JP2004035840A - Gas-hydrate dehydrator - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスハイドレートに付着している付着水を除去するガスハイドレート脱水機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ガスハイドレートを工業的に生成する方法として、メタンガスや天然ガスなどの反応ガスを充満させた反応塔内に水をスプレー状に噴射するスプレー方式と、水中に上記の反応ガスの気泡を吹き込み、攪拌装置で攪拌する方式の2つの方式が知られている。
【0003】
しかし、いずれの方式の場合でも生成されたガスハイドレートは、含水率が30〜90%程度あるから脱水機を用いて輸送に適した10%前後に脱水する必要がある。
【0004】
この種の脱水には、遠心分離機やフィルタープレスなどを用いた機械的な脱水方法が考えられているが、高圧、高回転などの問題があり、機械的分離は困難でる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、ガスハイドレートがメタンガスや天然ガスなどの反応ガスと水から生成されていることに着目し、ガスハイドレートに付着している付着水を機械的に脱水するのではなく、ガスハイドレートに付着している付着水を反応ガスと再反応させることによって化学的に除去するようにしたのである。
【0006】
本発明は、このような観点からなされたものであり、ガスハイドレートに付着している付着水を化学的に除去するガスハイドレート脱水機を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のガスハイドレート脱水機は、ガスハイドレートに付着している付着水を除去する脱水機において、前記ガスハイドレートを槽内に導入して攪拌するとともに、前記槽内にメタンガスや天然ガス等の反応ガスを導入してガスハイドレートに付着している付着水と再反応させ、この反応により新たなガスハイドレートを生成させることによってガスハイドレートに付着している付着水を除去し、かつ、反応時に生じた反応熱を反応熱除去手段により除去することを特徴とする。
【0008】
また、本発明のガスハイドレート脱水機は、ガスハイドレートに付着している付着水を除去する脱水機において、前記ガスハイドレートを導入する脱水槽と、該脱水槽内にメタンガスや天然ガス等の反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、該脱水槽内に導入したガスハイドレートを攪拌する攪拌手段と、ガスハイドレートに付着している付着水と反応ガスとが再反応した時に発生する反応熱を除去する反応熱除去手段と、ガスハイドレートの滞留時間を設定する滞留時間設定手段とから構成することを特徴とする。
【0009】
ここで、脱水槽内に導入させた反応ガスは、ブロワで循環させている。また、脱水槽内に導入させた反応ガスは、クーラーで冷却させている。
【0010】
上記攪拌手段は、ガスハイドレートを前進させる移送スクリュウと、ガスハイドレートの固まりを破砕するハンマー翼と、ガスハイドレートを攪拌する攪拌翼とから構成されている。また、攪拌手段は、ガスハイドレートを攪拌する攪拌翼のみで構成される場合がある。
【0011】
上記滞留時間設定手段は、高さを任意に調節できる可動堰で構成されている。
【0012】
また、本発明においては、脱水槽と一体的又は単独に冷却部を設け、該冷却部により脱水後のガスハイドレートを冷却することが行われる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図1は本発明に係るガスハイドレート脱水機の第1の実施形態を示す概略図である。
【0014】
図1において、1は、ガスハイドレート脱水機であり、脱水タンク2と、ブロワ3と、クーラー4及びブラインユニット5を備えている。
【0015】
脱水タンク2は、ジャケット6を備えた横型のタンクであり、その内部に攪拌手段8及び可動堰9を備えている。
【0016】
攪拌手段8は、供給部を構成する移送スクリュウ10と、破砕部を構成するハンマー翼11と、混合部を構成する攪拌翼12とからなり、これらの部材は、駆動機14によって積極的に回転される回転軸13に取り付けられている。
【0017】
可動堰9は、混合部にある攪拌翼12の下流側に設置され、ガスハイドレートの滞留時間を任意に設定できるようになっている。この可動堰9は、脱水タンク2に固定された固定部15と、高さを任意に調節できる可動部16から構成され、可動部16の高さは、可動部16に回転自在に取り付けたスクリュウ軸17を回転させることによって任意に調節できるようになっている。スクリュウ軸17は、脱水タンク2に取り付けた雌ねじ部18に螺合されている。
【0018】
脱水タンク2は、移送スクリュウ10に対向する箇所にガスハイドレートaを導入する導入口19を有し、可動堰8の下流側に脱水後のガスハイドレートa’を排出する排出口20を有している。
【0019】
また、脱水タンク2は、その上流部と下流部を連通するバイパス管7を有するとともに、バイパス管7の途中にブロワ3及びクーラー4を備えている。バイパス管7の後端は、二股に分岐し、脱水タンク2の下流部に接続している。バイパス管7は、メタンガスや天然ガスなどの反応ガスbを補給する補給管21を有している。
【0020】
冷凍機等からなるブラインユニット5は、所定の温度(例えば、5℃〜−20℃)に冷却させたブラインcを配管22を経て上記ジャケット6を供給するようになっている。ジャケット6を通過したブラインcは、配管23を経てブラインユニット5に戻るようになっている。なお、ブラインの一部は、所望により回転軸13内に供給する場合もある。
【0021】
次に、本発明のガスハイドレート脱水機による脱水作業について説明する。
【0022】
先ず、可動堰9の可動部16を昇降させて可動堰9の高さを所定の高さに調節する。その後、駆動機14を駆動して攪拌手段8を回転させる。しかる後に、ブラインユニット5によって所定の温度(例えば、5℃〜−20℃)に冷却されたブラインcを配管22を経てジャケット6に供給する一方、ブラワ3及びクーラー4を駆動し、メタンガスや天然ガスなどの反応ガスbが所定の温度に冷却されるまで循環させる。
【0023】
準備完了後、図示しないガスハイドレート生成槽によって生成されたガスハイドレート(含水率:20〜90%程度)aを導入口19から脱水タンク2内に導入する。
【0024】
脱水タンク2内に導入されたガスハイドレートaは、移送スクリュウ10によって破砕部に移送され、ハンマー翼11によって固まりが破砕される。細かに破砕されたガスハイドレートaは、混合部の攪拌翼12によって攪拌される。その際、ガスハイドレートに付着している付着水と反応ガスbとが反応し、新たなガスハイドレートが生成する。このように、ガスハイドレートに付着している付着水と反応ガスbとが再反応し、ガスハイドレートに付着している付着水が化学的に除去(脱水)される。そして、可動堤9を越える頃には、ガスハイドレートの含水率が30%〜5%となる。
【0025】
ガスハイドレートaに付着している付着水と反応ガスbとが反応する際に発生した反応熱は、ジャケット6に供給されるブラインcによって除去される。脱水されたガスハイドレートa’は、可動堤9を越えた後、脱水タンク2の排出口20から次工程に送出される。
【0026】
図2は、本発明に係るガスハイドレート脱水機の第2の実施形態の要部を示す概略図である。このガスハイドレート脱水機1’は、冷却部一体型の脱水機であり、脱水タンク2’は、ジャケット6、攪拌手段8、可動堰9等で構成された脱水部30の後流側に冷却部40を備え、脱水部30で脱水されたガスハイドレートa’を冷却部40で所定の温度に冷却することに特徴がある。
【0027】
冷却部40は、第2ジャケット60と、第2攪拌翼120と、第2可動堰90で構成され、第2ジャケット60には、第2のブラインユニット50から配管25を経て更に低温(例えば、−10℃〜−45℃)のブラインc’が供給されるようになっている。第2ジャケット60を通過したブラインc’は、配管26を経て第2のブラインユニット50に戻される。
【0028】
第2攪拌翼120は、第2ジャケット60に対向している回転軸13の部分に設けられ、その下流側には、既に説明した可動堰9と同構造の第2可動堰90が設置されている。その他の構造等については、第1の実施形態のものと変わりがないから同じ機器に同じ符号を付けて詳し説明については省略する。なお、この冷却部40は、脱水部30から独立させる場合もある。
【0029】
以上の説明では、脱水タンクが横型の場合について説明したが、竪型の場合もある。また、攪拌手段は、供給部を構成する移送スクリュウや破砕部を構成するハンマー翼がない場合がある。また、可動堰がない場合がある。
【0030】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、ガスハイドレートに付着している付着水を除去する脱水機において、前記ガスハイドレートを槽内に導入して攪拌するとともに、前記槽内にメタンガスや天然ガス等の反応ガスを導入してガスハイドレートに付着している付着水と再反応させ、この反応により新たなガスハイドレートを生成させることによってガスハイドレートに付着している付着水を除去し、かつ、反応時に生じた反応熱を反応熱除去手段により除去するので、下記のような優れた効果を有する。
【0031】
すなわち、
(1) ガスハイドレートに付着している付着水を、メタンガスや天然ガス等の反応ガスと再反応させて脱水するので、遠心分離機等の機械的な方法で脱水する場合に比べて脱水効果が格段に向上する。
(2) ガスハイドレートを攪拌手段によって攪拌させることにより、反応熱の除去を容易にし、再ハイドレート化速度を促進できる。
(3) 可動堰を設けることにより、再ハイドレート化に要する適正な滞留時間の設定ができる。
(4) 攪拌手段によってハイドレートの固まりを破砕することができ、再ハイドレート化反応と、流動性の向上が得られる。
【0032】
また、本発明は、ガスハイドレートに付着している付着水を除去する脱水機において、前記ガスハイドレートを導入する脱水槽と、該脱水槽内にメタンガスや天然ガス等の反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、該脱水槽内に導入したガスハイドレートを攪拌する攪拌手段と、ガスハイドレートに付着している付着水と反応ガスとが再反応した時に発生する反応熱を除去する反応熱除去手段と、ガスハイドレートの滞留時間を設定する滞留時間設定手段とから構成することを特徴とする。これにより、上記(1)〜(4)の効果を得ることができる。
【0033】
また、本発明は、再ハイドレート化槽と一体的又は単独に冷却部を設け、該冷却部により脱水後のガスハイドレートを冷却するようにしたので、ガスハイドレートの自己保存性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガスハイドレート脱水機の第1の実施形態の要部を示す概略図である。
【図2】本発明に係るガスハイドレート脱水機の第2の実施形態の要部を示す概略図である。
【符号の説明】
2 脱水槽
5 反応熱除去手段
8 攪拌手段
9 滞留時間設定手段
21 反応ガス供給手段
a ガスハイドレート
b 反応ガス
c 冷媒[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas hydrate dehydrator for removing water adhering to gas hydrate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method for industrially producing gas hydrate, there are a spray method in which water is sprayed into a reaction tower filled with a reaction gas such as methane gas and natural gas, and a bubble of the above reaction gas in water. There are known two systems of blowing and stirring by a stirring device.
[0003]
However, in any case, the generated gas hydrate has a water content of about 30 to 90%, and thus needs to be dehydrated to about 10% suitable for transportation using a dehydrator.
[0004]
For this type of dehydration, a mechanical dehydration method using a centrifuge, a filter press, or the like has been considered, but there are problems such as high pressure and high rotation, and mechanical separation is difficult.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present inventors focused on the fact that gas hydrate is generated from a reaction gas such as methane gas or natural gas and water, and mechanically dehydrated the attached water attached to the gas hydrate. Instead, the water adhering to the gas hydrate is chemically removed by reacting with the reaction gas.
[0006]
The present invention has been made from such a viewpoint, and an object of the present invention is to provide a gas hydrate dehydrator for chemically removing adhering water adhering to gas hydrate.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the gas hydrate dehydrator of the present invention is a dehydrator for removing adhering water adhering to gas hydrate, while introducing and stirring the gas hydrate in a tank, A reaction gas, such as methane gas or natural gas, is introduced into the tank and reacts with the adhering water adhering to the gas hydrate.The reaction produces new gas hydrate, thereby adhering to the gas hydrate. It is characterized in that attached water is removed and the reaction heat generated during the reaction is removed by a reaction heat removing means.
[0008]
Further, the gas hydrate dehydrator of the present invention is a dehydrator for removing adhering water adhering to the gas hydrate, wherein a dehydration tank for introducing the gas hydrate, a methane gas, a natural gas or the like in the dehydration tank. Reaction gas supply means for supplying the reaction gas, stirring means for stirring the gas hydrate introduced into the dehydration tank, and the reaction gas generated when the reaction gas reacts with the water adhering to the gas hydrate. It is characterized by comprising a reaction heat removing means for removing reaction heat and a residence time setting means for setting a residence time of the gas hydrate.
[0009]
Here, the reaction gas introduced into the dehydration tank is circulated by a blower. The reaction gas introduced into the dehydration tank is cooled by a cooler.
[0010]
The stirring means includes a transfer screw for advancing the gas hydrate, a hammer blade for breaking up a mass of the gas hydrate, and a stirring blade for stirring the gas hydrate. Further, the stirring means may be constituted only by a stirring blade for stirring the gas hydrate.
[0011]
The residence time setting means is constituted by a movable weir whose height can be adjusted arbitrarily.
[0012]
Further, in the present invention, a cooling unit is provided integrally or independently with the dehydration tank, and the gas hydrate after dehydration is cooled by the cooling unit.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of the gas hydrate dehydrator according to the present invention.
[0014]
In FIG. 1,
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The brine unit 5 composed of a refrigerator or the like is configured to supply the jacket 6 via a
[0021]
Next, a dehydration operation by the gas hydrate dehydrator of the present invention will be described.
[0022]
First, the
[0023]
After the preparation is completed, gas hydrate (water content: about 20 to 90%) a generated by a gas hydrate generation tank (not shown) is introduced into the
[0024]
The gas hydrate a introduced into the
[0025]
The reaction heat generated when the reaction gas b reacts with the water adhering to the gas hydrate a is removed by the brine c supplied to the jacket 6. The dehydrated gas hydrate a ′ is sent to the next process from the
[0026]
FIG. 2 is a schematic view showing a main part of a second embodiment of the gas hydrate dehydrator according to the present invention. The gas hydrate dehydrator 1 'is a dehydrator integrated with a cooling unit, and the dehydration tank 2' is cooled on the downstream side of a
[0027]
The cooling
[0028]
The
[0029]
In the above description, the case where the dehydration tank is a horizontal type has been described, but there may be a case where the dehydration tank is a vertical type. In some cases, the stirring means does not include a transfer screw forming a supply unit or a hammer blade forming a crushing unit. In some cases, there is no movable weir.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, the present invention relates to a dehydrator for removing adhering water adhering to gas hydrate, while introducing and stirring the gas hydrate in a tank, and further adding methane gas, natural gas, or the like to the tank. Reacting with the adhering water adhering to the gas hydrate by introducing the reaction gas of the above, removing the adhering water adhering to the gas hydrate by generating new gas hydrate by this reaction, and Since the reaction heat generated during the reaction is removed by the reaction heat removing means, the following excellent effects are obtained.
[0031]
That is,
(1) The water adhering to the gas hydrate is re-reacted with a reaction gas such as methane gas or natural gas to be dehydrated, so that the dehydration effect is smaller than when dehydration is performed by a mechanical method such as a centrifuge. Is significantly improved.
(2) By stirring the gas hydrate by the stirring means, the heat of reaction can be easily removed and the rate of rehydration can be accelerated.
(3) By providing a movable weir, an appropriate residence time required for rehydration can be set.
(4) Agglomerates of hydrate can be crushed by the stirring means, so that rehydration reaction and improvement in fluidity can be obtained.
[0032]
Further, the present invention provides a dehydrator for removing adhering water adhering to a gas hydrate, wherein a dehydration tank for introducing the gas hydrate and a reaction gas such as methane gas or natural gas are supplied into the dehydration tank. A reaction gas supply means, a stirring means for stirring the gas hydrate introduced into the dehydration tank, and a reaction for removing reaction heat generated when the reaction gas reacts with the water adhering to the gas hydrate. It is characterized by comprising a heat removing means and a residence time setting means for setting a residence time of the gas hydrate. Thereby, the effects (1) to (4) can be obtained.
[0033]
Further, in the present invention, a cooling unit is provided integrally or independently with the rehydration tank, and the gas hydrate after dehydration is cooled by the cooling unit, so that the self-preservability of the gas hydrate is improved. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a main part of a first embodiment of a gas hydrate dehydrator according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a main part of a second embodiment of the gas hydrate dehydrator according to the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Dehydration tank 5 Reaction
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