JP2001010990A - Device for producing methane hydrate and method for producing the same - Google Patents
Device for producing methane hydrate and method for producing the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、メタンハイドレー
トの製造装置および製造方法に係り、特に装置内壁面等
へのハイドレートの付着を防止して前記ハイドレートを
効率よく製造することができる、メタンハイドレートの
製造装置および製造方法に関する。The present invention relates to an apparatus and a method for producing methane hydrate, and more particularly to a method and apparatus for producing methane efficiently by preventing hydrate from adhering to an inner wall surface of the apparatus. The present invention relates to an apparatus and a method for producing methane hydrate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ガスハイドレートは天然ガス、二酸化炭
素などの、ガスと水との水和包接化合物であり、天然ガ
スの主成分がメタンであることから、天然ガスハイドレ
ートはメタンハイドレートと呼ばれている。メタンハイ
ドレート（以下、ＮＧＨと呼称する。なお、一般にはＭ
Ｈともいう。）は、外見がシャーベット氷に似ており、
また火を近づけると穏やかに燃えて水を生じる。このよ
うなＮＧＨは、高密度であり、メタン包蔵性があり、さ
らに解離に伴う冷熱の発生量が氷と同等、またはそれ以
上に大きいことから、天然ガスの貯蔵、輸送、供給技術
および潜熱蓄冷熱技術への利用が考えられている。すな
わち、クリーンエネルギーである天然ガス（ＮＧ）は、
世界的にも今後益々需要伸長が見込まれるが、ＬＮＧの
製造にはメタンガスの圧縮液化に大量のエネルギーが必
要となるので、ＬＮＧに代わる省エネ型の軽質炭化水素
利用技術としてＮＧＨが注目されている。しかしなが
ら、ＮＧＨは、日本を取り巻く海底の大陸縁辺部等に堆
積層として天然に存在することが確認されているもの
の、その製造装置および製造方法は技術的に確立されて
おらず、その開発が望まれていた。2. Description of the Related Art Gas hydrate is a hydrate inclusion compound of gas and water such as natural gas and carbon dioxide. Natural gas hydrate is methane hydrate because natural gas is mainly composed of methane. is called. Methane hydrate (hereinafter referred to as NGH. In general, M
Also called H. ) Is similar in appearance to sherbet ice,
When the fire is brought near, it burns gently and produces water. Such NGH has a high density, has a methane-encapsulating property, and generates a small amount of cold heat due to dissociation, which is equal to or larger than ice. Therefore, natural gas storage, transport, supply technology and latent heat storage Application to thermal technology is considered. That is, natural gas (NG), which is clean energy,
Global demand is expected to grow further in the future, but since LNG production requires a large amount of energy to compress and liquefy methane gas, NGH is attracting attention as an energy-saving light hydrocarbon utilization technology that replaces LNG. . However, although it has been confirmed that NGH naturally exists as a sedimentary layer on the continental margins of the sea floor surrounding Japan, its production equipment and production method have not been technically established and its development is expected. Was rare.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
従来技術に鑑み、効率よくメタンハイドレートを製造す
るとともにこれを安定貯蔵することができる、メタンハ
イドレートの製造装置および製造方法を提供することに
ある。DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for producing methane hydrate which can efficiently produce methane hydrate and stably store it in view of the above prior art. Is to do.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 （１）天然ガスと水を所定の高圧下に接触させてハイド
レートを製造するメタンハイドレートの製造装置であっ
て、前記所定の高圧に耐え得る耐圧容器と、該耐圧容器
内を上下二つのスペースに区画する多孔質板と、上部ス
ペース内に設けられたスクレーパ装置と、前記上部スペ
ースの外周面に２段以上に配置された冷媒蒸発器と、該
冷媒蒸発器に冷媒を供給する冷凍機と、前記上部スペー
スの底部に原料水を供給する手段と、前記下部スペース
に天然ガスを供給する手段とを有することを特徴とする
メタンハイドレートの製造装置。 （２）前記スクレーパ装置が、前記耐圧容器の上部スペ
ースの内壁面に沿った胴部を形成する複数のスクレーパ
刃と、該胴部を支持する上下の支持腕とを有するスクレ
ーパ本体と、該スクレーパ本体を回転自在に支持する支
持部材とを有することを特徴とする上記（１）に記載の
メタンハイドレートの製造装置。Means for Solving the Problems To solve the above problems, the invention claimed in the present application is as follows. (1) A methane hydrate producing apparatus for producing hydrate by bringing natural gas and water into contact with each other under a predetermined high pressure, comprising: a pressure vessel capable of withstanding the predetermined high pressure; A porous plate for partitioning into a space, a scraper device provided in the upper space, a refrigerant evaporator arranged in two or more stages on an outer peripheral surface of the upper space, and a refrigerator for supplying a refrigerant to the refrigerant evaporator And a means for supplying raw water to the bottom of the upper space, and a means for supplying natural gas to the lower space. (2) The scraper device includes: a plurality of scraper blades forming a body along an inner wall surface of an upper space of the pressure-resistant container; a scraper body including upper and lower support arms for supporting the body; The apparatus for producing methane hydrate according to the above (1), further comprising: a support member that rotatably supports the main body.
【０００５】（３）前記スクレーパ本体の上下の支持腕
の上面または下面にナイフエッジ加工を施したことを特
徴とする上記（１）または（２）に記載のメタンハイド
レートの製造装置。 （４）前記耐圧容器の上部スペース出口にバッファータ
ンクを介してハイドレートの貯蔵タンクを連結し、該ハ
イドレート貯蔵タンクの底部と前記原料水の供給手段と
を連結したことを特徴とする上記（１）〜（３）の何れ
かに記載のメタンハイドレートの製造装置。 （５）前記ハイドレート貯蔵タンクの底部から液相を抜
き出して負荷熱交換器を経てハイドレート貯蔵タンクの
上部空間部または液相部に戻す放熱負荷配管を設けたこ
とを特徴とする上記（１）〜（４）の何れかに記載のメ
タンハイドレートの製造装置。(3) The apparatus for producing methane hydrate according to (1) or (2), wherein the upper or lower support arms of the upper and lower support arms of the scraper body are subjected to knife edge processing. (4) A hydrate storage tank is connected to the upper space outlet of the pressure vessel via a buffer tank, and the bottom of the hydrate storage tank is connected to the raw water supply means. The apparatus for producing methane hydrate according to any one of 1) to (3). (5) A heat-dissipating load pipe for extracting a liquid phase from the bottom of the hydrate storage tank and returning the liquid phase to the upper space portion or the liquid phase portion of the hydrate storage tank via the load heat exchanger is provided. ) The apparatus for producing methane hydrate according to any one of (4) to (4).
【０００６】（６）前記ハイドレート貯蔵タンクの気相
部から未反応の天然ガスを抜き出し、前記天然ガスの供
給手段に戻す還流配管を設けたことを特徴とする上記
（１）〜（５）の何れかに記載のメタンハイドレートの
製造装置。 （７）天然ガスと水を接触させてハイドレートを製造す
るメタンハイドレートの製造方法であって、耐圧容器内
の原料水に天然ガスを吹き込んで０〜６．５℃、２６〜
６０ｋｇ／ｃｍ2 雰囲気で前記原料水と天然ガスを接触
させることを特徴とするメタンハイドレートの製造方
法。 （８）前記耐圧容器が、多孔質板で区画された上部スペ
ースと下部スペースを有し、上部スペースから流出し、
耐圧容器後流のバッファータンクおよびハイドレートの
貯蔵タンクを経て前記耐圧容器の上部スペースに流入す
る原料水の循環流内に前記耐圧容器の下部スペースから
前記多孔質板を介して天然ガスの微細泡を吹き込むこと
を特徴とする上記（７）に記載のメタンハイドレートの
製造方法。(6) A reflux pipe is provided for extracting unreacted natural gas from the gas phase of the hydrate storage tank and returning the gas to the natural gas supply means. An apparatus for producing methane hydrate according to any one of the above. (7) A method for producing methane by producing hydrate by bringing natural gas into contact with water, wherein natural gas is blown into raw water in a pressure-resistant container at 0 to 6.5 ° C and 26 to 26 ° C.
A method for producing methane hydrate, comprising contacting the raw water with natural gas in an atmosphere of 60 kg / cm 2 . (8) the pressure vessel has an upper space and a lower space partitioned by a porous plate, and flows out of the upper space;
Fine bubbles of natural gas from the lower space of the pressure vessel through the porous plate into the circulating flow of the raw material water flowing into the upper space of the pressure vessel through the buffer tank and the hydrate storage tank downstream of the pressure vessel. The method for producing methane hydrate according to the above (7), wherein methane hydrate is blown.
【０００７】（９）前記耐圧容器の上部スペースの内壁
面に付着するハイドレートを、前記上部スペース内壁面
に沿った胴部を形成する複数のスクレーパ刃を有するス
クレーパ装置で掻き取ることを特徴とする上記（８）に
記載のメタンハイドレートの製造方法。 （１０）前記スクレーパ装置の上下の支持材に付着した
ハイドレートを前記スクレーパ装置のスクレーパ本体上
下の支持腕に設けられたナイフエッジで掻き取ることを
特徴とする上記（９）に記載のメタンハイドレートの製
造方法。 （１１）前記耐圧容器の上部スペース内の原料水、天然
ガスおよび生成したメタンハイドレートの混合物をバッ
ファータンクに導入し、該バッファータンクでメタンハ
イドレート含有量の多い混合物と少ない混合物とに分離
し、メタンハイドレートの含有量が多い混合物を後流の
ハイドレート貯蔵タンクに導入して前記生成したメタン
ハイドレートを貯蔵し、メタンハイドレートと重力分離
した原料水をハイドレート貯蔵タンクの底部から抜き出
して前記耐圧容器の上部スペースの底部に循環させるこ
とを特徴とする上記（８）〜（１０）の何れかに記載の
メタンハイドレートの製造方法。(9) The hydrate adhering to the inner wall surface of the upper space of the pressure vessel is scraped off by a scraper device having a plurality of scraper blades forming a body along the inner wall surface of the upper space. The method for producing methane hydrate according to the above (8). (10) The methane hydrate according to (9), wherein the hydrate adhering to the upper and lower supports of the scraper device is scraped off by knife edges provided on upper and lower support arms of the scraper body of the scraper device. Rate production method. (11) A mixture of raw water, natural gas and generated methane hydrate in the upper space of the pressure vessel is introduced into a buffer tank, and separated into a mixture having a high methane hydrate content and a mixture having a low methane hydrate content in the buffer tank. A methane hydrate-rich mixture is introduced into a downstream hydrate storage tank to store the produced methane hydrate, and methane hydrate and gravity-separated raw water are withdrawn from the bottom of the hydrate storage tank. The method for producing methane hydrate according to any one of the above (8) to (10), wherein the methane hydrate is circulated to the bottom of the upper space of the pressure vessel.
【０００８】（１２）前記ハイドレート貯蔵タンクの底
部から液相を抜き出し、負荷熱交換器を経てハイドレー
ト貯蔵タンクの上部空間部または液相内に戻し、発生す
る天然ガスを需要先に送給することを特徴とする上記
（８）〜（１１）の何れかに記載のメタンハイドレート
の製造方法。 （１３）前記ハイドレート貯蔵タンクの上部空間部内の
未反応の天然ガスを抜き出し、原料ガスとして再使用す
ることを特徴とする上記（８）〜（１２）の何れかに記
載のメタンハイドレートの製造方法。 （１４）前記耐圧容器内の温度調節を、耐圧容器の上部
スペースの外周面に配置した２段以上の冷媒蒸発器によ
って行うことを特徴とする上記（８）〜（１３）の何れ
かに記載のハイドレートの製造方法。(12) The liquid phase is extracted from the bottom of the hydrate storage tank, returned to the upper space of the hydrate storage tank or into the liquid phase through the load heat exchanger, and the generated natural gas is sent to the demand destination. The method for producing methane hydrate according to any one of the above (8) to (11). (13) The methane hydrate according to any of (8) to (12) above, wherein unreacted natural gas in the upper space portion of the hydrate storage tank is extracted and reused as a raw material gas. Production method. (14) The temperature adjustment in the pressure vessel is performed by two or more stages of refrigerant evaporators arranged on the outer peripheral surface of the upper space of the pressure vessel, according to any one of the above (8) to (13). Hydrate production method.
【０００９】本発明は、ＮＧＨの製造技術、蓄熱技術、
貯蔵技術および／または搬送技術を組み合わせたもので
あり、原料としての天然ガスを圧力容器内に吹き込んで
原料水と化学反応させるとともに、圧力容器内壁面に付
着するハイドレートを常時掻き取ることによって長時間
安定してハイドレートを製造することができるものであ
る。本発明において水は、ハイドレートを製造するため
の原料であるとともに、ハイドレート生成時の反応熱を
吸収して系外に排出する熱媒体としても機能する。The present invention relates to an NGH manufacturing technology, a heat storage technology,
A combination of storage technology and / or transport technology. Natural gas as a raw material is blown into a pressure vessel to cause a chemical reaction with the raw water, and the hydrate adhering to the inner wall of the pressure vessel is constantly scraped off. A hydrate can be produced stably over time. In the present invention, water is a raw material for producing hydrate, and also functions as a heat medium that absorbs the heat of reaction during hydrate generation and discharges it out of the system.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】次に、本発明を図面に基いて詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施例であるメタンガ
スハイドレートの製造装置の系統を示す図、図２は、図
１のII−II線矢示方向断面図、図３は、図１のスクレー
パ本体を示す平面図、図４は、図１におけるスクレーパ
本体のIV−IV線矢示方向断図、図５は、耐圧容器１とス
クレーパ本体の胴部を形成するスクレーパ刃との位置関
係を示す図である。図１において、この装置は、所定の
高圧に耐え得る耐圧容器１と、該耐圧容器１内を上下二
つのスペース、すなわち気液接触スペース２とガススペ
ース８に区画する多孔質板７と、前記気液接触スペース
２内に設けられたスクレーパ装置６と、前記気液接触ス
ペース２の外周面に２段またはそれ以上に配置された、
満液式、スプレー式またはコイル式蒸発器等からなる冷
媒蒸発器５と、該冷媒蒸発器５に冷媒を供給する冷凍機
１２と、前記気液接触スペース２の底部に原料水を供給
する手段としての原料水供給配管１８と、前記ガススペ
ース８に天然ガスを供給する手段としての原料ガス配管
１４とから主として構成されている。Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a system of a methane gas hydrate production apparatus according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a sectional view of the scraper main body in FIG. 1 taken along the line IV-IV, and FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between the pressure-resistant container 1 and a scraper blade forming the body of the scraper main body. It is. In FIG. 1, the apparatus comprises a pressure vessel 1 capable of withstanding a predetermined high pressure, a porous plate 7 which divides the interior of the pressure vessel 1 into two upper and lower spaces, that is, a gas-liquid contact space 2 and a gas space 8. A scraper device 6 provided in the gas-liquid contact space 2, and two or more stages disposed on the outer peripheral surface of the gas-liquid contact space 2;
A refrigerant evaporator 5 composed of a liquid-filled type, a spray type or a coil type evaporator, etc., a refrigerator 12 for supplying a refrigerant to the refrigerant evaporator 5, and a means for supplying raw water to the bottom of the gas-liquid contact space 2 , And a raw material gas pipe 14 as a means for supplying natural gas to the gas space 8.
【００１１】スクレーパ装置６は、耐圧容器１の気液接
触スペース２の内壁面に沿った胴部を形成する複数のス
クレーパ刃３１と、該胴部３３を支持する上下の支持腕
３０とを有するスクレーパ本体４と、該スクレーパ本体
４を回転自在に支持する支持部材としての上部支持材
３、下部支持部材（多孔質板７で兼用）、回転軸１０お
よび前記上部支持材３および多孔質板７に設けられた上
下の軸受９ならびに駆動モータ１１を有する。スクレー
パ本体４の上下の支持腕３０の上面または下面はナイフ
エッジ加工が施されている。また、耐圧容器１の気液接
触スペース２出口にはバッファータンク１６、出口配管
１９を介してハイドレートの貯蔵タンク２０が連結され
ており、該ハイドレート貯蔵タンク２０の底部と前記原
料水の供給手段としての原料水供給配管１８が連結され
ている。The scraper device 6 has a plurality of scraper blades 31 forming a body along the inner wall surface of the gas-liquid contact space 2 of the pressure-resistant container 1, and upper and lower support arms 30 for supporting the body 33. Scraper body 4, upper support member 3 as support member rotatably supporting scraper body 4, lower support member (also used as porous plate 7), rotating shaft 10, upper support member 3 and porous plate 7 The upper and lower bearings 9 and the drive motor 11 are provided. The upper or lower surfaces of the upper and lower support arms 30 of the scraper body 4 are subjected to knife edge processing. A hydrate storage tank 20 is connected to an outlet of the gas-liquid contact space 2 of the pressure-resistant container 1 via a buffer tank 16 and an outlet pipe 19, and the bottom of the hydrate storage tank 20 and the supply of the raw material water are connected. A raw water supply pipe 18 as a means is connected.
【００１２】さらに、この装置は、ハイドレート貯蔵タ
ンク２０の底部から液相を抜き出して負荷熱交換器２６
を経て融解スプレー装置２５からハイドレート貯蔵タン
ク２０の上部空間部または液相部に戻す放熱負荷配管２
８、前記ハイドレート貯蔵タンク２０の気相部から未反
応の天然ガスを抜き出して前記天然ガスの供給手段とし
ての原料ガス配管１４に戻す還流配管１５、および貯蔵
タンク２０の上部空間部に連結された製品ガス配管２４
を有している。なお、１３は、原料ガスクーラ、１７
は、添加剤タンク、２３は、製品ガスクーラ、２７は、
保冷材である。Further, this apparatus extracts the liquid phase from the bottom of the hydrate storage tank 20 and removes the liquid phase from the load heat exchanger 26.
Heat radiation load pipe 2 returning from the melt spray device 25 to the upper space portion or the liquid phase portion of the hydrate storage tank 20 through
8. A reflux pipe 15 for extracting unreacted natural gas from the gas phase of the hydrate storage tank 20 and returning it to the raw material gas pipe 14 as a supply means of the natural gas, and is connected to an upper space of the storage tank 20. Product gas piping 24
have. In addition, 13 is a raw material gas cooler, 17
Is an additive tank, 23 is a product gas cooler, 27 is
It is a cold insulator.
【００１３】このような構成において、貯蔵タンク２０
内の原料水２２は、原料ガスの導入を遮断した状態で、
前記貯蔵タンク２０の底部から抜き出され、図示省略し
た濃度コントローラによって添加剤タンク１７から所定
量の添加剤が添加されたのち、原料水供給配管１８を経
て所定圧力に調節された耐圧容器１の気液接触スペース
２の底部に、例えば図４に矢印３２として示したよう
に、少なくとも２箇所から、旋回流を形成するように導
入され、耐圧容器１内を上向流として上昇し、バッファ
ータンク１６および出口配管１９を経て前記貯蔵タンク
２０に戻る循環流を形成し、該循環流は前記耐圧容器１
の気液接触スペース２の外周面に、例えば２段に配置さ
れた冷媒蒸発器５で所定温度に冷却される。すなわち、
耐圧容器１の気液接触スペース２の内壁面が冷却面とな
る。このときスクレーパ装置６のスクレーパ本体４は、
例えば原料水の旋回流方向に約１２〜１２０ＲＰＭで回
転させておく。In such a configuration, the storage tank 20
The raw water 22 inside is in a state where the introduction of the raw gas is shut off.
After a predetermined amount of the additive is extracted from the bottom of the storage tank 20 and added from the additive tank 17 by a concentration controller (not shown), the pressure of the pressure-resistant container 1 is adjusted to a predetermined pressure via a raw water supply pipe 18. At a bottom portion of the gas-liquid contact space 2, for example, as shown by an arrow 32 in FIG. 16 and an outlet pipe 19 to form a circulating flow returning to the storage tank 20, the circulating flow being
The outer peripheral surface of the gas-liquid contact space 2 is cooled to a predetermined temperature by, for example, refrigerant evaporators 5 arranged in two stages. That is,
The inner wall surface of the gas-liquid contact space 2 of the pressure vessel 1 serves as a cooling surface. At this time, the scraper body 4 of the scraper device 6
For example, the raw water is rotated at about 12 to 120 RPM in the swirling direction.
【００１４】原料水の循環流が所定温度になった時点
で、原料ガスである天然ガスが、原料ガスクーラ１３で
所定温度に冷却されたのち原料ガス配管１４を経て耐圧
容器１のガススペース８に導入され、多孔質板７で微細
泡化したのち前記原料水の循環流内に噴射され、例えば
約０〜６．５℃、約２６〜６０ｋｇ／ｃｍ2 雰囲気で原
料水と接触、混合してメタンハイドレートを生成する。
このとき気液接触スペース２の内壁面に付着するハイド
レートは、スクレーパ装置６の回転するスクレーパ本体
４の胴部３３を構成するスクレーパ刃３１によって掻き
取られる。また、スクレーパ上部支持材３および多孔質
板７表面に付着したハイドレートはスクレーパ本体４の
スクレーパ支持碗３０に設けられたナイフエッジによっ
て掻き取られる。When the circulating flow of the raw water reaches a predetermined temperature, the natural gas, which is a raw gas, is cooled to a predetermined temperature by a raw gas cooler 13, and then passes through a raw gas pipe 14 to a gas space 8 of the pressure-resistant container 1. After being introduced and finely foamed by the porous plate 7, it is injected into the circulating flow of the raw water, and is contacted and mixed with the raw water at about 0 to 6.5 ° C. and about 26 to 60 kg / cm 2 atmosphere, for example. Produces methane hydrate.
At this time, the hydrate adhering to the inner wall surface of the gas-liquid contact space 2 is scraped off by the scraper blade 31 constituting the body 33 of the rotating scraper body 4 of the scraper device 6. The hydrate adhering to the scraper upper support member 3 and the surface of the porous plate 7 is scraped off by a knife edge provided on the scraper support bowl 30 of the scraper body 4.
【００１５】生成したメタンハイドレートと原料水と天
然ガス（ＮＧ）の混合スラリは、耐圧容器１の気液接触
スペース２から流出して後流のバッファータンク１６に
流入し、ここでハイドレート含有量の多いスラリと少な
いスラリとに分離され、ハイドレート含有量の多いスラ
リは出口配管１９を経て後流の貯蔵タンク２０に流入
し、前記生成したハイドレートが貯蔵される。貯蔵タン
ク２０に流入したスラリは重力分離により上部空間部の
未反応天然ガスと、液相部上部のハイドレート２１と、
液相部下部の原料水２２に分離し、原料水２２は、原料
水供給配管１８を経て前記耐圧容器１の気液接触スペー
ス２に循環される。一方、未反応天然ガスは貯留タンク
２０の上部空間部に貯留されるが、貯蔵タンク２０内の
圧力が一定に制御されるので、ガス還流配管１５を経て
原料ガス配管１４に戻されて原料ガスとして再使用され
る。The generated mixed slurry of methane hydrate, raw water and natural gas (NG) flows out of the gas-liquid contact space 2 of the pressure-resistant vessel 1 and flows into the buffer tank 16 downstream, where the hydrate containing hydrate is contained. The slurry having a large amount of hydrate is separated into a slurry having a large amount and a slurry having a small amount of hydrate, and flows into a downstream storage tank 20 via an outlet pipe 19, where the generated hydrate is stored. The slurry flowing into the storage tank 20 is separated by gravity separation into unreacted natural gas in the upper space, hydrate 21 in the upper part of the liquid phase,
The raw water 22 is separated into raw water 22 at the lower part of the liquid phase, and the raw water 22 is circulated through the raw water supply pipe 18 to the gas-liquid contact space 2 of the pressure vessel 1. On the other hand, the unreacted natural gas is stored in the upper space of the storage tank 20, but since the pressure in the storage tank 20 is controlled to be constant, the unreacted natural gas is returned to the source gas pipe 14 via the gas recirculation pipe 15 and is returned to the source gas pipe 14. Will be reused as
【００１６】本実施例によれば、原料水に天然ガスの気
泡を吹き込む気泡塔方式を採用したことにより、ＮＧＨ
の化学反応過程で生じる発熱量を前記原料水を介して系
外に効率よく排出することができるので、ＮＧＨを効率
よく、かつ連続的に製造することができる。本実施例に
よれば、耐圧容器１の気液接触スペース２内にスクレー
パ装置６を設けたことにより、該気液接触スペース２の
冷却面に付着するハイドレートを常時掻き取ること、物
理的により正確な説明をすれば、ハイドレート付着層と
言うより冷却面近傍に形成される過冷却境界層を攪乱混
合することができるので、強制対流による伝熱効果が向
上し、効率よく、かつ連続的にハイドレートを製造する
ことができる。According to the present embodiment, by employing a bubble column system in which natural gas bubbles are blown into the raw water, the NGH
Can be efficiently discharged to the outside of the system via the raw material water, so that NGH can be efficiently and continuously produced. According to the present embodiment, by providing the scraper device 6 in the gas-liquid contact space 2 of the pressure-resistant container 1, the hydrate adhering to the cooling surface of the gas-liquid contact space 2 can be constantly scraped, and physically To give an accurate explanation, it is possible to disturb and mix the supercooled boundary layer formed near the cooling surface rather than the hydrate adhesion layer, so that the heat transfer effect by forced convection is improved, and efficient and continuous Hydrate can be produced.
【００１７】本実施例において、スクレーパ上部支持材
３は、例えば図２に示したように、耐圧容器１の断面円
形の中心軸を通る棒状部材を組み合わせたものであり、
ハイドレートスラリの流れを阻害しない範囲で適当な形
状が選択される。スクレーパ腕３０の形状は、図３に示
したように、例えばスクレーパ本体４の上下面の円形中
心軸を通る２本の棒状部材を組み合わせたものからなる
が、円周面上に複数配置されたスクレーパ刃３１からな
る胴部３３を支持することができるものであれば特に限
定されない。In this embodiment, the scraper upper support member 3 is formed by combining a rod-shaped member passing through a center axis of a circular cross section of the pressure-resistant container 1 as shown in FIG. 2, for example.
An appropriate shape is selected within a range that does not hinder the flow of the hydrate slurry. As shown in FIG. 3, the shape of the scraper arm 30 is, for example, a combination of two rod-shaped members passing through a circular central axis on the upper and lower surfaces of the scraper body 4, but a plurality of the scraper arms 30 are arranged on the circumferential surface. There is no particular limitation as long as it can support the trunk 33 composed of the scraper blade 31.
【００１８】本実施例においてスクレーパ本体４の胴部
３３を形成するスクレーパ刃３１の厚さは、例えば約３
〜３０ｍｍ、好ましくは約５〜１５ｍｍ程度であり、そ
の数は、特に限定されないが、通常２〜１２枚、例えば
図４に示したように４枚とされる。スクレーパ刃３１の
形状は、図５に示すように、スクレーパ本体４の回転方
向に凸状の刃型を設けたもの、または翼型とすることが
好ましい。これによって、気液接触スペース２の内壁面
近傍の過冷却層の攪乱効果が向上し、かつ機械的強度を
確保することができる。なお、スクレーパ本体４は、単
なる円筒状の帯板であってもある程度の過冷却層の攪乱
効果を得ることができる。In this embodiment, the thickness of the scraper blade 31 forming the body 33 of the scraper body 4 is, for example, about 3
It is about 30 to 30 mm, preferably about 5 to 15 mm, and the number is not particularly limited, but is usually 2 to 12, for example, 4 as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the shape of the scraper blade 31 is preferably a blade provided with a blade shape that is convex in the rotation direction of the scraper main body 4 or an airfoil. Thereby, the effect of disturbing the supercooled layer near the inner wall surface of the gas-liquid contact space 2 is improved, and mechanical strength can be ensured. In addition, even if the scraper main body 4 is a simple cylindrical strip, a certain degree of effect of disturbing the supercooled layer can be obtained.
【００１９】本実施例において、気液接触スペース２の
内壁面とスクレーパ本体４の胴部を形成するスクレーパ
刃３１との間隔は、約０．５〜５ｍｍ、好ましくは約１
〜２ｍｍ程度である。本実施例において、耐圧容器１の
内壁面、スクレーパ本体４、スクレーパ支持材３、多孔
質板７等の表面へのガスハイドレートの付着を防止する
ために、その表面を改質処理、例えば超撥水剤をコーテ
ィングすることが好ましい。コーティング剤としては、
例えばアルキル基やフッ素置換疎水性基を有するシラ
ン、クロロシラン、シラザンのいわゆるシラン化合物
や、ジメチルポリシロキサン、アルキル基を有するチタ
ネートカップリング剤、アルミニウム系カップリング剤
等が用いられる。上記各部材を撥水性バルク材料自身で
構成することもできる。In the present embodiment, the distance between the inner wall surface of the gas-liquid contact space 2 and the scraper blade 31 forming the body of the scraper body 4 is about 0.5 to 5 mm, preferably about 1 to 5 mm.
About 2 mm. In this embodiment, in order to prevent gas hydrate from adhering to the inner wall surface of the pressure vessel 1, the scraper body 4, the scraper support member 3, the porous plate 7, and the like, the surface thereof is subjected to a reforming treatment, It is preferable to coat a water repellent. As a coating agent,
For example, so-called silane compounds such as silane, chlorosilane, and silazane having an alkyl group or a fluorine-substituted hydrophobic group, dimethylpolysiloxane, titanate coupling agents having an alkyl group, and aluminum-based coupling agents are used. Each of the above members may be made of the water-repellent bulk material itself.
【００２０】本実施例においてスクレーパ装置６への動
力伝達方法としては、例えば貫通部に高圧シール機構を
採用し、耐圧容器１を貫通する駆動軸を耐圧容器外に設
けた駆動モータで駆動する方法、耐圧容器１内にキャン
ド電動モータを仕込む方法、電磁力または電磁誘導結合
によって耐圧容器１の外部から内部に動力を伝達する方
法等が挙げられるが、特に限定されず、経済性、信頼性
等を考慮して適宜最適な方法が選択される。本実施例に
おいて、耐圧容器内の原料水の旋回方向とスクレーパー
装置６の回転方向を、回転抵抗を減らすために、なるべ
く同一方向とすることが好ましい。また、原料水の複数
の導入口、例えば噴射ノズルは回転するスクレーパー本
体４の胴部３３を構成するスクレーパ刃３１によって同
時に塞がれないような配置にすることが好ましい。In this embodiment, as a method of transmitting power to the scraper device 6, for example, a method of employing a high-pressure seal mechanism in a penetrating portion and driving a drive shaft passing through the pressure-resistant container 1 by a drive motor provided outside the pressure-resistant container. A method in which a canned electric motor is charged into the pressure-resistant container 1, a method in which power is transmitted from the outside to the inside of the pressure-resistant container 1 by electromagnetic force or electromagnetic induction coupling, and the like. In consideration of the above, an optimal method is appropriately selected. In the present embodiment, it is preferable that the turning direction of the raw water in the pressure vessel and the rotating direction of the scraper device 6 be the same as much as possible in order to reduce the rotational resistance. Further, it is preferable that the plurality of inlets of the raw water, for example, the spray nozzles, are arranged so as not to be simultaneously closed by the scraper blades 31 constituting the body 33 of the rotating scraper body 4.
【００２１】本実施例において、気液接触スペース２内
の圧力は、２６〜６０ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは２６〜
５０ｋｇ／ｃｍ2 、より好ましくは３０〜４０ｋｇ／ｃ
ｍ2とする。圧力が低すぎるとハイドレートの生成効率
が低下し、高すぎると設備費が高騰または危険性が増大
する。またタンク１内の温度は０〜６．５℃、好ましく
は約１〜４℃とする。温度が高すぎたり、低すぎたりす
るとハイドレートの融解が生じ易くなったり、原料水が
氷になったりしてハイドレートの生成効率が低下する。
本実施例において、耐圧容器１の気液接触スペース２を
冷却する２段またはそれ以上に配置された冷媒蒸発器５
には冷媒をそれぞれ並列に供給することが好ましい。こ
れによって冷媒の蒸発温度に及ぼす静圧の影響をできる
だけ小さくして均一温度場をつくり出すことができるの
で、ＮＧＨの生成温度制御が容易となる。In this embodiment, the pressure in the gas-liquid contact space 2 is 26 to 60 kg / cm 2 , preferably 26 to 60 kg / cm 2 .
50 kg / cm 2 , more preferably 30 to 40 kg / c
and m 2. If the pressure is too low, the hydrate generation efficiency decreases, and if it is too high, the equipment cost rises or the risk increases. The temperature in the tank 1 is set to 0 to 6.5 ° C, preferably about 1 to 4 ° C. If the temperature is too high or too low, the hydrate is liable to be melted, or the raw water becomes ice, and the hydrate generation efficiency decreases.
In this embodiment, a refrigerant evaporator 5 arranged in two or more stages for cooling the gas-liquid contact space 2 of the pressure vessel 1
, It is preferable to supply the refrigerant in parallel. This makes it possible to create a uniform temperature field by minimizing the effect of the static pressure on the evaporation temperature of the refrigerant, thereby facilitating the control of the NGH generation temperature.
【００２２】本実施例において、原料水に添加する添加
剤としては、例えばケトン類（アセトン等）、脂肪族ア
ミン類等の水和包接促進剤が使用され、その最適添加量
は、実験等から求めることができる。これらの添加剤効
果として、ＮＧＨ生成温度圧力曲線の圧力の低減化およ
び温度の上昇化を図ることができる。また、水和包接促
進剤とは効能の異なる有害微生物の殺菌剤、防腐剤、防
錆剤等も同時に添加剤として用いることができる。In the present embodiment, as an additive to be added to the raw water, for example, ketones (such as acetone) and aliphatic amines are used. Can be obtained from As an effect of these additives, it is possible to reduce the pressure of the NGH generation temperature-pressure curve and increase the temperature. In addition, bactericides, preservatives, rust preventives, etc. of harmful microorganisms having different effects from the hydration inclusion promoter can also be used as additives at the same time.
【００２３】本実施例において、天然ガスの供給源がガ
スデマンドに追従できず、ＮＧＨを融解してＮＧを再生
させたい場合は、貯蔵タンク２０の底部から原料水を抜
き出し、冷房空調システム、工場冷熱プロセス装置等か
らなる負荷熱交換器２６に通して作った温水を、放熱負
荷配管２８を通して融解スプレー装置２５から貯蔵タン
ク２０の気相または液相中にスプレーし、このとき生成
するＮＧを製品ガス配管２４を介してユーザーに供給す
ることができる。従って、本発明装置はガスユーザーの
近隣に設置してガス供給の中継基地としての役目を発揮
することができる。ＮＧＨからＮＧを再生させる物理化
学的条件は、ＮＧＨ生成曲線（圧力ｖｓ温度）を想起す
れば容易に設定することができる。再生ガスの組成が原
料である天然ガスの組成と若干異なることが予想される
が、実用上の問題が生じることはない。また原料として
用いた天然ガスと同一組成の混合ガスを再現するための
付帯設備を設けることもできる。In the present embodiment, when the natural gas supply source cannot follow the gas demand and it is desired to melt the NGH and regenerate the NG, the raw water is extracted from the bottom of the storage tank 20, and the cooling air conditioning system and the factory Hot water produced by passing through a load heat exchanger 26 composed of a cooling / heating process device or the like is sprayed from a melting spray device 25 into a gas phase or a liquid phase of a storage tank 20 through a heat radiation load pipe 28 to produce NG at this time. The gas can be supplied to the user via the gas pipe 24. Therefore, the device of the present invention can be installed near a gas user to serve as a relay base for gas supply. The physicochemical conditions for regenerating NG from NGH can be easily set by recalling an NGH generation curve (pressure vs. temperature). Although the composition of the regeneration gas is expected to be slightly different from the composition of the natural gas as the raw material, there is no practical problem. Ancillary equipment for reproducing a mixed gas having the same composition as the natural gas used as the raw material can also be provided.
【００２４】本実施例において、ＮＧＨ製造運転中は、
放熱負荷系統と融解再生ガス送出系統をなるべく停止状
態に維持することが好ましい。また、ＣＯＰを高める省
エネ対策として本実施例の冷凍機ユニットにおいて、冷
媒コンデンサーの冷却熱源として低温の海水や河川水を
有効利用することもできる。さらに、夜間電力を利用す
ることによってランニングコストの低減を図ることもで
きる。天然の都市ガス（１３Ａ）はエタン（Ｃ
2 Ｈ6 ）、プロパン（Ｃ3 Ｈ8 ）、ブタン（Ｃ4 Ｈ10）
等の重質炭化水素とメタン（ＣＨ4 ）の軽質炭化水素か
らなり、組成容積比％は、概略ＣＨ4 ：Ｃ2 Ｈ6 ：Ｃ3
Ｈ8 ：Ｃ4 Ｈ10＝８８：６：４：２である。ＮＧＨ製造
過程ではブタンまたはプロパンはメタンよりもハイドレ
ート化し易い性質を有している。従って、例えばメタン
のハイドレート生成条件である約０℃、２６ｋｇ／ｃｍ
2 以上で製造装置を運転したとすると、メタン以外の重
質炭化水素は既にガスハイドレートになっていることに
なる。In this embodiment, during the NGH manufacturing operation,
It is preferable to keep the heat-dissipation load system and the molten regeneration gas delivery system in a stopped state as much as possible. Further, in the refrigerator unit of the present embodiment, low-temperature seawater or river water can be effectively used as a cooling heat source of the refrigerant condenser as an energy-saving measure for increasing the COP. Furthermore, running costs can be reduced by using nighttime power. Natural city gas (13A) is ethane (C
2 H 6 ), propane (C 3 H 8 ), butane (C 4 H 10 )
Etc. and light hydrocarbons of methane (CH 4 ), and the composition volume ratio% is approximately CH 4 : C 2 H 6 : C 3
H 8: C 4 H 10 = 88: 6: 4: 2. In the process of producing NGH, butane or propane has a property of being more easily hydrated than methane. Therefore, for example, about 0 ° C., 26 kg / cm
If the production equipment is operated with two or more, heavy hydrocarbons other than methane will already be in gas hydrate.
【００２５】本実施例において、ＮＧＨが一旦生成し始
めた後は、バッファータンク１６で分離したハイドレー
ト含有量の少ないスラリを、気液接触スペースに導入す
る原料水に混入させることが好ましい。これによってＮ
ＧＨスラリによる種晶効果によりＮＧＨ生成時の過冷却
現象を回避することができる。本発明技術は、冷熱供給
業と天然ガス貯蔵供給業の複合プラントとしての利用価
値を有する。また本発明装置は、既存要素技術を巧みに
組み合わせることによって得られるものであり、実用性
が高く、ニーズに応じて小型から大型までの装置を容易
に設計、製造することができる。In this embodiment, after NGH is once generated, it is preferable to mix the slurry having a low hydrate content separated in the buffer tank 16 into the raw water introduced into the gas-liquid contact space. This gives N
The supercooling phenomenon at the time of NGH generation can be avoided by the seed crystal effect by the GH slurry. The technology of the present invention has utility value as a combined plant of a cold energy supply business and a natural gas storage and supply business. Further, the device of the present invention is obtained by skillfully combining existing elemental technologies, has high practicality, and can easily design and manufacture devices from small to large according to needs.
【００２６】[0026]
【発明の効果】本願の請求項１に記載の発明によれば、
耐圧容器内にスクレーパ装置を設けたことにより、常時
耐圧容器の内壁面に付着するハイドレートを掻き取るこ
とができるので、効率よくハイドートを製造することが
できる。本願の請求項２に記載の発明によれば、上記発
明の効果に加え、ハイドレートの掻き取り効果および過
冷却層攪乱効果の向上により伝熱性能が向上する。本願
の請求項３に記載の発明によれば、上記発明の効果に加
え、耐圧容器内壁面だけでなく、スクレーパ装置の支持
材表面に付着するハイドレートを掻き取ることができる
ので、例えば多孔質板の原料ガス噴出口の閉塞を防止す
ることができる。According to the invention described in claim 1 of the present application,
By providing the scraper device in the pressure vessel, the hydrate adhering to the inner wall surface of the pressure vessel can be constantly scraped, so that the hydrate can be manufactured efficiently. According to the invention as set forth in claim 2 of the present application, in addition to the effects of the above invention, the heat transfer performance is improved by improving the hydrate scraping effect and the supercooling layer disturbance effect. According to the invention described in claim 3 of the present application, in addition to the effects of the above invention, not only the inner wall surface of the pressure-resistant container but also the hydrate adhering to the support material surface of the scraper device can be scraped off. Blockage of the raw material gas outlet of the plate can be prevented.
【００２７】本願の請求項４に記載の発明によれば、耐
圧容器の上部スペース出口にバッファータンクを介して
貯蔵タンクを設けたことにより、上記発明の効果に加
え、生成したハイドレートを効率よく貯蔵、濃縮するこ
とができる。本願の請求項５記載の発明によれば、上記
発明の効果に加え、ＮＧＨを融解して再生したガスを製
品ガスとしてユーザーに供給することができる。本願の
請求項６に記載の発明によれば、上記発明の効果に加
え、未反応の天然ガスを原料ガスとして再利用すること
ができるので、天然ガスの利用率が高まる。本願の請求
項７に記載の発明によれば、所定の温度および圧力雰囲
気で、天然ガスと水とを接触させることにより、ＮＧＨ
の生成過程で生じる発熱量を前記原料水を介して系外に
効率よく排出することができるので、ＮＧＨを大量に、
且つ安定して製造することができる。According to the invention described in claim 4 of the present application, by providing the storage tank via the buffer tank at the upper space outlet of the pressure-resistant container, in addition to the effect of the above invention, the generated hydrate can be efficiently used. It can be stored and concentrated. According to the invention as set forth in claim 5 of the present application, in addition to the effects of the above-described invention, it is possible to supply a gas obtained by melting and regenerating NGH to a user as a product gas. According to the invention as set forth in claim 6 of the present application, in addition to the effects of the above-described invention, the unreacted natural gas can be reused as the raw material gas, so that the utilization rate of the natural gas increases. According to the invention described in claim 7 of the present application, NGH is brought into contact with natural gas and water at a predetermined temperature and pressure atmosphere.
Can be efficiently discharged out of the system through the raw water through the raw material water, so that a large amount of NGH can be obtained.
And it can be manufactured stably.
【００２８】本願の請求項８に記載の発明によれば、耐
圧容器の上部スペース内を流通する原料水の循環流内に
天然ガスを吹き込むことにより、例えば生成したＮＧＨ
の一部が原料水に種晶核として混入するので、上記発明
の効果に加え、ＮＧＨ生成時の過冷却現象を回避してＮ
ＧＨを安定製造することができる。本願の請求項９に記
載の発明によれば、上記発明の効果に加え、耐圧容器の
内壁面に付着したハイドレートを掻き取り、過冷却層を
攪乱して伝熱効果をより向上させることができる。本願
の請求項１０に記載の発明によれば、上記発明の効果に
加え、スクレーパ装置の支持材表面に付着するハイドレ
ートを掻き取ることができるので、例えば多孔質板の原
料ガス噴出口の閉塞を防止することができる。According to the invention of claim 8 of the present application, natural gas is blown into the circulating flow of the raw water flowing in the upper space of the pressure vessel, for example, to generate the generated NGH.
Is mixed into the raw water as seed crystal nuclei, so that in addition to the effects of the above invention, the supercooling phenomenon at the time of NGH generation is avoided and N
GH can be manufactured stably. According to the invention as set forth in claim 9 of the present application, in addition to the effects of the above invention, it is possible to improve the heat transfer effect by scraping the hydrate attached to the inner wall surface of the pressure vessel and disturbing the supercooled layer. it can. According to the invention described in claim 10 of the present application, in addition to the effects of the above invention, hydrate adhering to the surface of the support material of the scraper device can be scraped, so that, for example, the blockage of the raw material gas ejection port of the porous plate Can be prevented.
【００２９】本願の請求項１１に記載の発明によれば、
上記発明の効果に加え、生成したＮＧＨを効率よく、貯
蔵、濃縮することができる。本願の請求項１２に記載の
発明によれば、上記発明の効果に加え、製造したＮＧＨ
からＮＧを再生してユーザーに製品ガスとして供給する
ことがきる。本願の請求項１３に記載の発明によれば、
上記発明の効果に加え、天然ガスの有効利用を図ること
ができる。本願の請求項１４記載の発明によれば、２段
またはそれ以上に配置された冷媒蒸発器によって耐圧容
器内温度を制御することにより、上記発明の効果に加
え、正確な温度制御が可能となり、ＮＧＨの生成効率が
向上する。According to the invention as set forth in claim 11 of the present application,
In addition to the effects of the above invention, the generated NGH can be stored and concentrated efficiently. According to the invention as set forth in claim 12 of the present application, in addition to the effects of the above invention, the manufactured NGH
From NG, and supply it to the user as product gas. According to the invention described in claim 13 of the present application,
In addition to the effects of the above invention, effective use of natural gas can be achieved. According to the invention of claim 14 of the present application, by controlling the temperature in the pressure-resistant container by the refrigerant evaporators arranged in two or more stages, in addition to the effects of the above invention, accurate temperature control becomes possible, The generation efficiency of NGH is improved.
【図１】本発明の一実施例を示す装置系統図。FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１のII−II線矢示方向断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG.
【図３】図１のスクレーパ本体の平面図。FIG. 3 is a plan view of the scraper main body of FIG. 1;
【図４】図１のスクレーパ本体のIV−IV線矢示方向断面
図。FIG. 4 is a cross-sectional view of the scraper main body of FIG. 1 taken along line IV-IV.
【図５】スクレーパ刃と耐圧容器との位置関係を示す
図。FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between a scraper blade and a pressure-resistant container.
【符号の説明】 １…耐圧容器、２…気液接触スペース、３…スクレーパ
上部支持材、４…スクレーパ本体、５…冷媒蒸発器、６
…スクレーパ装置、７…多孔質板、８…ガススペース、
９…軸受、１０…スクレーパ回転軸、１１…駆動モー
タ、１２…冷凍機、１３…原料ガスクーラ、１４…原料
ガス配管、１５…未反応ガス還流配管、１６…バッファ
ータンク、１７…添加剤タンク、１８…原料水供給配
管、１９…バッファアタンク出口配管、２０…貯蔵タン
ク、２１…ハイドレート（ＮＧＨ）、２２…原料水、２
３…ガスヒータ、２４…製品ガス配管、２５…融解スプ
レー装置、２６…負荷熱交換器、２７…保冷材、２８…
放熱負荷配管、３０…スクレーパ支持腕、３１…スクレ
ーパ刃、３２…原料水の流入方向を示す矢印、３３…ス
クレーパ本体の胴部。[Description of Signs] 1 ... pressure-resistant container, 2 ... gas-liquid contact space, 3 ... scraper upper support material, 4 ... scraper body, 5 ... refrigerant evaporator, 6
... scraper device, 7 ... porous plate, 8 ... gas space,
9: Bearing, 10: Scraper rotating shaft, 11: Drive motor, 12: Refrigerator, 13: Source gas cooler, 14: Source gas pipe, 15: Unreacted gas reflux pipe, 16: Buffer tank, 17: Additive tank, 18 ... raw water supply pipe, 19 ... buffer tank outlet pipe, 20 ... storage tank, 21 ... hydrate (NGH), 22 ... raw water, 2
3 ... Gas heater, 24 ... Product gas pipe, 25 ... Melting spray device, 26 ... Load heat exchanger, 27 ... Cooling material, 28 ...
Heat radiation load pipe, 30: scraper support arm, 31: scraper blade, 32: arrow indicating the inflow direction of raw water, 33: trunk of the scraper body.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｌ 5/00 Ｆ１７Ｃ 9/02 Ｆ１７Ｃ 9/02 11/00 Ｂ 11/00 Ｃ１０Ｌ 3/00 Ａ Ｆターム(参考） 3E072 AA03 EA07 3E073 AA03 DB01 4H006 AA02 AA04 AA05 AB44 AC90 AD33 BC10 BC11 BD33 BD80 BD81 BE60 4H015 AA06 AA27 AB01 AB04 BA07 BB05 CB01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C10L 5/00 F17C 9/02 F17C 9/02 11/00 B 11/00 C10L 3/00 A F term ( Reference) 3E072 AA03 EA07 3E073 AA03 DB01 4H006 AA02 AA04 AA05 AB44 AC90 AD33 BC10 BC11 BD33 BD80 BD81 BE60 4H015 AA06 AA27 AB01 AB04 BA07 BB05 CB01
Claims (14)
てハイドレートを製造するメタンハイドレートの製造装
置であって、前記所定の高圧に耐え得る耐圧容器と、該
耐圧容器内を上下二つのスペースに区画する多孔質板
と、上部スペース内に設けられたスクレーパ装置と、前
記上部スペースの外周面に２段以上に配置された冷媒蒸
発器と、該冷媒蒸発器に冷媒を供給する冷凍機と、前記
上部スペースの底部に原料水を供給する手段と、前記下
部スペースに天然ガスを供給する手段とを有することを
特徴とするメタンハイドレートの製造装置。1. A methane hydrate producing apparatus for producing hydrate by bringing natural gas and water into contact with each other under a predetermined high pressure, comprising: a pressure vessel capable of withstanding said predetermined high pressure; A porous plate partitioned into two spaces, a scraper device provided in the upper space, a refrigerant evaporator arranged in two or more stages on the outer peripheral surface of the upper space, and supplying a refrigerant to the refrigerant evaporator An apparatus for producing methane hydrate, comprising: a refrigerator; means for supplying raw water to the bottom of the upper space; and means for supplying natural gas to the lower space.
上部スペースの内壁面に沿った胴部を形成する複数のス
クレーパ刃と、該胴部を支持する上下の支持腕とを有す
るスクレーパ本体と、該スクレーパ本体を回転自在に支
持する支持部材とを有することを特徴とする請求項１に
記載のメタンハイドレートの製造装置。2. A scraper body, comprising: a plurality of scraper blades forming a body along an inner wall surface of an upper space of the pressure-resistant container; and upper and lower support arms for supporting the body. The apparatus for producing methane hydrate according to claim 1, further comprising a support member that rotatably supports the scraper body.
面または下面にナイフエッジ加工を施したことを特徴と
する請求項１または２に記載のメタンハイドレートの製
造装置。3. The apparatus for producing methane hydrate according to claim 1, wherein an upper surface or a lower surface of upper and lower support arms of the scraper main body is subjected to knife edge processing.
ファータンクを介してハイドレートの貯蔵タンクを連結
し、該ハイドレート貯蔵タンクの底部と前記原料水の供
給手段とを連結したことを特徴とする請求項１〜３の何
れかに記載のメタンハイドレートの製造装置。4. A hydrate storage tank is connected to the upper space outlet of the pressure vessel via a buffer tank, and a bottom of the hydrate storage tank is connected to the raw water supply means. An apparatus for producing methane hydrate according to claim 1.
液相を抜き出して負荷熱交換器を経てハイドレート貯蔵
タンクの上部空間部または液相部に戻す放熱負荷配管を
設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の
メタンハイドレートの製造装置。5. A radiating load pipe for extracting a liquid phase from a bottom portion of the hydrate storage tank and returning the liquid phase to an upper space portion or a liquid phase portion of the hydrate storage tank via a load heat exchanger is provided. Item 5. An apparatus for producing methane hydrate according to any one of Items 1 to 4.
ら未反応の天然ガスを抜き出し、前記天然ガスの供給手
段に戻す還流配管を設けたことを特徴とする請求項１〜
５の何れかに記載のメタンハイドレートの製造装置。6. A reflux pipe for extracting unreacted natural gas from a gas phase portion of the hydrate storage tank and returning the natural gas to a supply means for the natural gas is provided.
5. The apparatus for producing methane hydrate according to any one of 5.
を製造するメタンハイドレートの製造方法であって、耐
圧容器内の原料水に天然ガスを吹き込んで０〜６．５
℃、２６〜６０ｋｇ／ｃｍ2 雰囲気で前記原料水と天然
ガスを接触させることを特徴とするメタンハイドレート
の製造方法。7. A method for producing methane, wherein hydrate is produced by bringing natural gas into contact with water, wherein 0 to 6.5 of natural gas is blown into raw water in a pressure vessel.
A method for producing methane hydrate, wherein the raw water and natural gas are brought into contact with each other at a temperature of 26 ° C. and an atmosphere of 60 to 60 kg / cm 2 .
上部スペースと下部スペースを有し、上部スペースから
流出し、耐圧容器後流のバッファータンクおよびハイド
レートの貯蔵タンクを経て前記耐圧容器の上部スペース
に流入する原料水の循環流内に前記耐圧容器の下部スペ
ースから前記多孔質板を介して天然ガスの微細泡を吹き
込むことを特徴とする請求項７に記載のメタンハイドレ
ートの製造方法。8. The pressure-resistant container has an upper space and a lower space defined by a porous plate, flows out of the upper space, passes through a buffer tank downstream of the pressure-resistant container, and a hydrate storage tank. The production of methane hydrate according to claim 7, wherein fine bubbles of natural gas are blown from the lower space of the pressure-resistant container through the porous plate into the circulating flow of the raw material water flowing into the upper space of the methane hydrate. Method.
付着するハイドレートを、前記上部スペース内壁面に沿
った胴部を形成する複数のスクレーパ刃を有するスクレ
ーパ装置で掻き取ることを特徴とする請求項８に記載の
メタンハイドレートの製造方法。9. The hydrate adhering to the inner wall surface of the upper space of the pressure-resistant container is scraped by a scraper device having a plurality of scraper blades forming a body along the inner wall surface of the upper space. A method for producing methane hydrate according to claim 8.
付着したハイドレートを前記スクレーパ装置のスクレー
パ本体上下の支持腕に設けられたナイフエッジで掻き取
ることを特徴とする請求項９に記載のメタンハイドレー
トの製造方法。10. The methane according to claim 9, wherein the hydrate adhering to the upper and lower supports of the scraper device is scraped by knife edges provided on the upper and lower support arms of the scraper body of the scraper device. Hydrate manufacturing method.
水、天然ガスおよび生成したメタンハイドレートの混合
物をバッファータンクに導入し、該バッファータンクで
メタンハイドレート含有量の多い混合物と少ない混合物
とに分離し、メタンハイドレートの含有量が多い混合物
を後流のハイドレート貯蔵タンクに導入して前記生成し
たメタンハイドレートを貯蔵し、メタンハイドレートと
重力分離した原料水をハイドレート貯蔵タンクの底部か
ら抜き出して前記耐圧容器の上部スペースの底部に循環
させることを特徴とする請求項８〜１０の何れかに記載
のメタンハイドレートの製造方法。11. A mixture of raw water, natural gas and generated methane hydrate in the upper space of the pressure vessel is introduced into a buffer tank, and the mixture of the methane hydrate content mixture and the methane hydrate content mixture is reduced in the buffer tank. Separated, the mixture having a high content of methane hydrate is introduced into the downstream hydrate storage tank to store the generated methane hydrate, and the raw water separated by gravity from the methane hydrate is separated at the bottom of the hydrate storage tank. The method for producing methane hydrate according to any one of claims 8 to 10, wherein the methane hydrate is extracted from the pressure vessel and circulated to the bottom of the upper space of the pressure vessel.
ら液相を抜き出し、負荷熱交換器を経てハイドレート貯
蔵タンクの上部空間部または液相内に戻し、発生する天
然ガスを需要先に送給することを特徴とする請求項８〜
１１の何れかに記載のメタンハイドレートの製造方法。12. A liquid phase is withdrawn from the bottom of the hydrate storage tank, returned to the upper space of the hydrate storage tank or into the liquid phase via a load heat exchanger, and the generated natural gas is sent to a demand destination. 9. The method according to claim 8, wherein
12. The method for producing methane hydrate according to any one of 11.
間部内の未反応天然ガスを抜き出し、原料ガスとして再
使用することを特徴とする請求項８〜１２の何れかに記
載のメタンハイドレートの製造方法。13. The method for producing methane hydrate according to claim 8, wherein unreacted natural gas in the upper space portion of the hydrate storage tank is extracted and reused as a raw material gas. .
器の上部スペースの外周面に配置した２段以上の冷媒蒸
発器によって行うことを特徴とする請求項８〜１３の何
れかに記載のハイドレートの製造方法。14. The method according to claim 8, wherein the temperature inside the pressure vessel is adjusted by two or more stages of refrigerant evaporators arranged on an outer peripheral surface of an upper space of the pressure vessel. Hydrate manufacturing method.
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| JP18650599A JP2001010990A (en) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | Device for producing methane hydrate and method for producing the same |
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