KR101052588B1 - Apparatus and method for dehydration and concentration of gas hydrate slurry - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가스 하이드레이트의 생성에 관한 것으로, 더 구체적으로는 가스 하이드레이트 형성이 가능한 대상 가스와 물을 반응시켜 형성된 가스 하이드레이트 슬러리를 탈수 내지 농축 처리하여 고농도의 가스 하이드레이트를 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 저온 환경의 탈수 처리 장치를 도입함으로써 종래기술인 스크류 프레스형이나 원심 탈수형 등의 동력식 탈수 방식이 가지던 동력 소비의 문제, 마찰로 인한 가스 하이드레이트 해리 현상 등의 문제를 해결하고 가스 하이드레이트의 효율적이고 연속적인 탈수 농축을 가능하게 할 수 있다. The present invention relates to the production of gas hydrate, and more particularly, to an apparatus and a method for generating a high concentration of gas hydrate by dehydrating or concentrating a gas hydrate slurry formed by reacting a gas capable of forming a gas hydrate with water. . The present invention solves the problems of power consumption, the gas hydrate dissociation phenomenon caused by friction, and the like, by introducing a dehydration apparatus in a low temperature environment, such as a conventional screw press type or a centrifugal dehydration type. It is possible to enable efficient and continuous dehydration concentration.
하이드레이트, 슬러리, 탈수, 농축 Hydrate, slurry, dehydration, concentration
Description
본 발명은 가스 하이드레이트의 생성에 관한 것으로, 더 구체적으로는 가스 하이드레이트 형성이 가능한 대상 가스와 물을 반응시켜 형성된 가스 하이드레이트 슬러리를 탈수 내지 농축 처리하여 고농도의 가스 하이드레이트를 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the production of gas hydrate, and more particularly, to an apparatus and a method for generating a high concentration of gas hydrate by dehydrating or concentrating a gas hydrate slurry formed by reacting a gas capable of forming a gas hydrate with water. .
가스 하이드레이트(gas hydrate)는 크러스레이트(clathrate)의 특수한 형태로, 외관상 얼음과 비슷한 고체의 물질이나, 결정구조나 그 물리적 특성은 매우 다른 모습을 보인다. 고압 저온의 조건에서 물분자 간의 수소결합으로 형성되는 3차원의 격자구조에 동공(cavity)이라는 공간이 생기고, 이 동공에 메탄, 에탄, 프로판, 이산화탄소, 질소, 산소 등의 저 분자량 가스 분자가 물리적으로 결합하여 생성된다. Gas hydrate is a special form of clathrate that is a solid material similar to ice in appearance, but its crystal structure and physical properties are very different. In a three-dimensional lattice structure formed by hydrogen bonds between water molecules under high pressure and low temperature conditions, a cavity is formed, and low molecular weight gas molecules such as methane, ethane, propane, carbon dioxide, nitrogen, and oxygen are physically formed in the cavity. Is generated by combining
이 가스 하이드레이트는 천연가스의 저장, 운송이나 해저에의 CO2 매장 등을 위해 쓰이고 있고, 다른 한편으로는 가스분리의 메커니즘 역할을 수행하는 연구에도 최근에 이용되기 시작했다. Gas hydrates are being used, such as for CO 2 and store in the storage, transport and subsea natural gas, on the other hand, began to be used in recent years to study the mechanisms that perform the role of gas separation.
가스 하이드레이트의 탈수, 농축 공정은 가스 하이드레이트의 생산 중의 일부이다. 가스 하이드레이트 슬러리의 형태로 생성된 가스 하이드레이트의 저장, 이송 및 펠릿 형태 등의 가공을 위하여, 하이드레이트 형성 반응에 사용되고 남은 물을 가스 하이드레이트와 분리하여 탈수, 농축을 하여야 하는 것이다. The dehydration and concentration process of gas hydrate is part of the production of gas hydrate. In order to store, transport, and pellet the gas hydrate produced in the form of a gas hydrate slurry, the water used in the hydrate formation reaction must be dehydrated and concentrated by separating the gas hydrate from the gas hydrate.
가스 하이드레이트의 탈수, 농축에 관한 종래기술로는 일본출원 2001-264911에서 스크류 프레스형 탈수기를 제안하였고, 일본출원 2006-040595에서는 원심 탈수형에 기반을 둔 방법을 제시하고 있다. 그러나 이러한 동력식 탈수기의 경우 탈수 능력의 한계가 있고 구동 동력도 커서 비경제적일 뿐만 아니라, 탈수과정의 회전에 의한 마찰열로 인하여 가스 하이드레이트 슬러리의 해리 현상이 발생할 수 있다는 점이 문제로 제기되고 있다.As a related art regarding dehydration and concentration of gas hydrates, a screw press type dehydrator is proposed in Japanese application 2001-264911, and a Japanese based application 2006-040595 proposes a method based on centrifugal dehydration. However, in the case of such a powered dehydrator, the dehydration capacity is limited and the driving power is large, which is uneconomical, and the problem of dissociation of the gas hydrate slurry may occur due to frictional heat caused by the rotation of the dehydration process.
본 발명은 상기에 제기된 종래기술의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 동력식 탈수기를 사용하지 않고 가스 하이드레이트 슬러리의 탈수, 농축을 하는 장치 및 방법을 제시하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object thereof is to provide an apparatus and method for dehydrating and concentrating a gas hydrate slurry without using a powered dehydrator.
또 다른 본 발명의 목적은 가스 하이드레이트 슬러리의 탈수, 농축 과정에서 가스 하이드레이트가 해리되어 버리는 문제점을 해결하여 안정적으로 가스 하이드레이트 슬러리를 탈수, 농축할 수 있는 효율적인 방법을 제시하는 것이다.Another object of the present invention is to solve the problem that the gas hydrate dissociates during the dehydration and concentration of the gas hydrate slurry, and to provide an efficient method for stably dehydrating and concentrating the gas hydrate slurry.
상기의 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, According to a preferred embodiment of the present invention to achieve the above object,
가스 하이드레이트 형성이 가능한 대상 가스와 물을 반응시켜 형성된 가스 하이드레이트 슬러리를 탈수, 농축하는 방법에 있어서, In the method for dehydrating and concentrating a gas hydrate slurry formed by reacting a target gas capable of forming a gas hydrate with water,
가스 하이드레이트 생성 고압 반응기(100)에서 생성된 가스 하이드레이트 슬러리가 저온환경의 탈수-농축 반응기(31)로 이송되는 단계;Gas hydrate generation The gas hydrate slurry produced in the
상기의 이송단계에서 이송된 가스 하이드레이트 슬러리는 탈수-농축 반응기(31)의 압축탈수판(320)내로 주입되고 고압 공기 공급라인(310)을 통해 공급된 고압 공기에 의해 탈수, 농축되는 단계;The gas hydrate slurry conveyed in the transfer step is injected into the
하이트레이트 탈리 장치에 의해 압축탈수판을 분리, 진동시켜 상기 탈수, 농축 단계에서 탈수, 농축된 가스 하이드레이트를 탈리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 하이드레이트 슬러리의 탈수, 농축 방법을 제공한다.The dehydration and concentration of the gas hydrate slurry is provided, comprising the steps of: separating and vibrating the compressed dewatering plate by a hydrate desorption apparatus to desorb the dehydrated and concentrated gas hydrate in the dehydration and concentration steps.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 가스 하이드레이트 형성이 가능한 대상 가스와 물을 반응시켜 형성된 가스 하이드레이트 슬러리를 탈수, 농축하는 장치에 있어서, According to another preferred embodiment of the present invention, in the apparatus for dehydrating and concentrating the gas hydrate slurry formed by reacting the target gas and water capable of gas hydrate formation,
가스하이드레이트 생성 고압 반응기(100) 및 가스 하이드레이트 슬러리의 저장탱크로 구성되는 가스 하이드레이트 슬러리 공급부; 공기압축기(190) 및 고압 공기 압력 조절용 레귤레이터(regulator)로 구성되는 고압공기 공급부; 및 저온유지 보온 케이싱(240)과 탈수 농축 반응기(31)를 포함하는 저온 환경의 탈수-농축 반응부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 하이드레이트 슬러리의 탈수, 농축 장치를 제공한다.A gas hydrate slurry supply unit configured of a gas hydrate generating
가스 하이드레이트 슬러리를 저온 탈수 장치에 의해 처리하는 방법을 이용할 경우 다음과 같은 효과를 가진다. When the gas hydrate slurry is treated by a low temperature dehydration apparatus, the following effects are obtained.
첫째, 상기의 종래기술인 스크류 프레스형이나 원심 탈수형 등의 동력식 탈수 방식과는 달리 별도의 구동 동력이 필요치 않기 때문에 운영비가 적어 경제적이다. First, unlike the above-described motorized dehydration method such as the screw press type or centrifugal dehydration type, it is economical because it does not require a separate driving power.
둘째, 동력식 탈수 방식의 경우 구동 장치의 제약으로 인한 탈수 능력의 한계성을 가질 수 있으나 본 발명은 별도의 구동 장치가 필요치 않기 때문에 탈수 능력에 맞는 장치의 제작이 용이하다.Secondly, in the case of the motorized dewatering method, the dehydration capacity may be limited due to the limitation of the driving device. However, the present invention does not require a separate driving device, and thus, it is easy to manufacture a device suitable for the dewatering capacity.
셋째, 동력식 탈수 방식의 경우 탈수과정에서 구동축, 스크류 및 외부 케이싱 사이에서 회전에 의한 마찰열이 높게 발생하여 이로 인한 가스 하이드레이트 슬러리의 해리 현상이 나타날 수 있으나, 본 발명의 장치 및 방법을 이용한 탈수, 농축 과정을 거치면 마찰열의 발생이 없어 가스 하이드레이트 슬러리의 해리 현상이 발생하지 않아 효율적인 연속적인 처리가 가능하다.Third, in the case of the motorized dehydration method, the frictional heat generated by the rotation between the drive shaft, the screw and the outer casing may be generated in the dehydration process, resulting in dissociation of the gas hydrate slurry. However, dehydration using the apparatus and method of the present invention After the concentration process, no frictional heat is generated, so that dissociation of the gas hydrate slurry does not occur, thus enabling efficient continuous processing.
이하 본 발명의 구성을 도 1의 실시예와 함께 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with the embodiment of FIG.
일반적으로, 가스 하이드레이트는 고압과 저온의 조건에서 물분자 간의 수소결합으로 형성되는 3차원의 격자구조에 동공(Cavity)이라는 공간이 생기고, 이 동공에 가스가 물리적으로 포획되어 생성된다. In general, gas hydrate is a space (cavity) is formed in a three-dimensional lattice structure formed by hydrogen bonds between water molecules under high pressure and low temperature conditions, the gas is physically trapped in the cavity is produced.
이러한 생성원리를 이용한 가스 하이드레이트 생성 반응기의 경우 반응기에 3차원 격자구조를 만들어주는 주체(Host)인 물을 넣어준 반응기를 저온으로 유지해 주면서, 객체(Guset)인 하이드레이트화 가능한 대상 가스를 고압으로 주입하여 가스 하이드레이트를 형성하게 된다. 이 과정에서 충분한 가스 하이드레이트 형성 반응이 이루어질 수 있도록 과량의 물을 넣어 준다. 이로 인하여 생성된 가스 하이드레이트는 물과 혼합된 상태로 존재하게 된다.In the case of the gas hydrate generating reactor using this generation principle, the hydrated target gas, which is a Guset, is injected at high pressure while maintaining the reactor at which the water, which is the host, which forms the three-dimensional lattice structure, is kept at a low temperature. Thereby forming a gas hydrate. In this process, excess water is added to allow sufficient gas hydrate formation reaction. The resulting gas hydrate is present in admixture with water.
물과 혼합된 상태로 만들어지는 가스 하이드레이트(이하 가스 하이드레이트 슬러리)의 경우 가스 하이드레이트와 다량의 물이 함유되어 있어 저장 및 이송과정에서 많은 어려움이 따른다. The gas hydrate (hereinafter, gas hydrate slurry), which is mixed with water, contains gas hydrate and a large amount of water, which leads to a lot of difficulties in storage and transportation.
이를 해결하기 위한 방법을 살펴보면 아래와 같다.The method to solve this problem is as follows.
가스 하이드레이트의 경우 저온 고압 상태에서 상온 상압 상태로 환경이 변화할 경우 순식간에 해리되는 특징이 있다. 이러한 가스 하이드레이트의 특성으로 인하여 만들어진 가스 하이드레이트를 유지하기 위해서는 첫째, 저온 고압의 상태를 유지하는 방법, 둘째, 저온 고압 상태에 비해 충분히 높은 압력 상태(상온)로 유지하는 방법, 셋째, 저온 고압 상태에 비해 충분히 낮은 온도 상태(상압)를 유지하는 방법을 들 수 있다.In the case of gas hydrate, when the environment changes from the low temperature and high pressure to the normal temperature and normal pressure, it dissociates instantly. In order to maintain the gas hydrate made due to the characteristics of the gas hydrate, first, to maintain the state of low temperature and high pressure, second, to maintain a sufficiently high pressure state (at room temperature) compared to the low temperature and high pressure state, third, to a low temperature and high pressure state The method of maintaining a sufficiently low temperature state (atmospheric pressure) is mentioned.
첫째의 방법의 경우 두 가지 조건을 유지하기가 까다롭고 조금의 조건 변화에도 민감하여 가스 하이드레이트를 유지하기에는 적합하지 않다.The first method is difficult to maintain both conditions and is sensitive to slight changes in conditions, making it unsuitable for maintaining gas hydrates.
둘째의 방법의 경우 충분히 높은 압력상태를 유지하기 위해서는 그에 합당한 압력 설비가 필요하며, 고압의 설비의 경우 높은 위험성이 뒤따른다.In the second method, to maintain a sufficiently high pressure, a proper pressure device is required, and a high pressure device carries a high risk.
위 두 방법과는 달리 셋째의 방법의 경우와 같이 충분히 낮은 온도 상태를 유지하기 위한 저온 장치의 경우 상용화하여 사용할 수 있는 시설이나 장치의 확보가 비교적 용이하며, 압력 폭발 등의 위험적인 요인도 적으며, 가스 하이드레이트 슬러리의 탈수, 농축에 효율적이며, 연속적으로 운전가능하다는 장점이 있다. 본 발명자는 이점을 인지하여 본 발명에 반영하였다.Unlike the above two methods, the low-temperature device to maintain a sufficiently low temperature state, as in the third method, is relatively easy to obtain commercially available facilities or devices, and there are few risk factors such as pressure explosion. In addition, the gas hydrate slurry has the advantage of being efficient in dewatering and concentrating and continuously operating. The inventors recognized the advantages and reflected them in the present invention.
본 발명의 가스 하이드레이트 형성이 가능한 대상 가스와 물을 반응시켜 형성된 가스 하이드레이트 슬러리를 탈수, 농축하는 방법은 다음과 같다.The method for dehydrating and concentrating a gas hydrate slurry formed by reacting a gas capable of forming a gas hydrate of the present invention with water is as follows.
본 발명은 가스 하이드레이트 생성 고압 반응기(100)에서 생성된 가스 하이드레이트 슬러리가 저온환경의 탈수-농축 반응기(31)로 이송되는 단계와 상기의 이 송단계에서 이송된 가스 하이드레이트 슬러리가 탈수-농축 반응기(31)의 압축탈수판(320)내로 주입되고 고압 공기 공급라인(310)을 통해 공급된 고압 공기에 의해 탈수, 농축되는 단계와 가스 하이트레이트 탈리 장치에 의해 압축탈수판을 분리, 진동시켜 상기 탈수, 농축 단계에서 탈수, 농축된 가스 하이드레이트가 탈리되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the gas hydrate slurry generated in the gas hydrate generating
상기의 가스 하이드레이트 형성이 가능한 대상 가스는 메탄, 에탄, 프로판, 이산화탄소, 질소, 산소, 육불화황을 포함하는 저분자량 가스가 가능하다. 상기에 열거된 가스들은 이미 가스 하이드레이트의 생성이 가능하다 알려진 저분자량 가스들이며, 이 외에도 가스 하이드레이트 형성이 가능한 가스라면 본 발명의 대상 가스로 할 수 있다. The target gas capable of forming the gas hydrate may be a low molecular weight gas including methane, ethane, propane, carbon dioxide, nitrogen, oxygen, and sulfur hexafluoride. The above-listed gases are already known low molecular weight gases capable of producing gas hydrates. In addition, the gases listed above may be the target gases of the present invention.
본 발명은 가스 하이드레이트 슬러리를 탈수, 농축하기 위한 방법으로 고압의 공기로 압축하여 탈수, 농축하는 방법을 사용하였다. In the present invention, a method of dehydrating and concentrating a gas hydrate slurry is used by compressing with high-pressure air to dehydrate and concentrate.
하이드레이트(Hydrate) 생성 고압 반응기(100)에서 물과 대상 가스의 반응으로 생성된 가스 하이드레이트 슬러리를 반응기 내의 압력을 유지하면서 가스 하이트레이트 슬러지 저장 탱크(120)로 먼저 이송하고 그 후 이 탱크(120)에서 가스 하이드레이트 슬러지 배출배브(210)를 통해 저온환경의 탈수-농축 반응기(31)로 이송된다. Hydrate generation The gas hydrate slurry produced by the reaction of water and the target gas in the
상기 저온환경의 탈수-농축 반응부는 직접적으로 가스 하이드레이트 슬러지의 농축이 일어나는 부분으로 본 발명의 핵심을 이룬다. 이 공간에서 고압공기로 탈수, 농축을 하는 것이 스크류 등을 이용한 기계적 탈수를 하는 종래기술과 대비 되는 기술적 특징이다. 상기 저온환경의 탈수-농축 반응부의 온도는 형성된 가스 하이드레이트가 해리되지 않을 온도의 저온 환경을 유지해야한다. 바림직하게는 온도를 -50 내지 0℃로 설정할 수 있다. 각각의 대상 가스들은 고유의 가스 하이드레이트 생성 평형 온도를 갖기 때문에 저온 환경의 온도 범위는 그에 상응해 정해져야 하지만, 실험결과 -50 내지 0℃의 온도라면 상기에 열거된 대상 가스의 탈수, 농축 저온 환경으로 충분히 적합하다는 것을 알 수 있었다. 상기의 저온을 유지하기 위하여 반응기 내에 액체질소를 일정량 유지하고, 이로 인한 저온이 유지될 수 있도록 다공성 지지대(370)위에 탈수, 농축 반응기를 고정하였다. The dehydration-concentration reaction part of the low temperature environment forms the core of the present invention as a part where the concentration of the gas hydrate sludge occurs directly. Dewatering and condensing with high pressure air in this space is a technical feature compared with the prior art of mechanical dehydration using a screw or the like. The temperature of the dehydration-concentration reaction part in the low temperature environment should maintain a low temperature environment at which the gas hydrate formed will not dissociate. Preferably, the temperature can be set to -50 to 0 ° C. Since each target gas has its own gas hydrate formation equilibrium temperature, the temperature range of the low temperature environment should be set accordingly. However, if the temperature is -50 to 0 ° C, dehydration and concentration of low temperature environment It was found to be suitable enough. In order to maintain the low temperature, a certain amount of liquid nitrogen was maintained in the reactor, and the dehydration and concentration reactors were fixed on the
상기의 이송단계에서 이송된 가스 하이드레이트 슬러리는 탈수-농축 반응기(31)의 압축탈수판(320)내로 주입되고 고압 공기 공급라인(310)을 통해 공급된 고압 공기에 의해 탈수된다. 압축 탈수판(320)은 복수로 구성되고 이것은 공지된 필터프레스 유사한 원리로써 탈수가 진행된다. 압력 조절용 레큘레이터(220)에 의해 정압으로 조절된 고압의 공기는 고압 공기 토출 밸브(230)를 통해 고압 공기 공급 라인(310)을 따라 탈수, 농축 반응기로 주입된다. The gas hydrate slurry transferred in the transfer step is injected into the compressed
상기의 탈수, 농축 단계가 끝나면 하이트레이트 탈리 장치에 의해 압축탈수판을 분리, 진동시켜 상기 탈수, 농축 단계에서 탈수, 농축된 가스 하이드레이트가 탈리되는 단계를 거친다. 고압 공기에 의해 탈수, 농축이 이루어지면 유압장치(360)에 의해 반응장치를 잡아 주고 있던 실린더 암(350)에 압력을 해소하여 종동절(330)을 뒤로 분리시킨 후 가스 하이드레이트 탈리 장치(340)에 의하여 각각의 압축탈수판(320)을 분리, 진동을 주어 압축, 농축된 가스 하이드레이트를 탈리하게 되는 것이다. After the dehydration and concentration step, the compressed dewatering plate is separated and vibrated by the hydrate desorption apparatus, and the dehydration and concentration gas hydrate is desorbed in the dehydration and concentration step. When dehydration and condensation are performed by high pressure air, the hydraulic pressure is released to the
이에 따라 가스 하이드레이트 슬러리를 연속적으로 탈수, 농축하여 저장, 이송에 용이한 가스 하이드레이트를 형성할 수 있다.Accordingly, the gas hydrate slurry can be continuously dehydrated and concentrated to form a gas hydrate that is easy for storage and transport.
본 발명의 가스 하이드레이트 형성이 가능한 대상 가스와 물을 반응시켜 형성된 가스 하이드레이트 슬러리를 탈수, 농축하는 장치는 다음과 같다.An apparatus for dehydrating and concentrating a gas hydrate slurry formed by reacting a gas capable of forming a gas hydrate of the present invention with water is as follows.
본 발명의 가스 하이드레이트 슬러리를 탈수, 농축하는 장치는 가스하이드레이트 생성 고압 반응기(100) 및 가스 하이드레이트 슬러리의 저장탱크로 구성되는 가스 하이드레이트 슬러리 공급부; 공기압축기(190) 및 고압 공기 압력 조절용 레귤레이터(regulator)로 구성되는 고압공기 공급부; 및 저온유지 보온 케이싱(240)과 탈수 농축 반응기(31)를 포함하는 저온 환경의 탈수-농축 반응부를 구비하는 것을 특징으로 한다. The apparatus for dewatering and concentrating a gas hydrate slurry of the present invention includes a gas hydrate slurry supply unit configured of a gas hydrate generating
본 발명의 가스 하이드레이트 슬러리 공급부는 가스하이드레이트 생성 고압 반응기(100) 및 가스 하이드레이트 슬러리의 저장탱크(120)로 구성된다. 또한 가스하이드레이트 생성 고압 반응기(100)와 가스 하이드레이트 슬러리의 저장탱크(120)의 사이, 가스 하이드레이트 슬러리의 저장탱크(120)와 저온 환경의 탈수-농축 반응부 사이에는 가스 하이드레이트 슬러리의 배출 밸브가 있어 저온 환경의 탈수-농축 반응기(31)로의 가스 하이드레이트 슬러리의 이송을 조절한다.The gas hydrate slurry supply unit of the present invention is composed of a gas hydrate generating
본 발명의 고압공기 공급부는 공기압축기(190) 및 고압 공기 압력 조절용 레귤레이터(regulator)(200)로 구성된다. 공기압축기는 일반적인 콤프래서를 사용하 는 것이 가능하고 공기를 압축하여 제공한다. 압력 조절용 레큘레이터(220)는 공기를 정압으로 조절하며, 고압공기는 고압 공기 공급 라인(310)을 따라 탈수, 농축 반응기로 주입된다. 공기압축기(190)와 고압 공기 조절용 레귤레이터(regulator) 사이, 그리고 고압 공기 조절용 레귤레이터(regulator)와 탈수 농축 반응기(31)사이에는 고압공기 토출밸브(200)를 구성하여 고압공기의 흐름을 조절한다. The high pressure air supply unit of the present invention is composed of an
본 발명의 저온 환경의 탈수-농축 반응부는 저온유지 보온 케이싱(240)과 탈수 농축 반응기(31)를 포함한다. 본 발명에서 탈수 농축 반응 중 일정한 저온 상태를 유지해야 하는 것이 중요한데, 그 단열작용을 하는 것이 저온 유지 보온 케이싱(240)이 한다. 저온 유지 보온 케이싱(240)은 일반적인 단열판 소재를 이용해 제작 할 수 있다. 일반적인 항온 항습기를 이용할 수도 있다. 반응기 내의 저온 분위기 유지는 액체 질소(비점 -195.8℃) 등을 저온 유지 보온 케이싱(240) 내에 일정량 유지시키면서 달성할 수 있다. 또한 탈수 농축 반응기 전체면적에 대한 균일한 저온 유지를 위해 다공성 지지대(370) 위에 탈수, 농축 반응기를 고정할 수 있다.The dehydration-concentration reaction part of the low temperature environment of the present invention includes a low temperature
탈수 농축 반응기(31)는 일반적인 필터 프레스의 원리와 유사한 형태로 작동한다. 탈수 농축 반응기는 고압 공기 공급 라인(310), 복수 개의 압축 탈수판(320), 가스 하이드레이트 탈리 장치(340), 실린더 암(Cylinder Arm)(350), 유압장치(360) 등으로 구성될 수 있다. The
가스 하이드레이트 슬러리는 압축 탈수판(320) 내로 주입되며 이후 고압 공기 공급 라인(310)을 통해 공급된 고압 공기를 이용하여 복수 개의 압축 탈수 판(320)에서 가스 하이드레이트의 탈수, 농축을 하게 된다. 고압 공기에 의해 탈수, 농축이 이루어지면 유압장치(360)에 의해 반응장치를 잡아 주고 있던 실린더 암(350)에 압력을 해소하여 종동절(follower)(330)을 뒤로 분리시킨다. 이후 가스 하이드레이트 탈리 장치(340)에 의하여 각각의 압축탈수판(320)을 분리, 진동을 주어 압축, 농축된 가스 하이드레이트를 탈리하게 된다. The gas hydrate slurry is injected into the compressed
이상의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위는 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에 의거하여 정의되는 본 발명의 범주 내에 당업자들에 의하여 변형 또는 수정될 수 있다.The above embodiments are only for explaining the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments, and may be modified or modified by those skilled in the art within the scope of the present invention defined by the appended claims.
예를 들면, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있다는 것이다.For example, the shape and structure of each component specifically shown in the embodiment of the present invention can be modified.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 가스 하이드레이트 슬러리의 탈수, 농축을 위한 방법의 전체를 개략적으로 도시한 예시도.1 is an exemplary view schematically showing an entire method for dehydration and concentration of a gas hydrate slurry according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings *
100 하이드레이트 생성 고압 반응기100 hydrate generating high pressure reactor
110 가스 하이드레이트 슬러리 배출 밸브110 gas hydrate slurry discharge valve
120 가스 하이드레이트 슬러리 저장 탱크120 gas hydrate slurry storage tank
190 공기압축기190 air compressors
200 고압 공기 토출 밸브200 high pressure air discharge valve
210 가스 하이드레이트 슬러리 배출 밸브210 gas hydrate slurry discharge valve
220 고압 공기 압력 조절용 레큘레이터220 High Pressure Air Pressure Regulator
230 고압 공기 토출 밸브230 high pressure air discharge valve
240 저온 유지 보온 케이싱240 cryostat insulating casing
250 가스 하이드레이트 저장 탱크250 gas hydrate storage tank
260 탈수 여액 배출 밸브260 dewatering filtrate drain valve
31 탈수 농축반응기31 Dehydration Concentrator
300 가스 하이드레이트 슬러리 공급 라인300 gas hydrate slurry supply line
310 고압 공기 공급 라인310 high pressure air supply line
320 압축 탈수판320 compression dewatering plate
330 종동절(Follower)330 Follower
340 가스 하이드레이트 탈리 장치340 gas hydrate desorption unit
350 실린더 암350 cylinder arm
360 유압 장치360 hydraulic system
370 다공성 지지대370 porous support
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