JP2000264852A - ガスハイドレートの連続製造装置 - Google Patents
ガスハイドレートの連続製造装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水と天然ガスのようなメタンを主成分とする
ガスからメタンハイドレートを工業的に連続して製造す
ることができる装置を提供する。 【解決手段】 冷却手段を有する筒状容器１と、メタン
を主成分とするガスの供給ライン８と、前記筒状容器内
に設けられた水または不凍液の散布手段１２と、生成メ
タンハイドレートの排出口７と、該排出口の上部に形成
されたメタンと水との反応部１Ａと、その下部に形成さ
れた水または不凍液の貯留部１Ｂと、生成したメタンハ
イドレートの前記排出口への移動手段１４と、該貯留部
から水または不凍液の一部を前記散布手段に循環させる
ライン５とを有するガスハイドレートの連続製造装置。
ガスからメタンハイドレートを工業的に連続して製造す
ることができる装置を提供する。 【解決手段】 冷却手段を有する筒状容器１と、メタン
を主成分とするガスの供給ライン８と、前記筒状容器内
に設けられた水または不凍液の散布手段１２と、生成メ
タンハイドレートの排出口７と、該排出口の上部に形成
されたメタンと水との反応部１Ａと、その下部に形成さ
れた水または不凍液の貯留部１Ｂと、生成したメタンハ
イドレートの前記排出口への移動手段１４と、該貯留部
から水または不凍液の一部を前記散布手段に循環させる
ライン５とを有するガスハイドレートの連続製造装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスハイドレートの
連続製造装置に関し、さらに詳しくは天然ガスのような
メタンを主成分とするガスと水からメタンハイドレート
（またはガスハイドレート）を工業的に製造するガスハ
イドレートの連続製造装置に関するものである。
連続製造装置に関し、さらに詳しくは天然ガスのような
メタンを主成分とするガスと水からメタンハイドレート
（またはガスハイドレート）を工業的に製造するガスハ
イドレートの連続製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、クリーンなエネルギー源や各種構
成原料として天然ガス等のメタンを主成分とするガスが
注目され、その貯蔵または輸送に利用する目的で天然ガ
ス等をガスハイドレートにする研究が行われている。メ
タンハイドレートは、水とメタンとからなるもので、そ
の生成には例えば温度３０３°Ｋで約８０ＭＰａ以上と
いう高圧を必要とする。しかもメタンハイドレートは、
その構造上不安定な物質であり、例えばメタンハイドレ
ートの水／メタン比（水和数）は、分子レベルの構造に
対するガス分子の占有率により決定される水和数（理論
上メタン分子１に対し水分子５．７５）と、マクロな非
結合水を含む水／メタン比のみかけの水和数を有してい
る。
成原料として天然ガス等のメタンを主成分とするガスが
注目され、その貯蔵または輸送に利用する目的で天然ガ
ス等をガスハイドレートにする研究が行われている。メ
タンハイドレートは、水とメタンとからなるもので、そ
の生成には例えば温度３０３°Ｋで約８０ＭＰａ以上と
いう高圧を必要とする。しかもメタンハイドレートは、
その構造上不安定な物質であり、例えばメタンハイドレ
ートの水／メタン比（水和数）は、分子レベルの構造に
対するガス分子の占有率により決定される水和数（理論
上メタン分子１に対し水分子５．７５）と、マクロな非
結合水を含む水／メタン比のみかけの水和数を有してい
る。
【０００３】従来、メタンハイドレートは、圧力容器を
用いてメタンと水を高圧、低温下で反応させる方法が行
われているが、この方法はあくまでも実験室的な方法で
あり、工業的に連続して製造する方法は知られていなか
った。
用いてメタンと水を高圧、低温下で反応させる方法が行
われているが、この方法はあくまでも実験室的な方法で
あり、工業的に連続して製造する方法は知られていなか
った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、水と
天然ガスのようなメタンを主成分とするガスからメタン
ハイドレートを工業的に連続して製造することができる
装置を提供することにある。
天然ガスのようなメタンを主成分とするガスからメタン
ハイドレートを工業的に連続して製造することができる
装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願で特許請求される発明は以下の通りである。 （１）冷却手段を有する筒状容器と、該筒状容器の上部
に設けられたメタンを主成分とするガスの供給ライン
と、前記筒状容器内の頂部に設けられた水または不凍液
の散布手段と、該筒状容器の側部に設けられた生成メタ
ンハイドレートの排出口と、該排出口を境としてその上
部に形成されたメタンと水との反応部と、その下部に形
成された水または不凍液の貯留部と、生成したメタンハ
イドレートを前記排出口へ移動させる手段と、該貯留部
から水または不凍液の一部を抜き出し、前記筒状容器頂
部の散布手段に水または不凍液を循環させる手段とを有
し、該貯留部の水または不凍液の上層には生成したメタ
ンハイドレートが浮遊し、前記移動手段より順次前記排
出口から外部に排出されるように構成されることを特徴
とするガスハイドレートの連続製造装置。
に、本願で特許請求される発明は以下の通りである。 （１）冷却手段を有する筒状容器と、該筒状容器の上部
に設けられたメタンを主成分とするガスの供給ライン
と、前記筒状容器内の頂部に設けられた水または不凍液
の散布手段と、該筒状容器の側部に設けられた生成メタ
ンハイドレートの排出口と、該排出口を境としてその上
部に形成されたメタンと水との反応部と、その下部に形
成された水または不凍液の貯留部と、生成したメタンハ
イドレートを前記排出口へ移動させる手段と、該貯留部
から水または不凍液の一部を抜き出し、前記筒状容器頂
部の散布手段に水または不凍液を循環させる手段とを有
し、該貯留部の水または不凍液の上層には生成したメタ
ンハイドレートが浮遊し、前記移動手段より順次前記排
出口から外部に排出されるように構成されることを特徴
とするガスハイドレートの連続製造装置。
【０００６】（２）前記水または不凍液の循環手段は、
前記貯留部から水または不凍液を抜き出し、前記散布手
段に送液するポンプ手段および配管からなり、該配管の
一部に冷却手段を設けて反応部を形成し、該反応部入口
の配管にメタンを主成分とするガスの供給配管を連結
し、該反応部の配管内でメタンと水とを反応させ、前記
散布手段に供給する水または不凍液中に予め生成メタン
ハイドレートの微結晶を混在させるようにしたことを特
徴とする（１）記載のガスハイドレートの連続製造装
置。
前記貯留部から水または不凍液を抜き出し、前記散布手
段に送液するポンプ手段および配管からなり、該配管の
一部に冷却手段を設けて反応部を形成し、該反応部入口
の配管にメタンを主成分とするガスの供給配管を連結
し、該反応部の配管内でメタンと水とを反応させ、前記
散布手段に供給する水または不凍液中に予め生成メタン
ハイドレートの微結晶を混在させるようにしたことを特
徴とする（１）記載のガスハイドレートの連続製造装
置。
【０００７】（３）前記反応部におけるメタンを主成分
とするガスの供給配管は、前記筒状容器の一部から前記
ガスを抜き出し、圧縮機により圧縮したガスを前記反応
部に供給する配管である（２）記載のガスハイドレート
の連続製造装置。
とするガスの供給配管は、前記筒状容器の一部から前記
ガスを抜き出し、圧縮機により圧縮したガスを前記反応
部に供給する配管である（２）記載のガスハイドレート
の連続製造装置。
【０００８】（４）前記生成したメタンハイドレートを
前記排出口へ移動させる手段がプロペラ型の掻き寄せ機
である（１）ないし（３）のいずれかに記載のガスハイ
ドレートの連続製造装置。
前記排出口へ移動させる手段がプロペラ型の掻き寄せ機
である（１）ないし（３）のいずれかに記載のガスハイ
ドレートの連続製造装置。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面により詳細に
説明する。図１は、本発明のメタンハイドレートの連続
製造装置の一実施例を示す説明図、図２は他の実施例を
示す同様な装置の説明図である。
説明する。図１は、本発明のメタンハイドレートの連続
製造装置の一実施例を示す説明図、図２は他の実施例を
示す同様な装置の説明図である。
【００１０】図１において、この装置は、冷却手段とし
て冷却ジャケット３を有する筒状容器１と、該筒状容器
内の上部に設けられた天然ガスの供給ライン８と、該筒
状容器内の頂部に設けられた水または不凍液の散布手段
１２と、該筒状容器１の側部に設けられたメタンハイド
レート９を含む水または不凍液の排出口７と、生成した
メタンハイドレート９を排出口７へ移動させる手段であ
るかき寄せ機１４とからなり、筒状容器１の排出口７の
位置より上部の空間にはメタンと水の反応部１Ａが形成
され、またその下部には水または不凍液の貯留部１Ｂが
形成される。筒状容器１の底部には水または不凍液抜き
出しライン４が設けられ、その一部が循環ポンプ１０に
よりライン５から散布手段１２に循環されるようになっ
ている。なお、図中、６は冷媒の供給ライン、２は冷媒
の出口ライン、１１は、水または不凍液の抜き出しライ
ン、１３は水または不凍液の補給ラインである。
て冷却ジャケット３を有する筒状容器１と、該筒状容器
内の上部に設けられた天然ガスの供給ライン８と、該筒
状容器内の頂部に設けられた水または不凍液の散布手段
１２と、該筒状容器１の側部に設けられたメタンハイド
レート９を含む水または不凍液の排出口７と、生成した
メタンハイドレート９を排出口７へ移動させる手段であ
るかき寄せ機１４とからなり、筒状容器１の排出口７の
位置より上部の空間にはメタンと水の反応部１Ａが形成
され、またその下部には水または不凍液の貯留部１Ｂが
形成される。筒状容器１の底部には水または不凍液抜き
出しライン４が設けられ、その一部が循環ポンプ１０に
よりライン５から散布手段１２に循環されるようになっ
ている。なお、図中、６は冷媒の供給ライン、２は冷媒
の出口ライン、１１は、水または不凍液の抜き出しライ
ン、１３は水または不凍液の補給ラインである。
【００１１】図１の装置において、筒状容器１は圧力容
器からなり、容器内の圧力および温度は、メタンハイド
レートが生成する反応温度および圧力に保持される。こ
れらの温度および圧力としては、通常、１℃〜４℃、３
０〜１００気圧の範囲が好ましい。散布手段１２から散
布された水または不凍液は、反応部１Ａで供給管８から
供給される天然ガス（メタン）と反応し、メタンハイド
レートを生成し、貯留部１Ｂの水または不凍液の表層に
落下して浮遊し、かき寄せ機１４により順次排出口の方
向にかき寄せられ、該排出口７から排出される。散布手
段１２としては、通常の散布ノズルのように液体を均一
に散布できるものであればよい。
器からなり、容器内の圧力および温度は、メタンハイド
レートが生成する反応温度および圧力に保持される。こ
れらの温度および圧力としては、通常、１℃〜４℃、３
０〜１００気圧の範囲が好ましい。散布手段１２から散
布された水または不凍液は、反応部１Ａで供給管８から
供給される天然ガス（メタン）と反応し、メタンハイド
レートを生成し、貯留部１Ｂの水または不凍液の表層に
落下して浮遊し、かき寄せ機１４により順次排出口の方
向にかき寄せられ、該排出口７から排出される。散布手
段１２としては、通常の散布ノズルのように液体を均一
に散布できるものであればよい。
【００１２】筒状容器１内の温度は、冷却ジャケット３
に冷媒を流通させることによって、また圧力は供給管８
から供給される天然ガスの圧力を調整することによって
それぞれ制御されるが、図中、これらの制御手段は省略
されている。不凍液としては、エチレングリコール等の
不凍液のように水を含有する不凍液であればどのような
ものでもよい。反応によって減少した水は、補給ライン
１３から系内に補給される。
に冷媒を流通させることによって、また圧力は供給管８
から供給される天然ガスの圧力を調整することによって
それぞれ制御されるが、図中、これらの制御手段は省略
されている。不凍液としては、エチレングリコール等の
不凍液のように水を含有する不凍液であればどのような
ものでもよい。反応によって減少した水は、補給ライン
１３から系内に補給される。
【００１３】図２は、本発明の他の実施例を示すもの
で、図１の装置と異なる点は、前記貯留部１Ｂから水ま
たは不凍液の一部を抜き出して循環させるライン４の一
部に反応部１９を設け、これに冷却媒体２０を循環さ
せ、また前記筒状容器１の上部から天然ガスの一部を抜
き出す配管１６を設け、該天然ガスを圧縮機１５により
圧縮して配管１７から前記反応部１９のライン入口に供
給する手段を設けたことである。上記装置においては、
貯留部１Ｂから抜き出された水または不凍液は配管１
１、循環ポンプ１０を通って反応部１９に入るが、その
際配管１７から供給される高圧の天然ガスと接触し、反
応部１９内の配管１８内で水とメタンガスとの反応が起
こり、メタンハイドレートの微結晶が生成し、配管５を
通って散布手段１２に循環、散布される。反応部１９の
圧力および温度条件は、パイプライン１８内の圧損、反
応条件を考慮して適宜決定される。上記装置において
は、散布手段１２から散布される水または不凍液中に
は、前記反応部１９で生成したメタンハイドレートを微
結晶として含むので、散布手段１２は、生成した微結晶
により詰まり等を生じないように比較的大口径のノズル
を用いることが好ましい。上記メタンハイドレートの微
結晶および散布中に生成または成長したメタンハイドレ
ートの結晶は、容器内を下方に落下し、前記貯留部１Ｂ
の水または不凍液の表層部に浮遊し、図１の場合と同様
にかき寄せ機１４により捕集され、排出口７から排出さ
れる。この装置によれば、前記筒状容器の反応部１Ａの
反応に加えて、反応部１９でもメタンハイドレートが生
成されるので、収率をより高めることができる。
で、図１の装置と異なる点は、前記貯留部１Ｂから水ま
たは不凍液の一部を抜き出して循環させるライン４の一
部に反応部１９を設け、これに冷却媒体２０を循環さ
せ、また前記筒状容器１の上部から天然ガスの一部を抜
き出す配管１６を設け、該天然ガスを圧縮機１５により
圧縮して配管１７から前記反応部１９のライン入口に供
給する手段を設けたことである。上記装置においては、
貯留部１Ｂから抜き出された水または不凍液は配管１
１、循環ポンプ１０を通って反応部１９に入るが、その
際配管１７から供給される高圧の天然ガスと接触し、反
応部１９内の配管１８内で水とメタンガスとの反応が起
こり、メタンハイドレートの微結晶が生成し、配管５を
通って散布手段１２に循環、散布される。反応部１９の
圧力および温度条件は、パイプライン１８内の圧損、反
応条件を考慮して適宜決定される。上記装置において
は、散布手段１２から散布される水または不凍液中に
は、前記反応部１９で生成したメタンハイドレートを微
結晶として含むので、散布手段１２は、生成した微結晶
により詰まり等を生じないように比較的大口径のノズル
を用いることが好ましい。上記メタンハイドレートの微
結晶および散布中に生成または成長したメタンハイドレ
ートの結晶は、容器内を下方に落下し、前記貯留部１Ｂ
の水または不凍液の表層部に浮遊し、図１の場合と同様
にかき寄せ機１４により捕集され、排出口７から排出さ
れる。この装置によれば、前記筒状容器の反応部１Ａの
反応に加えて、反応部１９でもメタンハイドレートが生
成されるので、収率をより高めることができる。
【００１４】図２の装置において、反応部１９のパイプ
ライン１８には反応を促進するために管に絞り部を設け
たり、インラインミキサー等の攪拌手段を設けてもよ
い。以下、本発明の具体的な実施例を述べる。
ライン１８には反応を促進するために管に絞り部を設け
たり、インラインミキサー等の攪拌手段を設けてもよ
い。以下、本発明の具体的な実施例を述べる。
【００１５】
【実施例】実施例１ 図１に示す装置（筒状容器の容量１５リットル）の天然
ガス供給ライン８を天然ガスボンベに連結して天然ガス
を供給し、一方、配管１３から水を供給し、圧力３０〜
５０気圧、温度０〜５℃で水とメタンとを反応させ、メ
タンハイドレートを連続的に製造した。以下の表１に製
造条件および結果を示す。
ガス供給ライン８を天然ガスボンベに連結して天然ガス
を供給し、一方、配管１３から水を供給し、圧力３０〜
５０気圧、温度０〜５℃で水とメタンとを反応させ、メ
タンハイドレートを連続的に製造した。以下の表１に製
造条件および結果を示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１に示すように、メタンハイドレートを
高収率で連続的に製造することができた。 実施例２ 図２に示す装置を用い、メタンハイドレートを連続的に
製造した。反応部１９としては、２０ｃｍおきに絞りを
入れた全長２ｍのパイプライン（内径１０ｍｍ、狭小部
の内径２ｍｍ）を用い、これを冷却ジャケット３と同じ
冷媒を用いて所定の温度に冷却した。配管１７から反応
部１９のパイプラインの入口に導入されるガスは、圧縮
機１５により筒状容器１の内圧より０．１〜０．５気圧
高くした。表２に製造条件および結果の概略を示す。
高収率で連続的に製造することができた。 実施例２ 図２に示す装置を用い、メタンハイドレートを連続的に
製造した。反応部１９としては、２０ｃｍおきに絞りを
入れた全長２ｍのパイプライン（内径１０ｍｍ、狭小部
の内径２ｍｍ）を用い、これを冷却ジャケット３と同じ
冷媒を用いて所定の温度に冷却した。配管１７から反応
部１９のパイプラインの入口に導入されるガスは、圧縮
機１５により筒状容器１の内圧より０．１〜０．５気圧
高くした。表２に製造条件および結果の概略を示す。
【００１８】
【表２】
【００１９】この装置を用いた場合のメタンハイドレー
トの収率は図１の装置の場合よりも向上した。
トの収率は図１の装置の場合よりも向上した。
【発明の効果】本発明によれば、メタンを主成分とする
ガスと水または不凍液とを連続的に反応させ、メタンハ
イドレートを工業的に製造することができる。
ガスと水または不凍液とを連続的に反応させ、メタンハ
イドレートを工業的に製造することができる。
【００２０】
【図１】本発明のメタンハイドレートの連続製造装置の
一実施例を示す説明図。
一実施例を示す説明図。
【図２】本発明の他の実施例を示すメタンハイドレート
の連続製造装置の説明図。
の連続製造装置の説明図。
【符号の説明】 １…筒状容器、１Ａ…筒状容器反応部、１Ｂ…筒状容器
貯留部 、２…冷媒出口、３…冷却ジャケット、４…水
または不凍液循環ライン、５…水または不凍液供給ライ
ン、６…冷媒入口、７…メタンハイドレート排出口、
８、１７…メタンガス供給ライン、９…メタンハイドレ
ート結晶、１０…循環ポンプ、１１…水または不凍液抜
き出しライン、１２…散布手段（ノズル）、１３…水ま
たは不凍液の補給ライン、１４…かき寄せ機、１５…圧
縮機、１６メタンガス抜き出し用配管、１７…ガス供給
ライン、１８…反応部パイプライン、１９…反応部、２
０…冷却媒体。
貯留部 、２…冷媒出口、３…冷却ジャケット、４…水
または不凍液循環ライン、５…水または不凍液供給ライ
ン、６…冷媒入口、７…メタンハイドレート排出口、
８、１７…メタンガス供給ライン、９…メタンハイドレ
ート結晶、１０…循環ポンプ、１１…水または不凍液抜
き出しライン、１２…散布手段（ノズル）、１３…水ま
たは不凍液の補給ライン、１４…かき寄せ機、１５…圧
縮機、１６メタンガス抜き出し用配管、１７…ガス供給
ライン、１８…反応部パイプライン、１９…反応部、２
０…冷却媒体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永田 健一 東京都中央区築地５丁目６番４号 三井造 船株式会社内 Ｆターム(参考） 4H006 AA02 AA04 AA05 AD33 BD81 BD82 BE60 FE11
Claims (4)
- 【請求項１】 冷却手段を有する筒状容器と、該筒状容
器の上部に設けられたメタンを主成分とするガスの供給
ラインと、前記筒状容器内の頂部に設けられた水または
不凍液の散布手段と、該筒状容器の側部に設けられた生
成メタンハイドレートの排出口と、該排出口を境として
その上部に形成されたメタンと水との反応部と、その下
部に形成された水または不凍液の貯留部と、生成したメ
タンハイドレートを前記排出口へ移動させる手段と、該
貯留部から水または不凍液の一部を抜き出し、前記筒状
容器頂部の散布手段に水または不凍液を循環させる手段
とを有し、該貯留部の水または不凍液の上層には生成し
たメタンハイドレートが浮遊し、前記移動手段より順次
前記排出口から外部に排出されるように構成されること
を特徴とするガスハイドレートの連続製造装置。 - 【請求項２】 前記水または不凍液の循環手段は、前記
貯留部から水または不凍液を抜き出し、前記散布手段に
送液するポンプ手段および配管からなり、該配管の一部
に冷却手段を設けて反応部を形成し、該反応部入口の配
管にメタンを主成分とするガスの供給配管を連結し、該
反応部の配管内でメタンと水とを反応させ、前記散布手
段に供給する水または不凍液中に予め生成メタンハイド
レートの微結晶を混在させるようにしたことを特徴とす
る請求項１記載のガスハイドレートの連続製造装置。 - 【請求項３】 前記反応部におけるメタンを主成分とす
るガスの供給配管は、前記筒状容器の一部から前記ガス
を抜き出し、圧縮機により圧縮したガスを前記反応部に
供給する配管である請求項２記載のガスハイドレートの
連続製造装置。 - 【請求項４】 前記生成したメタンハイドレートを前記
排出口へ移動させる手段がプロペラ型の掻き寄せ機であ
る請求項１ないし３のいずれかに記載のガスハイドレー
トの連続製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06949499A JP4216396B2 (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | ガスハイドレートの連続製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06949499A JP4216396B2 (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | ガスハイドレートの連続製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000264852A true JP2000264852A (ja) | 2000-09-26 |
| JP4216396B2 JP4216396B2 (ja) | 2009-01-28 |
Family
ID=13404336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06949499A Expired - Fee Related JP4216396B2 (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | ガスハイドレートの連続製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4216396B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003006589A1 (fr) * | 2001-07-09 | 2003-01-23 | Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. | Procede d'agglomeration, de manipulation et de transport d'hydrate gazeux |
| JP2003055675A (ja) * | 2001-08-15 | 2003-02-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスハイドレートの生成方法および生成装置、ならびにガスハイドレートの生成システム |
| JP2003055676A (ja) * | 2001-08-17 | 2003-02-26 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ハイドレートの製造装置および製造方法 |
| JP2003082371A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスハイドレート生成容器、ガスハイドレート製造装置及び製造方法 |
| KR100669185B1 (ko) * | 2004-10-14 | 2007-01-16 | 인하대학교 산학협력단 | 천연가스 고체 수화물 제조장치 및 수송방법 |
| JP2007269950A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ガスハイドレート製造装置 |
| JP2016030254A (ja) * | 2014-07-30 | 2016-03-07 | 三井造船株式会社 | ガスハイドレート生成装置 |
-
1999
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