JP2007262185A - Gas hydrate production apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原料ガスと原料水を反応させてガスハイドレートを製造するガスハイドレート製造装置に関する。 The present invention relates to a gas hydrate production apparatus for producing a gas hydrate by reacting a raw material gas and raw material water.
近年、天然ガス等(以下、原料ガスという。)の安全かつ経済的な輸送・貯蔵手段として、原料ガスを水和させて固体状態の水和物としたガスハイドレートを用いる方法が注目されている。 In recent years, as a safe and economical means for transporting and storing natural gas or the like (hereinafter referred to as raw material gas), a method using gas hydrate obtained by hydrating raw material gas to form a solid state hydrate has attracted attention. Yes.
このガスハイドレートは一般に高圧・低温下で生成され、その製造方法としては、原料水中に原料ガスを気泡として吹き込みながら撹拌するいわゆる「気液撹拌方式」と、原料ガス中に原料水を噴霧するいわゆる「水スプレー方式」の2つが知られている。 This gas hydrate is generally generated under high pressure and low temperature, and the production method thereof is a so-called “gas-liquid stirring method” in which the raw material gas is blown into the raw material water as bubbles and the raw material gas is sprayed with the raw material water. Two so-called “water spray systems” are known.
このうち、前者の「気液撹拌方式」は、ガスハイドレートの製造効率が高いため比較的多く用いられているが、生成したガスハイドレートは多量の水が付着したスラリー状(例えば、5〜20重量%:ガスハイドレート濃度、以下同じ。)となるため、輸送や貯蔵するためには脱水装置において水分を除去する必要がある(例えば、特許文献1を参照。)。 Among these, the former “gas-liquid stirring method” is relatively widely used because of its high production efficiency of gas hydrate, but the produced gas hydrate is in the form of a slurry with a large amount of water attached (for example, 5 to 5). 20 wt%: gas hydrate concentration, the same shall apply hereinafter), so that it is necessary to remove moisture in a dehydrator for transport and storage (see, for example, Patent Document 1).
このスラリー状のガスハイドレートの脱水装置への移送はスラリーポンプを設置した移送用配管を介して行われるが、スラリーポンプの吸込口や移送用配管中にガスハイドレートが詰まって閉塞させてしまうことが多いため、ガスハイドレートの製造効率が低下してしまうという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ガスハイドレートの製造効率が高いガスハイドレート製造装置を提供することを目的とするものである。 This invention is made | formed in view of such a problem, and it aims at providing the gas hydrate manufacturing apparatus with high manufacturing efficiency of gas hydrate.
上記の目的を達成するため、本発明は、原料水に原料ガスを気泡として吹き込みつつ撹拌してガスハイドレートを生成する生成容器からなるガスハイドレート製造装置において、ガスハイドレートを前記生成容器の上方へ移送しつつ脱水する搬送手段を設けたことを特徴とするガスハイドレート製造装置である。 In order to achieve the above object, the present invention provides a gas hydrate production apparatus comprising a production vessel for producing a gas hydrate by stirring while blowing a raw material gas into the raw water as bubbles. A gas hydrate production apparatus comprising a conveying means for dewatering while being transferred upward.
ここで原料ガスとは所定の圧力及び温度で原料水と反応してガスハイドレートを生成するものならば特に種類は問わず、例えば天然ガス又はその成分であるメタン、エタン、プロパン、i−ブタンなどの炭化水素ガス及びそれらの混合ガス、あるいは二酸化炭素、硫化水素及びそれらの混合ガスなどを対象とすることができる。 Here, the raw material gas is not particularly limited as long as it reacts with raw material water at a predetermined pressure and temperature to generate gas hydrate, and for example, natural gas or its components such as methane, ethane, propane, i-butane. Or a mixed gas thereof, or carbon dioxide, hydrogen sulfide and a mixed gas thereof.
上記の搬送手段は、前記生成容器の上端部付近から前記原料水の水面下まで挿入された、表面に複数の貫通孔又はメッシュが形成されたリボン状のスクリュー羽根からなることが望ましい。 It is preferable that the conveying means includes a ribbon-shaped screw blade having a plurality of through-holes or meshes formed on the surface thereof inserted from the vicinity of the upper end of the production container to the surface of the raw water.
また、上記の貫通孔又はメッシュの目開きの大きさは、0.1〜5.0 mmであることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the magnitude | size of the opening of said through-hole or mesh is 0.1-5.0 mm.
請求項1に記載の本発明は、原料水に原料ガスを気泡として吹き込みつつ撹拌してガスハイドレートを生成するいわゆる気液撹拌方式の生成容器内に、生成したガスハイドレートを上方へ移送しつつ脱水する搬送手段を設けた。 The present invention according to claim 1 transfers the produced gas hydrate upward into a so-called gas-liquid stirring type production vessel in which the raw material gas is blown into the raw water as bubbles and stirred to produce gas hydrate. Conveying means for dewatering was provided.
これにより、生成容器内において脱水を行えるようになり、ガスハイドレートを脱水装置に移送するスラリーポンプや移送配管が不要となるため、ガスハイドレートを連続的に製造して、製造効率を向上させることができる。 As a result, dehydration can be performed in the production vessel, and a slurry pump and a transfer pipe for transferring the gas hydrate to the dehydration apparatus are not required. Therefore, the gas hydrate is continuously manufactured to improve manufacturing efficiency. be able to.
請求項2に記載の本発明は、搬送手段を生成容器の上端部付近から原料水の水面下まで挿入された、表面に多数の貫通孔を有するスクリュー羽根とした。 According to the second aspect of the present invention, the conveying means is a screw blade having a large number of through-holes on the surface inserted from the vicinity of the upper end of the production vessel to the surface of the raw material water.
これにより、生成容器内で生成されたガスハイドレートを上方へ連続的に移送しつつ重力脱水することが容易にでき、ガスハイドレートの製造効率を向上されることができる。 Thereby, gravity dehydration can be facilitated while continuously transferring the gas hydrate generated in the generation container upward, and the production efficiency of the gas hydrate can be improved.
請求項3に記載の本発明によれば、貫通孔の大きさを0.1〜5.0 mmとすることにより、ガスハイドレートの脱水を効果的に行うことができるとともに、粒子径の大きなガスハイドレートを選択的に移送することができる。 According to the third aspect of the present invention, by setting the size of the through hole to 0.1 to 5.0 mm, the gas hydrate can be effectively dehydrated and the particle diameter is large. Gas hydrate can be selectively transferred.
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
本発明に係るガスハイドレート製造装置を図1に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
A gas hydrate production apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
このガスハイドレート製造装置(以下、「製造装置」という。)は、従来の気液撹拌方式の生成容器内に、生成したガスハイドレートを生成容器の上部へ移送しつつ脱水する搬送手段を設けたものである。 This gas hydrate manufacturing apparatus (hereinafter referred to as “manufacturing apparatus”) is provided with conveying means for dehydrating the generated gas hydrate while transferring the generated gas hydrate to the upper part of the generation container in a conventional gas-liquid stirring type generation container. It is a thing.
本製造装置は、ガスハイドレートを生成する生成容器1、生成したスラリー状のガスハイドレート2を上方へ移送しつつ脱水する搬送手段であるスクリュー羽根3、及び移送されたガスハイドレート4を生成容器1外に搬出する搬出機5から構成される。
This manufacturing apparatus produces | generates the production |
生成容器1は原料ガス6を原料水7と反応させてガスハイドレートを生成するものであり、有底筒形の耐圧容器からなる。生成容器1の内部は高圧(例えば、5.1 Mpaなど)に保持されており、低温(例えば、1〜5℃など)の原料水8が貯水されている。この原料水8は、循環水経路9に設けられた熱交換器10により反応熱が除去され低温に維持されるとともに、反応に消費された分が補給されるようになっている。
The
生成容器1の下部には、原料ガス6を気泡12として原料水8中に吹き出すスページャ13と、吹き出された原料ガス6を原料水8と混合・撹拌する撹拌羽根14がそれぞれ設置されている。撹拌羽根14は生成容器1の底面から延びた回転軸を介して電動機15により回転駆動される。
In the lower part of the
スラリー状のガスハイドレート2を生成容器1の上方へ移送しつつ脱水する搬送手段は、生成容器1の頂部から略垂直に挿入されたスクリュー羽根3から構成される。
The conveying means for dehydrating the slurry-
スクリュー羽根の構造の一例を図2に示す。図2(a)はスクリュー羽根の側面図を、図2(b)は上面図を、それぞれ示したものである。 An example of the structure of the screw blade is shown in FIG. FIG. 2A shows a side view of the screw blade, and FIG. 2B shows a top view.
スクリュー羽根3は、細長い平板を螺旋状に巻いた、いわゆるリボン状の形状を有し、その外周部は上方から伸びる3本の支柱17a、17b、17cにそれぞれ固定されている。3本の支柱17a、17b、17cは、その上端部において放射状の固定具18により回転軸19に接続されている。なお、支柱17の数は、図2に示す本数に限定されるものではない。
The
ガスハイドレート2を上方へ移送しつつ重力脱水(水切り)するために、スクリュー羽根3の表面には多数の微細な貫通孔20が形成されている。この貫通孔20の大きさは、効果的な脱水を行う上から 0.1〜5.0 mmとすることが好ましい。なお、貫通孔20の代わりにメッシュを形成してもよい。また、スクリュー羽根16は、ガスハイドレートが付着しにくいように撥水性を有する材料、例えばPTFEやポリエチレンなどを用いることが望ましい。
A number of fine through
このスクリュー羽根3は、その下部が原料水8の水面下に、上部が生成容器1の上端部付近に、それぞれ位置するように生成容器1内に設置される。
The
搬出機5は、搬送手段3により上方へ移送されつつ脱水された高濃度のガスハイドレート4を生成容器1の外部へ搬出するものであり、その側面の一部が生成容器1の頂部と連通する略横置きされたスクリューコンベア21により構成される。
The unloader 5 carries out the high-concentration gas hydrate 4 dehydrated while being transported upward by the conveying means 3 to the outside of the
スクリューコンベア21は電動機22により回転駆動され、連通部23を介して受け渡された高濃度のガスハイドレート4は、水平方向へ移送され終端部24から外部へ搬出される。
The
上記のような構造を有する製造装置の動作を以下に説明する。
原料ガス6は、生成容器1の下部に設置されたスページャ13から原料水8内に気泡12として供給され、回転する撹拌羽根14により混合・撹拌されてガスハイドレート2を生成する。このガスハイドレート2は、比重が小さいため原料水8の水面付近に浮遊し、回転するスクリュー羽根16により連続的にすくい上げられて上方へ移送される。このスクリュー羽根16の表面には多数の貫通孔20が設けられているため、ガスハイドレート2に付着した原料水8は移送中に貫通孔20で重力脱水(水切り)されて濃度が高くなる(例えば、40〜60重量%)。高濃度になったガスハイドレート4は、連通部23を通じて搬出機5に受け渡され、回転するスクリューコンベア21により終端部24まで運ばれて外部へ搬出される。
The operation of the manufacturing apparatus having the above structure will be described below.
The raw material gas 6 is supplied as
このように、スラリーポンプや脱水機への移送配管が不要となるため、ガスハイドレートを連続的に製造することができる。 Thus, since a transfer pipe to a slurry pump or a dehydrator is not necessary, a gas hydrate can be continuously produced.
1 生成容器 2 スラリー状のガスハイドレート
3 スクリュー羽根
4 高濃度ガスハイドレート 5 搬出機 6 原料ガス
7 原料水 8 生成容器内の原料水 9 循環水経路
10 熱交換器 11 循環水ポンプ 12 気泡
13 スページャ 14 撹拌羽根 15 電動機
17 支柱 18 固定具 19 回転軸
20 貫通孔 21 スクリューコンベア 22 電動機 23 連通部 24 終端部 25 電動機
DESCRIPTION OF
20 Through-
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