JP6719371B2 - Gas treatment system - Google Patents
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Description
本発明は、低温液体を輸送・貯蔵する場合に外部からの自然入熱などにより気化するガスであるBOG(Boil off Gas)などの余剰燃料ガスを燃焼させて処理するガス処理システムに関するものである。 The present invention relates to a gas treatment system for combusting and treating surplus fuel gas such as BOG (Boil off Gas) which is a gas that is vaporized by natural heat input from the outside when transporting and storing a low temperature liquid. ..
例えば、LNG輸送船において、LNGタンクに貯留されているLNGは、極低温状態で気液平衡状態に維持されているが、外部からの自然入熱などにより一部が気化してBOGが発生する。このBOGをLNGタンクに留めておくと、内部圧力が増大することから、排出処理する必要がある。このようなBOGの処理設備として、例えば、下記特許文献1に記載されたものがある。 For example, in an LNG transport ship, LNG stored in an LNG tank is maintained in a gas-liquid equilibrium state at a very low temperature, but part of it is vaporized due to natural heat input from the outside to generate BOG. .. If this BOG is kept in the LNG tank, the internal pressure increases, and therefore it is necessary to perform a discharge process. As such a BOG processing facility, for example, there is one described in Patent Document 1 below.
特許文献1に記載されたBOGの処理設備は、LNG貯留タンク内に発生したBOGをBOG圧縮機により加圧し、加圧されたBOGをBOG消費設備に供給すると共に、圧縮されたBOGを原動機により燃焼して原動機の動力を電気に変換するものである。 The BOG treatment facility described in Patent Document 1 pressurizes the BOG generated in the LNG storage tank by the BOG compressor, supplies the pressurized BOG to the BOG consumption facility, and compresses the BOG by the prime mover. It burns and converts the power of the prime mover into electricity.
ところで、LNGに代えて液化水素を輸送する液化水素輸送船が提案されている。この液化水素は、LNGに比較しても気化しやすく、特に揺れの激しい海上では、揺動によるタンク内面への液化水素の付着による表面積の増加及び熱交換の促進により余剰燃料ガスの発生量が増加することが想定される。しかし、液化水素が気化した余剰燃料ガスは、定格出力以上の熱量を持つことから、この余剰燃料ガスを船外に排出しないで適正に処理する必要がある。 By the way, a liquefied hydrogen transport ship that transports liquefied hydrogen instead of LNG has been proposed. Compared to LNG, this liquefied hydrogen is more likely to be vaporized, and especially on the sea where swaying is severe, the amount of surplus fuel gas generated is increased due to the increase in surface area due to the liquefied hydrogen adhering to the inner surface of the tank due to rocking and the promotion of heat exchange. It is expected to increase. However, the surplus fuel gas vaporized by liquefied hydrogen has a heat quantity equal to or more than the rated output, and therefore it is necessary to properly treat the surplus fuel gas without discharging it to the outside of the ship.
本発明は、上述した課題を解決するものであり、余剰燃料を効率良く処理すると共に設備の大型化を抑制するガス処理システムを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a gas treatment system that efficiently treats surplus fuel and suppresses an increase in the size of equipment.
上記の目的を達成するための本発明のガス処理システムは、液化水素を貯留するタンクと、前記液化水素から発生するボイルオフガスを燃焼する燃焼装置と、前記燃焼装置に空気を供給する空気供給装置と、前記燃焼装置から排出された排ガスの熱を回収して蒸気を生成する熱交換器と、前記熱交換器により生成された蒸気により駆動するタービンと、前記タービンの駆動力により発電する発電機と、を備えることを特徴とするものである。 A gas treatment system of the present invention for achieving the above object is a tank for storing liquefied hydrogen, a combustion device for burning boil-off gas generated from the liquefied hydrogen, and an air supply device for supplying air to the combustion device. A heat exchanger that recovers the heat of the exhaust gas discharged from the combustion device to generate steam, a turbine that is driven by the steam that is generated by the heat exchanger, and a generator that generates power by the driving force of the turbine And are provided.
従って、タンクに貯留された液化水素から発生したボイルオフガスが燃焼装置に供給されると共に、空気供給装置からの空気が燃焼装置に供給され、燃焼装置はこのボイルオフガスと空気を燃焼する。この燃焼装置での燃焼によって発生した排ガスは、熱交換器に送られ、ここで熱が回収されることで水を加熱して蒸気が生成され、この蒸気によりタービンが駆動し、タービンの駆動力により発電機が発電する。そのため、液化水素から発生した余剰燃料であるボイルオフガスを燃焼して電力に変換することで、効率良く処理することができると共に、設備の大型化を抑制することができる。 Therefore, the boil-off gas generated from the liquefied hydrogen stored in the tank is supplied to the combustion device, and the air from the air supply device is supplied to the combustion device, and the combustion device burns the boil-off gas and the air. Exhaust gas generated by combustion in this combustion device is sent to a heat exchanger, where heat is recovered to heat water to generate steam, and the steam drives a turbine to drive the turbine. The generator generates electricity. Therefore, by burning the boil-off gas, which is the surplus fuel generated from liquefied hydrogen, and converting it into electric power, it is possible to efficiently process and suppress the increase in the size of the equipment.
この場合、液化水素は、硫黄分や重金属などの有毒物質を含まないことから、熱交換器の高温腐食や低温腐食の発生を防止することができ、長期間にわたる運転が可能となり、メンテナンスコストを低減することができる。そして、燃焼生成物が水だけであり、ガス処理装置が不要となり、大量の余剰燃料ガスを処理することができる。また、ボイルオフガス中に炭素を含まないことから煤などの発生がなく、熱交換器の伝熱管の汚れや摩耗の発生を抑制することができる。そして、伝熱管の汚れや摩耗の発生を抑制されることから、排ガス流路の閉塞がほとんどなく、伝熱管の配置ピッチを狭くして設備のコンパクト化が可能となる。 In this case, since liquefied hydrogen does not contain toxic substances such as sulfur and heavy metals, it is possible to prevent the occurrence of high temperature corrosion and low temperature corrosion of the heat exchanger, which makes it possible to operate for a long period of time and reduce maintenance costs. It can be reduced. Further, since the combustion product is only water, a gas treatment device becomes unnecessary, and a large amount of surplus fuel gas can be treated. Further, since the boil-off gas does not contain carbon, soot and the like are not generated, and it is possible to prevent the heat transfer tube of the heat exchanger from being contaminated and worn. Further, since the dirt and wear of the heat transfer tubes are suppressed, the exhaust gas passages are hardly blocked, and the heat transfer tubes can be arranged at a narrow pitch to make the equipment compact.
本発明のガス処理システムでは、前記熱交換器で熱を回収された排ガスを前記空気供給装置に供給する排ガス供給ラインが設けられることを特徴としている。 The gas treatment system of the present invention is characterized in that an exhaust gas supply line for supplying the exhaust gas from which heat has been recovered by the heat exchanger to the air supply device is provided.
従って、熱交換器からの排ガスを空気供給装置に供給することから、空気供給装置の動力を低減することができ、また、排ガスは、窒素や酸素を含んでいることから、これを燃焼装置に供給することで、燃焼装置の燃焼温度を低減することができる。 Therefore, since the exhaust gas from the heat exchanger is supplied to the air supply device, the power of the air supply device can be reduced, and since the exhaust gas contains nitrogen and oxygen, it can be used as a combustion device. By supplying, the combustion temperature of the combustion device can be reduced.
本発明のガス処理システムでは、前記排ガス供給ラインに水分分離装置が設けられることを特徴としている。 The gas treatment system of the present invention is characterized in that a water separator is provided in the exhaust gas supply line.
従って、熱交換器で熱回収した排ガスから水分を分離して空気供給装置に供給することから、燃焼装置への水分の混入が抑制され、燃焼性を向上させることができる。 Therefore, since the moisture is separated from the exhaust gas heat-recovered by the heat exchanger and supplied to the air supply device, the mixing of the moisture into the combustion device is suppressed, and the combustibility can be improved.
本発明のガス処理システムでは、前記空気供給装置は、機関室内の空気を空気供給ラインにより前記燃焼装置に供給するものであり、前記排ガス供給ラインは、先端部が前記空気供給ラインに接続されることを特徴としている。 In the gas treatment system of the present invention, the air supply device supplies the air in the engine room to the combustion device by an air supply line, and the exhaust gas supply line has a tip end portion connected to the air supply line. It is characterized by that.
従って、空気供給装置は、機関室内の空気または排ガス供給ラインからの排ガスを空気供給ラインにより燃焼装置に供給しており、既存の動力により排ガスを燃焼装置に供給することができ、簡単な構成で容易に空気供給装置の動力を低減することができる。 Therefore, the air supply device supplies the air in the engine room or the exhaust gas from the exhaust gas supply line to the combustion device by the air supply line, and the exhaust gas can be supplied to the combustion device by the existing power. The power of the air supply device can be easily reduced.
本発明のガス処理システムでは、前記空気供給装置は、機関室内の空気を空気取込ラインから取り込んで前記燃焼装置に供給するものであり、前記排ガス供給ラインは、先端部が前記機関室または前記空気取込ラインに接続されることを特徴としている。 In the gas treatment system of the present invention, the air supply device is for taking in air in an engine room from an air intake line and supplying the air to the combustion device, and the exhaust gas supply line has a tip portion in the engine room or the It is characterized by being connected to the air intake line.
従って、空気供給装置は、機関室内にある空気または排ガスを燃焼装置に供給しており、既存の動力により排ガスを燃焼装置に供給することができ、簡単な構成で容易に空気供給装置の動力を低減することができる。 Therefore, the air supply device supplies the air or exhaust gas in the engine room to the combustion device, and can supply the exhaust gas to the combustion device by the existing power, and the power of the air supply device can be easily supplied with a simple configuration. It can be reduced.
本発明のガス処理システムでは、前記燃焼装置の起動時、前記空気供給装置は、機関室内の空気を前記燃焼装置に供給し、前記燃焼装置が起動して所定時間が経過した後、前記空気供給装置は、前記排ガス供給ラインからの排ガスを前記燃焼装置に供給することを特徴としている。 In the gas treatment system of the present invention, when the combustion device is started, the air supply device supplies the air in the engine room to the combustion device, and the air supply is performed after a predetermined time has elapsed since the combustion device was started. The device is characterized by supplying the exhaust gas from the exhaust gas supply line to the combustion device.
従って、排ガスを循環して有効利用することで、機関室に取り込む空気の量が減少し、動力コストを低減することができる。 Therefore, by circulating and effectively utilizing the exhaust gas, the amount of air taken into the engine room is reduced, and the power cost can be reduced.
本発明のガス処理システムでは、前記空気供給装置は、電動モータファンであり、前記発電機により発電した電力を前記電動モータファンの電力として使用することを特徴としている。 In the gas treatment system of the present invention, the air supply device is an electric motor fan, and electric power generated by the generator is used as electric power of the electric motor fan.
従って、発電機で発電した電力を電動モータファンに送って駆動することで、電動モータファンを駆動するために外部から供給する電力を減少することができ、運転コストを低減することができる。 Therefore, by sending the electric power generated by the generator to the electric motor fan to drive the electric motor fan, the electric power supplied from the outside to drive the electric motor fan can be reduced and the operating cost can be reduced.
本発明のガス処理システムでは、前記空気供給装置は、蒸気モータファンであり、前記熱交換器により生成された蒸気の一部を前記蒸気モータファンの動力として使用することを特徴としている。 In the gas treatment system of the present invention, the air supply device is a steam motor fan, and a part of the steam generated by the heat exchanger is used as power for the steam motor fan.
従って、熱交換器で生成された蒸気を蒸気モータファンに送って駆動することで、電動モータファンを用いた空気供給装置に比べて、駆動するための電力を減少することができ、運転コストを低減することができる。 Therefore, by sending the steam generated in the heat exchanger to the steam motor fan to drive it, the electric power for driving can be reduced compared to the air supply device using the electric motor fan, and the operating cost can be reduced. It can be reduced.
本発明のガス処理システムによれば、液化水素から発生するボイルオフガスを燃焼する燃焼装置と、燃焼装置の排ガスの熱を回収して蒸気を生成する熱交換器と、生成された蒸気により駆動するタービンと、タービンの駆動力により発電する発電機とを設けるので、液化水素から発生した余剰燃料であるボイルオフガスを燃焼して電力に変換することで効率良く処理することができると共に、設備の大型化を抑制することができる。 According to the gas treatment system of the present invention, a combustion device that burns boil-off gas generated from liquefied hydrogen, a heat exchanger that recovers heat of exhaust gas from the combustion device to generate steam, and drive by the generated steam Since a turbine and a generator that generates power by the driving force of the turbine are provided, it is possible to efficiently process by burning the boil-off gas, which is the excess fuel generated from liquefied hydrogen, and converting it into electric power, and at the same time, the equipment is large in size. Can be suppressed.
以下に添付図面を参照して、本発明に係るガス処理システムの好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。 Preferred embodiments of a gas treatment system according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present invention is not limited to this embodiment, and when there are a plurality of embodiments, the present invention also includes those configured by combining the embodiments.
以下に説明する実施形態のガス処理システムは、タンクに液体燃料としての液化水素を貯留して輸送する液化水素輸送船に搭載し、この液化水素から発生したボイルオフガス(余剰燃料ガス)を処理するものとして説明する。但し、液体燃料としては、液化窒素に限らず、例えば、液化天然ガスや液化石油ガスなどを適用してもよい。 A gas treatment system according to an embodiment described below is mounted on a liquefied hydrogen transport ship that stores and transports liquefied hydrogen as liquid fuel in a tank, and treats boil-off gas (excess fuel gas) generated from this liquefied hydrogen. It will be described as a thing. However, the liquid fuel is not limited to liquefied nitrogen, and, for example, liquefied natural gas or liquefied petroleum gas may be applied.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態のガス処理システムを表す概略構成図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the gas treatment system of the first embodiment.
第1実施形態のガス処理システムにおいて、図1に示すように、第1実施形態の輸送船は、液体燃料(液化水素)を貯留する貯留タンク11を備えており、貯留タンク11に貯留されている液体燃料は、主ボイラ12の燃料として使用される。
In the gas treatment system of the first embodiment, as shown in FIG. 1, the transport ship of the first embodiment includes a
貯留タンク11は、底部に供給ポンプ13が設けられており、第1燃料供給ラインL1の基端部が供給ポンプ13に接続されており、この第1燃料供給ラインL1にヒータ14が設けられている。また、貯留タンク11は、上部に第2燃料供給ラインL2の基端部が接続されており、第2燃料供給ラインL2に第1燃料供給ラインL1の先端部が接続されている。また、第2燃料供給ラインL2は、第1燃料供給ラインL1との接続部より下流側に並列をなすコンプレッサ15a,15b、ヒータ16、電磁弁17、シールバルブ18、開閉弁19が設けられている。
The
第2燃料供給ラインL2は、下流端部が複数(本実施形態では、3個)に分岐され、各分岐ラインL3a,L3b,L3cを介して主ボイラ12のバーナ20a,20b,20cに接続されている。そして、各分岐ラインL3a,L3b,L3cに電磁弁21a,21b,21cと開閉弁22a,22b,22cが設けられている。
The downstream end of the second fuel supply line L2 is branched into a plurality (three in the present embodiment) and is connected to the
第1実施形態のガス処理システムは、この第2燃料供給ラインL2から分岐して設けられている。ガス処理ラインL11は、基端部が第2燃料供給ラインL2における電磁弁17とシールバルブ18との間に接続されている。そして、このガス処理ラインL11は、先端部が燃焼装置(GCU:Gas Combustion Unit)31に接続され、切替弁32が設けられている。空気供給ラインL12は、基端部に空気供給装置(FDF:Forced Draft Fan)33に接続され、先端部が燃焼装置31に接続されている。
The gas treatment system of the first embodiment is provided so as to be branched from the second fuel supply line L2. The gas processing line L11 has a base end connected between the
空気供給装置33は、空気取込ラインL13が設けられており、機関室内の空気を空気取込ラインL3から取り込んで、空気供給ラインL12を通して燃焼装置31に供給するものである。この空気供給装置33は、電動モータ34により駆動するファンである。燃焼装置31は、ガス処理ラインL11から供給された余剰燃料ガス(ボイルオフガス)と空気供給ラインL12から供給された空気とを混合して燃焼するものである。この場合、燃焼装置31は、空気過剰状態で余剰燃料ガスを燃焼する。なお、機関室は、船底の近傍にあることから、外部の空気を機関室に取り入れる空気導入装置(図示略)が設けられている。
The
熱交換器としての排熱回収ボイラ35は、燃焼装置31から排出された排ガスの熱を回収して蒸気を生成するものである。燃焼装置31からの排熱回収ボイラ35に向けて排ガスラインL14が設けられている。排熱回収ボイラ35は、給水ラインL15と、気水分離ドラム36と、循環ラインL16と、蒸気ラインL17とを備えており、排ガスが内部を上昇するとき、この排ガスと給水ラインL15から供給された水が熱交換することで、水が加熱されて蒸気が生成され、蒸気ラインL17から排出される。即ち、給水ラインL15は、外部から排熱回収ボイラ35内に導入され、下流端部に気水分離ドラム36が接続されている。気水分離ドラム36は、水を排ガスに接触される循環ラインL16が設けられている。また、気水分離ドラム36は、上部に蒸気ラインL17の基端部が接続され、蒸気ラインL17は、先端部が排熱回収ボイラ35の外部に延出されている。
The exhaust
そのため、給水は、給水ラインL15により気水分離ドラム36に送られ、気水分離ドラム36内の給水は、循環ラインL16を介して循環することで加熱されて蒸気を生成する。気水分離ドラム36で生成された蒸気は、蒸気ラインL17を介して外部に送られる。
Therefore, the water supply is sent to the
発電用タービン37は、排熱回収ボイラ35により生成された蒸気により駆動回転するものであり、同軸上に発電機38が連結されている。排熱回収ボイラ35で生成された蒸気は、蒸気ラインL17を介して発電用タービン37に供給され、発電用タービン37がこの蒸気により駆動回転する。発電機38は、この発電用タービン37が駆動回転することで発電することができる。
The
発電機38は、発電用タービン37が駆動回転することで発電した電力を空気供給装置33の電動モータ34に供給する。発電機38から電動モータ34に対して給電ラインL18が設けられており、発電機38が発電した電力を電動モータ34のファンの電力として使用する。なお、給電ラインL18に蓄電装置を設けてもよい。
The
ここで、第1実施形態のガス処理システムの作動について説明する。 Here, the operation of the gas treatment system of the first embodiment will be described.
貯留タンク11で発生した余剰燃料ガスをガス処理システムにより処理する必要がないとき、切替弁32が閉止され、ガス処理ラインL11に余剰燃料ガスとしてのボイルオフガスが供給されず、燃焼装置31、空気供給装置33、排熱回収ボイラ35などが停止している。このとき、供給ポンプ13が稼働すると共に、ヒータ14とコンプレッサ15a,15bとヒータ16が作動し、電磁弁17、シールバルブ18、開閉弁19、電磁弁21a,21b,21c、開閉弁22a,22b,22cが開放すると、貯留タンク11の液化燃料が加熱されて燃料ガスとなり、第1燃料供給ラインL1、第2燃料供給ラインL2、各分岐ラインL3a,L3b,L3cを通して主ボイラ12の各バーナ20a,20b,20cに送られる。そして、各バーナ20a,20b,20cが燃料ガス(水素)を噴射して点火することで、主ボイラ12が稼働する。
When it is not necessary to process the surplus fuel gas generated in the
そして、主ボイラ12が停止しているとき、貯留タンク11に貯留されている液体燃料(液化水素)は、外部からの自然入熱などにより気化してボイルオフガスが発生する。このとき、主ボイラ12が停止していることから、ガス処理システムにより余剰燃料ガスとしてのボイルオフガスを処理する必要がある。即ち、コンプレッサ15a,15bとヒータ16を作動し、電磁弁17と切替弁32を開放する。なた、シールバルブ18、開閉弁19、電磁弁21a,21b,21c、開閉弁22a,22b,22cを閉止する。また、燃焼装置31、空気供給装置33、排熱回収ボイラ35などを稼働する。
Then, when the
すると、貯留タンク11で発生したボイルオフガスは、第2燃料供給ラインL2を流れ、コンプレッサ15a,15bで圧縮され、ヒータ16で加熱された後、ガス処理ラインL11を通して燃焼装置31に供給される。また、空気供給装置33は、機関室内の空気を空気取込ラインL13から取り込み、空気供給ラインL12を通して燃焼装置31に供給する。燃焼装置31は、供給されたボイルオフガスと空気とを混合して燃焼する。
Then, the boil-off gas generated in the
燃焼装置31は、ボイルオフガスと空気との混合気を燃焼すると、排ガスが発生し、この排ガスが排ガスラインL14を通して排熱回収ボイラ35に供給される。排熱回収ボイラ35にて、給水が給水ラインL15により気水分離ドラム36に送られ、気水分離ドラム36内の給水が循環ラインL16を介して循環することで加熱されて蒸気を生成し、気水分離ドラム36で生成された蒸気が蒸気ラインL17に送られる。排熱回収ボイラ35で生成された蒸気は、蒸気ラインL17を介して発電用タービン37に供給され、発電用タービン37がこの蒸気により駆動回転し、発電機38は、発電用タービン37が駆動回転することで発電する。そして、発電機38により発電された電力が給電ラインL18を通して空気供給装置33の電動モータ34に供給され、空気供給装置33を作動する。
When the
このように第1実施形態のガス処理システムにあっては、液体燃料を貯留する貯留タンク11と、液体燃料から発生するボイルオフガスを燃焼する燃焼装置31と、燃焼装置31に空気を供給する空気供給装置33と、燃焼装置31から排出された排ガスの熱を回収して蒸気を生成する排熱回収ボイラ(熱交換器)35と、排熱回収ボイラ35により生成された蒸気により駆動する発電用タービン37と、発電用タービン37の駆動力により発電する発電機38とを設けている。
As described above, in the gas treatment system of the first embodiment, the
従って、貯留タンク11に貯留された液体燃料から発生したボイルオフガスが燃焼装置31に供給されると共に、空気供給装置33からの空気が燃焼装置31に供給され、燃焼装置31はこのボイルオフガスと空気を燃焼する。この燃焼装置31での燃焼によって発生した排ガスは、排熱回収ボイラ35に送られ、ここで熱が回収されることで水を加熱して蒸気が生成され、この蒸気により発電用タービン37が駆動し、発電用タービン37の駆動力により発電機38が発電する。そのため、液体燃料から発生した余剰燃料であるボイルオフガスを燃焼して電力に変換することで、効率良く処理することができると共に、設備の大型化を抑制することができる。
Therefore, the boil-off gas generated from the liquid fuel stored in the
第1実施形態のガス処理システムでは、空気供給装置33は、電動モータ34によりファンを駆動するものであり、発電機38により発電した電力を電動モータ34の電力として使用している。従って、電動モータ34を駆動するために外部から供給する電力を減少することができ、運転コストを低減することができる。
In the gas treatment system of the first embodiment, the
第1実施形態のガス処理システムでは、貯留タンク11に貯留する液体燃料を液化水素としている。従って、液化水素は、硫黄分や重金属などの有毒物質を含まないことから、排熱回収ボイラ35の高温腐食や低温腐食の発生を防止することができ、長期間にわたる運転が可能となり、メンテナンスコストを低減することができる。そして、燃焼生成物が水だけであり、ガス処理装置が不要となり、大量の余剰燃料ガスを処理することができる。また、ボイルオフガスは、炭素を含まないことから煤などの発生がなく、排熱回収ボイラ35の伝熱管の汚れや摩耗の発生を抑制することができる。そして、伝熱管の汚れや摩耗の発生を抑制されることから、排ガス流路の閉塞がほとんどなく、伝熱管の配置ピッチ狭くして設備のコンパクト化が可能となる。
In the gas treatment system of the first embodiment, the liquid fuel stored in the
また、空気供給装置33による吸い込み空気量を調整することで、燃焼装置31の出口ガス温度を制御し、排熱回収ボイラ35の仕様に応じた温度に調整することができる。また、燃焼装置31が高い空気比で燃焼させることから、排ガス中の水蒸気分圧が低下して露点も下がることから、排熱回収ボイラ35の伝熱管の表面での水の凝縮や腐食の心配もない。
Further, by adjusting the amount of intake air by the
[第2実施形態]
図2は、第2実施形態のガス処理システムを表す概略構成図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the gas treatment system of the second embodiment. It should be noted that members having the same functions as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
第2実施形態のガス処理システムは、図2に示すように、第2燃料供給ラインL2から分岐して設けられている。ガス処理システムは、燃焼装置31と、空気供給装置33と、排熱回収ボイラ35と、発電用タービン37と、発電機38とを備えている。
As shown in FIG. 2, the gas treatment system of the second embodiment is provided so as to branch from the second fuel supply line L2. The gas processing system includes a
空気供給装置33は、空気供給ラインL12を介して燃焼装置31に接続されている。空気供給装置33は、空気取込ラインL13が設けられており、機関室内の空気を空気取込ラインL13から取り込んで、空気供給ラインL12を通して燃焼装置31に供給する。この空気供給装置33は、蒸気モータ41により駆動するファンである。燃焼装置31は、ガス処理ラインL11から供給された余剰燃料ガス(ボイルオフガス)と空気供給ラインL12から供給された空気とを混合して燃焼する。
The
排熱回収ボイラ35は、燃焼装置31から排出された排ガスの熱を回収して蒸気を生成する。排熱回収ボイラ35は、給水ラインL15と、気水分離ドラム36と、循環ラインL16と、蒸気ラインL17とを備えている。発電用タービン37は、排熱回収ボイラ35により生成された蒸気により駆動回転するものであり、同軸上に発電機38が連結されている。排熱回収ボイラ35で生成された蒸気は、蒸気ラインL17を介して発電用タービン37に供給される。
The exhaust
この蒸気ラインL17は、三方弁42が設けられており、三方弁42から空気供給装置33の蒸気モータ41に向けて分岐蒸気ラインL21が設けられている。三方弁42は、排熱回収ボイラ35からの蒸気を蒸気ラインL17により発電用タービン37に供給すると共に、分岐蒸気ラインL21により蒸気モータ41に供給する。排熱回収ボイラ35により生成された蒸気の一部は、空気供給装置33の蒸気モータ41に送られ、蒸気モータ41によりファンを駆動する。ここで、発電用タービン37に供給する蒸気量と、蒸気モータ41に供給される蒸気量との割合は、発電用タービン37の容量と蒸気モータ41の容量に応じて適宜設定される。
The steam line L17 is provided with a three-
発電機38は、給電ラインL18を介して蓄電装置43が接続されている。発電機38は、発電用タービン37の駆動力により発電した電力を給電ラインL18から蓄電装置43に送り、蓄電装置43は蓄電する。
The
なお、第2実施形態のガス処理システムの作動は、第1実施形態とほぼ同様であることから省略する。 Note that the operation of the gas treatment system of the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, and will therefore be omitted.
このように第2実施形態のガス処理システムにあっては、空気供給装置33は、蒸気モータ41でファンを駆動するものであり、排熱回収ボイラ35により生成された蒸気の一部を蒸気モータ41のファンの動力として使用している。従って、電動モータファンを用いた空気供給装置に比べて、駆動するための電力を減少することができ、運転コストを低減することができる。
As described above, in the gas treatment system of the second embodiment, the
[第3実施形態]
図3は、第3実施形態のガス処理システムを表す概略構成図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the gas treatment system of the third embodiment. It should be noted that members having the same functions as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
第3実施形態のガス処理システムは、図3に示すように、第2燃料供給ラインL2から分岐して設けられている。ガス処理システムは、燃焼装置31と、空気供給装置33と、排熱回収ボイラ35と、発電用タービン37と、発電機38とを備えている。
As shown in FIG. 3, the gas treatment system of the third embodiment is branched from the second fuel supply line L2. The gas processing system includes a
空気供給装置33は、空気供給ラインL12を介して燃焼装置31に接続されている。空気供給装置33は、空気取込ラインL13が設けられており、機関室内の空気を空気取込ラインL13から取り込んで、空気供給ラインL12を通して燃焼装置31に供給する。燃焼装置31は、ガス処理ラインL11から供給された余剰燃料ガス(ボイルオフガス)と空気供給ラインL12から供給された空気とを混合して燃焼する。
The
排熱回収ボイラ35は、燃焼装置31から排出された排ガスの熱を回収して蒸気を生成する。排熱回収ボイラ35は、給水ラインL15と、気水分離ドラム36と、循環ラインL16と、蒸気ラインL17とを備えている。発電用タービン37は、排熱回収ボイラ35により生成された蒸気により駆動回転するものであり、同軸上に発電機38が連結されている。排熱回収ボイラ35で生成された蒸気は、蒸気ラインL17を介して発電用タービン37に供給される。発電機38は、発電用タービン37が駆動回転することで発電した電力を給電ラインL18から空気供給装置33の電動モータ34に供給する。
The exhaust
排熱回収ボイラ35は、熱回収した排ガスを排出するガス排出ラインL31が設けられている。ガス排出ラインL31は、基端部が排熱回収ボイラ35の出口に接続され、先端部が水分分離装置51に接続されている。水分分離装置51は、排ガス中の水分(水蒸気)を分離するものであり、排ガス供給ラインL32の基端部と水処理ラインL33の基端部が接続されている。排ガス供給ラインL32は、送風機52が設けられ、先端部が空気供給ラインL12に接続されている。一方、水処理ラインL33は、先端部が図示しない水処理装置または船外に接続されている。
The exhaust
なお、排ガス供給ラインL32を空気供給ラインL12に接続したが、この構成に限定されるものではない。例えば、排ガス供給ラインL32を空気取込ラインL13に接続してもよく、または、空気供給装置33が配置される機関室に接続してもよい。また、排ガス供給ラインL32を空気供給ラインL12、空気取込ラインL13、機関室に接続することで、空気供給装置33の動力により排ガスを吸引することができ、必要に応じて送風機52をなくしてもよい。
Although the exhaust gas supply line L32 is connected to the air supply line L12, the configuration is not limited to this. For example, the exhaust gas supply line L32 may be connected to the air intake line L13, or may be connected to the engine room in which the
また、ガス処理システム(燃焼装置31)の起動時、空気供給装置33は、機関室内の空気を燃焼装置33に供給し、ガス処理システム(燃焼装置31)が起動して所定時間が経過した定常運転時、空気供給装置33は、排ガス供給ラインL32からの排ガスを燃焼装置31に供給する。
Further, when the gas processing system (combustion device 31) is started, the
ここで、第3実施形態のガス処理システムの作動について説明する。 Here, the operation of the gas treatment system of the third embodiment will be described.
ガス処理システムにより余剰燃料ガスとしてのボイルオフガスを処理するとき、電磁弁17と切替弁32を開放し、シールバルブ18、開閉弁19、電磁弁21a,21b,21c、開閉弁22a,22b,22cを閉止する。また、燃焼装置31と空気供給装置33と排熱回収ボイラ35と送風機52などを稼働する。
When the boil-off gas as the surplus fuel gas is processed by the gas processing system, the
すると、貯留タンク11で発生したボイルオフガスは、第2燃料供給ラインL2を流れ、ガス処理ラインL11を通して燃焼装置31に供給される。また、空気供給装置33は、機関室内の空気を空気取込ラインL13から取り込み、空気供給ラインL12を通して燃焼装置31に供給する。燃焼装置31は、供給されたボイルオフガスと空気とを混合して燃焼する。
Then, the boil-off gas generated in the
燃焼装置31は、ボイルオフガスと空気との混合気を燃焼すると、排ガスが発生し、この排ガスが排ガスラインL14を通して排熱回収ボイラ35に供給される。排熱回収ボイラ35にて、給水が給水ラインL15により気水分離ドラム36に送られ、気水分離ドラム36内の給水が循環ラインL16を介して循環することで加熱されて蒸気を生成し、気水分離ドラム36で生成された蒸気が蒸気ラインL17に送られる。排熱回収ボイラ35で生成された蒸気は、蒸気ラインL17を介して発電用タービン37に供給され、発電用タービン37がこの蒸気により駆動回転し、発電機38は、発電用タービン37が駆動回転することで発電する。そして、発電機38により発電された電力が給電ラインL18を通して空気供給装置33の電動モータ34に供給され、空気供給装置33を作動する。
When the
また、排熱回収ボイラ35は、熱回収した排ガスがガス排出ラインL31に排出され、水分分離装置51により排ガス中の水蒸気が分離された後、排ガス供給ラインL32を通して空気供給ラインL12(または、空気取込ラインL13)に供給される。そのため、空気供給装置33は、機関室からの空気の取込量が減少する。機関室は、内部の空気が空気供給装置33により吸入されて減少することから、図示しない外気取込装置により外部の空気を機関室内に取り込んでいる。そこで、排熱回収ボイラ35で熱回収した排ガスを空気供給装置33に供給することで、機関室からの空気の取込量が減少し、外気取込装置の駆動力が減少する。
In the exhaust
このように第3実施形態のガス処理システムにあっては、排熱回収ボイラ35で熱を回収された排ガスを空気供給装置33に供給する排ガス供給ラインL32を設けている。従って、空気供給装置33の動力を低減することができ、また、排ガスは、窒素や酸素を含んでいることから、これを燃焼装置31に供給することで、燃焼装置31の燃焼温度を低減することができる。
As described above, in the gas treatment system of the third embodiment, the exhaust gas supply line L32 for supplying the exhaust gas, the heat of which has been recovered by the exhaust
第3実施形態のガス処理システムでは、排ガス供給ラインL32に水分分離装置51を設けている。従って、排熱回収ボイラ35で熱回収した排ガスから水分を分離して空気供給装置33に供給することから、燃焼装置31への水分の混入が抑制され、燃焼性を向上させることができる。
In the gas treatment system of the third embodiment, the moisture separator 51 is provided in the exhaust gas supply line L32. Therefore, since the moisture is separated from the exhaust gas heat-recovered by the exhaust
第3実施形態のガス処理システムでは、排ガス供給ラインL32を空気供給装置33から燃焼装置31への空気供給ラインL12または空気供給装置33の空気取込ラインL13に接続している。従って、簡単な構成で容易に空気供給装置の動力を低減することができる。
In the gas treatment system of the third embodiment, the exhaust gas supply line L32 is connected to the air supply line L12 from the
第3実施形態のガス処理システムでは、空気供給装置33は、機関室内の空気を空気供給ラインL12により燃焼装置31に供給するものであり、排ガス供給ラインL32の先端部を空気供給ラインL12に接続している。従って、既存の空気供給装置33の動力により排ガスを燃焼装置31に供給することができ、簡単な構成で容易に空気供給装置の動力を低減することができる。
In the gas treatment system of the third embodiment, the
第3実施形態のガス処理システムでは、空気供給装置33は、機関室内の空気を空気取込ラインL13から取り込んで燃焼装置31に供給するものであり、排ガス供給ラインL32の先端部を機関室または空気取込ラインL13に接続している。既存の空気供給装置33の動力により排ガスを燃焼装置31に供給することができ、簡単な構成で容易に空気供給装置の動力を低減することができる。
In the gas treatment system of the third embodiment, the
第3実施形態のガス処理システムでは、ガス処理システム(燃焼装置31)の起動時、空気供給装置33が機関室内の空気を燃焼装置33に供給し、ガス処理システム(燃焼装置31)が起動して所定時間が経過した定常運転時、空気供給装置33が排ガス供給ラインL32からの排ガスを燃焼装置31に供給する。従って、排ガスを循環して有効利用することで、機関室に取り込む空気の量が減少し、空気導入装置の動力コストを低減することができる。
In the gas treatment system of the third embodiment, when the gas treatment system (combustion device 31) is activated, the
11 貯留タンク
12 主ボイラ
13 供給ポンプ
20a,20b,20c バーナ
31 燃焼装置
32 切替弁
33 空気供給装置
34 電動モータ
35 排熱回収ボイラ(熱交換器)
36 気水分離ドラム
37 発電用タービン
38 発電機
41 蒸気モータ
42 三方弁
43 蓄電装置
51 水分分離装置
52 送風機
L1 第1燃料供給ライン
L2 第2燃料供給ライン
L3a,L3b,L3c 分岐ライン
L11 ガス処理ライン
L12 空気供給ライン
L13 空気取込ライン
L14 排ガスライン
L15 給水ライン
L16 循環ライン
L17 蒸気ライン
L18 給電ライン
L21 分岐蒸気ライン
L31 ガス排出ライン
L32 排ガス供給ライン
L33 水処理ライン
11
36 Air-
Claims (8)
前記液化水素から発生するボイルオフガスを燃焼する燃焼装置と、
前記燃焼装置に空気を供給する空気供給装置と、
前記燃焼装置から排出された排ガスの熱を回収して蒸気を生成する熱交換器と、
前記熱交換器により生成された蒸気により駆動するタービンと、
前記タービンの駆動力により発電する発電機と、
を備えることを特徴とするガス処理システム。 A tank for storing liquid hydrogen,
A combustion device for burning boil-off gas generated from the liquefied hydrogen,
An air supply device for supplying air to the combustion device,
A heat exchanger that recovers the heat of the exhaust gas discharged from the combustion device to generate steam,
A turbine driven by steam generated by the heat exchanger,
A generator for generating power by the driving force of the turbine,
A gas treatment system comprising:
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