、低温液体・ガス送出ライン１１を流れるガスの圧力を調整するものである。
吸着容器９から払い出される脱着ガスは、吸着容器９や配管の圧力損失により、気化器２５の下流側の気化ガスよりも低圧になり、脱着ガスを低温液体・ガス送出ライン１１に導入できない場合がある。
そのため、低温液体・ガス送出ライン１１における第２脱着ガス供給ライン４３によって脱着ガスを戻す位置よりも上流側に圧調弁４５を設けて気化ガスを減圧することで、脱着ガスを低温液体・ガス送出ライン１１に導入できるようにしている。

【0048】

また、上記は気化ガスを減圧することで、脱着ガスを導入しやすくするものであるが、他の態様として、第２脱着ガス供給ライン４３に昇圧装置（図示なし）を設けて、脱着ガスを昇圧するようにしてもよい。気化ガスを減圧する圧調弁４５に代えて、脱着ガスを昇圧する昇圧装置を用いる場合であっても同様の効果を得ることができる。

【0049】

上記のように構成された本実施の形態の蒸発ガス処理システム４１の動作について、図２を用いて説明する。なお、吸着工程については実施の形態１と同様であるので、説明を省略し、脱着工程についてのみ説明する。

【0050】

＜脱着工程＞
吸着工程終了後、任意のタイミング（工場の需給バランス等による）で第４開閉弁３５を開放し、ガス供給ライン３３より、気化ガス（5℃、4MPa～7MPa）を吸着容器９に導入する。気化ガスを導入し、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（例えば7MPa程度まで昇圧可能）のは実施の形態１で説明した通りである。

【0051】

吸着容器９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、第２脱着ガス供給ライン４３の第６開閉弁４７を開放して、脱着ガスを低温液体・ガス送出ライン１１における気化器２５の下流側へ導入する。脱着ガスは、吸着容器９内で昇圧されているが、吸着容器９や配管の圧力損失により、低温液体・ガス送出ライン１１を通流する気化ガスの圧力（4MPa～7MPa）より低圧になった場合には、低温液体・ガス送出ライン１１に設けられた圧調弁４５によって気化ガスを減圧してから脱着ガスを低温液体・ガス送出ライン１１に導入する。

【0052】

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。そこで、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２３で昇圧し、圧調弁４５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。
具体的には、ガス幹線の要求圧力が5.0MPaの場合、昇圧ポンプ２３で低温液体３を例えば5.1MPaまで昇圧する。
5.1MPaの低温液体３を気化させると5.1MPaの気化ガスとなるので、その一部を吸着容器９に導入する。5.1MPaの気化ガスによって吸着容器９内の脱着ガスは5.1MPaまで昇圧可能だが、その後の圧力損失により、脱着ガスの圧力は5.0MPaまで低下する。一方、低温液体・ガス送出ライン１１においては圧調弁４５で気化ガスを5.0MPaに減圧し、減圧した気化ガスに5.0MPaの脱着ガスを導入する。これによって、要求圧力を満たすガスをガス幹線に送ることができる。

【0053】

脱着ガスの量（脱着量）が所定の値に達したら、第４開閉弁３５を閉止して気化ガスの導入を停止する。その後ライン内あるいは吸着容器９内の圧が減圧したら、第６開閉弁４７を閉止して脱着ガスの払い出しを停止し、脱着工程を終了する。脱着量は、吸着容器９内の圧力および温度の脱着操作開始時からの変化量、または、吸着容器９の気化ガス導入側（ガス供給ライン３３）および脱着ガス払出側（第２脱着ガス供給ライン４３）に設けた積算流量計値の差から計算することができる。

【0054】

実施の形態１と同様に、吸着と脱着を繰り返して行う場合は、脱着工程終了後の任意のタイミング（工場の需給バランス等による）で前述した吸着工程を実施する。

【0055】

実施の形態１で説明した蒸発ガス処理システム１（図１参照）の場合には、脱着ガスを低温液体３に混合して再液化するため、脱着ガスの量が多いと低温液体３が沸騰してしまうので混合できる脱着ガスの量に上限があるが、本実施の形態では、気化ガスに脱着ガスを混合するので、低温液体３が沸騰することに起因する問題は生じない。したがって、低温液体・ガス送出ラインの流量が少ない場合でも問題なく脱着ガスを処理できる。

【0056】

［実施の形態３］
実施の形態１、２では、脱着ガスを貯槽５から払い出された低温液体３に気液混合する例と、気化器２５の下流の気化ガスに混合する例を説明したが、本実施の形態では、脱着ガスの圧力に応じて脱着ガスの混合先を低温液体３または気化ガスに切替可能とした例を説明する。

【0057】

本実施の形態に係る蒸発ガス処理システム４９は、図３に示すように、第１脱着ガス供給ライン３７から分岐させて第２脱着ガス供給ライン４３を設けており、低温液体・ガス送出ライン１１には、実施の形態２と同様に圧調弁４５が設けられている。
図３における各構成は実施の形態１、２で説明したものと同様であるので、図１、図２と同一部分には同一の符号を付し、各構成の説明を省略する。

【0058】

上記のように構成された本実施の形態の蒸発ガス処理システム４９の動作について、図３を用いて説明する。なお、吸着工程については実施の形態１、２と同様であるので、説明を省略し、脱着工程についてのみ説明する。

【0059】

＜脱着工程＞
吸着工程終了後、任意のタイミング（工場の需給バランス等による）で第４開閉弁３５を開放し、ガス供給ライン３３より、気化ガス（5℃、4MPa～7MPa）を吸着容器９に導入する。気化ガスを導入し、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（例えば7MPa程度まで昇圧可能）のは実施の形態１で説明した通りである。

【0060】

吸着容器９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、第２脱着ガス供給ライン４３の第６開閉弁４７を開放して、脱着ガスを低温液体・ガス送出ライン１１における気化器２５の下流側へ導入する。脱着ガスは、吸着容器９内で昇圧されているが、吸着容器９や配管の圧力損失により、低温液体・ガス送出ライン１１を通流する気化ガスの圧力（4MPa～7MPa）より低圧になった場合には、低温液体・ガス送出ライン１１に設けられた圧調弁４５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・ガス送出ライン１１に導入する。

【0061】

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９内のガスの量が減っていくので、第２脱着ガス供給ライン４３を通流する脱着ガスの圧力は徐々に低下していく。脱着量が所定の値（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、第６開閉弁４７を閉止すると共に、第５開閉弁３９を開放して、脱着ガスを昇圧ポンプ２３の上流に設けられた気液混合器２１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２１を通流する低温液体３の圧力（1MPa）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。

【0062】

吸着材に吸着していた蒸発ガスの脱着が所定量に達したら（または第６開閉弁４７の閉止と同時に）、第４開閉弁３５を閉止して気化ガスの導入を停止する。その後ライン内あるいは吸着容器９内の圧が減圧したら、第５開閉弁３９を閉止して脱着ガスの払い出しを停止し、脱着工程を終了する。脱着量は、吸着容器９内の圧力および温度の脱着操作開始時からの変化量、または、吸着容器９の気化ガス導入側（ガス供給ライン３３）および脱着ガス払出側（第１脱着ガス供給ライン３７）に設けた積算流量計値の差から計算することができる。

【0063】

実施の形態１と同様に、吸着と脱着を繰り返して行う場合は、脱着工程終了後の任意のタイミング（工場の需給バランス等による）で前述した吸着工程を実施する。

【0064】

実施の形態２で説明した蒸発ガス処理システム４１（図２参照）の場合には、脱着ガスの圧力がガス幹線の要求圧力（4Mpa～7MPa）以下になると判断される時点で脱着を終了するため、一度の脱着工程で脱着できる量は実施の形態１（図１参照）よりも少ない。これに対し、本実施の形態では、脱着ガスの圧力がガス幹線の要求圧力以下になったあとも、引き続き低温液体３（1MPa）に気液混合させることができるので、より多くのガスを脱着させることができる。脱着工程でより多くのガスを脱着させることで、続く吸着工程においてより多くの蒸発ガスを吸着することができるので、蒸発ガスの吸着効率が向上する。

【0065】

また、実施の形態１で説明した蒸発ガス処理システム１（図１参照）は、脱着ガスの全量を低温液体３に気液混合するので、導入した脱着ガスの分流量が増加し、昇圧ポンプ２３の消費電力が大きいが、これに対し、本実施の形態は、はじめに脱着ガスを気化ガスへ混合する分、低温液体３への混合量を減らすことができるので、昇圧ポンプ２３の消費電力を低く抑えることができて望ましい。

【0066】

なお、実施の形態１～３は脱着ガスの処理方法として、貯槽５から払い出された低温液体３、または、低温液体３が気化した気化ガスに混合させる例を説明したが、本発明は脱着ガスの払い出し先を限定するものではない。例えば、本発明はコンデンサ等を用いることなく高圧の脱着ガスを得られるので、高圧ガスが要求されるガスエンジンなどに脱着ガスを利用することもできる。

【0067】

［実施の形態４］
実施の形態１～３で説明した吸着工程および脱着工程はバッチ式であり、１つの吸着容器９に対し、吸着工程中は脱着処理（吸着材の加熱及び脱着ガスの払い出し）を停止し、脱着工程中は吸着処理（吸着材の冷却及び蒸発ガスの導入）を停止する必要がある。また、図１～図３に示した蒸発ガス処理システム１、４１、４９は吸着容器９を１つしか有していないため、例えば、脱着工程中は貯槽５から蒸発ガスを抜き出すことができない。
そこで、本実施の形態では、吸着容器を２つ備えることで、貯槽５で常時発生する蒸発ガスを連続的に処理可能とする例を説明する。その一例として、図３に示した実施の形態３の蒸発ガス処理システム４９における吸着容器９が２個の吸着容器から構成されるものを図４に示す。図４において図３と同一部分には同一の符号を付して説明を省略し、以下に本実施の形態の特徴部分について詳しく説明する。

【0068】

本実施の形態に係る蒸発ガス処理システム５１は、図４に示すように、第１吸着容器９ａと第２吸着容器９ｂの２個からなる吸着容器９を備えている。第１吸着容器９ａ及び第２吸着容器９ｂは実施の形態１～３で説明した吸着容器９と同様のものであり、それぞれ容器９内に吸着材が収容されている。

【0069】

また、図４に示すように蒸発ガスを循環させる循環ライン１５が分岐して、第１吸着容器９ａと第２吸着容器９ｂにそれぞれ接続されている。第１吸着容器９ａ側に接続している循環ライン１５には第２開閉弁２９ａ、第３開閉弁３１ａが設けられており、第２吸着容器側９ｂに接続している循環ラインには第２開閉弁２９ｂ、第３開閉弁３１ｂが設けられている。第２開閉弁２９ａ、２９ｂ及び第３開閉弁３１ａ、３１ｂは実施の形態１で説明した第２開閉弁２９及び第３開閉弁３１と同様のものであるので説明を省略する。

【0070】

第２開閉弁２９ａ及び第３開閉弁３１ａを開放すると共に第２開閉弁２９ｂ及び第３開閉弁３１ｂを閉止することで、循環ライン１５を第１吸着容器９ａに接続し、抜き出しライン７から導入される蒸発ガスを、第１吸着容器９ａと熱交換器１３との間で循環させることができる。
また、第２開閉弁２９ｂ及び第３開閉弁３１ｂを開放すると共に第２開閉弁２９ａ及び第３開閉弁３１ａを閉止することで、循環ライン１５を第２吸着容器９ｂに接続し、抜き出しライン７から導入される蒸発ガスを、第２吸着容器９ｂと熱交換器１３との間で循環させることができる。
上記のように、本実施の形態においては、循環ライン１５を第１吸着容器９ａと第２吸着容器９ｂに選択的に接続可能となっている。

【0071】

同様に、気化ガスを供給するガス供給ライン３３及び脱着ガスを払い出す第１脱着ガス供給ライン３７も分岐して、第１吸着容器９ａと第２吸着容器９ｂにそれぞれ接続されている。第１吸着容器９ａ側に接続しているガス供給ライン３３、第１脱着ガス供給ライン３７には第７開閉弁５３ａ、第８開閉弁５５ａが設けられており、第２吸着容器９ｂ側に接続しているガス供給ライン３３、第１脱着ガス供給ライン３７には第７開閉弁５３ｂ、第８開閉弁５５ｂが設けられている。

【0072】

第７開閉弁５３ａ及び第８開閉弁５５ａを開放すると共に第７開閉弁５３ｂ及び第８開閉弁５５ｂを閉止することで、ガス供給ライン３３及び第１脱着ガス供給ライン３７を第１吸着容９ａ器に接続し、第１吸着容器９ａで脱着処理を行うことができる。
また、第７開閉弁５３ｂ及び第８開閉弁５５ｂを開放すると共に第７開閉弁５３ａ及び第８開閉弁５５ａを閉止することで、ガス供給ライン３３及び第１脱着ガス供給ライン３７を第２吸着容器９ｂに接続し、第２吸着容器９ｂで脱着処理を行うことができる。
上記のように、本実施の形態においては、ガス供給ライン３３及び第１脱着ガス供給ライン３７を第１吸着容器９ａと第２吸着容器９ｂに選択的に接続可能となっている。

【0073】

上記のように構成された本実施の形態の蒸発ガス処理システム５１においては、第１吸着容器９ａと第２吸着容器９ｂによって蒸発ガスの吸着と脱着を交互に行うことができるので、貯槽で常時発生する蒸発ガスを連続的に処理することができる。

【0074】

なお、吸着工程、脱着工程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。

【0075】

また、第６開閉弁４７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、設定圧力を境に第６開閉弁４７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。

【符号の説明】

【0076】

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
９ａ 第１吸着容器
９ｂ 第２吸着容器
１１ 低温液体・ガス送出ライン
１３ 熱交換器
１５ 循環ライン
１７ 第１開閉弁
１９ 送出ポンプ
２１ 気液混合器
２３ 昇圧ポンプ
２５ 気化器
２７ 循環ブロワ
２９ 第２開閉弁
２９ａ 第２開閉弁（第１吸着容器側）
２９ｂ 第２開閉弁（第２吸着容器側）
３１ 第３開閉弁
３１ａ 第３開閉弁（第１吸着容器側）
３１ｂ 第３開閉弁（第２吸着容器側）
３３ ガス供給ライン
３５ 第４開閉弁
３７ 第１脱着ガス供給ライン
３９ 第５開閉弁
４１ 蒸発ガス処理システム（実施の形態２）
４３ 第２脱着ガス供給ライン
４５ 圧調弁
４７ 第６開閉弁
４９ 蒸発ガス処理システム（実施の形態３）
５１ 蒸発ガス処理システム（実施の形態４）
５３ａ 第７開閉弁（第１吸着容器側）
５３ｂ 第７開閉弁（第２吸着容器側）
５５ａ 第８開閉弁（第１吸着容器側）
５５ｂ 第８開閉弁（第２吸着容器側）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】