JP2001010986A - Device for producing methane hydrate and method for producing the same - Google Patents

Device for producing methane hydrate and method for producing the same

Info

Publication number
JP2001010986A
JP2001010986A JP18650499A JP18650499A JP2001010986A JP 2001010986 A JP2001010986 A JP 2001010986A JP 18650499 A JP18650499 A JP 18650499A JP 18650499 A JP18650499 A JP 18650499A JP 2001010986 A JP2001010986 A JP 2001010986A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
raw water
methane hydrate
pressure
pressure vessel
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP18650499A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Matsumoto
義昭 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd filed Critical Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority to JP18650499A priority Critical patent/JP2001010986A/en
Publication of JP2001010986A publication Critical patent/JP2001010986A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C11/00Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • F17C11/007Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrocarbon gases, such as methane or natural gas, propane, butane or mixtures thereof [LPG]

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a methane hydrate production device which can efficiently produce methane hydrate and stably the produced methane hydrate. SOLUTION: This methane hydrate production device for bringing natural gas into contact with water under a prescribed high pressure to produce the methane hydrate comprises a pressure-resistant container 1 capable of resisting to a prescribed high pressure, raw material water distribution ducts 5 disposed in the pressure-resistant container 1, coil evaporators 4 disposed in the raw material water distribution ducts 5, respectively, a freezer 6 for supplying a cooling medium to the coil evaporators 4, raw material water-circulating means 11, 13 for extracting the raw material water from the bottom portion of the pressure-resistant container 1 and supplying the extracted raw material water to the bottom portions of raw material water distribution ducts 5, and raw material gas supply means 10, 7 for jetting the natural gas from the bottom portion of the pressure-resistant container 1 into the raw material water.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【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、特に同一容器内で
ハイドレートの製造と貯蔵を行うことができる、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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for producing methane hydrate, and more particularly to an apparatus and method for producing methane hydrate, which can produce and store hydrate in the same container. .

【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
内に設けられた原料水流通ダクトと、該原料水流通ダク
ト内に配置されたコイル蒸発器と、該コイル蒸発器に冷
媒を供給する冷凍機と、前記耐圧容器の底部から原料水
を抜き出して前記原料水流通ダクトの底部に供給する原
料水の循環手段と、前記耐圧容器の底部から原料水内に
天然ガスを噴射する原料ガスの供給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。
Means for Solving the Problems To solve the above problems, the invention claimed in the present application is as follows. (1) A methane hydrate production apparatus for producing hydrate by bringing natural gas and water into contact with each other under a predetermined high pressure, comprising: a pressure-resistant container capable of withstanding the predetermined high pressure; and provided in the pressure-resistant container. A raw water distribution duct, a coil evaporator arranged in the raw water distribution duct, a refrigerator for supplying a refrigerant to the coil evaporator, and a raw water distribution duct for extracting raw water from the bottom of the pressure vessel. A methane hydrate producing apparatus, comprising: means for circulating raw water supplied to the bottom of the pressure vessel; and means for supplying raw gas for injecting natural gas into the raw water from the bottom of the pressure vessel.

【0005】(2)前記耐圧容器の上部空間部と前記原
料ガス供給手段を連結する未反応ガス循環配管を設けた
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。 (3)前記耐圧容器の底部から液相を抜き出して負荷熱
交換器を経て耐圧容器の上部空間部または液相内に戻す
放熱負荷配管を設け、耐圧容器の上部空間部に、再生ガ
スの抜き出し配管を連結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。
(2) The apparatus for producing methane hydrate according to the above (1), wherein an unreacted gas circulation pipe connecting the upper space of the pressure vessel and the raw material gas supply means is provided. (3) A heat-dissipating load pipe is provided for extracting the liquid phase from the bottom of the pressure vessel and returning it to the upper space or the liquid phase of the pressure vessel via the load heat exchanger, and extracting the regeneration gas to the upper space of the pressure vessel. The apparatus for producing methane hydrate according to the above (1) or (2), wherein a pipe is connected.

【0006】(4)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
造方法であって、前記所定の高圧に耐え得る耐圧容器内
に配置された原料水流通ダクト内を上昇し、耐圧容器の
内壁面に沿って下降する原料水の循環流を形成し、該循
環流内に、前記耐圧容器の底部から天然ガスを噴射して
0〜6.5℃、26〜60kg/cm2 雰囲気で前記原
料水と接触させてメタンハイドレートを製造し、該メタ
ンハイドレートを耐圧容器の液相内上部に貯留すること
を特徴とするメタンハイドレートの製造方法。
(4) A method for producing methane by contacting natural gas and water under a predetermined high pressure to produce a hydrate, wherein the raw water is disposed in a pressure-resistant vessel capable of withstanding the predetermined high pressure. Forming a circulating flow of raw water that rises in the flow duct and descends along the inner wall surface of the pressure-resistant container, into which natural gas is injected from the bottom of the pressure-resistant container into 0 to 6.5 ° C. A method for producing methane hydrate by bringing the raw material water into contact with the raw water in an atmosphere of 26 to 60 kg / cm 2 , and storing the methane hydrate in an upper part of a liquid phase of a pressure-resistant container.

【0007】(5)前記原料水循環流の温度調節を、前
記原料水流通ダクト内に配置されたコイル蒸発器で行う
ことを特徴とする上記(4)に記載のメタンハイドレー
トの製造方法。 (6)前記耐圧容器の上部空間部の未反応天然ガスを前
記耐圧容器の底部に循環して原料ガスとして再使用する
ことを特徴とする上記(4)または(5)に記載のメタ
ンハイドレートの製造方法。 (7)前記耐圧容器の底部から抜き出した液相を負荷熱
交換器で温度上昇させたのち耐圧容器の上部空間部また
は液相内に戻し、メタンハイドレートの融解によって発
生する再生ガスを製品ガスとして需要先に供給すること
を特徴とする上記(4)〜(6)の何れかに記載のメタ
ンハイドレートの製造方法。
(5) The method for producing methane hydrate according to (4), wherein the temperature of the raw water circulation stream is adjusted by a coil evaporator arranged in the raw water flow duct. (6) The methane hydrate according to (4) or (5), wherein the unreacted natural gas in the upper space of the pressure vessel is circulated to the bottom of the pressure vessel and reused as a raw material gas. Manufacturing method. (7) The temperature of the liquid phase withdrawn from the bottom of the pressure vessel is raised by a load heat exchanger, and then returned to the upper space or the liquid phase of the pressure vessel, and the regeneration gas generated by the melting of methane hydrate is converted into product gas. The method for producing methane hydrate according to any one of the above (4) to (6), wherein the methane hydrate is supplied to a customer.

【0008】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ことによりNGHを製造し、製
造したハイドレートを同一圧力容器内に貯蔵するもので
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、ハイドレートが生成する際の
反応熱を吸収し、系外に排出する熱媒体としても機能す
る。
[0008] The present invention relates to an NGH manufacturing technology, a heat storage technology,
This is a combination of storage technology and / or transportation technology. NGH is produced by blowing natural gas as a raw material into a pressure vessel and chemically reacting with raw water, and the produced hydrate is stored in the same pressure vessel. Is what you do. In the present invention, water is a raw material for producing a hydrate, and also functions as a heat medium that absorbs the heat of reaction when the hydrate is generated and discharges it to the outside of the system.

【0009】[0009]

【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である。図に
おいて、この装置は、耐圧容器としての球形貯蔵タンク
1と、該球形貯蔵タンク1内に設けられた複数の原料水
流通ダクト5と、該原料水流通ダクト5内にそれぞれ配
置されたコイル蒸発器4と、該コイル蒸発器4に冷媒を
供給する冷凍機6と、前記耐圧容器1の底部から原料水
を抜き出して前記原料水流通ダクト5の底部に供給する
原料水の循環手段としての原料水配管11および循環ポ
ンプ13と、前記球形貯蔵タンク1の底部から原料水内
に天然ガスを噴射する原料ガス供給手段としての原料ガ
ス配管10および原料ガス噴射ノズル7とから主として
構成されており、この装置は、球形貯蔵タンク1の上部
空間部と原料ガスの供給手段としての原料ガス配管10
を連結する未反応ガス循環配管9、球形貯蔵タンク1の
底部から液相を抜き出して負荷熱交換器15を経て融解
スプレー装置14から前記球形貯蔵タンク1の上部空間
部または液相内に戻す放熱負荷配管18、および球形貯
蔵タンク1の上部空間部に連結された製品ガス配管17
を備えている。なお、2は、保温材、3は、原料水、天
然ガスおよび生成したハイドートが混合したハイドレー
ト含有スラリ、8は、未反応ガス循環配管9に設けられ
たブロワ、12は、添加剤タンク、16は、製品ガス配
管17に設けられたヒータである。
Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a system of an apparatus for producing methane gas hydrate according to one embodiment of the present invention. In the figure, the apparatus comprises a spherical storage tank 1 as a pressure-resistant container, a plurality of raw water flow ducts 5 provided in the spherical storage tank 1, and a coil evaporator disposed in the raw water flow duct 5. , A refrigerator 6 for supplying a refrigerant to the coil evaporator 4, and a raw material as a means for circulating raw water for extracting raw water from the bottom of the pressure vessel 1 and supplying the raw water to the bottom of the raw water distribution duct 5. It mainly comprises a water pipe 11 and a circulation pump 13, and a raw gas pipe 10 and a raw gas injection nozzle 7 as raw gas supply means for injecting natural gas into the raw water from the bottom of the spherical storage tank 1, This apparatus comprises an upper space portion of a spherical storage tank 1 and a source gas pipe 10 as a source gas supply means.
The liquid phase is extracted from the unreacted gas circulation pipe 9 and the bottom of the spherical storage tank 1 and radiated from the melting spray device 14 via the load heat exchanger 15 and returned to the upper space or the liquid phase of the spherical storage tank 1. Load pipe 18 and product gas pipe 17 connected to the upper space of spherical storage tank 1
It has. 2 is a heat insulating material, 3 is a hydrate-containing slurry in which raw water, natural gas and generated hydrate are mixed, 8 is a blower provided in an unreacted gas circulation pipe 9, 12 is an additive tank, Reference numeral 16 denotes a heater provided in the product gas pipe 17.

【0010】このような構成において、球形貯蔵タンク
1に充填された原料水は、原料ガスの同伴を回避した状
態で、球形貯蔵タンク1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12から
所定量の添加剤が添加されたのち、原料水配管11およ
び原料水循環ポンプ13を経て圧力が、例えば約26〜
60kg/cm2 に調節された前記球形タンク1内の原
料水流通ダクト5の底部に流入し、コイル蒸発器4で冷
却されつつ上昇して球形貯蔵タンク1の内壁面に沿って
下降する、例えば約0〜6.5℃の循環流を形成する。
一方、原料ガスである天然ガスは、原料ガス配管10お
よび原料ガス噴射ノズル7を経て球形貯蔵タンク1の底
部から前記原料水の循環流内に噴射され、原料水と接
触、混合してメタンハイドレートが生成する。生成した
メタンハイドレートは、重力分離によって液相内を上昇
し、液相内上部に浮上して貯蔵され、濃縮する。未反応
天然ガスは、液相内を上昇して球形貯蔵タンク1の上部
空間部に滞留するが、球形貯蔵タンク1の圧力が一定に
制御されるので、ガス循環配管9を経て前記原料ガス配
管10に戻され、原料ガスとして再利用される。球形貯
蔵タンク1内は、上部空間部の未反応NG、液相上部の
NGHおよび液相下部の原料水の3層に重力分離する。
In such a configuration, the raw material water filled in the spherical storage tank 1 is extracted from the bottom of the spherical storage tank 1 in a state where the raw material gas is not entrained, and is added by a concentration controller (not shown). After a predetermined amount of additive is added from the tank 12, the pressure is increased, for example, to about 26 to about 26 through the raw water pipe 11 and the raw water circulation pump 13.
It flows into the bottom of the raw water flow duct 5 in the spherical tank 1 adjusted to 60 kg / cm 2 , rises while being cooled by the coil evaporator 4, and descends along the inner wall surface of the spherical storage tank 1, for example. A circulating stream of about 0-6.5 ° C is formed.
On the other hand, natural gas, which is a raw material gas, is injected from the bottom of the spherical storage tank 1 into the circulating flow of the raw water through the raw gas pipe 10 and the raw gas injection nozzle 7, and contacts and mixes with the raw water to form methane hydride. Rate generated. The generated methane hydrate rises in the liquid phase by gravity separation, floats at the upper part of the liquid phase, is stored, and is concentrated. The unreacted natural gas rises in the liquid phase and stays in the upper space of the spherical storage tank 1. However, since the pressure of the spherical storage tank 1 is controlled to be constant, the raw gas pipe is passed through the gas circulation pipe 9. It is returned to 10 and reused as a source gas. In the spherical storage tank 1, gravity separation is performed into three layers of unreacted NG in the upper space, NGH in the upper part of the liquid phase, and raw water in the lower part of the liquid phase.

【0011】本実施例によれば、ハイドレートを貯蔵す
る球形貯蔵タンク1内でハイドレートを製造することが
できるので、未反応ガスを容易に回収して再利用するこ
とができるコンパクトな装置となる。また生成したハイ
ドレートを含むスラリの輸送配管が不要となる。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。また、製造したNGHの融解冷
熱は建物の冷房、工場の冷熱等に有効利用することがで
きる。本実施例によれば、球形貯蔵タンク1内に設けら
れた原料水流通ダクト5の底部に原料水を供給するよう
にしたことにより、原料水の循環流速が高くなり、強制
対流による伝熱効果が向上する。
According to this embodiment, the hydrate can be produced in the spherical storage tank 1 for storing the hydrate, so that a compact device capable of easily recovering and reusing the unreacted gas is provided. Become. Further, a transportation pipe for the slurry containing the generated hydrate is not required. According to the present embodiment, by adopting the bubble column system in which natural gas bubbles are blown into the raw water, the calorific value generated in the chemical reaction process of NGH can be efficiently discharged out of the system through the raw water. Therefore, NGH can be manufactured efficiently and continuously. Further, the melting and cooling heat of the produced NGH can be effectively used for cooling a building, cooling a factory, and the like. According to the present embodiment, since the raw water is supplied to the bottom of the raw water flow duct 5 provided in the spherical storage tank 1, the circulation flow velocity of the raw water is increased, and the heat transfer effect due to forced convection is provided. Is improved.

【0012】本実施例によれば、原料水流通ダクト内に
は原料ガスが吹き込まれないので、コイル蒸発器4の管
外壁にメタンハイドレートが付着することがなく、良好
な伝熱性能を維持することができる。ダクトの外壁にメ
タンハイドレートが付着しても原料水の冷却能力には影
響を与えることはない。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、球形貯蔵タンク1の原料水
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15に通して作った温水を、放
熱負荷配管18を通して融解スプレー装置14から貯蔵
タンク1の気相または液相中にスプレーし、このとき生
成するNGを再生ガス抜き出し配管としての製品ガス配
管17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。N
GH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。
According to this embodiment, since the raw material gas is not blown into the raw water flow duct, methane hydrate does not adhere to the outer wall of the coil evaporator 4 and good heat transfer performance is maintained. can do. Even if methane hydrate adheres to the outer wall of the duct, the cooling capacity of the raw water is not affected. In the present embodiment, when the natural gas supply source cannot follow the gas demand and wants to melt the NGH and regenerate the NG, the raw water in the spherical storage tank 1 is extracted, and a cooling air conditioning system, a factory cooling / heating process device, etc. The hot water produced by passing through the load heat exchanger 15 is sprayed from the melting spray device 14 into the gas phase or the liquid phase of the storage tank 1 through the heat radiation load pipe 18, and NG generated at this time is used as a regeneration gas extraction pipe. Can be supplied to the user via the product gas pipe 17. Therefore, the device of the present invention can be installed near a gas user to serve as a relay base for gas supply. N
Physicochemical conditions for regenerating NG from GH 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.

【0013】本実施例において、経済性の高い球形貯蔵
タンク1内の圧力は、26〜60kg/cm2 、好まし
くは26〜50kg/cm2 、より好ましくは30〜4
0kg/cm2 である。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相変化が生じ易くなり、
ハイドレートの生成効率が低下する。なお、ハイドレー
トの圧力温度生成曲線により、上記圧力、温度を離れて
も生成条件を満たせばNGHを製造することができる。
本実施例において、原料水流通ダクト5は複数設けるこ
とが好ましく、その内部に配置されるコイル蒸発器4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 spherical storage tank 1 which is highly economical is 26 to 60 kg / cm 2 , preferably 26 to 50 kg / cm 2 , more preferably 30 to 4 kg / cm 2 .
It is 0 kg / cm 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 0 to 6.5.
° C, preferably 1 to 4 ° C. If the temperature is too high or too low, the hydrate phase changes easily,
Hydrate generation efficiency decreases. In addition, according to the pressure-temperature generation curve of the hydrate, NGH can be manufactured even if the pressure and temperature are deviated and the generation conditions are satisfied.
In the present embodiment, it is preferable to provide a plurality of raw water flow ducts 5, and it is preferable to supply the refrigerant to the coil evaporator 4 disposed inside thereof 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.

【0014】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。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、省エネ対策として本実施例の冷凍機
ユニットにおいて、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。本実施
例において、原料水流通ダクト5から流出し球形貯蔵タ
ンク1の内壁面に沿って下降する原料水が、原料水配管
11内へショーパスしないように内部構造を工夫するこ
とが好ましい。例えば原料水流通ダクト5の外側に偏流
板を設けたり、出口をラッパ状に成形したりすることに
よって前記ショートパスを防止できる。
In the present embodiment, as an additive to be added to the raw water, for example, a hydration inclusion accelerator such as ketones (eg, acetone) and aliphatic amines is 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. In this embodiment, during the NGH production operation, it is preferable to keep the radiation load system and the molten regeneration gas delivery system in a stopped state as much as possible. In addition, low-temperature seawater or river water can be effectively used in the refrigerator unit of this embodiment as an energy-saving measure. Furthermore, running costs can be reduced by using nighttime power. In the present embodiment, it is preferable to devise the internal structure so that the raw water flowing out of the raw water distribution duct 5 and descending along the inner wall surface of the spherical storage tank 1 does not show-pass into the raw water pipe 11. For example, the short path can be prevented by providing a drift plate outside the raw water flow duct 5 or forming the outlet into a trumpet shape.

【0015】図2は、天然ガス成分をハイドレート化す
る際の圧力温度平衡曲線を示す図である。図において、
天然ガスの主成分であるメタン、エタン、プロパンおよ
びブタンの各平衡曲線が示されており、それぞれの曲線
の左上部が各ガスがハイドレートとして存在し得る温度
および圧力領域である。天然の都市ガス(13A)はエ
タン(C2 6 )、プロパン(C3 8 )、ブタン(C
4 10)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
6 :C3 8 :C4 10=88:6:4:2である。図
2の圧力温度平衡曲線から明らかなように、NGH製造
過程ではブタンおよび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
のハイドレートミニマム生成条件である約0℃、26k
g/cm2 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。なお、ハイドレートが生成する反応速度
の関係で実際には未反応ガスが生じるが、この未反応ガ
スは原料ガスに循環して再利用できる。
FIG. 2 is a diagram showing a pressure-temperature equilibrium curve when hydrating a natural gas component. In the figure,
The equilibrium curves of methane, ethane, propane and butane, which are the main components of natural gas, are shown, and the upper left of each curve is the temperature and pressure region where each gas can exist as a hydrate. Natural city gas (13A) is ethane (C 2 H 6 ), propane (C 3 H 8 ), butane (C
4 H 10 ) and light hydrocarbons such as methane (CH 4 ). The composition volume ratio is approximately CH 4 : C 2 H
6 : C 3 H 8 : C 4 H 10 = 88: 6: 4: 2. As apparent from the pressure-temperature equilibrium curve in FIG. 2, in the process of producing NGH, butane and propane have a property of being more easily hydrated than methane. Therefore, for example, methane hydrate minimum production conditions of about 0 ° C. and 26 k
Assuming that the production apparatus is operated at g / cm 2 or more, heavy hydrocarbons other than methane are already in gas hydrate. Although an unreacted gas is actually generated due to a reaction rate at which hydrate is generated, the unreacted gas can be circulated to the source gas and reused.

【0016】本発明によれば、NGHの生成容器と貯蔵
容器を同一容器としたことにより、生成したNGHスラ
リの配管輸送が不要になるとともに、NGHが一旦生成
し始めた後は、原料水中に常にNGHスラリの一部が存
在することになるので、このNGH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、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。
According to the present invention, since the NGH generation container and the storage container are the same container, the transportation of the generated NGH slurry by piping is not required, and once the NGH starts to be generated, the NGH is once introduced into the raw water. Since a part of the NGH slurry is always present, the supercooling phenomenon at the time of NGH generation can be avoided by the seed crystal effect of the NGH 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, and it is possible to easily design and manufacture devices from small to large according to needs.

【0017】[0017]

【発明の効果】本願の請求項1に記載の発明によれば、
耐圧容器内に原料水が循環流通するダクトを設け、かつ
耐圧容器の底部に天然ガスを噴射する天然ガス供給手段
を設けたことにより、原料水と天然ガスとを効率よく接
触させてハイドレートを製造することができるととも
に、製造したハイドレートを耐圧容器内の液相上部に安
定に貯蔵することができる。本願の請求項2に記載の発
明によれば、未反応ガスの循環配管を設けたことによ
り、上記発明の効果に加え、原料である天然ガスを有効
利用することができる。本願の請求項3に記載の発明に
よれば、放熱負荷配管および再生ガス抜き出し配管を設
けたことにより、上記発明の効果に加え、製造、貯蔵し
たNGHを必要に応じて融解し、再生ガスを製品ガスと
してユーザーに供給することができる。
According to the invention described in claim 1 of the present application,
By providing a duct through which raw water circulates and circulates in the pressure vessel, and by providing a natural gas supply means for injecting natural gas at the bottom of the pressure vessel, the raw water and natural gas are efficiently brought into contact with each other to reduce hydrate. The hydrate can be produced, and the produced hydrate can be stably stored in the upper part of the liquid phase in the pressure vessel. According to the invention described in claim 2 of the present application, by providing the unreacted gas circulation pipe, the natural gas as the raw material can be effectively used in addition to the effects of the above invention. According to the invention described in claim 3 of the present application, by providing the heat radiation load pipe and the regeneration gas extraction pipe, in addition to the effects of the above invention, the produced and stored NGH is melted as necessary, and the regeneration gas is discharged. It can be supplied to users as product gas.

【0018】本願の請求項4に記載の発明によれば、耐
圧容器内に原料水の循環流を形成した後、圧力容器底部
から天然ガスを噴射して所定温度および圧力で前記原料
水と接触させることにより、原料水と天然ガスとの接触
が促進し、効率よくハイドレートが製造でき、また製造
したハイドレートを同一容器内に安定に貯蔵することが
できる。本願の請求項5記載の発明によれば、原料水の
温度調整を原料水流通ダクト内に配置したコイル蒸発器
によって行うことにより、上記発明の効果に加え、前記
コイル蒸発器の表面へのハイドレートの付着を防止して
ハイドレートを効率よく製造することができる。本願の
請求項6に記載の発明によれば、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、上記発明の
効果に加え、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、上記発明の効果に加え、NG
H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。
According to the fourth aspect of the present invention, after forming a circulating flow of the raw water in the pressure vessel, natural gas is injected from the bottom of the pressure vessel to come into contact with the raw water at a predetermined temperature and pressure. By doing so, the contact between the raw water and the natural gas is promoted, the hydrate can be efficiently produced, and the produced hydrate can be stably stored in the same container. According to the invention as set forth in claim 5 of the present application, by controlling the temperature of the raw water by the coil evaporator arranged in the raw water flow duct, in addition to the effect of the above-described invention, the surface of the coil evaporator can be cooled. Hydrate can be efficiently produced by preventing the rate from adhering. According to the invention described in claim 6 of the present application, the unreacted natural gas can be reused as the raw material gas, so that the utilization rate of the natural gas is increased in addition to the effect of the above invention. According to the invention described in claim 7 of the present application, in addition to the effects of the above invention, NG
The gas regenerated by melting H can be supplied to the user as a product gas.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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】天然ガス成分のハイドレート生成時の圧力温度
平衡曲線を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a pressure-temperature equilibrium curve at the time of hydrate generation of a natural gas component.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…球形貯蔵タンク、2…保温材、3…ハイドレート含
有スラリ、4…コイル蒸発器、5…原料水流通ダクト、
6…冷凍機、7…原料ガス噴射ノズル、8…ブロワ、9
…未反応ガス循環配管、10…原料ガス配管、11…原
料水配管、12…添加剤タンク、13…循環ポンプ、1
4…融解スプレー装置、15…負荷熱交換器、16…ヒ
ータ、17…製品ガス配管、18…放熱負荷配管。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spherical storage tank, 2 ... Heat insulation material, 3 ... Hydrate containing slurry, 4 ... Coil evaporator, 5 ... Raw material water distribution duct,
6 ... Refrigerator, 7 ... Source gas injection nozzle, 8 ... Blower, 9
... unreacted gas circulation pipe, 10 ... raw gas pipe, 11 ... raw water pipe, 12 ... additive tank, 13 ... circulation pump, 1
4 ... melting spray device, 15 ... load heat exchanger, 16 ... heater, 17 ... product gas piping, 18 ... radiation load piping.

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/06 F17C 9/02 F17C 9/02 11/00 B 11/00 C10L 3/00 A ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) C10L 3/06 F17C 9/02 F17C 9/02 11/00 B 11/00 C10L 3/00 A

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項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
耐圧容器内に設けられた原料水流通ダクトと、該原料水
流通ダクト内に配置されたコイル蒸発器と、該コイル蒸
発器に冷媒を供給する冷凍機と、前記耐圧容器の底部か
ら原料水を抜き出して前記原料水流通ダクトの底部に供
給する原料水の循環手段と、前記耐圧容器の底部から原
料水内に天然ガスを噴射する原料ガス供給手段とを有す
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 the predetermined high pressure; A raw water distribution duct, a coil evaporator disposed in the raw water distribution duct, a refrigerator for supplying a refrigerant to the coil evaporator, and a raw water drawn out from the bottom of the pressure-resistant container. An apparatus for producing methane hydrate, comprising: means for circulating raw water supplied to the bottom of a flow duct; and raw gas supply means for injecting natural gas into the raw water from the bottom of the pressure vessel.
【請求項2】 前記耐圧容器の上部空間部と前記原料ガ
ス供給手段を連結する未反応ガス循環配管を設けたこと
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. The apparatus for producing methane hydrate according to claim 1, wherein an unreacted gas circulation pipe connecting the upper space portion of the pressure vessel and the source gas supply means is provided.
【請求項3】 前記耐圧容器の底部から液相を抜き出し
て負荷熱交換器を経て耐圧容器の上部空間部または液相
内に戻す放熱負荷配管を設け、耐圧容器の上部空間部
に、再生ガスの抜き出し配管を連結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. A heat-dissipating load pipe for extracting a liquid phase from the bottom of the pressure-resistant container and returning the liquid phase to the upper space or the liquid phase of the pressure-resistant container via a load heat exchanger is provided. The methane hydrate production apparatus according to claim 1 or 2, wherein the extraction pipe is connected.
【請求項4】 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方
法であって、前記所定の高圧に耐え得る耐圧容器内に配
置された原料水流通ダクト内を上昇し、耐圧容器の内壁
面に沿って下降する原料水の循環流を形成し、該循環流
内に、前記耐圧容器の底部から天然ガスを噴射して0〜
6.5℃、26〜60kg/cm2 雰囲気で前記原料水
と接触させてメタンハイドレートを製造し、該メタンハ
イドレートを耐圧容器の液相内上部に貯蔵することを特
徴とするメタンハイドレートの製造方法。
4. A method for producing methane by producing hydrate by bringing natural gas and water into contact with each other under a predetermined high pressure, wherein the raw water is disposed in a pressure vessel capable of withstanding the predetermined high pressure. Forming a circulating flow of raw water that rises in the duct and descends along the inner wall surface of the pressure vessel, and in which natural gas is injected from the bottom of the pressure vessel into the circulating flow, from 0
Methane hydrate by producing methane hydrate by bringing it into contact with the raw water at 6.5 ° C. in an atmosphere of 26 to 60 kg / cm 2 , and storing the methane hydrate in the upper part of the liquid phase of the pressure vessel. Manufacturing method.
【請求項5】 前記原料水循環流の温度調節を、前記原
料水流通ダクト内に配置されたコイル蒸発器で行うこと
を特徴とする請求項4に記載のメタンハイドレートの製
造方法。
5. The method for producing methane hydrate according to claim 4, wherein the temperature of the raw water circulation stream is adjusted by a coil evaporator disposed in the raw water flow duct.
【請求項6】 前記耐圧容器の上部空間部の未反応天然
ガスを前記耐圧容器の底部に循環して原料ガスとして再
使用することを特徴とする請求項4または5に記載のメ
タンハイドレートの製造方法。
6. The methane hydrate according to claim 4, wherein unreacted natural gas in the upper space of the pressure vessel is circulated to the bottom of the pressure vessel and reused as a raw material gas. Production method.
【請求項7】 前記耐圧容器の底部から抜き出した液相
を負荷熱交換器で温度上昇させたのち耐圧容器の上部空
間部または液相内に戻し、メタンハイドレートの融解に
よって発生する再生ガスを製品ガスとして需要先に供給
することを特徴とする請求項4〜6の何れかに記載のメ
タンハイドレートの製造方法。
7. The temperature of the liquid phase extracted from the bottom of the pressure vessel is increased by a load heat exchanger, and then the liquid phase is returned to the upper space of the pressure vessel or into the liquid phase, and the regeneration gas generated by the melting of methane hydrate is removed. The method for producing methane hydrate according to any one of claims 4 to 6, wherein the methane hydrate is supplied to a customer as a product gas.
JP18650499A 1999-06-30 1999-06-30 Device for producing methane hydrate and method for producing the same Withdrawn JP2001010986A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18650499A JP2001010986A (en) 1999-06-30 1999-06-30 Device for producing methane hydrate and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18650499A JP2001010986A (en) 1999-06-30 1999-06-30 Device for producing methane hydrate and method for producing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001010986A true JP2001010986A (en) 2001-01-16

Family

ID=16189664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18650499A Withdrawn JP2001010986A (en) 1999-06-30 1999-06-30 Device for producing methane hydrate and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001010986A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110305706A (en) * 2019-07-08 2019-10-08 西南石油大学 A kind of preparation facilities and preparation method of novel diagenesis class natural gas hydrate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110305706A (en) * 2019-07-08 2019-10-08 西南石油大学 A kind of preparation facilities and preparation method of novel diagenesis class natural gas hydrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3975167A (en) Transportation of natural gas as a hydrate
JP2001010990A (en) Device for producing methane hydrate and method for producing the same
AU2008351793B2 (en) Clathrate hydrate with latent heat storing capability, process for producing the same, and apparatus therefor, latent heat storing medium, and method of increasing amount of latent heat of clathrate hydrate and processing apparatus for increasing amount of latent heat stored of clathrate hydrate
US4864831A (en) Ice storage refrigerating apparatus of direct contact type
JP2001010989A (en) Device for producing methane hydrate and method for producing the same
WO1991017392A1 (en) Methods and apparatuses for providing cool thermal storage and/or water purification
US5448892A (en) Methods and apparatuses for providing cool thermal storage and/or water purification
JP2001010985A (en) Device for producing natural gas hydrate and method for producing the same
JP4575206B2 (en) Method and apparatus for producing gas hydrate
JP2001010988A (en) Method for producing methane hydrate
JPH08504872A (en) Novel clathrate-producing medium and its use in thermal energy storage devices and methods of thermal energy storage and transfer
JP2001010986A (en) Device for producing methane hydrate and method for producing the same
CN204387683U (en) A kind of LNG stores supplier
JP2001280875A (en) Method for cool storing using mixture slurry of inclusion hydrate and ice and cool storage system
JPH11351775A (en) Thermal storage apparatus
JP3992773B2 (en) Gas storage facility using natural gas hydrate
JP2002060739A (en) Method for transporting cold heat, system therefor and method for operating the same
JP3992774B2 (en) Gas storage facility using natural gas hydrate
WO2024080285A1 (en) Liquefied gas vaporizer
JP4263163B2 (en) Gas hydrate pellet storage device and storage method thereof
JP4620359B2 (en) Gas hydrate delivery method
KR102548450B1 (en) Low-temperature heat exchanger for LNG
EP0649508A1 (en) Method and plant for converting gas into hydrate
JP2953827B2 (en) Ice storage device
JPH109494A (en) Storing and sending-out method for hydrocarbon

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060905