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公開番号2024117749
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-29
出願番号2024021027
出願日2024-02-15
発明の名称二酸化炭素リッチガスを液化するための方法及び装置
出願人レール・リキード-ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類F25J 1/00 20060101AFI20240822BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】二酸化炭素リッチガスを液化するための方法及び装置を提供する。
【解決手段】二酸化炭素リッチガス1を液化するための装置であって、本装置は、第1の熱交換器E1と、第2の熱交換器EC101と、タービンT1及びポンプP1を備える有機ランキンサイクルと、液化天然ガスLNG流れを、加熱流を形成するように加熱される第1の熱交換器に送るための手段と、加熱流を天然ガスNGの流れを形成する第2の熱交換器で加熱されるように送るための手段と、二酸化炭素リッチガスの1つのストリーム又は複数のストリームのみを、加熱流との間接的な熱交換によって少なくとも部分的に液化されるように第2の熱交換器に送るための手段と、を備え、有機ランキンサイクルは、熱のすべてを第1の熱交換器に供給するために第1の熱交換器に接続されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも１つのガスを液化するための方法であって、液化された１つのガス又は液化されたすべてのガスは二酸化炭素に富み、前記方法において、
ｉ）液化天然ガス（ＬＮＧ）若しくは天然ガスの流れ、又は超臨界天然ガスの流れであって最大でも－１００℃である流れが、第１の熱交換器（Ｅ１）に送られ、前記第１の熱交換器（Ｅ１）において加熱されて加熱流を形成し、
ｉｉ）前記加熱流が第２の熱交換器（ＥＣ１０１）で加熱され、０℃よりも高い温度の天然ガス（ＮＧ）の流れを形成し、
ｉｉｉ）少なくとも２０バールｇの圧力の二酸化炭素リッチガス（１）の少なくとも１つのストリームが、前記第２の熱交換器に送られて前記加熱流との間接的な熱交換を通して少なくとも部分的に液化し、少なくとも部分的に液化したストリームが、前記第２の熱交換器を出て、ここで、二酸化炭素リッチガスの前記ストリームのいずれの部分も前記第１の熱交換器に送られず、
ｉｖ）有機ランキンサイクル（４、４３、４５、４７、Ｔ１、Ｐ１）が、前記有機ランキンサイクルのタービン（Ｔ１）で膨張された膨張ガス（４３）を前記第１の熱交換器に送ることによって前記第１の熱交換器に熱を供給し、前記膨張ガスは、前記第１の熱交換器で液化して液体（４５）を形成し、前記液体はポンプ（Ｐ１）によって加圧され、前記加圧された液体は、前記第１の熱交換器で加熱され、次いで、前記タービンに送られる前に、前記第２の熱交換器で加熱される、方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記液化天然ガス（ＬＮＧ）は、前記第１の熱交換器（Ｅ１）で気化される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
加圧された前記液体は、前記第１の熱交換器（Ｅ１）で少なくとも部分的に気化される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
加圧された前記液体又は少なくとも部分的に気化された加圧された前記液体（４９）は、－１０℃～－５０℃で前記第２の熱交換器（ＥＣ１０１）に入る、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも４０バールｇの圧力の第２のＣＯ２リッチ流（８）が、前記第２の熱交換器（ＥＣ１０１）で液化されて第２の液化されたストリームを形成し、前記第２のＣＯ２リッチ流のいずれの部分も前記第１の熱交換器に送られない、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の熱交換器を出た部分的に液化された前記ストリーム（１３）は、部分的な凝縮及び／又は蒸留（Ｃ）によって分離されてＣＯ２リッチ液体生成物（３３）及びＣＯ２含有ガス（２３）を形成し、前記ＣＯ２含有ガス（２３）は、２０バールｇを下回る圧力で前記二酸化炭素リッチガスのストリームに戻され、圧縮機（Ｋ１０１－２）で前記二酸化炭素リッチガスのストリームと共に圧縮される、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の熱交換器（ＥＣ１０１）を出た部分的に液化された前記ストリームは、部分的な凝縮及び／又は蒸留（Ｃ）によって分離されてＣＯ２リッチ液体生成物（１４）及びＣＯ２含有ガス（３４）を形成し、前記ＣＯ２含有ガスの少なくとも一部（１７）は、前記第２の熱交換器で加熱される、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記タービン（Ｔ１）に接続された発電機によって電気が発生される、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の熱交換器は２つの端部を有し、前記液化天然ガス（ＬＮＧ）又は天然ガス又は超臨界天然ガスの流れは、前記第１の熱交換器（Ｅ１）の第１の端部に送られ、前記タービン（Ｔ１）で膨張された前記膨張ガスは、前記第１の熱交換器の他方の端部に送られる、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の熱交換器（Ｅ１）内の前記液化天然ガス（ＬＮＧ）又は天然ガス又は超臨界天然ガスの流れを加熱するための熱のすべてが、前記有機ランキンサイクルから生じる、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素リッチガスを液化するための方法及び装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素リッチガスは、少なくとも９０ｍｏｌ％の二酸化炭素、好ましくは少なくとも９５ｍｏｌ％の二酸化炭素、又は更には少なくとも９９ｍｏｌ％の二酸化炭素を含有する。
【０００３】
液化天然ガス（ＬＮＧ）基地において、ＬＮＧは、極低温条件下で低圧で貯蔵される。それをガス状で使用し、長距離にわたってガスパイプラインを通して輸送するためには、ＬＮＧを圧送及び気化させる必要がある。世界中に設置されている大部分のＬＮＧ基地において、この気化は、いくらかの海水を加熱手段として使用することによって、又はいくらかの天然ガスを燃やすことで生成される燃焼ガスを使用することによって行われる。両方の事例において、冷熱は単に周囲に失われていき、これは非効率である。
【０００４】
近年では、有機ランキンサイクルの使用が探究されており、実証設備が世界で設置され始めている。その方法は、加熱手段として純粋成分又は混合成分を使用することに依拠する。
【０００５】
ランキンサイクルは、地熱回収などの用途のために作動流体である水を用いて機能することができるが、低い温度で蒸発する有機流体を使用することにより、低い温度の冷熱源を利用することが可能となる。そしてこれは、有機ランキンサイクル（ＯＲＣ）と呼ばれる。
【０００６】
ＯＲＣサイクルは、従来、冷熱源としてＬＮＧを、熱源として海水を使用して工業化されているが、気化されたＬＮＧ１トン当たり２０ｋＷｈ、すなわち、０．０１５ｋＷｈ／Ｎｍ
３
のオーダという、比較的低いエネルギー収量を有する。
【０００７】
ＷＯ２０２１／０１９１３２Ａ１には、ＬＮＧの温度に近い温度でガスが液化され、液化のためにいくらかの冷熱エネルギーを供給する方法が記載されている。そのため、これはそのような温度では固体となる二酸化炭素リッチガスを液化することには好適ではない。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の１つの主題によれば、少なくとも１つのガスを液化するための方法が提供され、液化された１つのみのガス又は液化されたすべてのガスは二酸化炭素に富み、本方法において、
ｉ）液化天然ガス又は天然ガス又は超臨界天然ガスの流れであって最大でも－１００℃である流れが、第１の熱交換器に送られ、第１の熱交換器において加熱されて加熱流を形成し、
ｉｉ）加熱流が第２の熱交換器で加熱され、０℃よりも高い温度の天然ガスの流れを形成し、
ｉｉｉ）少なくとも２０バールｇの圧力の二酸化炭素リッチガスのストリームが、第２の熱交換器に送られて加熱流との間接的な熱交換を通して少なくとも部分的に液化し、少なくとも部分的に液化したストリームが、第２の熱交換器を出て、
ｉｖ）有機ランキンサイクルが、サイクルのタービンで膨張された膨張ガスを第１の熱交換器に送ることによって第１の熱交換器に熱を供給し、膨張ガスは、第１の熱交換器で液化して液体を形成し、液体はポンプによって加圧され、加圧された液体は、第１の交換器で加熱され、次いで、タービンに送られる前に、第２の交換器で加熱される。
【０００９】
他の任意選択の態様によれば、以下である。
【００１０】
・液化天然ガスは、第１の熱交換器で気化される。
（【００１１】以降は省略されています）

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